Dinamika Pertumbuhan Bakteri dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat Terkultur yang Dominan selama Fermentasi Tempe pada Dua Industri Rumah Tangga yang Berbeda
DINAMIKA PERTUMBUHAN BAKTERI DAN IDENTIFIKASI
BAKTERI ASAM LAKTAT TERKULTUR YANG DOMINAN
SELAMA FERMENTASI TEMPE PADA DUA INDUSTRI
RUMAH TANGGA YANG BERBEDA
ALLIA LAKSMI NURDINI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Dinamika Pertumbuhan
Bakteri dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat Terkultur yang Dominan selama
Fermentasi Tempe pada Dua Industri Rumah Tangga yang Berbeda adalah benar
karya saya 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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2015
Allia Laksmi Nurdini
NIM F251114091
RINGKASAN
ALLIA LAKSMI NURDINI. Dinamika Pertumbuhan Bakteri dan Identifikasi
Bakteri Asam Laktat Terkultur yang Dominan selama Fermentasi Tempe pada
Dua Industri Rumah Tangga yang Berbeda. Dibimbing oleh LILIS NURAIDA
dan ANTONIUS SUWANTO.
Tempe merupakan makanan fermentasi tradisional Indonesia yang telah
dikenal secara global. Kultur starter utama pada fermentasi tempe ialah Rhizopus
oligosporus, namun beberapa penelitian telah mendeteksi adanya bakteri asam
laktat (BAL) pada tempe dan mikroorganisme lainnya. Pada umumnya, tempe
diproduksi pada industri rumah tangga dengan skala kecil dan proses fermentasi
yang kurang terkontrol, sehingga pada fermentasi tempe terdapat berbagai jenis
mikroorganisme.
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi keberadaan, pertumbuhan dan
interaksi bakteri asam laktat, spora bakteri dan Enterobacteriaceae; serta untuk
mengidentifikasi keberadaan bakteri asam laktat (BAL) terkultur dominan dengan
T-RFLP pada dua industri rumah tangga di Bogor dengan metode produksi yang
berbeda. Sampel diambil dari tujuh tahap produksi dari dua metode produksi
tempe yang berbeda yaitu produksi dengan satu kali perebusan sebelum
perendaman kedelai dan dua kali perebusan sebelum dan sesudah proses
perendaman kedelai. Analisis dilakukan dengan metode perhitungan koloni pada
media sesuai dengan bakteri yang akan dianalisis. Identifikasi BAL dilakukan
dengan terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) terhadap
koloni BAL dominan yang diisolasi dari media MRSA natrium azida dari tiap
tahap fermentasi. Analisis T-RFLP menggunakan primer 16S rRNA dan enzim
restriksi HhaI.
Proses yang menerapkan perebusan kedua sebelum inokulasi memiliki
jumlah BAL pada tahap awal fermentasi jauh lebih rendah daripada proses yang
menerapkan satu kali perebusan sebelum perendaman kedelai. Hasil ini
mengindikasikan BAL telah terlibat sejak proses perendaman dan terbawa ke
tahap fermentasi kapang. Hasil analisis T-RFLP juga menunjukkan pada proses
dengan satu kali perebusan sebelum perendaman, BAL pada tahap setelah
perendaman kedelai terbawa selama fermentasi tempe dan menjadi dominan.
Jumlah BAL yang tinggi pada tahap awal fermentasi berkorelasi dengan
pH yang rendah pada tahap awal fermentasi dan dapat berkontribusi terhadap
penghambatan pertumbuhan Enterobacteriaceae dan spora bakteri. Keberadaan
BAL hingga 8 log cfu/g selama fermentasi mengindetifikasikan bakteri tersebut
berkontribusi terhadap proses fermentasi tempe.
