Istri Salehah

Memilih istri yang baik adalah perkara yang sangat penting.  Tidak ada seorang manusiapun yang berselisih mengenai hal ini.  Akan tetapi, yang diperselisihkan adalah bagaimana pilihan itu dikategorikan baik, apa berdasar pada harta, keturunan, kecantikan atau agama ? Maka, penasehat yang terpercaya adalah Rasulullah SAW sebagai berikut :
"Seorang wanita dinikahi karena 4 hal: (1) hartanya, (2) Nasab, keturunannya, (3) Kecantikannya, dan (4) Agamanya.  Maka pilihlah yang taat pada agama, niscaya kamu akan beruntung (HR Buchari).
Ketahuilah bahwa, sebaik-baik wanita adalah wanita yang solehah, sebagaimana sabda Nabi,
"Dunia adalah perhiasan dan sebaik-baik perhiasan adalah wanita solehah." (HR Muslim).
Wanita solehah adalah:
1.  Wanita yang menyenangkan hati suaminya
2. Senantiasa mengajak untuk berbuat kebaikan
3. Melarang dari keburukan
4. Memotivasi suaminya untuk beribadah
5. Bersabar dalam segala keadaan
(Dikutip dari Syaamil Al-Quran, The Miracle).

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Sifat Fisik dan Mikrostruktur dari Kamaboko yang ditambahkan dengan Eksopolisakarida Lactobacillus bulgaricus



SIFAT FISIK DAN MIKROSTRUKTUR DARI KAMABOKO YANG DITAMBAH DENGAN EKSOPOLISAKARIDA Lactobacillus bulgaricus

(Physical Properties and Microstucture of Kamaboko Added with Lactobacillus bulgaricus Exopolysaccharide)

Ratmawati Malaka and Metusalach

ABSTRACT

            Exopolysaccharides (EPS) are bioactive compounds produced by specific microbial that are exreted out the cell wall.  Their applications in foods, especially in milk products, have been studied.  In this experiments, the EPS extracted from L. bulgaricus was used in kamaboko, which is a pasta fish product.  Physical properties and microstructure of kamaboko were used to determine the effects of EPS in this product.  Physical properties evaluated were cooking lost and tenderness, and the structure formed between the EPS and kamaboko proteins was analyzed histologically.  Results showed that EPS improved the quality of the kamaboko by decreasing the cooking lost and increasing the texture of the kamaboko as confirmed by the microstructure properties.

 

Key words :  exopolysaccharide, kamaboko, microstructure, physical properties, Lactobacillus bulgaricus


ABSTRAK

            Eksopolisakarida adalah produk bioaktif yang dihasilkan oleh mikroba tertentu yang dieksresikan ke luar sel.  Aplikasi pada berbagai produk pangan telah pernah dicoba khususnya pada produk susu.  Pada penelitian ini aplikasi EPS dari L. bulgaricus dilakukan pada produk ikan yaitu kamaboko yang berupa produk pasta ikan.  Untuk melihat bagaimana pengaruh EPS pada produk ikan ini, dilakukan pengujian fisik dan mikrostruktur.  Pengujian fisik yang diukur adalah susut masak dan keempukan, dan kemudian reaksi yang terjadi antara EPS dan protein kamaboko dilihat dengan pembentukan struktur dengan membuat preparat histology.  Hasilnya menunjukkan bahwa terjadi peningkatan kualitas dengan terjadinya penurunan susut masak dan peningkatan tekstur yang dibuktikan dengan penampakan mikrostruktur.

Kata kunci :  eksopolisakarida, kamaboko, mikrostruktur, sifat fisik, Lactobacillus bulgaricus


PENDAHULUAN

            Eksopolisakarida (EPS) yang dihasilkan oleh L. bulgaricus merupakan hidrokoloid heteropolisakarida yang mampu membentuk gel ketika dipanaskan.  Aplikasi EPS bakteri seperti curdlan, dekstran, pullulans, gum xantan pada produk pangan telah dilaporkan oleh sejumlah peneliti (Harada et al., 1991; Nakao et al. 1991; Malaka, 1997; Broadbent et al., 2003). Aplikasi EPS pada produk ikan belum banyak diteliti. 
            Secara biokimia, struktur dan fungsi otot ikan serupa dengan hewan darat,  tetapi dalam proses pengolahan, myosin daging ikan kurang stabil dibandingkan dengan myosin pada daging hewan darat khususnya mamalia (Bechtel, 1986).  Hal ini disebabkan sifat miofibril ikan khususnya daya ikat air yang rendah sehingga mudah kehilangan daya emulsi dan kemampuan membentuk gel.
            Kamaboko merupakan salah satu produk daging ikan yang dihaluskan dan berbentuk pasta.  Produk ini populer di Jepang yang semakin berkembang dari tahun ke tahun antara lain, Chikuwa (kamaboko berbentuk silinder), satsumage (kamaboko berbentuk lembaran) dan sosis kamaboko (Pigott dan Turker, 1990).
            Sifat fungsional kamaboko dapat ditingkatkan dengan menambahkan bahan pengikat (binders) dari bahan hidrokoloid yang umumnya berupa polisakarida.  Oleh sebab iru pada penelitian ini dicoba digunakan EPS dari L. bulgaricus yang telah pernah digunakan pada produk susu, untuk melihat pengaruhnya terhadap sifat fisik dan  pembentukan struktur pada kamaboko.

