Optimasi Produksi Antimikroba Dari Lactobacillus Plantarum Lipi13-2-Bal011 Dengan Simulasi Permukaan Respon

OPTIMASI PRODUKSI ANTIMIKROBA DARI Lactobacillus
plantarum LIPI13-2-BAL011 DENGAN SIMULASI
PERMUKAAN RESPON

AYU SYAFITRI S

DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Optimasi Produksi
Antimikroba dari Lactobacillus plantarum LIPI13-2-BAL011 Dengan Simulasi
Permukaan Respon adalah benar karya saya sebagai bagian dari kegiatan
penelitian di Pusat Penelitian Bioteknologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
(LIPI) Cibinong, Bogor dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak

diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, September 2015
Ayu Syafitri S
NIM G84110002

ABSTRAK
AYU SYAFITRI S. Optimasi Produksi Antimikroba dari Lactobacillus plantarum
LIPI13-2-BAL011 dengan Simulasi Permukaan Respon. Dibimbing oleh
SYAMSUL FALAH dan ROHMATUSSOLIHAT.
Lactobacillus plantarum merupakan spesies bakteri asam laktat (BAL) yang
telah banyak digunakan sebagai antimikroba. Penelitian ini bertujuan melakukan
optimasi produksi antimikroba dari L. plantarum LIPI13-2-BAL011
menggunakan simulasi permukaan respon (RSM) terhadap Staphylococcus
aureus, Bacillus subtilis dan Candida albicans. Optimasi produksi isolat L.
plantarum dilakukan dengan kombinasi glukosa, NaCl, inokulum, dan suhu
berbeda selama 48 jam. Aktivitas daya hambat dilakukan dengan metode difusi
cakram dan dilusi cair. Isolat L. plantarum LIPI13-2-BAL011 lebih optimal
menghasilkan senyawa antimikroba dalam media cair de Mann Rogose Sharpe
(MRS) pada keadaan statis. Kondisi optimum produksi antimikroba terhadap S.

aureus dengan persen penghambatan representatif 99.34% adalah menggunakan
substrat glukosa 1.99%, NaCl 3.01%, inokulum 3.74%, dan suhu 31.6 oC. Kondisi
optimum produksi antimikroba terhadap C. albicans dengan indeks zona bening
representatif 1.9160 adalah glukosa 1.63%, NaCl 3.4%, inokulum 3.03%, dan
suhu 33.74 oC. Kondisi optimum produksi antimikroba terhadap B. subtilis tidak
dapat ditentukan dengan faktor dan variabel yang digunakan.
Kata kunci: antimikroba, Lactobacillus plantarum LIPI13-2-BAL011, RSM

ABSTRACT
AYU SYAFITRI S. Optimization of Antimicrobial Production from Lactobacillus
plantarum LIPI13-2-BAL011 Using Response Surface Methodology. Supervised
by SYAMSUL FALAH and ROHMATUSSOLIHAT.
Lactobacillus plantarum is a species of lactic acid bacteria (LAB), which is
widely used as antimicrobial. The objective of this research was to optimize the
antimicrobial production by L. plantarum LIPI13-2-LAB011 using Response
Surface Methodology (RSM) against Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis and
Candida albicans. Optimization of production Lactobacillus plantarum LIPI13-2LAB011 did with different combination of glucose, NaCl, inoculum, and
temperature for 48 hours. Inhibitory activity performed by disk diffusion method
and broth dilution method. Lactobacillus plantarum LIPI13-2-LAB011 was more
optimal to produce antimicrobial compounds in de Mann Rogose Sharpe (MRS)

broth at static state. The optimum conditions of antimicrobial production against S.
aureus were used substrates 1.99% glucose, 3.01% NaCl, 3.74% inoculum, and
incubation at 31.6 °C, with representative inhibition was 99.34%. The optimum
conditions of antimicrobial production against C. albicans were 1.63% glucose,
3.4% NaCl, 3.03% inoculum, and incubated at 33.74 ° C, with 1.9160 of
representative index of clear zone. The optimum condition of antimicrobial
production against B. subtilis can’t be determined by factors and variables used.
Keywords: antimicrobial, Lactobacillus plantarum LIPI13-2-LAB011, RSM

OPTIMASI PRODUKSI ANTIMIKROBA DARI Lactobacillus
plantarum LIPI13-2-BAL011 DENGAN SIMULASI
PERMUKAAN RESPON

AYU SYAFITRI S

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Biokimia

DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang
dipilih dalam penelitian ini ialah Optimasi Produksi Antimikroba dari
Lactobacillus plantarum 13-2-BAL011 dengan Simulasi Permukaan Respon.
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari - Mei 2015 di Laboratorium
Mikrobiologi Terapan, Pusat Penelitian (Puslit) Bioteknologi, Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong, Bogor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Syamsul Falah, SHut MSi
dan Ibu Rohmatussolihat, SSi MSi selaku pembimbing yang telah banyak
memberi saran, kritik, dan bimbingan. Terima kasih juga penulis sampaikan
kepada Puslit Bioteknologi LIPI Cibinong yang telah mendanai penelitian ini,
serta Pak Kukun, Kak Mira, dan Kak Joni dari Puslit Bioteknologi LIPI Cibinong

yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Terima kasih
juga penulis sampaikan kepada Kak Nia, Qudsi dan Shareen selaku teman-teman
satu bimbingan, serta Kak Wulan, Muzakkir, dan Kak Bambang yang telah
membantu dan memberi dukungan kepada penulis. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada ayah, ibu, Ninis dan Rani atas doa, semangat, dan kasih
sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, September 2015
Ayu Syafitri S

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
METODE
Bahan dan Alat
Metode
HASIL

Medium Terseleksi untuk Produksi Senyawa Antimikroba
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap S. aureus
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap B. subtilis
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap C. albicans
PEMBAHASAN
Medium Terseleksi untuk Produksi Senyawa Antimikroba
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap S. aureus
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap B. subtilis
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap C. albicans
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

viii
viii
viii
1

2
2
2
4
4
5
7
8
11
11
11
12
14
15
15
15
16
19
24

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5

Seleksi medium pertumbuhan L. plantarum LIPI13-2-BAL011
Matriks Central Composite Design dan nilai eksperimental indeks
zona bening dan penghambatan terhadap mikroba patogen indikator
ANOVA untuk model permukaan respon kuadratik penapisan metode
dilusi cair terhadap S. aureus
ANOVA untuk model permukaan respon kuadratik penapisan metode
difusi cakram terhadap C. albicans
ANOVA untuk model permukaan respon kuadratik penapisan metode
dilusi cair terhadap C. albicans

4
6
7

8
10

DAFTAR GAMBAR
1
2
3

4

5

6
7

Seleksi medium pertumbuhan L. plantarum LIPI13-2-BAL011 yang
diinkubasi pada inkubator keadaan statis
Seleksi medium pertumbuhan L. plantarum LIPI13-2-BAL011 yang
diinkubasi pada inkubator goyang
Permukaan respon aktivitas antimikroba bentuk tiga dimensi terhadap

persen penghambatan pada S. aureus (Y) yang menggambarkan
hubungan (a) variabel glukosa (X1) dan NaCl (X4); (b) variabel
inokulum (X2) dan NaCl (X4); (c) variabel suhu (X3) dan NaCl (X4)
Permukaan respon aktivitas antimikroba bentuk tiga dimensi terhadap
indeks zona bening pada C. albicans (Y) yang menggambarkan
hubungan (a) variabel glukosa (X1) dan suhu (X3); (b) variabel
glukosa (X1) dan NaCl (X4); (c) variabel inokulum (X2) dan suhu
(X3); (d) variabel inokulum (X2) dan NaCl (X4); (e) variabel suhu
(X3) dan NaCl (X4)
Permukaan respon aktivitas antimikroba bentuk tiga dimensi terhadap
persen penghambatan pada C. albicans (Y) yang menggambarkan
hubungan (a) variabel glukosa (X1) dan inokulum (X2); (b) variabel
glukosa (X1) dan suhu (X3); (c) variabel glukosa (X1) dan NaCl (X4)
Mekanisme kerja senyawa antimikroba terhadap sel bakteri
Mekanisme kerja senyawa antimikroba terhadap sel khamir

