Profil Metabolit Ekstraseluler, Produksi Gaba, serta Aktivitas Antioksidan pada Fermentasi Susu Menggunakan Kultur Lokal Tunggal dan Campuran

Bella Widya Ramadhanti, Prof. Dr. Ir. Tyas Utami, M.Sc.; Dian Anggraini Suroto, S.T.P., M.P., M.Eng., Ph.D.

2026 | Tesis | S2 Ilmu dan Teknologi Pangan

Lactiplantibacillus plantarum subsp. plantarum Dad-13 (Dad-13) yang merupakan bakteri probiotik dan memiliki kinerja yang baik sebagai starter fermentasi susu ketika dikombinasikan dengan Streptococcus thermophilus Dad-11 (Dad-11), namun metabolit ekstraseluler yang dihasilkan dari aktivitas metaboliknya masih belum banyak diteliti. Penelitian ini menyelidiki komponen ekstraseluler dan sifat fungsional susu yang difermentasi menggunakan kultur tunggal Dad-13 atau Dad-11, serta kombinasinya. Kultur campuran disiapkan dengan rasio Dad-13 dan Dad-11 sebesar 1:3 (b/b). Fermentasi susu dilakukan pada suhu 37? selama 24 jam dengan inokulum 1% (b/v). Selama fermentasi susu, pertumbuhan sel dan produksi asam diamati, sedangkan profil metabolit ekstraseluler, konsentrasi gamma-aminobutyric acid (GABA), dan aktivitas antioksidan dievaluasi sebelum dan setelah fermentasi. Hasil penelitian menunjukkan semua kultur mencapai pertumbuhan sel lebih dari 8 log CFU/mL, dengan produksi asam berkisar antara 0,58–0,71?n pH akhir antara 5,21–4,70. Fermentasi susu menghasilkan profil senyawa volatil yang berbeda antar kultur, dengan asam sebagai senyawa dominan, terutama pada susu yang difermentasi dengan Dad-11. Senyawa volatil utama pembentuk profil khas, antara lain acetic acid, 2-heptanone, 2-nonanone, 2-undecanone, 1-hexanol, nonanal, dan acetoin. Fermentasi susu juga menyebabkan terbentuk dan meningkatnya metabolit fungsional, seperti L-(+)-lactic acid, acetylcholine, betaine, indole-3-lactic acid, succinic acid, citric acid, palmitoleic acid, dan  folic acid. Fermentasi susu menggunakan kultur campuran menghasilkan konsentrasi GABA yang lebih tinggi dibandingkan kultur tunggal. Kultur tunggal maupun campuran menunjukkan kemampuan meningkatkan aktivitas antioksidan yang sebanding. Temuan ini mendukung potensi Dad-13 dan Dad-11, untuk pengembangan produk susu fungsional yang memberikan manfaat probiotik sekaligus sifat biofungsional tambahan.

Lactiplantibacillus plantarum subsp. plantarum Dad-13 (Dad-13) is a probiotic bacteria that has demonstrated promising performance as a starter culture in milk fermentation, particularly when combined with Streptococcus thermophilus Dad-11 (Dad-11); however, its extracellular metabolite profile has not yet been elucidated. This study investigated the extracellular components and functional properties of milk fermented with single cultures of Dad-13 or Dad-11, as well as their combination. The mixed culture was prepared at a 1:3 (w/w) ratio of Dad-13 to Dad-11. Milk fermentation was carried out at 37? for 24 h using a 1% (w/v) inoculum. Cell growth and acid production were evaluated, and extracellular metabolite profiles, ?-aminobutyric acid (GABA) content, and antioxidant activity were assessed before and after fermentation. All cultures achieved cell densities exceeding 8 log CFU/mL, with acid production ranging from 0.58 to 0.71% and final pH values between 5.21 and 4.70. Fermentation generated distinct volatile compound profiles among the cultures, with acids as the dominant compounds, particularly in milk fermented with Dad-11. Key volatile compounds identified included acetic acid, 2-heptanone, 2-nonanone, 2-undecanone, 1-hexanol, nonanal, and acetoin. Fermentation also led to the formation and enhancement of functional metabolites, such as L-(+)-lactic acid, acetylcholine, betaine, indole-3-lactic acid, succinic acid, citric acid, palmitoleic acid, and folic acid. The mixed culture produced higher levels of GABA compared with the single cultures, while all cultures exhibited a comparable increase in antioxidant activity. These results support the potential of Dad-13 and Dad-11, for the development of functional dairy products that deliver probiotic benefits alongside additional biofunctional properties.

Kata Kunci : susu fermentasi probiotik, sifat fungsional, senyawa volatil, gamma-aminobutyric acid, aktivitas antioksidan