METODE PENELITIAN

Pembuatan Kamaboko

            Surimi dibuat dari ikan teri putih segar yang diambil dari Tempat Pelelangan Ikan Paotere, Makassar.  Surimi dibuat berdasarkan formula Pigott dan Tucker (1990) yaitu ikan dicuci dengan air kran.  Kepala beserta isi perutnya dibuang dan dicuci kembali sampai bersih.  Selama pencucian ditambahkan garam 0,3% untuk meningkatkan kelarutan protein miofibril.  Ikan kemudian digrinder dan ditambahkan garam 0,3% dan es batu 10% kemudian dicuci dengan air sebanyak tiga kali.  Surimi kemudian dapat disimpan beku dan dibuat produk ikan berbasis surimi, seperti kamaboko dan sosis.
            Kamaboko kemudian dibuat dari surimi dengan ditambahkan tepung jagung sebanyak 30% dan 0,3% merica dan bawang putih.  EPS ditambahkan dengan konsentrasi 0%,  0,5% dan 1,0%;  kemudian dibuat pasta dan dicetak berbentuk selinder, lalu dikukus.

 

 Rancangan dan Desain Penelitian

            Rancangan penelitian yang diterapkan adalah Rancangan Acak Lengkap. Variabel bebas yang diuji adalah konsentrasi EPS yang ditambahkan pada produk ikan, yaitu :
K1 = 0,0%
K2 = 0,5 %
K3 = 1,0%
            Variabel tak bebas yang diuji adalah sifat fisik yaitu daya putus (keempukan), dan daya ikat air dengan mengukur susut masak.  Disamping itu untuk melihat pembentukan struktur reaksi antara protein dan EPS maka dibuat preparat histologi dengan pewarnaan Haematoxilin-Eosin dan diamati perubahan strukturnya menggunakan mikroskop dengan pembesaran 400 kali.

Pengukuran susut masak

            Susut masak daging adalah perbedaan antara bobot daging sebelum dan sesudah dimasak yang dinyatakan dalam persentase (%).  Metode pemasakan dalam air dilakukan dengan menggunakan metode Bouton et al. (1976) dalam Soeparno (1994).  Untuk perhitungan berat yang hilang selama pemasakan (cooking lost) digunakan rumus sebagai berikut :
% Susut Masak =   x 100%
Pengukuran daya putus /keempukan (Creuzot dan Dumont 1983 dalam Abustam, 1993).
            Keempukan kamaboko diukur dengan menggunakan CD-Shear Force yang dinyatakan dalam kg/cm2.  Sampel dipotong dengan luas penampang 1 cm2.  Sampel kemudian dimasukkan ke dalam lubang CD-shear Force.  Nilai skala CD-Shear Force dimasukkan dalam rumus sebagai berikut :
A =




Keterangan:  A  = Nilai daya putus (kg/cm2)
                     A’  = Tenaga yang digunakan (kg)
                        r  = Jari-jari pada lubang CD-Shear Force (0,635 cm)
                        p  = 3,14 

Analisa Data

            Data dianalisa dengan analisis ragam dan BNT dengan menggunakan program SPSS.  Model analisis matematik yang digunakan adalah :
                                    Yij = m +bi + eij
Dimana :
Yij  =  Nilai pengamatan pada satuan percobaan ke-j dari perlakuan ke-i (taraf ke i dari faktor konsentrasi EPS)
 m   =  Nilai tengah perlakuan
    bi = Pengaruh perlakuan ke-i dari (faktor konsentrasi EPS) terhadap susut masak dan keempukan. 
 eij =  Pengaruh galat penelitian pada pengamatan ke-j yang mendapatkan perlakuan ke-i
            Mikrostruktur dijelaskan secara deskriftif yang disertai dengan tampilan gambar-gambar.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Susut masak

Gambar 1 menunjukkan persentase susut masak dari kamaboko, yang semakin menurun dengan meningkatnya konsentrasi EPS.  Pada penambahan 1% EPS susut masak mendekati nol dalam artian hanya sedikit sekali terjadi susut masak.  Hal ini menunjukkan bahwa terjadi kenaikan kemampuan dari matriks kamaboko dalam menahan air sehingga kehilangan air dari matriks menjadi rendah.  Pengaruh pencampuran komponen saat pembuatan kamaboko menyebabkan terjadinya interaksi yang saling menunjang dalam pembentukan matriks protein-polisakarida melalui proses pemanasan pada suhu 80oC (Sobstad, 1988).  EPS dapat berfungsi sebagai bahan  pengental (viscosifying agents), bahan penstabil (stabilizers), pengemulsi (emulsifiers), bahan pembentuk gel (gelling agents) dan bahan pengikat air (water-binding agents).  EPS BAL telah dipertimbangkan sebagai bahan pengikat (thickening agents) generasi baru pada produk pangan,  EPS mampu meningkatkan sifat fisik dan rheologi produk dengan hanya menggunakan konsentrasi yang sangat rendah (Yang, 1999).
           