5
5

7

9

10
13
15

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7

Bagan alir penelitian
ANOVA untuk model permukaan respon kuadratik penapisan metode
difusi cakram terhadap S. aureus
ANOVA untuk model permukaan respon kuadratik penapisan metode
difusi cakram terhadap B. subtilis
ANOVA untuk model permukaan respon kuadratik penapisan metode
dilusi cair terhadap B. subtilis
Koefisien regresi dan signifikansi dari model permukaan respon
kuadratik penapisan metode dilusi cair terhadap S. aureus
Koefisien regresi dan signifikansi dari model permukaan respon
kuadratik penapisan metode difusi cakram terhadap C. albicans
Koefisien regresi dan signifikansi dari model permukaan respon
kuadratik penapisan metode dilusi cair terhadap C. albicans

20
20
21
22
23
23
23

PENDAHULUAN
Indonesia merupakan salah satu negara beriklim tropis yang sangat cocok
bagi pertumbuhan dan perkembangan berbagai makhluk hidup, termasuk
mikroorganisme (mikroba). Mikroba adalah organisme berukuran mikroskopis
yang antara lain terdiri atas bakteri, fungi dan virus (Waluyo 2009). Mikroba
hidup pada berbagai habitat dan melakukan interaksi intraspesies dan interspesies
dengan spesies lain di sekitarnya. Interaksi intrerspesies mikroba dapat
menguntungkan atau pun bersifat patogen bagi spesies lain. Staphylococcus
aureus, Bacillus subtilis, dan Candida albicans merupakan contoh mikroba
patogen. Mikroba patogen bersifat sangat merugikan karena dapat menimbulkan
penyakit, menginfeksi serta dapat mengontaminasi pangan.
Staphylococcus aureus menghasilkan enterotoksin (menyerang saluran
pencernaan). Toksin ini akan dihasilkan ketika populasi S. aureus melebihi 106
cfu/g (Roy dan Bhunia 2007). Berbagai toksin dapat dihasilkan oleh S. aureus,
yaitu hemolisin, leukosidin, toksin eksfoliatif, eksotoksin pirogenik dan
enterotoksin (Jawetz et al. 2001). Bacillus subtilis memproduksi toksin
ekstraseluler yang dikenal dengan subtilisin. Walaupun subtilisin memiliki level
toksisitas yang rendah (HERA 2007), namun komponen protein ini dapat
menyebabkan reaksi alergi pada individu yang mengalami paparan berulang kali
(Cohen et al. 2012). Spesies Candida merupakan flora normal tubuh yang dapat
menyebabkan infeksi apabila tercapai suatu kondisi tertentu (McClatchey 2002).
Menurut Petersen (2011), khamir ini dapat menyebabkan vaginitis, infeksi saluran
pencernaan, infeksi pada kulit dan infeksi sistemik.
Berbagai macam senyawa antimikroba sintetik telah dikembangkan untuk
mencegah dan menangani berbagai kasus patogenitas. Namun, penggunaan
beberapa antimikroba sintetik dapat memberikan efek samping yang tidak
diinginkan terhadap tubuh. Penggunaan antimikroba yang berlebihan dan kurang
terarah juga mendorong terjadinya perkembangan resistensi (Wardani 2008).
Tingginya kasus infeksi dan meningkatnya kasus resistensi, menunjukkan
perlunya dilakukan penelitian untuk mengembangkan senyawa antimikroba,
khususnya dari bahan alam. Senyawa antimikroba merupakan molekul kofaktor
dalam sistem pertahanan tubuh dan sistem imunitas terhadap infeksi (Yeaman et
al. 2005) yang dapat digunakan apabila memiliki sifat toksisitas selektif. Senyawa
peptida antimikroba (Antimicrobial Peptide, AMP) adalah senyawa dengan bobot
molekul rendah baik berupa protein atau peptida pendek yang memiliki aktivitas
menghambat atau membunuh mikroba (antimikroba) (Marshall 2003).
Produksi antimikroba dapat dilakukan salah satunya dengan kultur sel
bakteri asam laktat (BAL). Berbagai penelitian telah menunjukkan peran kultur
awal BAL dalam memproduksi senyawa antimikroba dengan aktivitas yang
beragam. Bakteri asam laktat merupakan kelompok bakteri yang paling banyak
menghasilkan senyawa antimikroba yang dikenali sebagai mikroorganisme yang
bersifat tidak toksik dengan status Generally Recognized as Save (GRAS) (Yang
2012). Selama proses pertumbuhan, BAL akan menghasilkan senyawa organik
yang akan menurunkan pH lingkungannya (Galvez et al. 2007). Salah satu spesies
yang telah banyak dikembangkan dalam produksi senyawa ini adalah
Lactobacillus plantarum.

2
Lactobacillus plantarum merupakan jenis bakteri anaerob fakultatif yang
dapat mengendalikan pertumbuhan mikroba patogen dengan memproduksi asam
organik, hidrogen peroksida, diasetil dan bakteriosin (Januarsyah 2007). Dalam
penelitian Todorov et al. (2011), L. plantarum ST16PA menghasilkan bakteriosin
yang aktif menghambat pertumbuhan genus Enterobacter, Enterococcus,
Lactobacillus, Pseudomonas, Streptococcus dan Staphylococcus dan beberapa
serotipe Listeria spp. Rohmatussolihat (2009), telah berhasil melakukan seleksi
dan optimasi komposisi medium pada isolat bakteri asam laktat terseleksi untuk
menghasilkan senyawa antikapang menggunakan simulasi permukaan respon
(RSM). Namun, penelitian tentang kemampuan L. plantarum LIPI13-2-BAL011
sebagai penghasil antimikroba dengan simulasi RSM belum dilakukan.
Simulasi permukaan respon merupakan suatu metode gabungan antara
teknik matematika dan statistika yang digunakan untuk membuat model dan
menganalisa suatu respon yang dipengaruhi oleh beberapa variabel bebas (faktor
x) untuk mengoptimalkan respon (Montgomery 2001). Penelitian ini bertujuan
melakukan optimasi produksi antimikroba yang dihasilkan oleh L. plantarum
LIPI13-2-BAL011 dan menguji aktifitasnya dalam menghambat pertumbuhan
beberapa mikroba patogen menggunakan simulasi permukaan respon.

METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Lactobacillus
plantarum LIPI13-2-LAB011 dari koleksi Indonesian Culture Collection (InaCC)
LIPI, bakteri patogen indikator (Staphylococcus aureus BTCC B-611, Bacillus
subtilis BTCC B-612, dan Candida albicans BTCC Y-33) dari koleksi British
Type Culture Collection (BTCC), medium de Man Rogosa Sharpe (MRS),
medium Tryptone Soy Broth (TSB), medium Natrium Broth (NB), medium Potato
Dextrose Broth (PDB), ekstrak khamir, ekstrak gandum, glukosa, pepton, gliserol,
K2HPO4, NaCH2COOH·3H2O, MgSO4·7H2O, Tween 80, Lab Lamco, diamonium
sitrat, MnSO4· H2O, NaCl, CaCO3, agar, amoksilin, sikloheksamid, akuades,
alkohol 70%, kapas, plastik tahan panas, alumunium foil, dan kertas cakram.
Alat-alat yang digunakan adalah kabinet laminar air flow, autoklaf,
inkubator bakteri dan kapang, spektrometer Spectronic 21D USA, pH meter
Eutech New Zealand, penangas magnetik, vorteks, neraca analitik, neraca
seimbang, tip (ukuran 200 µL, 1000 µL, 10 mL), pipet mikro (ukuran 200 µL,
1000 µL, 10 mL), tabung reaksi, labu erlenmeyer (ukuran 100 mL, 250 mL, 500
mL), sudip, dispenser, tabung corning, microtube Biologix USA, bunsen, cawan
petri plastik, cawan petri kaca, ose plastik, ose kawat, dan pengaduk magnetik.
Metode
Sterilisasi Alat (ORS 2010)
Beberapa peralatan yang digunakan dalam penelitian ini disterilkan sesuai
kondisi masing-masing alat. Cawan petri gelas, tip dengan berbagai ukuran,

3
microtube, kertas cakram, dan pinset disterilkan dengan autoklaf pada suhu 121
o
C selama 15 menit. Cawan petri plastik dan lup plastik yang digunakan sudah
dalam kondisi steril.
Pemeliharaan dan pertumbuhan mikroorganisme (Lee et al. 2006)
Sebanyak 2 lup isolat L. plantarum LIPI13-2-BAL011 diinokulasikan dari
stok gliserol ke dalam medium cair MRS dan medium agar MRS. Komposisi agar
MRS, yaitu 1% pepton, 0.8% Lab lemco, 0.4% ekstrak khamir, 2% glukosa, 0.2%
K2HPO4, 0.315% natrium asetat, 0.2% diamonium sitrat, 0.02% MgSO4.7H2O,
0.005% MnSO4.H2O, 0.1% Tween 80, 0.5% CaCO3 dan 2% agar. Inokulasi ke
medium agar MRS dilakukan dengan metode Deep Agar, yaitu dengan
menusukkan secara tegak ose yang mengandung L. plantarum LIPI13-2-BAL011.
Kultur kemudian diinkubasi selama 48 jam pada suhu 30 oC.
Kultur Mikroba Patogen (Bromberg et al. 2004)
Mikroba patogen indikator yang digunakan adalah dua spesies bakteri (S.
aureus BTCC B-611 dan B. subtilis BTCC B-612), dan satu spesies khamir (C.
albicans BTCC Y-33). Bakteri indikator diinokulasikan pada medium NB steril
sebanyak 2 lup lalu diinkubasi pada inkubator goyang selama 24 jam, sedangkan
khamir indikator diinokulasikan pada medium PDB steril sebanyak 1 lup lalu
diinkubasi pada inkubator goyang selama 24 jam pada suhu ruang.
Seleksi Medium Produksi Senyawa Antimikroba (Modifikasi Vijayakumari
et al. 2013)
Seleksi medium untuk produksi senyawa antimikroba dari L. plantarum
LIPI13-2-BAL011 dilakukan menggunakan 6 jenis medium, yaitu MRSB, NB,
TSB, PDB, Tryptone Soy Yeast Extract (TSYE), dan Glucose Yeast Peptone
(GYP). Prekultur dilakukan dengan menginokulasi 1 koloni L. plantarum LIPI132-BAL011 pada medium tersebut dan diinkubasi pada 30 oC selama 48 jam.
Sebanyak 5 % prekultur diinokulasikan kembali pada medium MRSB, NB, TSB,
TGE, TSYE, dan GYE steril dan diinkubasi kembali pada dua jenis inkubator,
yaitu inkubator keadaan statis pada 30 oC dan inkubator goyang pada suhu ruang
selama 48 jam. Setelah 48 jam, kultur disentrifugasi pada 3220 g, suhu 4 oC
selama 10 menit. Supernatan digunakan dalam pengujian antimikroba dengan
metode difusi cakram.
Optimasi Produksi Antimikroba (Al-rawi et al. 2009; Leal-Sa´nchez et al.
2002)
Optimasi kondisi produksi antimikroba dilakukan menggunakan metode RSM
dengan rancangan Central Composite Design (CCD). Rancangan penelitian dan
analisis data dilakukan menggunakan Software Statistic Design-Expert 7. Desain
yang digunakan mengacu pada Leal-Sa´nchez et al. (2002) terdiri atas 4 faktor
yaitu glukosa (X1), inokulum (X2), suhu (X3), dan kadar garam (NaCl) (X4)
dengan 5 taraf kombinasi (Tabel 1).
Isolat L. plantarum LIPI13-2-BAL011 diinokulasikan ke medium agar MRS
pada cawan petri plastik dengan metode kuadran untuk mendapatkan koloni

4
tunggal. Prekultur dilakukan dengan menginokulasikan satu koloni tunggal ke
dalam 5 mL MRSB dan diinkubasi pada 30 oC selama 48 jam.
Tabel 1 Kombinasi empat faktor dan lima tingkat kombinasi menggunakan CCD
Faktor
Glukosa (X1)
Inokulum (X2)
Suhu (X3)
NaCl (X4)

Satuan
%
%
o
C
%

-2
0.5
1
25
2

-1
1
2
30
3

Level
0
1
1.5
2
3
4
35
40
4
5

2
2.5
5
45
6

Selanjutnya, dilakukan optimasi produksi senyawa antimikroba dengan
menginokulasi prekultur ke dalam 25 mL medium MRS optimasi dan diinkubasi
pada suhu yang bervariasi berdasarkan desain eksperimen menggunakan RSM
selama 48 jam. Isolat yang tumbuh ditimbang sebanyak 15 mL untuk selanjutnya
disentrifugasi pada 3220 g, suhu 4 °C selama 10 menit. Sebanyak 10 mL kultur
yang tersisa digunakan untuk pengukuran kerapatan optik pada panjang
gelombang 600 nm (Al-rawi et al. 2009). Supernatan selanjutnya dianalisis
antimikrobanya menggunakan metode difusi cakram dan metode dilusi cair.
Difusi Cakram (Bromberg et al. 2004; Saranya dan Hemashenpagam 2011)
Sebanyak 15 mL lapisan dasar dan 5 mL lapisan pembenihan dituangkan
dalam cawan petri. Lapisan pembenihan diduga mengandung biakan bakteri uji
0.1% S. aureus, 0.1% B. subtilis, dan 0.5% C. albicans (Otuguro 2004). Cawan
petri dibagi menjadi 6 wilayah pada bagian belakang, dan diberi nomor
berdasarkan kode sampel. Sebanyak 30 µL sampel diinjeksikan pada kertas
cakram kemudian didiamkan hingga kering. Setelah itu cakram diletakkan pada
cawan yang telah berisi medium dan mikroba uji. Inkubasi pada suhu 30 ºC
selama 24 jam. Zona bening yang terbentuk disekitar kertas cakram diamati dan
diukur menggunakan jangka sorong.
Dilusi Cair (Modifikasi CLSI 2012)
Supernatan dari bakteri L. plantarum diencerkan dengan konsentrasi 2.5%
dalam tabung reaksi dan ditambahkan mikroba patogen 0.1% S. aureus, 0.1% B.
subtilis, 0.5% untuk C. albicans (Otuguro 2004). Sampel diinkubasi pada
inkubator goyang dengan suhu ruang selama selama 24 jam, kemudian diamati
adanya kekeruhan pada tiap sampel. Hasilnya diamati menggunakan spektrometer
UV-VIS pada panjang gelombang 600 nm.
Selanjutnya data yang diperoleh dari penapisan secara difusi cakram dan
dilusi cair dianalisis menggunakan Software Statistic Design-Expert 7.