Hasil analisis T-RFLP mengindikasikan keberadaan BAL terkultur yang
dominan yang sama selama proses fermentasi tempe pada industri rumah tangga
dengan perebusan satu kali sebelum perendaman. BAL tersebut diprediksi sebagai
Lactobacillus reuteri, Lactobacillus fermentum dan Lactobacillus sp. Pada
industri rumah tangga yang melakukan perebusan kedua setelah perendaman,
jenis BAL terkultur yang dominan memiliki variabilitas yang lebih tinggi selama
fermentasi tempe yaitu Enterococcus pseudoavium, Enterococcus sulfureus dan
Enterococcus italicus dominan setelah tahap perendaman kedelai, fermentasi jam
ke-24 dan 72; Lactobacillus sp. pada fermentasi jam ke-0; P. pentosaceus pada
fermentasi jam ke-12; Pediococcus pentosaceus dan Weissella kandleri pada
fermentasi jam ke-48.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa dua persiapan fermentasi tempe yang
berbeda menyebabkan komposisi mikroba yang berbeda dan juga berkontribusi
terhadap perbedaan BAL terkultur yang mendominasi selama fermentasi
sebagaimana yang diidentifikasi dengan T-RFLP. Penelitian ini merupakan
penelitian awal untuk mengidentifikasi BAL terkultur dominan selama fermentasi
tempe dengan T-RFLP. Untuk studi selanjutnya, diperlukan konfirmasi metode
identifikasi untuk mendapatkan hasil yang optimal.
Kata kunci:
spora bakteri, Enterobacteriaceae, bakteri asam laktat, T-RFLP
tempe,
SUMMARY
ALLIA LAKSMI NURDINI. Bacterial Growth Dynamics and Identification of
Culturable Dominant Lactic Acid Bacteria during Tempe Fermentation in Two
Different Home Industries. Supervised by LILIS NURAIDA dan ANTONIUS
SUWANTO.
Tempe is a traditional fermented food of Indonesia that has been recognised
globally. The main starter culture for tempe fermentation is Rhizopus oligosporus.
However, several researchers have detected lactic acid bacteria (LAB) and other
microorganisms from tempe. In general, tempe is produced by small scale at
home industries with poorly controlled fermentation process, therefore there were
varied kind of microrganisms in tempe fermentation.
The present research aimed to evaluate the presence, growth dynamics and
interactions of bacteria; and to identify the culturable dominant LAB by T-RFLP
during tempe fermentation in two different home industries in Bogor. Samples
were collected from seven production stages of two different tempe production
method applied only one boiling step before soaking, and applied two boiling
steps before and after soaking process.
Observations were carried out by employing colony counting on media
correspond with the microbes that would be enumerated. Identification of LAB
performed by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) of the
dominant LAB colonies isolated from MRSA sodium azide medium from each
fermentation stage. T-RFLP analysis was performed using 16S rRNA primer
pairs and HhaI restriction enzyme.
In process applying second boiling step before inoculation, the number of
LAB at initial step was much lower than that of applying one boiling step before
soaking. The results indicated that LAB has involved since soaking process and
they may be carried over into mould fermentation stage. The result of T-RFLP
analysis also showed in process applying one boiling steps before soaking, LAB
from after soaking steps were carried over and become dominant during tempe
fermentation.
High number of LAB at initial step also correlated with low pH at initial
step and this may also contribute to inhibition of the growth of
Enterobacteriaceae and bacterial spores. The presence of LAB up 8 log cfu/g
during fermentation indicated that those microorganisms contribute to
fermentation process of tempe.
T-RFLP analysis results indicated the presence of similar culturable
dominant LAB throughout tempe fermentation in the home industry applying one
boiling step before soaking identified as L. reuteri, L. fermentum, Lactobacillus
sp.. In home industry applying boiling step after soaking, higher variability of
culturable dominant LAB was found during tempe fermentation. T-RFLP analyses
showed that Enterococcus pseudoavium, Enterococcus sulfureus, and
Enterococcus italicus were dominant after soaking step, 24 h and 72 h
fermentation, while Lactobacillus at 0 h fermentation; Pediococcus pentosaceus at
12 h fermentation; Pediococcus pentosaceus and Weissella kandleri at 48 h
fermentation.
The results revealed that two different preparation of tempe fermentation
caused different microbial composition and lead to different culturable LAB
dominated fermentation process as identified using T-RFLP. This was a
preliminary research for identification culturable dominant LAB during tempe
fermentation. For future study the identification methods were needed to be
confirmed to obtain optimum results.