Gambar 1.  Daya putus (kg/cm2) dan susut masak (%) kamaboko dengan penambahan EPS konsentrasi 0,0, 0.5 dan 1%.  SmKAM = Susut Masak Kamaboko, DPKAM = Daya Putus Kamaboko.

            Analisis ragam menunjukkan bahwa konsentrasi EPS berpengaruh nyata  terhadap susut masak.  Analisa BNT menunjukkan perbedaan yang nyata dari masing-masing konsentrasi terhadap susut masak.  Hal ini memberikan indikasi bahwa pengunaan EPS dalam pembuatan kamaboko akan meningkatkan kualitas kamaboko dilihat dari susut masak.  Sifat fungsional daging ikan seperti kemampuan membentuk emulsi dan kemampuan mengikat air secara ektensif  dikembangkan pada pembuatan produk ikan seperti kamaboko dan jenis sosis ikan yang mulai popular di Jepang dan Amerika Serikat  (Bechtel, 1986).  Kesuksesan dalam pembuatan kamaboko sangat berhubungan dengan sifat miofibril ikan, khususnya daya ikat air, dimana pada umumnya daging ikan memiliki kemampuan daya ikat air sangat rendah, mudah kehilangan daya emulsi dan kemampuan membentuk gel. 
            Kamaboko dari ikan teri tidak dipisahkan dari tulang sehingga diharapkan mengandung cukup kalsium untuk komsumsi mulai anak-anak hingga orang tua.  Kamaboko merupakan salah satu produk daging ikan cincang yang perlu dipelajari untuk meningkatkan kualitasnya. 
            Di Jepang, umumnya dibuat dari ikan-ikan kualitas yang tidak cukup baik untuk dijual dalam keadaan segar, salah satunya adalah ikan teri.  Produk ini berbasis surimi yaitu ikan yang dihaluskan dan dicuci air untuk mengeluarkan bau ikan dan protein larut air.  Produk-produk lainnya yang berbasis surimi semakin berkembang dari tahun ke tahun antara lain chikuwa (kamaboko berbentuk silinder), satsumage (kamaboko berbentuk lembaran) atau sosis kamaboko (Pigott dan Turker, 1990).

Daya Putus (Keempukan)
            Daya putus yang menunjukkan keempukan kamaboko dapat dilihat pada Gambar 1.  Semakin tinggi konsentrasi EPS maka kamaboko semakin kurang empuk.  Dalam pengukuran kualitas suatu produk, ukuran keempukan adalah bersifat relatif.  Produk yang terlalu lembek kadang tidak begitu disukai konsumen, tetapi produk yang lebih kompak lebih disukai. Hal ini memberikan indikasi bahwa EPS dapat meningkatkan kekompakan atau kekenyalan produk kamaboko. 
            Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa konsentrasi EPS berpengaruh nyata terhadap daya putus kamaboko,  dan uji BNT menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang nyata antara masing-masing konsentrasi EPS.  Penambahan EPS konsentrasi 0,5% telah meningkatkan nilai daya putus yang menggambarkan peningkatan kekenyalan dari produk ikan.  Hasil tersebut memberikan indikasi kemungkinan terjadinya interaksi antara miofibril ikan-polisakarida maizena dan EPS yang menyebabkan terjadinya peningkatan struktur matriks kamaboko.

Mikrostruktur
            Gambar  3 menunjukkan mikrostruktur kamaboko yang memberikan illustrasi bahwa penambahan EPS menyebabkan peningkatan tekstur dengan terbentuknya struktur yang lebih kompak.  Mikrostruktur ini memperjelas hasil yang diperoleh dari pengukuran daya putus dan susut masak.  Daging halus yang baik adalah jika lubang-lubang yang terbentuk mempunyai diameter kurang dari 5 – 10 mm, dan pada pasta yang dihomogenkan sebaiknya lubang-lubang kurang dari 1 mm.  Untuk meningkatkan tekstrur maka dapat digunakan bahan pengikat seperti tepung pati, albumin, gula, atau protein tanaman (Pigott dan Tucker, 1990).  Penambahan bahan-bahan ini selain dapat meningkatkan sifat-sifat daya ikat air, juga dapat meningkatkan cita rasa.