HASIL
Medium Terseleksi untuk Produksi Senyawa Antimikroba
Isolat yang digunakan pada penelitian ini adalah L. plantarum LIPI13-2BAL011. Isolat ditumbuhkan pada 6 jenis medium berbeda, yaitu MRSB, NB,
PDB, TSB, TSYEB, GYPB, dan diinkubasi pada keadaan inkubator statis serta

5
inkubator goyang. Hasil dari penapisan aktivitas antimikroba yang diproduksi pada
dua jenis inkubator menunjukkan L. plantarum LIPI13-2-BAL011 lebih optimal
tumbuh dalam inkubator keadaan statis (Gambar 1) daripada inkubator goyang
(Gambar 2). Pertumbuhan L. plantarum LIPI13-2-BAL011 pada 6 medium
berbeda menunjukkan hasil yang lebih optimal dalam menghasilkan senyawa
antimikroba pada medium MRS. Penapisan antimikroba menggunakan sampel
medium MRS dengan metode cakram menghasilkan diameter zona bening sebesar
1.067 mm, 0.833 mm dan 1.625 mm masing-masing terhadap S. aureus, B.
subtilis, dan C. albicans (Gambar 1).

Indeks zona bening

1,800
1,500
1,200
0,900

S. aureus

0,600

B. subtilis

0,300

C. albicans

0,000
MRSB

NB

PDB

TSB

TSYEB

GYPB

Medium

Indeks zona bening

Gambar 1 Seleksi medium pertumbuhan L. plantarum LIPI13-2-BAL011 yang
diinkubasi pada inkubator statis
1,800
1,600
1,400
1,200
1,000
0,800
0,600
0,400
0,200
0,000

S. aureus

B. subtilis
C. albicans

MRSB

NB

PDB

TSB

TSYEB

GYPB

Medium

Gambar 2 Seleksi medium pertumbuhan L. plantarum LIPI13-2-BAL011 yang
diinkubasi pada inkubator goyang
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap S. aureus
Hasil pengujian aktivitas antimikroba dari L. plantarum LIPI13-2-BAL011
terhadap S. aureus ditampilkan dalam Tabel 2. Pada pengujian metode cakram,

6
sebagian besar sampel tidak menghasilkan senyawa antimikroba. Hal ini
menyebabkan data pengujian aktivitas antimikoba metode cakram tidak dapat
dianalisis menggunakan software Design Expert 7. Berbeda dengan pengujian
aktivitas senyawa antimikroba metode dilusi cair dari L. plantarum LIPI13-2BAL011 menunjukkan adanya aktivitas penghambatan yang dihasilkan sampel
terhadap S. aureus (Tabel 2).
Tabel 2 Matriks Central Composite Design dan nilai eksperimental indeks zona
bening dan penghambatan terhadap mikroba patogen indikator
Faktor perlakuan
indeks zona
Penghambatan (%)
X1(%) X2(%) X3 (oC) X4 (%)
Sa
Bs
Ca
Sa
Bs
Ca
1
1
2
30
3
0 0.450 0.850 73.222 66.840 58.333
2
2
2
30
3
0 0.633 1.075 99.833 81.131
4.167
3
1
4
30
3
0 0.350 0.575 26.360 69.096 54.167
4
2
4
30
3
0 0.592 1.408 99.665 81.576 20.833
5
1
2
40
3
0 0.383 0.808 99.163 50.341 58.333
6
2
2
40
3
0 0.400 0.892 63.096 58.473 33.333
7
1
4
40
3
0 0.183 0.600 87.866
48.14 41.667
8
2
4
40
3
0
0 0.358 89.958 31.605 29.167
9
1
2
30
5
0 0.225 0.658 91.213 73.031 58.333
10
2
2
30
5
0 0.300 0.908 17.992 78.895
4.167
11
1
4
30
5
0 0.308 0.750 57.741 40.511 45.833
12
2
4
30
5
0 0.383 0.883 55.816 78.077 58.333
13
1
2
40
5
0
0
0 29.874 38.957 62.500
14
2
2
40
5
0
0 0.167
3.347 34.318 20.833
15
1
4
40
5
0
0 0.292 33.054 31.836 37.500
16
2
4
40
5
0
0 0.217 36.569 37.173 54.167
17
0.5
3
35
4
0 0.083 0.217 50.544 34.784 87.500
18
2.5
3
35
4
0 0.450 1.200 74.644 76.752 41.667
19
1.5
1
35
4
0.508 0.217 1.350 15.481 62.778 50.000
20
1.5
5
35
4
0.717 0.517 1.975 99.247 74.280 54.167
21
1.5
3
25
4
0.383 0.333 0.892 49.038 36.600 41.667
22
1.5
3
45
4
0
0 0.167 31.213 35.599
4.167
23
1.5
3
35
2
0.450 0.458 2.058 99.749 69.112 45.833
24
1.5
3
35
6
0.408 0.258 0.725 24.686 51.794 45.833
25
1.5
3
35
4
0.525 0.375 1.508 56.904 80.744 29.167
26
1.5
3
35
4
0.550 0.400 1.925 97.824 78.668 58.333
27
1.5
3
35
4
0.617 0.417 2.108 69.038 81.870 50.000
28
1.5
3
35
4
0.558 0.425 1.767 93.389 78.052 45.833
29
1.5
3
35
4
0.558 0.417 1.608 50.126 77.731 45.833
30
1.5
3
35
4
0.608 0.400 1.900 99.749 78.567 45.833
Keterangan = Glukosa (X1), Inokulum (X2), Suhu (X3), NaCl (X4), S. aureus (Sa), B. subtilis (Bs),
C. albicans (Ca)
Sampel

Berdasarkan hasil analisis ragam anova dari penapisan metode dilusi cair
(Tabel 3), faktor yang berpengaruh nyata terhadap aktivitas hambat antimikroba
adalah pengaruh NaCl dan suhu. Model regresi terbaik berdasarkan tabel ANOVA
dan koefisien regresi (Lampiran 5) dengan nilai koefisien determinan 75.67%
adalah Y = 73.64 – 14.97 X4 – 12.92 X32. Pada persamaan tersebut, X3, X4
berturut-turut menunjukkan suhu, NaCl, dan Y adalah nilai persen penghambatan.
Model yang diperoleh telah signifikan dengan lack of fit (LOF) tidak signifikan
yang menunjukkan model telah cukup menggambarkan data. Kondisi optimal
produksi senyawa antimikroba adalah 1.99% glukosa, 3.74% inokulum, 31.64 oC,
dan 3.01% NaCl dengan penghambatan 99.34%.

7
Hasil kurva divisualisasikan dalam bentuk tiga dimensi ditampilkan pada
Gambar 3. Peningkatan konsentrasi NaCl dan glukosa dapat meningkatkan nilai
penghambatan (Gambar 3a), peningkatan konsentrasi NaCl dan jumlah inokulum
dapat meningkatkan nilai penghambatan (Gambar 3b), dan Peningkatan
konsentrasi NaCl dan suhu dapat meningkatkan nilai penghambatan (Gambar 3c)
pada pertumbuhan S. aureus.
Tabel 3 ANOVA untuk model permukaan respon kuadratik penapisan metode
dilusi cair terhadap S. aureus
Sumber

Jumlah
kuadrat
total
17824.807
1371.616
636.971
1104.913
5377.770
968.563
1103.326
1141.811
105.560
115.186
4.845
1069.942
155.309
4581.581
1570.781
5729.821
4135.210
1594.611
23554.629