Keywords: bacterial spores, Enterobacteriaceae, lactic acid bacteria, T-RFLP,
tempe
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
DINAMIKA PERTUMBUHAN BAKTERI DAN IDENTIFIKASI
BAKTERI ASAM LAKTAT TERKULTUR YANG DOMINAN
SELAMA FERMENTASI TEMPE PADA DUA INDUSTRI
RUMAH TANGGA YANG BERBEDA
ALLIA LAKSMI NURDINI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji luar komisi pada ujian tesis: Dr Ir Harsi Dewantari Kusumaningrum
Judul Tesis : Dinamika Pertumbuhan Bakteri dan Identifikasi Bakteri Asam
Laktat Terkultur yang Dominan selama Fermentasi Tempe pada
Dua Industri Rumah Tangga yang Berbeda
Nama
: Allia Laksmi Nurdini
NIM
: F251114091
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Lilis Nuraida, MSc
Ketua
Prof Dr Ir Antonius Suwanto, MSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Ir Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 26 Januari 2015
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tesis dengan judul
“Dinamika Pertumbuhan Bakteri dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat Terkultur
yang Dominan selama Fermentasi Tempe pada Dua Industri Rumah Tangga yang
Berbeda” ini dilaksanakan pada bulan Juni 2013 hingga Agustus 2014.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
kepada Prof Dr Ir Lilis Nuraida, MSc selaku ketua komisi pembimbing dan Prof
Dr Ir Antonius Suwanto, MSc selaku anggota komisi pembimbing atas
bantuannya serta waktu dan kesempatan yang telah diluangkan dalam
memberikan bimbingan, ilmu, arahan, motivasi dan masukan selama penulis
mengikuti pendidikan, penyusunan proposal, pelaksanaan penelitian, pembuatan
artikel jurnal hingga penyusunan tesis. Di samping itu, terima kasih kepada Dr Ir
Harsi D. Kusumaningrum atas masukannya selaku penguji luar komisi
pembimbing pada ujian tesis dan Dr Suliantari, MSc atas saran dan kontribusi
beliau pada awal penelitian ini.
Penghargaan penulis sampaikan kepada Direktorat Jenderal Pendidikan
Tinggi melalui Hibah Kompetensi atas nama Prof Dr Ir Lilis Nuraida, MSc pada
tahun 2013-2014, yang telah mendanai sebagian besar penelitian ini. Ucapan
terima kasih ditunjukkan kepada Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (LPDP)
Kementrian Keuangan yang mendanai sebagian penelitian ini dan Direktorat
Pendidikan Tinggi yang telah memberikan beasiswa kepada penulis dari
September 2012 hingga Agustus 2013 melalui program Beasiswa Unggulan.
Ucapan terima kasih juga ditunjukkan kepada SEAFAST (Southeast Asian Food
and Agricultural Science and Technology) Center untuk fasilitas penelitian.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada Mbak Ari dan Mas Yeris atas
bantuan dan kerjasama pada penelitian ini, serta pengrajin industri tempe Sindang
Barang dan Warung Jambu atas keramahan selama proses pengambilan sampel.
Di samping itu, terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Esti Puspitasari, Redi
dan CSR PT Wilmar Benih Cikarang untuk dukungannya terhadap analisis
fragmen DNA yang dipotong dengan enzim HaeIII. Terima kasih kepada Pak
Yepy dari PT Wilmar Benih Cikarang untuk masukan terhadap analisis molekukar
serta Ibu Efriwati, Ibu Nurjana dan Ibu Cecil dari Program Studi Mikrobiologi,
IPB untuk masukan penelitian.
Di samping itu, terima kasih penulis sampaikan kepada Mbak Desty dan
Teh Asih dari SEAFAST IPB, Ibu Emi dan Sepri dari IPB-CC, Dini, Tika, serta
seluruh rekan-rekan yang telah membantu selama proses penelitian ini
berlangsung yang tidak bisa disebutkan satu per satu.
Ungkapan terima kasih yang sebesar-besarnya juga penulis ucapkan kepada
Ibunda Ibu Herlina dan ayahanda Bambang Mulyanto dan juga adik penulis M.
Wira Baskoro. Terima kasih tak lupa penulis ucapkan kepada seluruh keluarga
dan sahabat atas segala doa, dukungan, serta kasih sayang yang telah diberikan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi ilmu pengetahuan.