0% EPS
 
 

 

0,5% EPS
 

1,0% EPS
 
EPS
 
Myosin ikan
 
Tepung Maizena
 

Gambar 2.  Mikrostruktur kamaboko dengan penambahan EPS (pembesaran 400x)

            Amano (1992) menyatakan bahwa untuk membuat struktur jenis sosis atau kamaboko menjadi elastis dan kompak maka dapat ditambahkan bahan yang dapat membuat rantai molekul  myosin menjadi panjang sehingga dapat menahan air.  Jika tekstur tidak kompak dan terlalu lembek maka eksudat air dari produk selama penyimpanan akan membentuk lekukan-lekukan air kecil yang cocok untuk pertumbuhan bakteri.  Kamaboko yang berkualitas baik akan membentuk jaringan myosin yang kompak. 
            Ada tiga teori pembentukan ikatan dalam matriks gel pada produk pangan.  Yang pertama adalah struktur terorganisasi dalam situasi seimbang yaitu energi potensial dalam sistim adalah minimum.  Pada sistim hidrokoloid dengan molekul padatan yang tinggi, maka kekuatan tolakan elektrostatik diantara molekul yang berdekatan dapat diminimalisasi jika molekul mempunyai konfigurasi tertentu.  Yang kedua adalah pembentukan ikatan kovalen yaitu kation divalensi secara efektif  membentuk jembatan antara dua kelompok anion yang berdekatan.  Yang ketiga adalah pembentukan ikatan hydrogen yaitu ion hydrogen bebas dalam air mengikat kelompok molekul yang mempunyai rantai terbuka misalnya kelompok karboksil pada molekul yang berdekatan (Printice, 1990).  Pembentukan struktur kamaboko dengan penambahan EPS kelihatannya berada pada teori yang ketiga.   Hal ini disebabkan karena pada umumnya polisakarida mampu mengikat sejumlah besar air (Aberle et al, 2001). 

KESIMPULAN

            Eksopolisakarida L. bulgaricus dapat meningkatkan kualitas kamaboko yang ditandai dengan peningkatan kualitas fisiknya yaitu peningkatan daya ikat air dan tekstur.  Penambahan EPS menyebabkan terjadinya peningkatan jaring-jaring matriks kamaboko yang lebih kompak.

UCAPAN TERIMA KASIH

            Terima kasih atas dukungan dana dari DIKTI melalui Proyek Hibah Bersaing.  Terima kasih kami sampaikan pula kepada  Budi dan Sapariyadi atas bantuannya di laboratorium, dan kepada Bapak Prof. Herry Sonjaya atas bantuannya membaca manuscript ini.

DAFTAR  PUSTAKA

Aberle, E.D., J.C. Forrest, D.E. Gerrard, E.W. Mills, H.B. Hedrick, M.D. Judge, R.A. Merkel.  2001.  Principles of Meat Science.  Fourth Edition.  Kendall/ Hunt Publishing Company.  Iowa.

Abustam, E.  1993.  Peranan Maturasi (Aging) terhadap Mutu Daging Sapi Bali yang Dipelihara Intensif dan dengan Penggemukan.  Laporan Hasil Penelitian.  Fakultas Peternakan, Universitas Hasanuddin, Makassar.

Amano, K.  1992.  Fish Sausage Processing. In Seafood Science and Technology.  Fishing News Books.  Cambridge.

Bechtel, P.J.  1986.  Muscle as Food.  Academic Press, Inc.  New York.

Broadbent, J.R., D.J. McMahon, D.L. Welker, C.J. Oberg, and S. Monineau.  2003.  Biochemistry, genetics, and applications of exopolysaccharide production in Streptococcus thermophilus: a review.  J. Dairy Science 86: 407 – 423.  Http://jds.fass.org/cgi/content/full/82/2/407.  Diakses 9 Oktober 2004.

Harada, T., Y. Kanzawa, K. Kanenaga, A. Koreeda, and A. Harada.  1991.  Electron microscopic studies on the ultrastructure of curdlan and other polysaccharides in gels used in foods.  Food Structure 10: 1-18.

Malaka, R.  1997.  Effects of Curdlan, a Bacteria Polysaccharide on the Physical Properties and Microstructure of Acid Milk Curd by Lactic Acid Fermentation.  Master thesis.  Faculty of Agriculture,  Miyazaki University.  Japan.

Nakao, Y., A. Konno, T. Taguchi, T. Tawada, H. Kasai, J. Toda, and M. Terasaki.  1991.  Curdlan: Properties and application to foods.  J. of Food Science 56 (3): 771 – 776.

Pigott, G.M. and B.W. Tucker.  1990.  Seafood:  Effects of Technology on Nutrition.  Marcell Dekker, Inc.  New York.

Printice, J.H.  1990.  Measurements in the Rheology of Foodstuffs.  Elsevier Applied Science Publishers.  London.

Sobstad, G.E.  1988.  Thermal Processing, Evaporation and Drying of Fish-Meat Product.  In Physical, Chemical and Biological Changes by Thermal Processing.  Applied Science Publishers Limited.  London.

