KARAKTERISTIK ANTIBAKTERI ISOLAT Lactobacillus DARI TEMPOYAK

ABSTRAK

KARAKTERISTIK ANTIBAKTERI ISOLAT Lactobacillus _{DARI TEMPOYAK} Oleh

PRATIKA VIOGENTA

Antimikroba merupakan senyawa yang dikeluarkan oleh mikroorganisrne dan dapat menghambat atau membunuh mikroorganisme lain. Lactobacillus merupakan salah satu genus bakteri yang mampu menghasilkan senyawa antibakteri seperti asam organik, hidrogen peroksida (H2O2), karbon dioksida (CO2), diacetyl dan bakteriosin. Terdapat empat jenis isolat Lactobacillus dari tempoyak yaitu L1, L2, L3 dan L4. Keempat isolat Lactobacillus tersebut mampu menghambat pertumbuhan Escherichia coli. Namun, karakteristik antibakteri yang dihasilkan oleh ketiga isolat belum diketahui.

Tujuan dari penelitian ini adalah mendeteksi senyawa antibakteri yang dihasilkan isolat Lactobacillus L1, Lactobacillus L2, Lactobacillus L3 dan Lactobacillus L4 dengan cara mengukur total asam dan berat molekul bakteriosin isolat Lactobacillus L1, Lactobacillus L2, Lactobacillus L3 dan Lactobacillus L4.

Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium Biomolekuler FMIPA Unila. Penentuan karakterisasi jenis antibakteri dilakukan dua tahapan yaitu penentuan asam organik dan protein sebagai senyawa antibakteri. Asam organik ditetapkan dengan mengukur pH media kultur dan total asam melalui titrasi menggunakan 0,1 N NaOH.

Karakterisasi protein antibakteri dilakukan secara observasi. Karakterisasi protein antibakteri ditentukan dengan menetralkan supernatant kemudian diuji dengan metode difusi sumuran terhadap bakteri uji yaitu Esherchia.coli, Salmonella paratyphii ,

Bacillus substilis dan Staphilococcus aureus. Terbentuknya zona jernih menunjukkan zat antibakteri berupa protein, dilanjutkan dengan menetukan berat molekul protein yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri uji dengan menggunakan teknik Sodium Dodecyl Sulfat Polyakrilamide Gel Elektoforesis (SDS-PAGE).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa antibakteri yang dihasilkan dari isolat Lactobacillus L1, Lactobacillus L2, Lactobacillus L3 dan Lactobacillus L4 berupa senyawa asam organik. Isolat Lactobacillus L1, L2, L3 dan L4 menghasilkan asam organik maksimum berturut-turut yaitu sebesar 37,15 untuk Lactobacillus L1, 36,13 untuk Lactobacillus L2, 29,94 untuk Lactobacillus L3, dan 7,89 untuk Lactobacillus L4. Selama fermentasi berlangsung, total asam organik yang diproduksi oleh keempat isolat Lactobacillus meningkat hingga hari ke 5 waktu produksi. Dari hasil SDS-Page diperoleh pada isolat L1, L2 dan L3 tidak terdapat pita protein yang terbentuk, sedangkan isolat Lactobacillus L4 menghasilkan protein dengan berat molekul 15 kDa, 24 kDa, 53 kDa dan 169 kDa akan tetapi bukan sebagai antibakteri

V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut : 1. Senyawa antibakteri yang dihasilkan oleh keempat isolat Lactobacillus yaitu berupa asam organik.

2. Isolat Lactobacillus L1 paling berpotensi menghasilkan asam organik sebesar 37,15

dibandingkan dengan isolat Lactobacillus L2 sebesar 36,13, isolat Lactobacillus L3 sebesar 29,94 dan isolat Lactobacillus L4 sebesar 7,98.

3. Waktu dalam mencapai total asam maksimum isolat Lactobacillus L1, Lactobacillus L2, Lactobacillus L3 dan Lactobacillus L4 pada hari ke-5 waktu produksi.

4. Isolat Lactobacillus L1, Lactobacillus L2 dan Lactobacillus L3 tidak menghasilkan protein sedangkan isolat Lactobacillus L4 menghasilkan protein dengan berat molekul 15 kDa, 24 kDa, 53 kDa dan 169 kDa akan tetapi bukan sebagai antibakteri.

B. Saran

Perlu diadakan penelitian lanjutan untuk mengetahui kadar potein penghambat dan nilai optimum dari asam organik yang dihasilkan isolat Lactobacillus _{dari tempoyak dengan}

memperbanyak waktu produksi dan mengetahui kondisi optimum pertumbuhan dari keempat isolat Lactobacillus _{seperti suhu dan pH.}

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Lactobacillus merupakan salah satu mikroorganisme yang aman jika ditambahkan dalam bahan pangan karena sifatnya tidak tosik dan tidak menghasilkan toksik. Bahkan, Lactobacillus bermanfaat bagi kesehatan dan meningkatkan keamanan bahan pangan melalui penghambatan secara alami terhadap pertumbuhan mikroorganisme berbahaya yang menyebabkan pembusukan pada makanan maupun menyebabkan penyakit. Lactobacillus berfungsi sebagai pengawet makanan karena mampu memproduksi senyawa antibakteri seperti asam organik, hidrogen peroksida (H2O2), karbon dioksida (CO2), diacetyl dan bakteriosin (Kusmiati dan Malik, 2002).

Lactobacillus ditemukan pada produk-produk makanan fermantasi seperti

thongcai, lemma, tempoyak, ikan fermentasi, tauco, rebung asin dan sawi asin (Wulandari, 2005). Tempoyak merupakan salah satu jenis makanan tradisional yang melibatkan bakteri Lactobacillus dalam prosesnya. Tempoyak berasal dari daging buah durian yang diolah dengan cara fermentasi secara spontan dengan menambahkan garam 6-16 % dalam wadah tertutup. Tempoyak dikenal di Indonesia, terutama di Sumatera dan Kalimatan serta Malaysia (Yuliana dan Garcia, 2010). Isolat yang ditemukan

di dalam tempoyak antara lain Lactobacillus plantarum, L. brevis, L. mali, L. fermentum L.casei, dan L. corynebacterium. Jenis bakteri asam laktat lain yang juga ditemukan pada tempoyak yaitu Leuconostoc mesenteroides, Pediacoccus acidilactici dan Weisella mesenteroides ( Yuliana dan Garcia, 2009).

Ekowati (2000) melaporkan bahwa dua jenis isolat Lactobacillus yang diperoleh dari tempoyak mampu menghambat pertumbuhan Escherchia coli dan Streptococcus haemoliticus. Konsentrasi filtrat kedua isolat Lactobacillus tersebut mulai dari 40 % (v/v) efektif menurunkan jumlah sel bakteri E. coli dan S. haemoliticus. Berdasarkan hasil analisis asam organik, isolat Lactobacillus memproduksi asam laktat 0,4257 % (v/v), asam asetat 0,0717 % (v/v), asam propionat 0,0502 % (v/v), dan asam butirat 0,01 % (v/v).

Ekowati (2009) memperoleh tiga jenis isolat Lactobacillus dari tempoyak yaitu L1, L2 dan L3. Ketiga isolat Lactobacillus tersebut mampu menghambat pertumbuhan Escherichia coli. Daya hambat zat antibakteri dari ketiga isolat terhadap pertumbuhan Escherichia coli relatif sama, yang terlihat dari diameter zona hambat berkisar 1,65 cm-2,2 cm. Hal ini menunjukkan bahwa ketiga isolat tersebut menghasilkan suatu senyawa antibakteri tertentu. Menurut Ogunbawo et all

(2003), Lactobacillus plantarum ST194BZ menghasilkan senyawa antibakteri dalam bentuk asam organik dan protein. Jenis senyawa antibakteri yang dihasilkan oleh ketiga isolat belum diketahui. Berdasarkan permasalahan tersebut maka perlu

dilakukan penelitian mengenai karakteristik antibakteri yang dihasilkan oleh isolat Lactobacillus dari tempoyak.

B. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi senyawa antibakteri yang dihasilkan isolat Lactobacillus dari tempoyak.

C. Kerangka Pemikiran

Lactobacillus dapat diisolasi dari makanan yang telah mengalami fermentasi seperti tempoyak. Pada proses terbentuknya tempoyak, penambahan garam dapur sebesar 3-7 % pada daging buah durian akan menyebabkan Lactobacillus tumbuh dengan baik. Hasil metabolit Lactobacillus pada tempoyak terbentuk asam-asam organik dari karbohidrat yang berasal dari daging buah durian. Beberapa asam organik dapat bersifat toksik terhadap mikroorganisme patogen ataupun mikroorganisme pembusuk pada makanan. Isolat Lactobacillus yang diperoleh dari tempoyak berpotensi menghasilkan senyawa antibakteri yang mampu menghambat pertumbuhan Escherichia coli. Daya hambat zat antibakteri dari ketiga isolat terhadap pertumbuhan

Escherichia coli relatif sama, yang terlihat dari diameter zona hambat berkisar 1,65 cm – 2,2 cm. Lactobacillus yang berasal dari tempoyak mampu memproduksi jenis asam-asam organik, yaitu asam laktat 0,4257 % (v/v), asam asetat 0,0717 % (v/v), asam propionat 0,0502 % (v/v), dan asam butirat 0,01 % (v/v). Senyawa-senyawa tersebut dapat menghambat pertumbuhan dari bakteri patogen dan

bakteri pembusuk makanan sehingga dapat digunakan sebagai zat antibakteri. Pada umumnya tidak hanya asam organik yang dihasilkan Lactobacillus mampu menghambat mikroorganisme lain tetapi terdapat senyawa lain yang ikut berperan di dalam penghambatan pertumbuhan bakteri pembusuk dan patogen seperti H2O2, diasetil, CO2, dan bakteriosin. Dalam metabolisme

Lactobacillus, ada kemungkinan Lactobacillus yang berasal dari tempoyak mengubah asam-asam organik menjadi asam amino. Asam – asam amino tersebut dapat digunakan oleh Lactobacillus untuk menyusun bakteriosin atau protein penghambat. Bakteriosin merupakan substansi protein yang dikode oleh plasmid, umumnya mempunyai berat molekul kecil serta memiliki aktivitas menghambat pertumbuhan bakteri lain (bakterisidal), terutama yang memiliki kekerabatan erat secara filogenik.

Bakteriosin dihasilkan oleh bakteri Lactobacillus antara fase logaritmik dan awal fase stasioner. Faktor lingkungan sangat mempengaruhi pertumbuhan bakteri Lactobacillus maupun hasil metabolitnya. Penambahan substrat seperti ekstrak yeast (3%), NaCl (1.0-2.0%), glukosa (1.0%) dan Tween 80 (0.5%) menghasilkan bakteriosin dalam jumlah optimal. Substrat-substrat tersebut digunakan Lactobacillus sebagai prekursor senyawa antibakteri. Aktivitas maksimal bakteriosin dicapai pada awal pH 5.5 dan diinkubasi antara 48 jam hingga 60 jam pada suhu 30 – 37 oC. D. Hipotesis

Hipotesis yang diajukan yaitu isolat Lactobacillus dari tempoyak dapat menghasilkan antibakteri berupa senyawa asam organik dan protein.

E. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai jenis

senyawa antibakteri yang dihasilkan oleh isolat Lactobacillus _{dari tempoyak dalam menghambat} pertumbuhan bakteri lain. Selanjutnya informasi ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai biopreservatif terhadap bahan pangan.

B. Saran

Perlu diadakan penelitian lanjutan untuk mengetahui kadar potein penghambat dan nilai optimum dari asam organik yang dihasilkan isolat Lactobacillus _{dari tempoyak dengan}

memperbanyak waktu produksi dan mengetahui kondisi optimum pertumbuhan dari keempat isolat Lactobacillus _{seperti suhu dan pH.}

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Lactobacillus merupakan salah satu mikroorganisme yang aman jika ditambahkan dalam bahan pangan karena sifatnya tidak tosik dan tidak menghasilkan toksik. Bahkan, Lactobacillus

bermanfaat bagi kesehatan dan meningkatkan keamanan bahan pangan melalui penghambatan secara alami terhadap pertumbuhan mikroorganisme berbahaya yang menyebabkan pembusukan pada makanan maupun menyebabkan penyakit. Lactobacillus berfungsi sebagai pengawet makanan karena mampu memproduksi senyawa antibakteri seperti asam organik, hidrogen peroksida (H2O2), karbon dioksida (CO2), diacetyl dan bakteriosin

(Kusmiati dan Malik, 2002).

Lactobacillus ditemukan pada produk-produk makanan fermantasi seperti

thongcai, lemma, tempoyak, ikan fermentasi, tauco, rebung asin dan sawi asin (Wulandari, 2005). Tempoyak merupakan salah satu jenis makanan tradisional yang melibatkan bakteri Lactobacillus

dalam prosesnya. Tempoyak berasal dari daging buah durian yang diolah dengan cara fermentasi secara spontan dengan menambahkan garam 6-16 % dalam wadah tertutup. Tempoyak dikenal di Indonesia, terutama di Sumatera dan Kalimatan serta Malaysia (Yuliana dan Garcia, 2010). Isolat yang ditemukan

di dalam tempoyak antara lain Lactobacillus plantarum, L. brevis, L. mali, L. fermentum L.casei,

dan L. corynebacterium. Jenis bakteri asam laktat lain yang juga ditemukan pada tempoyak yaitu

Leuconostoc mesenteroides, Pediacoccus acidilactici dan Weisella mesenteroides ( Yuliana dan Garcia, 2009).

Ekowati (2000) melaporkan bahwa dua jenis isolat Lactobacillus yang diperoleh dari tempoyak mampu menghambat pertumbuhan Escherchia coli dan Streptococcus haemoliticus. Konsentrasi filtrat kedua isolat Lactobacillus tersebut mulai dari 40 % (v/v) efektif menurunkan jumlah sel bakteri E. coli dan S. haemoliticus. Berdasarkan hasil analisis asam organik, isolat Lactobacillus

memproduksi asam laktat 0,4257 % (v/v), asam asetat 0,0717 % (v/v), asam propionat 0,0502 % (v/v), dan asam butirat 0,01 % (v/v).

Ekowati (2009) memperoleh tiga jenis isolat Lactobacillus dari tempoyak yaitu L1, L2 dan L3. Ketiga isolat Lactobacillus tersebut mampu menghambat pertumbuhan Escherichia coli. Daya hambat zat antibakteri dari ketiga isolat terhadap pertumbuhan Escherichia coli relatif sama, yang terlihat dari diameter zona hambat berkisar 1,65 cm-2,2 cm. Hal ini menunjukkan bahwa ketiga isolat tersebut menghasilkan suatu senyawa antibakteri tertentu. Menurut Ogunbawo et all

(2003), Lactobacillus plantarum ST194BZ menghasilkan senyawa antibakteri dalam bentuk asam organik dan protein. Jenis senyawa antibakteri yang dihasilkan oleh ketiga isolat belum diketahui. Berdasarkan permasalahan tersebut maka perlu

dilakukan penelitian mengenai karakteristik antibakteri yang dihasilkan oleh isolat Lactobacillus

dari tempoyak. B. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi senyawa antibakteri yang dihasilkan isolat

Lactobacillus dari tempoyak. C. Kerangka Pemikiran

Lactobacillus dapat diisolasi dari makanan yang telah mengalami fermentasi seperti tempoyak. Pada proses terbentuknya tempoyak, penambahan garam dapur sebesar 3-7 % pada daging buah durian akan menyebabkan Lactobacillus tumbuh dengan baik. Hasil metabolit Lactobacillus pada tempoyak terbentuk asam-asam organik dari karbohidrat yang berasal dari daging buah durian. Beberapa asam organik dapat bersifat toksik terhadap mikroorganisme patogen ataupun mikroorganisme pembusuk pada makanan. Isolat Lactobacillus yang diperoleh dari tempoyak berpotensi menghasilkan senyawa antibakteri yang mampu menghambat pertumbuhan

Escherichia coli. Daya hambat zat antibakteri dari ketiga isolat terhadap pertumbuhan

Escherichia coli relatif sama, yang terlihat dari diameter zona hambat berkisar 1,65 cm – 2,2 cm. Lactobacillus yang berasal dari tempoyak mampu memproduksi jenis asam-asam organik, yaitu asam laktat 0,4257 % (v/v), asam asetat 0,0717 % (v/v), asam propionat 0,0502 % (v/v), dan asam butirat 0,01 % (v/v). Senyawa-senyawa tersebut dapat menghambat pertumbuhan dari bakteri patogen dan

bakteri pembusuk makanan sehingga dapat digunakan sebagai zat antibakteri. Pada umumnya tidak hanya asam organik yang dihasilkan Lactobacillus mampu menghambat mikroorganisme lain tetapi terdapat senyawa lain yang ikut berperan di dalam penghambatan pertumbuhan bakteri pembusuk dan patogen seperti H2O2, diasetil, CO2, dan bakteriosin. Dalam metabolisme

Lactobacillus, ada kemungkinan Lactobacillus yang berasal dari tempoyak mengubah asam-asam organik menjadi asam amino. Asam – asam amino tersebut dapat digunakan oleh Lactobacillus

untuk menyusun bakteriosin atau protein penghambat. Bakteriosin merupakan substansi protein yang dikode oleh plasmid, umumnya mempunyai berat molekul kecil serta memiliki aktivitas menghambat pertumbuhan bakteri lain (bakterisidal), terutama yang memiliki kekerabatan erat secara filogenik.

Bakteriosin dihasilkan oleh bakteri Lactobacillus antara fase logaritmik dan awal fase stasioner. Faktor lingkungan sangat mempengaruhi pertumbuhan bakteri Lactobacillus maupun hasil metabolitnya. Penambahan substrat seperti ekstrak yeast (3%), NaCl (1.0-2.0%), glukosa (1.0%) dan Tween 80 (0.5%) menghasilkan bakteriosin dalam jumlah optimal. Substrat-substrat tersebut digunakan Lactobacillus sebagai prekursor senyawa antibakteri. Aktivitas maksimal bakteriosin dicapai pada awal pH 5.5 dan diinkubasi antara 48 jam hingga 60 jam pada suhu 30 – 37 oC. D. Hipotesis

Hipotesis yang diajukan yaitu isolat Lactobacillus dari tempoyak dapat menghasilkan antibakteri berupa senyawa asam organik dan protein.

E. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai jenis

senyawa antibakteri yang dihasilkan oleh isolat Lactobacillus _{dari tempoyak dalam menghambat} pertumbuhan bakteri lain. Selanjutnya informasi ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai biopreservatif terhadap bahan pangan.