Bogor, Februari 2015
Allia Laksmi Nurdini
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Hipotesis
1
1
2
3
3
3
TINJAUAN PUSTAKA
Proses Produksi Tempe
Mikroorganisme yang Berasosiasi selama Fermentasi Tempe
Bakteri Asam Laktat pada Tempe
Identifikasi BAL pada Tempe
Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP)
4
4
4
5
7
8
METODE
Waktu dan Tempat
Bahan
Alat
Tahapan Penelitian
Prosedur Kerja
10
10
10
10
11
12
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perbedaan Proses Produksi Tempe pada Industri Rumah Tangga
SDBR dan WJB
Populasi Mikroba pada Laru Tempe Proses SDBR dan WJB
Total Bakteri
Bakteri Asam Laktat
Total Spora Bakteri dan Enterobacteriaceae
Nilai pH dan Total Asam Tertitrasi (TAT)
Amplifikasi Gen 16S rRNA dan Purifikasi Produk PCR
Seleksi Enzim Restriksi Berdasarkan Analisis T-RFLP BAL Referensi
Dinamika BAL Terkultur Dominan selama Fermentasi Tempe
Identifikasi TRF BAL Terkultur Dominan
20
20
20
21
22
23
25
27
28
29
31
34
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
36
36
37
DAFTAR PUSTAKA
37
LAMPIRAN
43
RIWAYAT HIDUP
49
DAFTAR TABEL
1
2
Akumulasi asam organik (% b/v) pada air perendaman dengan
fermentasi alami, inokulasi kultur murni dan back-sloppinga
Identifikasi dan keberadaan BAL terkultur selama proses fermentasi
tempe SDBR dan WJB
6
35
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Prinsip terminal fragment length polymorphism (Gruntzig et al. 2002)
Tahapan kerja penelitian
Titik pengambilan sampel kedelai dan tempe pada dua industri tumah
tangga
Langkah kerja identifikasi BAL terkultur dominan
Persiapan sampel DNA untuk identifikasi BAL terkultur domiman
Alur produksi tempe pada proses SDBR (a) dan (b) proses WJB
Persiapan laru onggok yang digunakan proses SDBR
Populasi bakteri pada laru dan onggok. Rataan dengan huruf yang
berbeda menunjukkan jumlah mikroba yang berbeda nyata (p
BAKTERI ASAM LAKTAT TERKULTUR YANG DOMINAN
SELAMA FERMENTASI TEMPE PADA DUA INDUSTRI
RUMAH TANGGA YANG BERBEDA
ALLIA LAKSMI NURDINI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Dinamika Pertumbuhan
Bakteri dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat Terkultur yang Dominan selama
Fermentasi Tempe pada Dua Industri Rumah Tangga yang Berbeda adalah benar
karya saya 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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2015
Allia Laksmi Nurdini
NIM F251114091
RINGKASAN
ALLIA LAKSMI NURDINI. Dinamika Pertumbuhan Bakteri dan Identifikasi
Bakteri Asam Laktat Terkultur yang Dominan selama Fermentasi Tempe pada
Dua Industri Rumah Tangga yang Berbeda. Dibimbing oleh LILIS NURAIDA
dan ANTONIUS SUWANTO.
Tempe merupakan makanan fermentasi tradisional Indonesia yang telah
dikenal secara global. Kultur starter utama pada fermentasi tempe ialah Rhizopus
oligosporus, namun beberapa penelitian telah mendeteksi adanya bakteri asam
laktat (BAL) pada tempe dan mikroorganisme lainnya. Pada umumnya, tempe
diproduksi pada industri rumah tangga dengan skala kecil dan proses fermentasi
yang kurang terkontrol, sehingga pada fermentasi tempe terdapat berbagai jenis
mikroorganisme.
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi keberadaan, pertumbuhan dan
interaksi bakteri asam laktat, spora bakteri dan Enterobacteriaceae; serta untuk
mengidentifikasi keberadaan bakteri asam laktat (BAL) terkultur dominan dengan
T-RFLP pada dua industri rumah tangga di Bogor dengan metode produksi yang
berbeda. Sampel diambil dari tujuh tahap produksi dari dua metode produksi
tempe yang berbeda yaitu produksi dengan satu kali perebusan sebelum
perendaman kedelai dan dua kali perebusan sebelum dan sesudah proses
perendaman kedelai. Analisis dilakukan dengan metode perhitungan koloni pada
media sesuai dengan bakteri yang akan dianalisis. Identifikasi BAL dilakukan
dengan terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) terhadap
koloni BAL dominan yang diisolasi dari media MRSA natrium azida dari tiap
tahap fermentasi. Analisis T-RFLP menggunakan primer 16S rRNA dan enzim
restriksi HhaI.
Proses yang menerapkan perebusan kedua sebelum inokulasi memiliki
jumlah BAL pada tahap awal fermentasi jauh lebih rendah daripada proses yang
menerapkan satu kali perebusan sebelum perendaman kedelai. Hasil ini
mengindikasikan BAL telah terlibat sejak proses perendaman dan terbawa ke
tahap fermentasi kapang. Hasil analisis T-RFLP juga menunjukkan pada proses
dengan satu kali perebusan sebelum perendaman, BAL pada tahap setelah
perendaman kedelai terbawa selama fermentasi tempe dan menjadi dominan.
Jumlah BAL yang tinggi pada tahap awal fermentasi berkorelasi dengan
pH yang rendah pada tahap awal fermentasi dan dapat berkontribusi terhadap
penghambatan pertumbuhan Enterobacteriaceae dan spora bakteri. Keberadaan
BAL hingga 8 log cfu/g selama fermentasi mengindetifikasikan bakteri tersebut
berkontribusi terhadap proses fermentasi tempe.
Hasil analisis T-RFLP mengindikasikan keberadaan BAL terkultur yang
dominan yang sama selama proses fermentasi tempe pada industri rumah tangga
dengan perebusan satu kali sebelum perendaman. BAL tersebut diprediksi sebagai
Lactobacillus reuteri, Lactobacillus fermentum dan Lactobacillus sp. Pada
industri rumah tangga yang melakukan perebusan kedua setelah perendaman,
jenis BAL terkultur yang dominan memiliki variabilitas yang lebih tinggi selama
fermentasi tempe yaitu Enterococcus pseudoavium, Enterococcus sulfureus dan
Enterococcus italicus dominan setelah tahap perendaman kedelai, fermentasi jam
ke-24 dan 72; Lactobacillus sp. pada fermentasi jam ke-0; P. pentosaceus pada
fermentasi jam ke-12; Pediococcus pentosaceus dan Weissella kandleri pada
fermentasi jam ke-48.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa dua persiapan fermentasi tempe yang
berbeda menyebabkan komposisi mikroba yang berbeda dan juga berkontribusi
terhadap perbedaan BAL terkultur yang mendominasi selama fermentasi
sebagaimana yang diidentifikasi dengan T-RFLP. Penelitian ini merupakan
penelitian awal untuk mengidentifikasi BAL terkultur dominan selama fermentasi
tempe dengan T-RFLP. Untuk studi selanjutnya, diperlukan konfirmasi metode
identifikasi untuk mendapatkan hasil yang optimal.
Kata kunci:
spora bakteri, Enterobacteriaceae, bakteri asam laktat, T-RFLP
tempe,
SUMMARY
ALLIA LAKSMI NURDINI. Bacterial Growth Dynamics and Identification of
Culturable Dominant Lactic Acid Bacteria during Tempe Fermentation in Two
Different Home Industries. Supervised by LILIS NURAIDA dan ANTONIUS
SUWANTO.
Tempe is a traditional fermented food of Indonesia that has been recognised
globally. The main starter culture for tempe fermentation is Rhizopus oligosporus.
However, several researchers have detected lactic acid bacteria (LAB) and other
microorganisms from tempe. In general, tempe is produced by small scale at
home industries with poorly controlled fermentation process, therefore there were
varied kind of microrganisms in tempe fermentation.
The present research aimed to evaluate the presence, growth dynamics and
interactions of bacteria; and to identify the culturable dominant LAB by T-RFLP
during tempe fermentation in two different home industries in Bogor. Samples
were collected from seven production stages of two different tempe production
method applied only one boiling step before soaking, and applied two boiling
steps before and after soaking process.
Observations were carried out by employing colony counting on media
correspond with the microbes that would be enumerated. Identification of LAB
performed by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) of the
dominant LAB colonies isolated from MRSA sodium azide medium from each
fermentation stage. T-RFLP analysis was performed using 16S rRNA primer
pairs and HhaI restriction enzyme.
In process applying second boiling step before inoculation, the number of
LAB at initial step was much lower than that of applying one boiling step before
soaking. The results indicated that LAB has involved since soaking process and
they may be carried over into mould fermentation stage. The result of T-RFLP
analysis also showed in process applying one boiling steps before soaking, LAB
from after soaking steps were carried over and become dominant during tempe
fermentation.
High number of LAB at initial step also correlated with low pH at initial
step and this may also contribute to inhibition of the growth of
Enterobacteriaceae and bacterial spores. The presence of LAB up 8 log cfu/g
during fermentation indicated that those microorganisms contribute to
fermentation process of tempe.
T-RFLP analysis results indicated the presence of similar culturable
dominant LAB throughout tempe fermentation in the home industry applying one
boiling step before soaking identified as L. reuteri, L. fermentum, Lactobacillus
sp.. In home industry applying boiling step after soaking, higher variability of
culturable dominant LAB was found during tempe fermentation. T-RFLP analyses
showed that Enterococcus pseudoavium, Enterococcus sulfureus, and
Enterococcus italicus were dominant after soaking step, 24 h and 72 h
fermentation, while Lactobacillus at 0 h fermentation; Pediococcus pentosaceus at
12 h fermentation; Pediococcus pentosaceus and Weissella kandleri at 48 h
fermentation.
The results revealed that two different preparation of tempe fermentation
caused different microbial composition and lead to different culturable LAB
dominated fermentation process as identified using T-RFLP. This was a
preliminary research for identification culturable dominant LAB during tempe
fermentation. For future study the identification methods were needed to be
confirmed to obtain optimum results.
Keywords: bacterial spores, Enterobacteriaceae, lactic acid bacteria, T-RFLP,
tempe
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
DINAMIKA PERTUMBUHAN BAKTERI DAN IDENTIFIKASI
BAKTERI ASAM LAKTAT TERKULTUR YANG DOMINAN
SELAMA FERMENTASI TEMPE PADA DUA INDUSTRI
RUMAH TANGGA YANG BERBEDA
ALLIA LAKSMI NURDINI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji luar komisi pada ujian tesis: Dr Ir Harsi Dewantari Kusumaningrum
Judul Tesis : Dinamika Pertumbuhan Bakteri dan Identifikasi Bakteri Asam
Laktat Terkultur yang Dominan selama Fermentasi Tempe pada
Dua Industri Rumah Tangga yang Berbeda
Nama
: Allia Laksmi Nurdini
NIM
: F251114091
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Lilis Nuraida, MSc
Ketua
Prof Dr Ir Antonius Suwanto, MSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Ir Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 26 Januari 2015
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tesis dengan judul
“Dinamika Pertumbuhan Bakteri dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat Terkultur
yang Dominan selama Fermentasi Tempe pada Dua Industri Rumah Tangga yang
Berbeda” ini dilaksanakan pada bulan Juni 2013 hingga Agustus 2014.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
kepada Prof Dr Ir Lilis Nuraida, MSc selaku ketua komisi pembimbing dan Prof
Dr Ir Antonius Suwanto, MSc selaku anggota komisi pembimbing atas
bantuannya serta waktu dan kesempatan yang telah diluangkan dalam
memberikan bimbingan, ilmu, arahan, motivasi dan masukan selama penulis
mengikuti pendidikan, penyusunan proposal, pelaksanaan penelitian, pembuatan
artikel jurnal hingga penyusunan tesis. Di samping itu, terima kasih kepada Dr Ir
Harsi D. Kusumaningrum atas masukannya selaku penguji luar komisi
pembimbing pada ujian tesis dan Dr Suliantari, MSc atas saran dan kontribusi
beliau pada awal penelitian ini.
Penghargaan penulis sampaikan kepada Direktorat Jenderal Pendidikan
Tinggi melalui Hibah Kompetensi atas nama Prof Dr Ir Lilis Nuraida, MSc pada
tahun 2013-2014, yang telah mendanai sebagian besar penelitian ini. Ucapan
terima kasih ditunjukkan kepada Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (LPDP)
Kementrian Keuangan yang mendanai sebagian penelitian ini dan Direktorat
Pendidikan Tinggi yang telah memberikan beasiswa kepada penulis dari
September 2012 hingga Agustus 2013 melalui program Beasiswa Unggulan.
Ucapan terima kasih juga ditunjukkan kepada SEAFAST (Southeast Asian Food
and Agricultural Science and Technology) Center untuk fasilitas penelitian.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada Mbak Ari dan Mas Yeris atas
bantuan dan kerjasama pada penelitian ini, serta pengrajin industri tempe Sindang
Barang dan Warung Jambu atas keramahan selama proses pengambilan sampel.
Di samping itu, terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Esti Puspitasari, Redi
dan CSR PT Wilmar Benih Cikarang untuk dukungannya terhadap analisis
fragmen DNA yang dipotong dengan enzim HaeIII. Terima kasih kepada Pak
Yepy dari PT Wilmar Benih Cikarang untuk masukan terhadap analisis molekukar
serta Ibu Efriwati, Ibu Nurjana dan Ibu Cecil dari Program Studi Mikrobiologi,
IPB untuk masukan penelitian.
Di samping itu, terima kasih penulis sampaikan kepada Mbak Desty dan
Teh Asih dari SEAFAST IPB, Ibu Emi dan Sepri dari IPB-CC, Dini, Tika, serta
seluruh rekan-rekan yang telah membantu selama proses penelitian ini
berlangsung yang tidak bisa disebutkan satu per satu.
Ungkapan terima kasih yang sebesar-besarnya juga penulis ucapkan kepada
Ibunda Ibu Herlina dan ayahanda Bambang Mulyanto dan juga adik penulis M.
Wira Baskoro. Terima kasih tak lupa penulis ucapkan kepada seluruh keluarga
dan sahabat atas segala doa, dukungan, serta kasih sayang yang telah diberikan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi ilmu pengetahuan.
Bogor, Februari 2015
Allia Laksmi Nurdini
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Hipotesis
1
1
2
3
3
3
TINJAUAN PUSTAKA
Proses Produksi Tempe
Mikroorganisme yang Berasosiasi selama Fermentasi Tempe
Bakteri Asam Laktat pada Tempe
Identifikasi BAL pada Tempe
Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP)
4
4
4
5
7
8
METODE
Waktu dan Tempat
Bahan
Alat
Tahapan Penelitian
Prosedur Kerja
10
10
10
10
11
12
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perbedaan Proses Produksi Tempe pada Industri Rumah Tangga
SDBR dan WJB
Populasi Mikroba pada Laru Tempe Proses SDBR dan WJB
Total Bakteri
Bakteri Asam Laktat
Total Spora Bakteri dan Enterobacteriaceae
Nilai pH dan Total Asam Tertitrasi (TAT)
Amplifikasi Gen 16S rRNA dan Purifikasi Produk PCR
Seleksi Enzim Restriksi Berdasarkan Analisis T-RFLP BAL Referensi
Dinamika BAL Terkultur Dominan selama Fermentasi Tempe
Identifikasi TRF BAL Terkultur Dominan
20
20
20
21
22
23
25
27
28
29
31
34
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
36
36
37
DAFTAR PUSTAKA
37
LAMPIRAN
43
RIWAYAT HIDUP
49
DAFTAR TABEL
1
2
Akumulasi asam organik (% b/v) pada air perendaman dengan
fermentasi alami, inokulasi kultur murni dan back-sloppinga
Identifikasi dan keberadaan BAL terkultur selama proses fermentasi
tempe SDBR dan WJB
6
35
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Prinsip terminal fragment length polymorphism (Gruntzig et al. 2002)
Tahapan kerja penelitian
Titik pengambilan sampel kedelai dan tempe pada dua industri tumah
tangga
Langkah kerja identifikasi BAL terkultur dominan
Persiapan sampel DNA untuk identifikasi BAL terkultur domiman
Alur produksi tempe pada proses SDBR (a) dan (b) proses WJB
Persiapan laru onggok yang digunakan proses SDBR
Populasi bakteri pada laru dan onggok. Rataan dengan huruf yang
berbeda menunjukkan jumlah mikroba yang berbeda nyata (p