Soeparno.  1994.  Ilmu dan Teknologi Daging.  Cetakan kedua.  Gadjah Mada University Press.  Yokyakarta.

Yang, V.Z., E. Huttunen, M. Staaf, G. Widmalm, H. Tenhu.  1999.  Separation, purification and characterization of extracellular polysaccharides produced by slime-forming Lactococcus lactis ssp. cremoris strains.  International Journal Dairy 9: 631 – 636.  www.elsevier.com/locate/idairy

Diterbitkan di Jurnal terakreditasi Torani 2006

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Rheological Properties and Microstructure of Acid Milk Curd by Curdlan Addition, a Polysaccharide from Bacteria


Rheological Properties and microstructure of Acid Milk Curd by Curdlan Addition, a Polysaccharide from Bacteria
(Sifat-Sifat Reologi dan Mikrostruktur Curd Susu Asam dengan Penambahan Curdlan, Polisakarida Bakteri)

Ratmawati Malaka1 and Sudirman Baco1

Abstrak
            Dalam industri susu, penggunaan polisakarida yang diproduksi bakteri adalah penting dalam peningkatan bentuk dan tekstur produk akhir.  Curdlan ditambahkan dalam makanan untuk meningkatkan kualitasnya dan juga digunakan untuk membuat makanan baru.  Tujuan  penelitian ini adalah untuk mengetahui sifat-sifat reologi dan mikrostruktur curd susu asam dengan penambahan curdlan yang difermentasi dengan bakteri asam laktat.  Curd susu asam dibuat dari susu skim rekonstitusi 10%, ditambahkan dengan 0 – 1% curdlan, kemudian dipanaskan pada suhu 85oC selama 30 detik, diinokulasi dengan 1% Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus B-5b dan diinkubasi pada 37oC selama 16 jam.  Viskositas, pH, hardness dan breaking energy curd susu asam yang mengandung curdlan meningkat dengan meningkatnya konsentrasi curdlan.  Pada kontrol curd susu asam tanpa curdlan hanya kasein misel dan Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus B-5b yang terdapat dalam mikrostruktur gel.  Secara umum, sedikit meningkat derajat ikatan kasein misel menjadi rantai dan kluster dengan adanya curdlan dibandingkan dengan curd susu asam kontrol.  Curdlan saat berinteraksi dengan kasein misel, kelihatannya seperti massa benang halus yang bergabung seperti tali antara satu kasein dengan kasein lainnya, dan/atau sebagai lapisan massa benang halus pada permukaan kluster kasein misel.
Kata Kunci: Polisakarida Bakteri, Curdlan, Curd Susu Asam, Sifat-Sifat Reologi, Mikrostruktur.

Abstract
     In dairy industry, the use of polysaccharide producing bacteria is of interest with respect to improvement of body and texture of milk product. Curdlan is added to foods to improve their properties and is also used to make new foods.  The objective of this study was to investigate the rheological properties and microstructure of acid milk curd with curdlan addition, fermented by lactic acid bacteria. The acid milk curd was made from 10% reconstituted skim milk (RSM), added with 0 - 1% of curdlan, heated at 85ºC for 30 sec, inoculated with 1% of Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus B-5b, and incubated at 37ºC for 16 h.  The viscosity, hardness and breaking energy of acid milk curd containing curdlan increased with increasing curdlan concentration.  In a control acid milk curd containing no curdlan (0% of curdlan), only casein micelles and Lb. Delbrueckii subsp. bulgaricus B-5b composed the gel microstructure.  In general, there was somewhat higher degree of linking casein micelles into chains and clusters in the presence of curdlan than in control acid milk curd. When curdlan interacted with casein micelles they appeared as fluffy mass joined by string between one-casein and the other, and/or a fluffy mass film on the surface of clusters of casein micelles.
Key word : Microbial polysaccharide curdlan, acid milk curd, rheological properties, Microstructure.



Introduction

     There have been many investigations involving optimization of milk curd texture. These studies have demonstrated that the total solid and fat levels in the milk, heat treatment of the milk prior to inoculation, homogenization, incubation conditions, and handling of the ripened coagulum will all affect the body of the final milk product. Another major way to affect the body yogurt is through the addition of stabilizers such as gelatin, pectin or another polysaccharides. Stabilizers are added to the product to increase viscosity as well as to decrease susceptibility to syneresis (Schellhaass and Morris, 1985).
     In dairy industry, the use of polysaccharide producing bacteria is of interest with respect to the improvement of body and texture of yogurt, in particularly in France and Netherlands where addition of plant or animal stabilizers is prohibited.
            Curdlan is extracellular slime polysaccharide of Alcaligenes faecalis var. myxogenes strain 10C3 where found by Harada for the first time at 1965. Harada was isolated, purified this polysaccharide and he concluded that curdlan is shown to contain about 10% succinic acid, 70 - 80% glucose, and small amounts of galactose and mannose and it seems to have beta-glycosidic linkages (Takahashi et al., 1986).  Curdlan is added to foods to improve their properties and is also used to make newfoods (Harada, 1992).
     Although polysaccharide has been widely investigated, little information exists on how effect polysaccharide in reconstituted skim milk fermented by lactic acid bacteria. This study determined the influence of curdlan on the rheological properties and microstructure of acid milk curd by lactic acid bacteria fermentation.