Derajat
bebas

Mean
Square

Nilai F

Nilai p
Prob > F

Keterangan

Model
14
1273.201
3.333
0.014
Signifikan
X1-Glukosa
1
1371.616
3.591
0.077
X2-Inokulum
1
636.971
1.668
0.216
X3-Suhu
1
1104.913
2.893
0.120
X4-NaCl
1
5377.770 14.078
0.002
X1X2
1
968.563
2.536
0.132
X1X3
1
1103.326
2.888
0.110
X1X4
1
1141.811
2.989
0.104
X2X3
1
105.560
0.276
0.607
X2X4
1
115.186
0.302
0.591
X3X4
1
4.845
0.013
0.912
X12
1
1069.942
2.801
0.115
X22
1
155.309
0.407
0.533
X32
1
4581.581 11.994
0.003
X42
1
1570.781
4.112
0.061
Sisa
15
381.988
Lack of Fit
10
413.521
1.297
0.408
Tidak signifikan
Pure Error
5
318.922
Cor Total
29
Keterangan:
Cetak tebal dipergunakan dalam pengembangan model regresi untuk nilai persen penghambatan

(a)
(b)
(c)
Gambar 3 Permukaan respon aktivitas antimikroba bentuk tiga dimensi terhadap
persen penghambatan pada S. aureus (Y) yang menggambarkan
hubungan (a) variabel glukosa (X1) dan NaCl (X4); (b) variabel
inokulum (X2) dan NaCl (X4); (c) variabel suhu (X3) dan NaCl (X4).
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap B. subtilis
Hasil pengujian aktivitas antimikroba dari L. plantarum LIPI13-2-BAL011
terhadap B. subtilis ditampilkan dalam Tabel 2. Pada pengujian metode cakram,

8
beberapa sampel tidak menghasilkan senyawa antimikroba. Hal ini menyebabkan
data pengujian aktivitas antimikoba metode cakram tidak dapat dianalisis
menggunakan software Design Expert 7.
Berbeda dengan pengujian aktivitas senyawa antimikroba dari L. plantarum
LIPI13-2-BAL011 menggunakan metode dilusi cair menunjukkan adanya
aktivitas penghambatan oleh semua sampel (Tabel 2). Berdasarkan hasil analisis
ragam ANOVA (Lampiran 4), diperoleh model regresi yang signifikan. Namun,
nilai LOF dari model juga signifikan yang artinya model belum cukup untuk
menggambarkan data.
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap C. albicans
Hasil pengujian aktivitas antimikroba dari L. plantarum LIPI13-2-BAL011
terhadap C. albicans ditampilkan dalam Tabel 2. Pada pengujian aktivitas
antimikroba terhadap C. albicans, baik metode difusi cakram maupun dilusi cair,
hanya satu sampel pada metode difusi cakram yang tidak menghasilkan senyawa
antimikroba. Oleh karena itu, data pengujian aktivitas antimikoba terhadap C.
albicans dapat dianalisis menggunakan software Design Expert 7. Hasil analisis
ragam ANOVA penapisan senyawa antimikroba dengan metode difusi cakram
ditampilkan pada Tabel 4.
Tabel 4 ANOVA untuk model permukaan respon kuadratik penapisan metode
difusi cakram terhadap C. albicans
Sumber

Jumlah
kuadrat
total
9.840
0.470
0.040
1.140
1.200
0.352
0.140
0.011
0.017
0.074
0.100
3.240
0.300
4.140
0.820
1.910
1.660
0.240
11.740

Derajat
bebas

Mean
Square

Nilai F

Nilai p
Prob > F

Keterangan

Model
14
0.700
5.530
0.0011
Signifikan
X1-Glukosa
1
0.470
3.660
0.0750
X2-Inokulum
1
0.040
0.310
0.5849
X3-Suhu
1
1.140
8.950
0.0091
X4-NaCl
1
1.200
9.410
0.0078
X1X2
1
0.352
2,770
0.9587
X1X3
1
0.140
1.120
0.3069
X1X4
1
0.011
0.089
0.7698
X2X3
1
0.017
0.140
0.7179
X2X4
1
0.074
0.590
0.4558
X3X4
1
0.100
0.800
0.3854
X12
1
3.240
25.49
0.0001
X22
1
0.300
2.390
0.1433
X32
1
4.140
32.57
< 0.0001
X42
1
0.820
6.450
0.0227
Sisa
15
0.130
Lack of Fit
10
0.170
3.410
0.0939
Tidak signifikan
Pure Error
5
0.049
Cor Total
29
Keterangan:
Cetak tebal dipergunakan dalam pengembangan model regresi untuk nilai indeks zona bening

Variabel yang berpengaruh secara signifikan adalah suhu, NaCl, dan
interaksi glukosa. Model regresi terbaik berdasarkan tabel ANOVA dan koefisien
regresi (Lampiran 6) dengan nilai koefisien determinan 83.77% adalah Y = 1.80 0.22 X3 - 0.22 X4 - 0.34 X12. Pada persamaan tersebut, X1, X3, X4 berturut-turut

9
menunjukkan glukosa, suhu, NaCl, dan Y adalah nilai indeks zona bening.
Kondisi optimal produksi senyawa antimikroba adalah 1.63% glukosa, 3.03%
inokulum, 33.74oC, dan 3.4% NaCl dengan indeks zona bening 1.9160.
Interpretasi hasil ditunjukkan melalui tabel ANOVA (Tabel 4) dengan nilai LOF
tidak signifikan, yang artinya model telah cukup menggambarkan data.
Hasil kurva yang divisualisasikan dalam bentuk tiga dimensi berdasarkan
faktor yang berpengaruh nyata ditunjukkan pada Gambar 4. Peningkatan suhu
dan glukosa serta suhu dan jumlah inokulum dapat meningkatkan indeks zona
bening yang dihasilkan terhadap C. albicans (Gambar 4a, 4b). Selain itu,
peningkatan konsentrasi NaCl dan glukosa, NaCl dan inokulum, serta NaCl dan
suhu dapat meningkatkan indeks zona bening yang dihasilkan terhadap C.
albicans (Gambar 4c, 4d, 4e).

(a)

(b)

(c)

(d)
(e)
Gambar 4 Permukaan respon aktivitas antimikroba bentuk tiga dimensi terhadap
indeks zona bening pada C. albicans (Y) yang menggambarkan
hubungan (a) variabel glukosa (X1) dan suhu (X3); (b) variabel
inokulum (X2) dan suhu (X3); (c) variabel glukosa (X1) dan NaCl
(X4); (d) variabel inokulum (X2) dan NaCl (X4); (e) variabel suhu (X3)
dan NaCl (X4)
Berdasarkan hasil analisis ragam ANOVA (Tabel 5), faktor yang
berpengaruh nyata terhadap aktivitas senyawa antimikroba dengan metode dilusi
cair terhadap C. albicans adalah konsentrasi glukosa, interaksi glukosa dan
inokulum, dan interaksi suhu (Tabel 5). Model regresi terbaik dengan nilai
koefisien determinan 79.92% adalah Y = 45.83 + 11.81 X1 + 9.89 X1X2 - 6.77 X32
(Lampiran 7).
Persamaan tersebut X1, X2, X3 berturut-turut menunjukkan konsentrasi
glukosa, inokulum, suhu, dan Y adalah nilai persen penghambatan. Kondisi

10
optimal produksi senyawa antimikroba adalah 1% glukosa, 2% inokulum, 34.83
o
C, dan 3% NaCl dengan penghambatan 74.15%. Hasil kurva yang
divisualisasikan dalam bentuk tiga dimensi berdasarkan faktor yang berpengaruh
nyata ditunjukkan pada Gambar 5. Penurunan konsentrasi glukosa dan inokulum,
penurunan konsentrasi glukosa dan peningkatan inokulum, serta penurunan
konsentrasi glukosa dan NaCl dapat meningkatkan nilai penghambatan pada
pertumbuhan C. albicans (Gambar 5a, 5b, 5c). Namun, ketiga kurva yang
dipengaruhi oleh konsentrasi glukosa menunjukkan bentuk pelana. Oleh karena
itu, pada model ini tidak dapat ditemukan area optimum.
Tabel 5 ANOVA untuk model permukaan respon kuadratik penapisan metode
dilusi cair terhadap C. albicans
Sumber

Jumlah
kuadrat
total
8052.083
3344.907
104.167
72.338
72.337
1566.840
277.778
212.673
277.778
212.673
17.361
364.583
7.440
1257.440
29.762
2022.569
1571.181
451.389
10074.650

Derajat
bebas

Mean
Square

Nilai F

Nilai p
Prob > F

Keterangan

Model
14
575.149
4.265
0.0042
Signifikan
X1-Glukosa
1
3344.907
24.807
0.0002
X2-Inokulum
1
104.167
0.773
0.393y3
X3-Suhu
1
72.338
0.536
0.4752
X4-NaCl
1
72.338
0.536
0.4752
X1X2
1
1566.840
11.620
0.0039
X1X3
1
277.778
2.060
0.1717
X1X4
1
212.674
1.577
0.2284
X2X3
1
277.778
2.060
0.1717
X2X4
1
212.674
1.577
0.2284
X3X4
1
17.361
0.129
0.7247
X12
1
364.583
2.704
0.1209
X22
1
7.440
0.055
0.8175
X32
1
1257.440
9.326
0.0080
X42
1
29.762
0.221
0.6452
Sisa
15
134.838
Lack of Fit
10
157.118
1.740
0.2811
Tidak signifikan
Pure Error
5
90.278
Cor Total
29
Keterangan:
Cetak tebal dipergunakan dalam pengembangan model regresi untuk nilai persen penghambatan

(a)
(b)
(c)
Gambar 5 Permukaan respon aktivitas antimikroba bentuk tiga dimensi terhadap
persen penghambatan pada C. albicans (Y) yang menggambarkan
hubungan (a) variabel glukosa (X1) dan inokulum (X2); (b) variabel
glukosa (X1) dan suhu (X3); (c) variabel glukosa (X1) dan NaCl (X4).

11

PEMBAHASAN
Medium Terseleksi untuk Produksi Senyawa Antimikroba
Isolat L. plantarum LIPI13-2-BAL011 diregenerasi menggunakan media
cair MRS. Peremajaan isolat dilakukan pada medium MRS yang merupakan
medium yang paling umum untuk BAL (Polak-Berecka et al. 2010). Kelompok
BAL merupakan bakteri yang tergolong sulit tumbuh selain pada media kompleks
(Zacharof dan Lovitt 2012). Sebelum dilakukan produksi senyawa antimikroba,
dilakukan seleksi medium pertumbuhan untuk memaksimalkan pertumbuhan L.
plantarum. Isolat ditumbuhkan pada 6 jenis medium berbeda, yaitu MRSB, NB,
PDB, TSB, TSYEB dan GYPB.
Isolat L. plantarum LIPI13-2-BAL011 ditumbuhkan selama 48 jam pada
suhu 30 oC dalam enam medium berbeda. Medium ini digunakan karena
mengandung komponen media kultur BAL, yaitu sumber karbon, sumber vitamin,
nitrogen, sumber asam amino, nitrogen, belerang dan fosfat, serta berbagai
komponen mineral (Zacharof dan Lovitt 2012). Setelah ditumbukan, isolat
disentrifugasi pada 3220 g, suhu 4oC selama 10 menit untuk mendapatkan
supernatan yang mengandung senyawa antimikroba. Supernatan digunakan
sebagai senyawa aktif dalam penapisan antimikroba menggunakan metode difusi
cakram. L. plantarum LIPI13-2-BAL011 lebih optimum menghasilkan senyawa
antimikroba ketika diinkubasi pada inkubator keadaan statis. Hal ini sesuai dengan
penelitian Gupta et al. (2010) yang melaporkan bahwa akumulasi asam laktat
maksimum dari L. plantarum diperoleh pada keadaan inkubasi statis.
Diameter zona bening terbesar dihasilkan oleh supernatan yang diproduksi
pada medium cair MRS. Diameter yang terbentuk sebesar 1.067 mm, 0.833 mm
dan 1.625 mm masing-masing terhadap S. aureus, B. subtilis, dan C. albicans.
Hasil ini sesuai dengan penelitian Polak-Berecka et al. (2010) bahwa media MRS
merupakan media paling umum digunakan untuk pertumbuhan BAL. Selain itu,
media MRS dengan modifikasi komposisi juga merupakan media terbaik untuk
produksi bakteriosin oleh L. plantarum ST194BZ (Todorov dan Leon 2005).
Media MRS memiliki komposisi nutrisi yang dibutuhkan Lactobacillus (PolakBerecka et al. 2010). Menurut penelitian Rachmania (2011), kandungan
ammonium sitrat pada pH rendah menunjang pertumbuhan bakteri genus
Lactobacillus, namun menghambat pertumbuhan mikroba genus lain. Selain
itu, dikalium fosfat dan natrium asetat merupakan buffer untuk menjaga pH tetap
rendah.
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap S. aureus
Pengujian aktivitas antimikroba dilakukan menggunakan supernatan yang
telah mengandung metabolit sekunder. Hal ini bertujuan agar data penapisan yang
diperoleh berupa data signifikan antimikroba dengan aktivitas yang konstan.
Menurut penelitian Abdelbasset et al. (2008), Lactobacillus memiliki senyawa
antimikroba seperti asam organik, hidrogen peroksida, diasetil, dan bakteriosin
yang menghambat pertumbuhan bakteri patogen. Lactobacillus plantarum yang
memiliki aktivitas antimikroba ditandai dengan terbentuknya zona bening di

12
sekitar kertas cakram. Zona bening terbentuk karena adanya metabolit sekunder
yang dihasilkan oleh isolat L. plantarum LIPI13-2-BAL011 dan mampu
menghambat mikroba patogen.
Penapisan antimikroba hasil optimasi produksi dilakukan dengan metode
difusi cakram dan dilusi cair. Aktivitas hambat metode difusi cakram terhadap S.
aureus tidak dapat ditentukan karena memiliki nilai LOF yang berpengaruh nyata
terhadap model regresi. Hal ini sesuai dengan penelitian Lenth (2009), informasi
pada kurva tiga dimensi belum dapat digunakan apabila memiliki nilai LOF yang
signifikan. Pada kondisi ini disarankan untuk melakukan analisis dengan model
orde yang lebih tinggi dan menambah jumlah data yang digunakan. Pada
penelitian ini, beberapa data yang dihasilkan dari penapisan antimikroba bernilai
nol sehingga sulit untuk dianalisis menggunakan software Design Expert 7.
Data penapisan metode dilusi cair terhadap S. aureus menunjukkan
pengaruh linier NaCl dan kuadratik suhu yang berpengaruh nyata terhadap persen
penghambatan. Hasil ini sesuai dengan penelitian Al-Madboly dan Abeer (2015),
suhu dan konsentrasi NaCl berpengaruh signifikan terhadap produksi senyawa
antimikroba dan pertumbuhan bakteri L. plantarum. Berdasarkan Gambar 3,
permukaan respon pada aktivitas hambat bakteriosin terhadap S. aureus
menghasilkan kurva maksimum, yang menunjukkan bahwa hasil optimum dapat
ditentukan dengan menggunakan model persamaan yang diperoleh.
Staphylococcus aureus merupakan bakteri Gram positif dan berbentuk
kokus yang menghasilkan staphylococcal enterotoksin yang merupakan agen
penyebab sindrom keracunan dalam makanan (Purnomo 2006). Bakteri Gram
positif memiliki peptidoglikan yang tebal pada dinding sel sehingga membentuk
suatu struktur yang kaku (Jawetz et al. 2001). Oleh karena itu, senyawa aktif dari
isolat BAL sulit untuk merusak sel bakteri. Hal ini sesuai oleh banyaknya data
difusi cakram yang bernilai nol. Namun menurut penelitian Bariyah (2012), L.
plantarum memiliki aktivitas antimikroba melalui aktivitas antagonistik terhadap
S. aureus ATCC 25923, Salmonella enteritidis, Typhimurium ATCC 14028, E.
coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 dan B. cereus.
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap B. subtilis
Aktivitas senyawa antimikroba dengan metode difusi cakram terhadap B.
subtilis tidak dapat ditentukan karena memiliki nilai LOF yang signifikan atau
berpengaruh nyata. Nilai LOF yang berpengaruh nyata terhadap model regresi
menunjukkan bahwa model yang dihasilkan pada analisis ragam ANOVA belum
cukup untuk menggambarkan data (Lenth 2009). Keterangan yang signifikan ini
disebabkan banyaknya indeks zona bening yang bernilai nol, sehingga
menyebabkan data tidak dapat dianalisis keragamannya menggunakan software
Design Expert 7.
Hasil analisis ragam terhadap aktivitas hambat dengan metode dilusi cair
menunjukkan hasil yang sama dengan metode difusi cakram terhadap B. subtilis.
Nilai LOF yang dihasilkan pada analisis ragam ANOVA metode dilusi cair juga
signifikan. Keterangan signifikan ini menunjukkan adanya LOF yang
menyebabkan data tidak dapat dianalisis walaupun memiliki model yang
signifikan. Menurut Ernawati (2012), LOF menunjukkan kesesuaian model.

13
Apabila LOF signifikan maka model yang dibuat belum sesuai untuk
menggambarkan data.
Bacillus subtilis merupakan bakteri Gram positif berbentuk batang,
memiliki endospora, bersifat motil dan tergolong ke dalam bakteri aerob atau
fakultatif anaerob. Penghambatan pertumbuhan terhadap B. subtilis dilakukan
dengan merusak dinding sel sehingga melibatkan lisis atau menghambat
pertumbuhan dinding sel pada sel bakteri yang sedang tumbuh, menghambat
sintesis protein dan asam nukleat melalui denaturasi protein dan asam nukleat,
menghambat kerja enzim intraseluler sehingga mengganggu metabolisme sel
(Corcoran 2012).
Menurut penelitian Bogaert dan Naidu (2000) aktivitas antimikroba BAL
terutama disebabkan oleh asam organik yang diproduksi melalui katabolisme
glukosa. Lactobacillus plantarum merupakan BAL homofermentatif sehingga
katabolisme glukosa melalui jalur Embden Meyerhoff Parnas (EMP) atau
glikolisis hanya menghasilkan asam laktat (Nelson dan Cox 2008). Menurut
penelitian Theron dan Rykers (2010), asam organik dapat berperan sebagai
bakterisida yang menyebabkan sitoplasma sel bakteri menjadi asam sehingga
terjadi difusi asam terprotonasi bermuatan melalui membran. Hal ini sesuai
dengan penelitian Kuipers et al. (2000), keberadaan asam organik akan
menurunkan pH sehingga mengakibatkan asam organik melarutkan lemak dan
difusi melalui membran sel menuju sitoplasma sehingga sel mengalami kematian.
Berdasarkan sifat toksisitas selektif, senyawa antimikroba bekerja dengan
beberapa mekanisme, yaitu dengan merusak dinding sel, mengubah permeabilitas
sel, mengubah molekul protein dan asam nukleat, menghambat kerja enzim dan
menghambat sintesis asam nukleat dan protein. Struktur dinding sel dapat dirusak
dengan menghambat pembentukannya atau merusak konformasinya setelah
terbentuk. Membran sitoplasma mempertahankan bahan-bahan tertentu di dalam
sel serta mengatur aliran keluar-masuknya bahan-bahan lain. Kerusakan pada
membran ini akan mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan atau matinya sel.
Selain itu, terganggunya homeostasis DNA, RNA dan protein dapat
mengakibatkan kerusakan total pada sel (Kohanski et al. 2010) (Gambar 6).

Gambar 6 Mekanisme kerja senyawa antimikroba terhadap sel bakteri (Pearson
Education Inc 2004)

14
Kondisi Optimum Produksi Senyawa Antimikroba terhadap C. albicans
Hasil analisis ragam terhadap hasil penapisan metode difusi cakram
menunjukkan bahwa faktor yang mempengaruhi aktivitas hambat bakteriosin
terhadap C. albicans adalah suhu, NaCl, dan interaksi glukosa. Hasil ini sesuai
dengan Leal-Sa´nchez et al. (2002) bahwa suhu, konsentrasi NaCl, jumlah
inokulum, dan konsentrasi glukosa berpengaruh dalam mendapatkan kondisi
optimum produksi antimikroba oleh L. plantarum LPCO10. Berdasarkan Gambar
3, aktivitas hambat maksimum antimikroba terhadap C. albicans adalah 1.63%
glukosa, 3.03% inokulum, 33.74oC, dan 3.4% NaCl dengan indeks zona bening
1.9160. Kelima kurva menunjukkan titik maksimum respon.
Berdasarkan hasil uji aktivitas antimikroba metode dilusi cair, isolat
menghasilkan senyawa antibakteri secara ekstraseluler karena ekstrak kultur L.
plantarum mampu menghambat pertumbuhan dan/atau membunuh mikroba
indikator. Variabel yang berpengaruh nyata dalam optimasi produksi antimikroba
adalah konsentrasi NaCl dan interaksi suhu. Permukaan respon pada aktivitas
hambat antimikroba terhadap C. albicans menghasilkan kurva pelana (Gambar 5).
Wilayah tersebut belum dapat dikatakan wilayah optimum, disebabkan hampir
semua wilayah dari kisaran perlakuan percobaan yang ada masuk dalam daerah
minimum tersebut, sehingga area minimum yang dihasilkan terlalu melebar dan
menyebabkan tidak ada batasan penentuan nilai stasioner. Titik-titik prediksi yang
mempengaruhi model untuk memperoleh nilai optimumnya tidak dapat dicari
karena semua nilai maksimum dan minimum terkumpul pada satu area stasioner.
Oleh karena itu, pada model ini tidak dapat ditemukan area optimum.
Candida albicans tergolong khamir, memiliki morfologi bulat, lonjong atau
bulat lonjong yang membentuk koloni bulat dengan permukaan timbul, halus dan
licin. Khamir C. albicans merupakan golongan mikroba yang paling sensitif dari
segi kulitas zona bening yang terbentuk terhadap antimikroba yang digunakan.
Hal ini disebabkan komponen dinding sel dari C. albicans. Menurut Calderone
(2002) dinding sel C. albicans terdiri dari lima lapisan yang berbeda. Membran
sel C. albicans seperti sel eukariotik lainnya terdiri dari lapisan fosfolipid ganda.
Membran protein ini memiliki aktifitas enzim seperti manan sintase, kitin sintase,
glukan sintase, ATPase dan protein yang mentransport fosfat. Terdapatnya
membran sterol pada dinding sel memegang peranan penting sebagai target
antimikotik dan kemungkinan merupakan tempat bekerjanya enzim-enzim yang
berperan dalam sintesis dinding sel.
Aktivitas antimikroba BAL disebabkan terutama oleh asam organik yang
diproduksi sebagai hasil metabolisme glukosa seperti asam laktat dan asam asetat
(Bogaert dan Naidu 2000). Menurut Theron dan Rykers (2010), beberapa jenis
asam organik dapat berperan sebagai fungisida. Asam organik memiliki sifat
lipofilik yang berperan dalam mengubah konformasi molekul membran sehingga
menyebabkan proton dapat masuk ke sitoplasma. Masuknya proton ke sitoplasma
akan meningkatkan keasaman pada sel sehingga mengganggu homeostasis pH.
Mikroba yang tidak dapat mengatasi gradien pH akan mengalami lisis dan mati
(Gambar 7). Selain itu, asidifikasi intraseluler akan menyebabkan dihasilkannya
spesies reaktif oksigen (ROS), hiperpolarisasi dan depolarisasi mitokondria
sehingga terjadi degradasi mitokondria yang menyebabkan dilepaskannya
sitokrom c (sit c), faktor penginduksi apoptosis pada khamir (Aif1p), dan

15
endonuklease pada khamir (Nuc1p). Sitokrom c akan mengaktivasi metakaspase
dan mendegradasi DNA khamir bersama Aif1p dan Nuc1p, sehingga
menyebabkan kematian pada sel khamir (Sousa et al. 2012).

Gambar 7 Mekanisme kerja asam asetat terhadap sel khamir (Sousa et al. 2012)

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Isolat L. plantarum LIPI13-2-BAL011 lebih optimal menghasilkan senyawa
antimikroba dalam media cair MRS pada keadaan statis yang mampu
menghambat pertumbuhan S. aureus, B. subtilis dan C. albicans. Hasil optimasi
produksi menggunakan metode RSM menunjukkan hanya penghambatan terhadap
S. aureus metode dilusi cair serta C. albicans metode difusi cakram yang dapat
dianalisis kondisi optimumnya dalam produksi antimikroba oleh L. plantarum
LIPI13-2-BAL011. Kondisi optimum produksi antimikroba terhadap S. aureus
dengan persen penghambatan representatif 99.34% adalah konsentrasi glukosa
1.99%, NaCl 3.01%, inokulum 3.74%, dan suhu 31.6 oC. Kondisi optimum
produksi antimikroba terhadap C. albicans dengan indeks zona bening
representatif 1.9160 adalah konsentrasi glukosa 1.63%, NaCl 3.4%, inokulum
3.03%, dan suhu 33.74 oC. Kondisi optimum produksi antimikroba terhadap B.
subtilis tidak dapat ditentukan menggunakan faktor dan variabel yang digunakan.
Saran
Perlu dilakukan optimasi dengan faktor dan variabel berbeda, misalnya lama
inkubasi dan kecepatan aerasi, terhadap L. plantarum LIPI13-2-BAL011, serta

16
karakterisasi dan purifikasi terhadap senyawa antimikroba L. plantarum LIPI13-2BAL011 untuk menentukan senyawa yang dapat menghambat pertumbuhan
mikroba patogen indikator.

DAFTAR PUSTAKA
Abdelbasset, Djamila. 2008. Antimicrobial activity of autochthonous lactic acid
bacteria isolated from Algerian traditional fermented milk Raïb. Afr J
Biotechnol 7(16): 2908-2914.
Al-rawi A, Al-mola. 2009. Antimicrobial activity of lactic acid bacteria isolated
from minced beef against some pathogenic bacteria. Iraqi J Vet Sci 23(1):
115-117.
Al-Madboy LA, Abeer KA. 2015. Potent antagonostic activity of egyptian
Lactobacillus plantarum against multiresistant and virulent food-associated
pathogens. Front Microbiol 6(347): 1-11.
Bariyah K. 2012. Aktivitas antimikrob bakteriosin asal Lactobacillus plantarum
terhadap berbagai bakteri patoge
n selama penyimpanan suhu dingin.
[tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Bogaert J, A Naidu. 2000. Natural Food Antimicrobial System. Florida (US):
CRC Pr.
Bromberg et al. 2004. Isolation of bacteriocin producing lactic acid bacteria from
meat and meat products and its spectrumof inhibitory activity. Braz J
Microbiol 35(1-2): 137-144.
Calderone RA. 2002. Candida and Candidiasis. Washington (US): ASM Pr.
[CLSI] Clinical and Laboratory Standards Institute. 2012. Methods for Dilution
Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically;
Approved Standard-Ninth Edition. Wayne (PA): CLSI.
Cohen MD, Judith TZ, Richard BS. 2012. Pulmonary immunotoxicology. New
York (US): Springer.
Corcoran JW, Hahn FE. 2012. Mechanism of Action of Antimicrobial and
Antitumor Agents. New York (US): Springer.
Ernawati. 2012. Identifikasi pengaruh variabel proses dan penentuan kondisi
optimim dekomposisi katalik metana dengan metode respon permukaan.
[skripsi]. Jakarta (ID): Universitas Indonesia.
Galvez A, Abriouel H, Lopez R, Omar N. 2007. Bacteriocin-based strategies for
food biopreservation. Int J Food Microbiol 120(1-2): 51-70.
Gupta S, Ghannam NA, Scannell AGM. 2010. Growth and kinetics of
Lactobacillus plantarum in the fermentation of edible Irish briwn seaweeds.
Food Bioprod Pro 89(4): 346-356.
[HERA] Human and Environmental Risk Assessment. 2007. Subtilisins (Protease).
Brussels (BE): HERA.
Januarsyah T. 2007. Kajian Aktivitas Hambat Bakteriosin Dari Bakteri Asam
Laktat Galur SCG 1223. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Jawetz E. 2001. Mikrobiologi untuk Kesehatan. Jakarta (ID): EGC.
Kohanski MA, Dwyer DJ, Collins JJ. 2010. How antibotics kill bacteria: from
targets to networks. Nat Rev Microbiol 8(6): 423-435.

17
Kuipers OP, G Buist, J Kok. 2000. Current strategies for improving food bacteria.
Res Microbiol 151(10): 815-822.
Leal-Sánchez MV, Jimenez-Diaz R, Maldonado-Barragan, Garrido-Fernandez A,
Ruiz-Barba JL. 2002. Optimization of bacteriocin production by batch
fermentation Lactobacillus plantarum LPCO10. Appl Environ Microbiol
68(9): 4465-4471.
Lee JY, Kim CJ, Kunz B. 2006. Identification of lactic acid bacteria isolated from
kimchi and studies on their suitability for application as starter culture in the
production of fermented sausage. Meat Sci 72(3): 437–445.
Lenth RV. 2009. Response surface methods in R-using RSM. J of Stat Soft 32(7):
1-17.
Marshall SH. 2003. Antimicrobial peptides: as natural alternative to chemical
antibiotics and a potential for applied biotechnology. Electron J Biotech
6(3): 272-284.
McClatchey K. 2002. Clinical Laboratory Medicine. Maryland (US): Williams
and Wilkins Baltimore.
Montgomery DC. 2001. Introduction to Statistical Quality Control. Canada (CA):
Wiley.
Nelson DL, Cox MM. 2008. Lehninger: Principles of Biochemistry, fifth edition.
Madison Avenue (NY): WH Freeman Comp.
[ORS] Office of Research Savety. 2010. Autoclave Quality Control Policy.
Northwestern (US): Northwestern Pr.
Otoguro M. 2004. Workshop on Isolation Method and Clasification of
Actinomycetes. Bogor (ID): LIPI Bioteknologi Pr.
Petersen E. 2011. Infections in Obstetrics and Gynecology. New York (US):
Thieme.
Polak-Berecka M, Adam W, Monika K, Marcin P, Zdzislaw T, Agnieszka K.
2010. Optimization of medium composition for enhancing growth of
Lactobacillus rhamnosus PEN using response surface methodology. Polish
J Microbiol 59(2): 113-118.
Purnomo A, Hartatik K, Salasia SIO, Soegiyono. 2006. Isolation and
Characterizatio