Materials and Methods
Lactic acid bacteria
            Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus B-5b were obtained from Japan Milk Product Technology Association, Tokyo, Japan. During the course of the investigation the culture were routinely propagated in 10% RSM. The RSM was autoclaved at 121ºC for 15 min. and tempered to 37ºC prior to inoculation.  A 0.1% inoculum was added to the RSM and the culture was allowed to incubate at 37ºC over night.
Preparation of acid milk curd
            Acid milk curd was made from 10% RSM. These milks were added with curdlan (Takeda Chemical Industries Ltd., Osaka, Japan) with different concentration (0%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8%, 1.0%), heated at 85ºC for 30 sec., cooled to 37ºC, inoculated with 1%(v/v) Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus B-5b, and incubated at 37ºC for 16 h.
Rheometric properties
     Curdlan added acid milk curds were studied toward the viscosity by using a viscometer (Tokimec Inc., Visconic ED-model).  Steady shear rate of 1-100/s along with a MK 50 rotor assembly and NV sensor system operating at 25ºC, viscosity was expressed as millipascals per sec.
     The hardness of acid milk curd was measured with a Sanwariken JK-T type rheometer (Sanwariken Ltd., Tokyo) as a curd knife cut the surface of milk curd. These measurement conditions were 1.44mm/sec in penetration speed of the curd knife, 18 cm/min in chart speed and 0.1V in sensitivity of a recorder.
            Breaking energy of acid milk curd (stress x strain) was estimated on the basis of curd harness, cross section of the curd knife (0.1963 cm), length of milk curd (4.9363 cm), and penetration depth of the knife (0.4807 cm). Elastic modulus, stress/strain was a measure of elasticity in the instance of solid matter. The detailed calculation of breaking energy and elastic modulus for milk curd was described previously (Ohashi et al., 1983).
            From the chart, value for X and Y were determined on the methods described by Ohashi et al., 1978), using the following equations and conditions.
     Hardness = dyn
     Breaking energy (dyn/cm2) = (G/A) x (a/L)
     Elastic Modulus (dyn/cm2) = (G/A) / (a/L)
     Where:
     G = Hardness (dyn),        A = Transversal area of knife,
     a = Knife penetration,       L = Height of sample.

Surface structure of Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus B-5b
            Appropriate dilutions of overnight Lb. bulgaricus subsp. Bulgaricus B-5b were spread on 5% skim milk agar plates with composition as follows:
             Skim milk        50.0 g                Yeast extracts      2.5 g
             Peptone            5.0 g                Glucose            1.0 g
             Agar              15.0 g
            These plates were incubated for 24-70 h at 37ºC.  A 2-4 mm cube of the agar with a colony on it was cut from each plate.  The sample were fixed in 2.5% glutaraldehyde solution for 24 h and post-fixed in 1% osmium tetraoxide solution for 5 h.  The samples were then soaked in a series of ethanol distilled water solutions (50, 60, 70, 80, 90, 95, 99.5% (v/v) ethanol) as intermediate fluid. Samples were allowed to stay for 10 min in each concentration, dried in a Hitachi HCP-2 type critical point drier (Hitachi Ltd., Tokyo), coated with gold in a Hitachi E-1030 type sputtercoater ((Hitachi Ltd., Tokyo), and examined with a Hitachi S-4100 type scanning electron microscope (SEM, Hitachi Ltd., Tokyo) at an accelerating voltage of 1.0 kV.
microstructure of milk curd
            A template was made by gluing 4x10 mm glass rods to the inside surface of a petridish cover.  A 3% agar solution (60ºC) was pored 13 mm deep into the petridish.  The template was then placed into the agar solution.  The template was removed after the agar had solidified, which resulted in the formation of cylindrical pores in the agar. The coagulated milk curd was then pipeted into the pores.  The surface was overlaid with 3% agar, which had been tempered to 45ºC.  After the agar overlay had solidified, 6 mm cubes containing a single cylindrical pore of coagulated milk, were cut out of the agar.  The agar cubes were fixed in 2.5% glutaraldehyde solution buffered at pH 7.0 with 0.1 M phosphate buffer, and then post-fixed in 1% osmium tetraoxide solution.  Samples were dehydrated in a graded alcohol series as described above, and then dried in a Hitachi HCP-2 type critical point drying apparatus (Hitachi Ltd., Tokyo), coated with gold in a Hitachi JFC-1 type, ion type sputter coater (Hitachi Ltd., Tokyo), and viewed in a Hitachi S-4100 type scanning electron microscope (Hitachi Ltd., Tokyo) at an accelerating voltage 1.0 kV.

Results and Discussion
Rheological properties
     Four kinds of rheological characterization have been examined in the experiment is viscosity, hardness, breaking energy and elastic modulus. However, there are many reason concerning with food quality control.
            The effect of curdlan concentration on the apparent viscosity of milk curd was determined as shown in the fig. 1. Curdlan have two types of gels, 'low set gel' if its heated at 60ºC and  'high set gel' if its heated at 95ºC (Takahashi et al., 1986) or above 80ºC (Harada et al., 1991).  We used heating at 85ºC for 15 sec.  The viscosity of acid milk curd containing curdlan increased with increasing curdlan concentration. Viscosity of acid milk curd on addition of curdlan (0-1%) and heated at 85ºC for 15 sec followed by inoculation with 1% Lb. delbrueckii subsp. Bulgaricus B-5b and incubation at 37ºC for 16 h, increased from 64.7 to 342.2 mpa/sec. The viscosity increased slowly between 0% and 0.4% concentration of curdlan, and increased linearly with an elevation of concentration above 0.4% curdlan concentration.  The increasing viscosity may be due to the fact that some casein, particularlyβ-casein, start to dissociate from the micelle, and dissolved casein molecules have a higher hydrodynamic volume. The addition of curdlan probably affected the hydrodynamic volume of casein micelle and acid milk curd formation. The use of curdlan in acid milk curd/yogurt increases the apparent viscosity and pH, however increasing pH is undesirable in yogurt making.  In yogurt, lactic acid produced by the bacterial culture lowers the pH below the iso-electric point and induced coagulum of casein (Harwalkar and Kalab, 1986).
            In the acid milk curd heated at 85ºC, hardness and breaking energy increased with increasing curdlan concentration (%). The breaking energy and hardness were not significant recognized between not-supplemented acid milk curd samples (0% of curdlan) and those with 0.2% curdlan concentration, and increased linearly with an elevation of concentration above 0.4% curdlan concentration.  This result can be explained in the microstructure of acid milk curd. The size of clusters of casein micelle was increased with increasing curdlan concentration, and curdlan added-acid milk curd, the pore dimensions are diminished, and the density of the matrix was increased. The individual casein may self associate or form associations with other fractions through hydrophobic or electrostatic interactions.
     Elastic modulus was demonstrated polynomial chart with increasing curdlan concentration.  Compared with acid milk curd with 0% curdlan (no addition curdlan), in the acid milk with 0.2% curdlan, elastic modulus decreased until 0.87x105 dyn/cm2, from 2.58x105 dyn/cm2.  Elastic modulus in acid milk curd with 0.4% of curdlan increased slowly from 0.76 to 2.50 x 105 dyn/cm in the acid milk curd with 1% of curdlan.
Microstructure of acid milk curd
     Scanning electron micrographs of the Lb. Delbrueckii subsp. Bulgaricus B-5b demonstrated that the surface appendages (slimy) is not present on the cell surface, indicated that the bacteria is non-ropy lactic acid bacteria.
     Thickening agents are used to improve the texture, increase the firmness, and prevent syneresis in yogurt.  This is important to help maintain good textural and visual properties during transportation and storage.
     The application of SEM to explain rheological behavior when studying exopolysaccharide-producing bacteria was used to help understand the mechanism and influence the physical properties.
            One of the reasons may be the relative difficulty of subjecting acid milk curd/yogurt to electron microscopy, particularly to scanning, because the fine yogurt network is very susceptible to electron beam damage (Kalab and Emmons, 1975).  Fixation, washing, and subsequent drying preserved the spatial configuration of the protein in the initial network.  Electron microscopy shows that the casein micelles were fused into chains and clusters, yet essentially retaining their globular shape in spite of the presence of bacteria possessing some proteolytic activity. The arrangement of the micelles and the formation of a protein skeleton created large free spaces inside the network, which are best seen under a scanning electron microscope. The casein micelles are easily distinguishable from lactic bacteria at magnifications over 2000x (Kalab and Emmons, 1975).
            It has already been mentioned that in yogurt, casein particle chains are linked at random and firm a matrix with relatively uniform pores (Harwalkar and Kalab, 1986) filled with the liquid phase (whey).  The milk curd containing curdlan, the pore dimensions are diminished, and the density of the matrix is increased.  In heated induced milk gels with high concentrations of milk proteins (14-20%), the protein network consisted of casein micelles either connected by short bridges or fused into long chains a clusters (Kalab and Emmons, 1975).
            Electron microscopy showed that yogurt consists of a protein matrix composed of chained and clustered casein particles. Chains are common in yogurt made from milk, which had been preheated to a minimum of 85ºC whereas large clusters of casein particles from the matrix of yogurt made from heated milk. Such a matrix is characterized by interstitial spaces (pores), the dimensions of which depend on the protein contention that matrix.  The casein micelles in milk started to disintegrate as the pH of the milk reached 5.5 due to the production of lactic acid by the bacterial culture.  The disintegration was most extensive at pH 4.8 but the proteins reaggregated into globular particles as the pH value was further decreased to 4.8 and lower (Harwalkar and Kalab, 1986). Yogurt made from heated skim milk, changes were not particularly conspicuous: individual micelles lost their sharp and smooth outlines and became ragged, grew somewhat in size and fused together into clusters and chains (Kalab and Emmons, 1975).
            In a control acid milk curd containing no curdlan, only casein micelles and lactic acid bacteria (Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus B-5b) composed the gel microstructure (Fig. 2A). In general, there was a slightly higher degree among linking casein micelles into chains and clusters in the presence of curdlan than in control acid milk curd (Fig. 2B-2F). 
     The lack of differences was attributed to the low curdlan concentration (0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0%) in the acid milk curd.  Kalab and Emmons (1975) found that in yogurt contain gelatin may be visible to electron microscopy in yogurt containing 2% and 10% gelatin. Teggazt and Morris (1990) suggested that in ropy cultures, the EPS in attached to the bacterial cell surface and also interacts with the casein. When curdlan interacted with casein micelle they appeared as fluffy mass join by string between one-casein micelles and other casein micelles, and/or fluffy mass film in the surface of cluster of casein micelles.  In acid milk curd with 0.6% curdlan concentration, string fluffy mass film were lower than acid milk curd with 1% curdlan concentration.

Conclusion
              The result from this investigation can be concluded that curdlan increased rheological properties of acid milk curd.  Scanning electron microscope of acid milk curd demonstrated that curdlan improve degree among linking casein micelles into chains and clusters in microstructure of acid milk curd.

Acknowledgments
              We would like to thank Professor Tomio OHASHI and Professor Kiyoshi YAMAUCHI for supervision. We are grateful for the financial support Takeda Chemical Ind., Ltd., OSAKA for providing the samples of curdlan used in the experiments and Laboratory of Biochemistry and Technology of Miyazaki University, Japan.


References

Harada T., Kanzawa Y., Kanenaga K., Koreeda A. and A. Harada.  1991. Electron microscopic studies on the ultrastructure of curdlan and other polysaccharides in gels used in foods. Food structure, 10: 1-18.

Harada T. 1992.  The story of research into curdlan and the bacteria producing it. Trends in glycoscience and glycotechnology, 4(17): 309-421.

Harwalkar V.R. and M. Kalab. 1986. Relationship between microstructure and susceptibility to syneresis in yogurt made from reconstituted nonfat dry milk. Food microstructure, 5: 287-294.

Kalab M. and D.B. Emmons. 1975. Milk gel structure. V. Microstructure of yogurt in relation to the presence of thickening agents. J. of dairy research, 42: 453- 458.

Ohashi T., Haga S., Fujino H., Taniyama S., Yamaguchi K. and T. Akiyama. 1978.  Studies on the physical properties of milk and milk product: on the hardness, breaking energy and elastic modulus of milk rennet curd. Nippon shokuhi kogyo gakkaishi, 25 (10): 38-40.

Ohashi T., Nagai S., Masaoka K., Haga S., Yamaguchi K. and N.F. Olson. 1983.  Physical properties and microstructure of cream Cheese. Nippon Shokuhin kogyo gakkaishi, 30(5): 303-307.

Schellhaass S.M. and H.A. Morris. 1985.  Rheological and scanning electron examination of skim milk gels obtained by fermenting with ropy and non-ropy strains of lactic acid bacteria. Food microstructure, 4: 279-287.

Takahashi F., Harada T., Koreeda A. and A. Harada. 1986.  Structure of curdlan that is resistant to (13) ß-D-glucanase. Carbohydrate polymers, 6: 407-421.

Teggazt J.A. and H.A. Morris. 1990.  Changes in the rheology and microstructure of ropy yogurt during shearing. Food structure, 9: 133- 138.











Figure 1. Relationships of curdlan concentration to the viscosity, harness, breaking energy and elastic modulus of acid milk curd, fermented by Lb. Delbruckii subsp. Bulgaricus B-5B at 37 ºC for 16 hours









                  A                                  B







               C                                  D







               E                                  F

Figure 2. Microstructure of acid milk curd (10% skim milk). A) 0% of curdlan (control), B) added 2% of curdlan, C) added 0.4% of curdlan, D) added 0.6% of curdlan, E) added 0.8% of curdlan, F) added 1.0% of curdlan, a) Lb. Delbrueckii subsp. Bulgaricus B-5b, b) casein micelles











Figure 3.  Microstructure of acid milk curd (10% reconstituted skim milk) with addition of 0.6% curdlan (18,000x).














Figure 4.  Microstructure of acid milk curd (10% reconstituted skim milk) with addition of 1.0% curdlan (18,000x).


1 Staf Jurusan Produksi Ternak, Fakultas Peternakan Universitas Hasanuddin

Di publikasi pada BIPP (terakreditasi) VIII (2): 142 - 147 (2001)

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS