Efektivitas Antibakteri Kombinasi Minyak Atsiri Zingiber officinale var. Rubrum dan Alpinia purpurata K. Schum dan Aplikasinya Pada Model Pangan
EFEKTIVITAS ANTIBAKTERI KOMBINASI MINYAK ATSIRI
Zingiber officinale var. Rubrum dan Alpinia purpurata K. Schum
DAN APLIKASINYA PADA MODEL PANGAN
TITA RIALITA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul “Efektivitas
Antibakteri Kombinasi Minyak Atsiri Zingiber officinale var. Rubrum dan Alpinia
purpurata K. Schum dan Aplikasinya Pada Model Pangan” 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
setiap sub-bab dalam disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Tita Rialita
NRP F261090011
RINGKASAN
TITA RIALITA. Efektivitas Antibakteri Kombinasi Minyak Atsiri Zingiber
officinale var. Rubrum dan Alpinia purpurata K. Schum dan Aplikasinya Pada
Model Pangan. Dibimbing oleh WINIATI P. RAHAYU, LILIS NURAIDA, dan
BUDI NURTAMA.
Meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya keamanan pangan
dan kesehatan menyebabkan mulai dihindarinya penggunaan bahan kimia untuk
pengawetan pangan dan beralih ke pengawet alami. Berbagai jenis minyak atsiri
dari rempah-rempah dilaporkan berpotensi untuk dikembangkan sebagai bahan
pengawet pangan karena memiliki aktivitas antimikroba dengan spektrum luas,
diantaranya terhadap bakteri patogen dan perusak pangan, kapang, dan khamir.
Minyak atsiri aman digunakan pada pangan karena berstatus GRAS (Generally
Recognized as Safe).
Penggunaan minyak atsiri sebagai pengawet pangan umumnya memerlukan
konsentrasi yang cukup tinggi untuk mendapatkan pengaruh antimikroba yang
sama seperti dalam in vitro. Kombinasi berbagai minyak atsiri dapat menurunkan
tingkat konsentrasi dan mengurangi pengaruhnya terhadap sensori, karena
kombinasi berbagai komponen minyak atsiri yang bersifat lemah atau sedang
dapat menghasilkan efek yang sinergis atau saling menguatkan. Banyak
informasi/data yang diperlukan sebelum minyak atsiri dapat diaplikasikan pada
pengawetan pangan. Informasi tersebut diantaranya adalah karakteristik fisik,
kimia, biokimia, genetika, aktivitas antimikroba, mekanisme kerja dan
efektivitasnya di dalam bahan pangan.
Jahe dan lengkuas merupakan jenis rempah-rempah dari keluarga
Zingiberaceae yang hidup secara indigenus di daratan Asia Tenggara yang
beriklim tropis. Rimpang jahe dan lengkuas menghasilkan aroma yang cukup
menyengat, sehingga banyak digunakan sebagai bahan pemberi aroma pada
makanan, sebagai bumbu, diolah segar, maupun sebagai bahan herbal (jamu) dan
obat-obatan. Berdasarkan data statistik produksi jahe di Indonesia pada tahun
2012 mencapai 114.537,65 ton per tahun, sedangkan lengkuas 58.186,488 ton per
tahun (BPS 2012). Dengan ketersediannya yang tinggi di Indonesia, jahe dan
lengkuas dapat menjadi sumber minyak atsiri yang potensial sebagai bahan
antimikroba untuk pengawetan pangan.
Beberapa peneliti terdahulu melaporkan minyak atsiri jahe dan lengkuas
lebih efektif menghambat mikroba dibandingkan oleoresinnya, dengan aktivitas
antimikroba yang cukup tinggi/moderat. Berbagai jenis jahe dan lengkuas yang
telah dikenal, diantaranya adalah jahe merah (Z. officinale var. Rubrum) dan
lengkuas merah (A. purpurata K. Schum), dikenal sebagai bahan baku dalam
pengobatan tradisional. Jahe merah mengandung minyak atsiri lebih tinggi dari
jahe putih. Sementara itu aktivitas antimikroba lengkuas merah dilaporkan lebih
tinggi daripada lengkuas putih. Kegunaan minyak atsiri jahe merah dan lengkuas
merah secara kombinasi untuk pengawetan pangan belum banyak diinformasikan.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi efektivitas kombinasi
minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah, serta aplikasinya sebagai pengawet
pangan. Penelitian ini dilakukan melalui tiga tahapan yaitu: (1) kajian
karakteristik dan aktivitas antibakteri minyak atsiri jahe merah dan lengkuas
merah terhadap bakteri patogen dan perusak pangan, (2) kajian efek kombinasi
dan mekanisme kerja kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah,
dan (3) kajian efektivitas antibakteri kombinasi minyak atsiri jahe merah dan
lengkuas merah pada media model pangan dan pada bahan pangan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik minyak atsiri jahe merah
dan lengkuas merah yang dihasilkan memiliki kadar ester yang relatif tinggi.
Komponen mayor minyak atsiri jahe merah terdiri dari trimethyl-heptadien-ol, arcurcumene, camphene,carbaldehyde, β-sesquiphellandrene, dan nerol; sedangkan
komponen mayor minyak atsiri lengkuas merah terdiri dari 1.8-cineole,
chavicol,9-desoxo-9-xi-hydroxy-3,5,7,8,9,12-pentaacetat-ingol, β-caryophyllene
dan α-selinene. Minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah memiliki aktivitas
antibakteri yang bersifat moderat terhadap bakteri patogen dan perusak pangan.
Berdasarkan nilai MIC-MBC sensitivitas bakteri uji terhadap minyak atsiri jahe
merah dan lengkuas merah menurun berturut-turut dari B. cereus > E. coli >
S. Typhimurium > P. aeruginosa.
Aktivitas antibakteri kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas
merah dipengaruhi oleh rasio dan bakteri target. Kombinasi minyak atsiri pada
rasio konsentrasi 1:1 v/v menunjukkan efektivitas terbaik terhadap bakteri Gram
positif daripada Gram negatif, dengan menghasilkan efek synergistic terhadap
B. cereus, efek additive terhadap E. coli dan S. Typhimurium, serta efek
indifferent terhadap P. aeruginosa.
Kombinasi
minyak atsiri tersebut
menunjukkan efek bakteriostatik terhadap semua bakteri uji setelah pertumbuhan
24 jam, dan berpotensi dapat mengontrol bakteri patogen dan perusak. Kombinasi
minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah menyebabkan kerusakan membran
sitoplasma yang ditandai dengan kebocoran materi genetik, protein dan ion-ion
seluler, yang lebih tinggi dibandingkan dengan akibat minyak tunggalnya.
Aktivitas antibakteri kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah
menyebabkan kerusakan sub-letal pada sel bakteri.
Efektivitas kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah sebagai
antibakteri dipengaruhi oleh tipe media pangan. Komponen karbohidrat dan lemak
pada konsentrasi tinggi dapat menurunkan efektivitas antibakteri kombinasi
minyak atsiri. Sebaliknya, kombinasi minyak atsiri terbukti efektif pada media
model protein dan jus daging ayam. Kombinasi minyak atsiri kurang efektif
terhadap bakteri perusak, tetapi efektif terhadap bakteri patogen yang
mengontaminasi daging ayam. Aplikasi kombinasi minyak atsiri pada daging
ayam menghasilkan efek bakteriostatik terhadap B. cereus dan S.Typhimurium
setelah waktu penyimpanan 8 jam. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa
kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah berpotensi digunakan
sebagai bahan pengawet pada produk pangan segar khususnya pangan berbasis
protein.
Kata kunci : A. purpurata K. Schum, efektivitas antibakteri, kombinasi minyak
atsiri, Z. officinale var Rubrum
SUMMARY
TITA RIALITA. Antibacterial Efficacy of Combined Zingiber officinale var.
Rubrum and Alpinia purpurata K. Schum Essential Oils and Its Application on
Food Model. Supervised by WINIATI P. RAHAYU, LILIS NURAIDA, and
BUDI NURTAMA.
Greater consumer awareness and concern regarding food safety and health
causes ranging avoided the use of chemicals for food preservation, and led
researchers to look for natural preservatives. Numerous studies and reviews
showed that essential oil (EO) of herbs and spices are potentially used as food
preservative since they have broad antimicrobial spectrum against pathogenic and
food spoilage bacteria, molds, yeast, as they have GRAS status and wide
consumers acceptance.
However, a high concentration of EO is needed to achieve the same effect in
food as in vitro. Thus combination of the EOs may help to minimize concentration
and consequently reduce sensory impact. The combination of weak and moderate
EOs could produce a synergistic or mutually reinforcing effect. Although EOs
have been declared as safe to be used as a natural preservative to control
pathogenic and spoilage bacteria, more data are needed before the EOs can be
applied in food. These may include the physical, chemical, biochemical and
genetic characteristics, as well as its antimicrobial activity, mechanism/mode of
action and its effectiveness in foodstuffs.
Ginger (Zingiber officinale) and galangal (Alpinia galanga) are herbs with
pungent aroma of the family of Zingiberaceae, indigenous in tropical Southeast
Asia. Ginger and galangal rhizomes are used as fresh or dried in seasoning,
herbal drinks (jamu) and drugs. Ginger production in Indonesia reached
114,537.658 tons/year and galangal 58,186.488 tons/year, and is expected to
increase in coming years (BPS 2012). With high availability in Indonesia, ginger
and galangal can be a potential source of EOs as antimicrobial agents for food
preservation.
Several researchers reported that ginger and galangal EOs were more
effective in inhibiting microbes than its oleoresin, with fairly high/moderate
antimicrobial activity. Among various types of ginger and galangal known, red
ginger (Z. officinale var. Rubrum) and red galangal (A. purpurata K. Schum) are
widely recognized as an ingredient in traditional medicines. Red ginger contain
higher EO than white ginger, while the antimicrobial activity of red galangal
(A. purpurata K. Schum) reported higher than while galangal. Usefulness of
combined red ginger and red galangal EOs for food preservation has not been
informed.
The objective of this study was to evaluate the effectiveness of combined
red ginger and red galangal EOs against pathogenic and spoilage bacteria, and its
aplication for food preservation. This study was conducted through three stages,
namely: (1) study of antibacterial activity of red ginger and red galangal EO
against pathogenic and food spoilage bacteria, (2) study the combination effects
and mechanism of action of combined EOs, and (3) evaluation of the antibacterial
effectiveness of combined EOs on food model media and on chicken meat juice.
The results revealed that the characteristics of red ginger and red galangal
EOs shows relative high esther content. The major component of red ginger
essential oils were trimethyl-heptadien-ol, ar-curcumene, camphene,
carbaldehyde, βsesquiphellandrene, and nerol; while the major component of red
galangal essential oil were 1.8-cineole, chavicol, 9-desoxo-9-xi-hydroxy-3pentaacetate-3,5,7,8,9,12-Ingol, β- caryophyllene and α-selinene. The essential oil
of red ginger and red galangal had moderate antibacterial activity against
pathogenic and food spoilage bacteria. Based on the MIC and MBC values,all
tested bacteria sensitivity to essential oils of red ginger and galangal red decline in
a row B. cereus > E. coli > S. Typhimurium > P. aeruginosa.
The antibacterial efficacy of the combined red ginger and red galangal EOs
in this study was affected by the ratios and the target bacteria. Combined EOs
with 1:1 (v/v) combination ratio showed the most effective activity against Grampositive than Gram-negative bacteria, while the combination produced synergistic
effect against B. cereus, additive effect against E. coli and S. Typhimurium, and
an indifferent effect against P. aeruginosa. Red ginger EO was more effective
compared to red galangal EO when it was applied individually, and in
combination they considered effective against B. cereus, E. coli and
S. Typhimurium than against P. aeruginosa. The combination of EOs generated
bacteriostatic effect against all tested bacteria after 24 h growth, and should be
considered as a potential alternative for control of pathogenic as well as spoilage.
The combination of red ginger and red galangal EOs could damage the
cytoplasmic membrane as detected from the leakage of the genetic material,
proteins and cellular ions, higher compare with single EO. The combined EOs
could cause a sub-lethal injury of the bacterial cells.
The antibacterial efficacy of combined red ginger and red galangal EOs was
influenced by the ingredient of food media. High concentration of carbohydrate
and fat could decrease the combined EOs efficacy. On the contrary, the combined
EOs were effective in protein media and chicken meat juice. The combined EOs
activity less effective to spoilage bacteria, but potentially effective against
pathogenic bacteria associated with fresh product. The application of combined
EOs at 2xMIC on fresh chicken meat generate bacteriostatic effect to B. cereus
and S. Typhimurium by approximately 2 and 1.3 log decrease compared to control
after 8 h storage at room temperature (28-32oC). This study suggests that
combined red ginger and red galangal EOs could minimize application
concentrations, and potentially to be used as preservatives in fresh product
especially protein based food.
Keywords : A. purpurata K. Schum, antibacterial efficacy, combined essential oil,
Z. officinale var Rubrum
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
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
EFEKTIVITAS ANTIBAKTERI KOMBINASI MINYAK ATSIRI
Zingiber officinale var. Rubrum DAN Alpinia purpurata K. Schum
DAN APLIKASINYA PADA MODEL PANGAN
TITA RIALITA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji pada Ujian Tertutup: Dr.Ir. Feri Kusnandar, M.Sc.
Dr.drh. Denny W. Lukman, M.Si.
Penguji pada Ujian Terbuka: Prof.Dr.Ir. Kusmayadi Suradi, MS.
Dr.Ir. Dede Adawiyah, M.Si.
Judul Disertasi : Efektivitas Antibakteri Kombinasi Minyak Atsiri
Zingiber officinale var. Rubrum dan Alpinia purpurata
K. Schum dan Aplikasinya Pada Model Pangan
Nama
: Tita Rialita
NIM
: F261090011
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof.Dr.Winiati P. Rahayu
Ketua
Prof.Dr.Ir. Lilis Nuraida, MSc.
Anggota
Dr.Ir. Budi Nurtama, M.Agr.
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof.Dr.Ir Ratih Dewanti Hariyadi,MSc
Dr.Ir. Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian:
21 Agustus 2014
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala ridho dan
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Penelitian ini
dilaksanakan sejak Januari 2013 hingga Mei 2014, dengan judul “Efektivitas
Antibakteri Kombinasi Minyak Atsiri Zingiber officinale var. Rubrum dan Alpinia
purpurata K. Schum dan Aplikasinya Pada Model Pangan”.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
setinggi-tingginya kepada :
1. Prof.Dr.Winiati P. Rahayu, Prof.Dr.Ir Lilis Nuraida, M.Sc., dan Dr.Ir Budi
Nurtama, M.Agr. selaku komisi pembimbing atas segala pemikiran,
bimbingan, arahan, masukan, nasihat, dukungan dan motivasi yang telah
diberikan.
2. Seluruh staf civitas akademika UNPAD yang telah memberikan izin dan
dukungan selama menyelesaikan pendidikan.
3. Dr.Ir. Feri Kusnandar, M.Sc. dan Dr.drh. Denny W. Lukman, M.Si. selaku
penguji pada ujian tertutup, serta Prof.Dr.Ir. Kusmayadi Suradi, M.Si., dan
Dr.Ir. Dede Adawiyah, M.Si. selaku penguji pada ujian terbuka.
4. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi (Dirjen Dikti) atas bantuan beasiswa
BPPS selama menempuh pendidikan.
5. Universitas Padjadjaran atas bantuan penelitian melalui hibah kompetitif
DIPA Unpad tahun 2013.
6. SEAMEO Biotrop atas bantuan penelitian melalui Research Grant for PhD
Student tahun 2014.
7. Yayasan Supersemar atas bantuan penelitian melalui Hibah Penelitian untuk
S3.
8. Laboratorium Mikrobiologi SEAFAST IPB atas fasilitas penelitian, dan
laboran serta teknisi yang banyak membantu selama penelitian.
9. Rekan-rekan pascasarjana IPN khususnya mahasiswa S3 angkatan 2009 yang
telah berbagi suka, duka dan motivasinya selama menempuh pendidikan.
10. Kedua orangtua, mertua, suami, anak-anak, kakak, adik, dan keluarga besar
yang telah memberikan kesempatan, doa, dukungan, motivasi dan kasih
sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk semua pihak.
Bogor, Agustus 2014
Tita Rialita
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
xvii
xviii
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
Hipotesis
Manfaat Penelitian
1
2
4
4
5
5
2 AKTIVITAS ANTIMIKROBA MINYAK ATSIRI JAHE MERAH
(Zingiber officinale var. Rubrum) DAN LENGKUAS MERAH
(Alpinia purpurata K. Schum) TERHADAP BAKTERI PATOGEN
DAN PERUSAK PANGAN
Abstract
Pendahuluan
Metode Penelitian
Hasil dan Pembahasan
Simpulan
Daftar Pustaka
11
12
14
16
23
24
3 ANTIMICROBIAL EFFECT AND MECHANISM OF ACTION OF
COMBINED RED GINGER (Zingiber officinale var. Rubrum) AND
RED GALANGAL (Alpinia purpurata K. Schum) ESSENTIAL
OILS AGAINST PATHOGENIC AND SPOILAGE BACTERIA
Abstract
Introduction
Material and Methods
Result and Discussion
Conclusion
References
26
26
28
30
39
40
4 THE ANTIMICROBIAL EFFICACY OF COMBINED Zingiber
officinale var. Rubrum AND Alpinia purpurata K. Schum
ESSENTIAL OILS IN FOOD MODEL MEDIA
Abstract
Introduction
Material and Methods
Result and Discussion
Conclusion
References
43
43
45
47
53
53
5 PEMBAHASAN UMUM
56
6 DAFTAR PUSTAKA
61
7 SIMPULAN DAN SARAN
63
RIWAYAT HIDUP
65
DAFTAR TABEL
1.1
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Tahapan, analisis, dan hasil penelitian
Karakteristik fisika-kimia minyak atsiri jahe merah dan lengkuas
merah
Komposisi kimia minyak atsiri jahe merah
Komposisi kimia minyak atsiri lengkuas merah
Daya hambat minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah
Nilai MIC dan MBC minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah
FIC index of combined red ginger and red galangal EOs against
pathogenic and spoilage bacteria
Effect of ratios of combined red ginger and red galangal EOs on
bacterial growth at 37 oC
Reduction number of B. cereus grown in model media containing
combined red ginger and red galangal essential oil in ratio of 1:1
(v/v) after 8 h
Reduction number of E. coli grown in model media containing
combined red ginger and red galangal essential oil in ratio of 1:1
(v/v) after 8 h
Reduction number of S. Typhimurium grown in model media
containing combined red ginger and red galangal essential oil in
ratio of 1:1 (v/v) after 8 h
Reduction number of P. aeruginosa grown in model media
containing combined red ginger and red galangal essential oil in
ratio of 1:1 (v/v) after 8 h
Reduction number of B. cereus and S. Typhimurium in chicken
meat sample at 2xMIC of combined EOs after 8 h at 28-32 oC
8
17
19
20
21
22
31
33
47
48
49
50
52
DAFTAR GAMBAR
1.1
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
5.1
Diagram alir penelitian
Absorbance of supernatant of B. cereus at 260 and 280 nm prior to
exposure to ratio 1:1 v/v (2.65 : 1.79 mg mL-1) of red ginger and
red galangal essential oils (means with different letter are
significantly difference (p P. aeruginosa. Sensitivity of Gram positive and Gram negative
bacteria to both essential oils demonstrate the potential of the oils to be used as a
natural preservative in the food industry.
Keyword :antimicrobial,essential oil, red ginger, red galangal
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik, komposisi dan
aktivitas antimikroba minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah lokal
Indonesia terhadap empat spesies bakteri patogen dan perusak pangan, yaitu
B.cereus ATCC 10876, E. coli ATCC 25922, S. Typhimurium ATCC 14028, dan
P. aeruginosa ATCC 27853.
* Telah diterima untuk diterbitkan pada Jurnal Agritech. Vol.34, No.4. November 2014
12
Analisis karakteristik fisika-kimia dilakukan sesuai standar SNI no.06-1312-1998.
Komposisi kimia dianalisis menggunakan alat GC-MS. Pengujian aktivitas
antimikroba dilakukan dengan metode difusi cakram untuk menentukan zona
hambat, serta broth microdillution untuk menentukan nilai Minimum Inhibitory
Concentration (MIC) dan Minimum Bactericidal Concentration (MBC).
Karakteristik minyak atsiri jahe merah yang dihasilkan yaitu kuning kecoklatan,
berat jenis 0.883, indeks bias 1.480, putaran optik -8.45o, larut jernih (1:1) dalam
alkohol 90%, bilangan asam 2.06, dan bilangan ester 42.45. Minyak atsiri
lengkuas merah memiliki karakteristik warna kuning terang, berat jenis 0.895,
indeks bias 1.496, putaran optik -9.15, larut jernih (1:1) dalam alkohol 90%,
bilangan asam 1.95 dan bilangan ester 140.15. Komponen mayor minyak atsiri
jahe merah terdiri dari trimethyl-heptadien-ol, ar-curcumene, camphene,
carbaldehyde, β-sesquiphellandrene, dan nerol; sedangkan komponen mayor
minyak atsiri lengkuas merah terdiri dari 1.8-cineole, chavicol, 9-desoxo-9-xihydroxy-3,5,7,8,9,12-pentaacetat-ingol, β-caryophyllene dan α-selinene. Minyak
atsiri jahe merah dan lengkuas merah memiliki aktivitas antibakteri yang bersifat
moderat terhadap bakteri patogen dan perusak pangan, dengan kisaran zona
hambat rata-rata 7.17-10.33 mm dan 7.25-11.17 mm. Minyak atsiri jahe merah
dapat menghambat pertumbuhan bakteri uji pada nilai MIC 2.65-3.97 mg/mL dan
nilai MBC 3.10-5.29 mg/mL, sedangkan minyak atsiri lengkuas merah dapat
menghambat bakteri uji dengan nilai MIC 1.79-4.03 mg/mL dan nilai MBC 1.794.92 mg/mL. Berdasarkan nilai MIC dan MBC, sensitivitas bakteri uji terhadap
minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah menurun berturut-turut dari
B. cereus > E. coli > S. Typhimurium > P. aeruginosa. Sensitivitas bakteri Gram
positif dan Gram negatif terhadap kedua minyak atsiri ini menunjukkan potensi
minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah untuk digunakan sebagai pengawet
alami di industri pangan.
Kata kunci : antimikroba, jahe merah, lengkuas merah, minyak atsiri
PENDAHULUAN
Penggunaan bahan kimia berbahaya untuk pengawetan pangan hingga kini
masih banyak terjadi di Indonesia. Menurut laporan tahunan Badan POM RI tahun
2012, sebanyak 13.47% pangan yang beredar di masyarakat tidak memenuhi
persyaratan keamanan dan mutu karena diantaranya mengandung bahan
berbahaya yang disalahgunakan sebagai bahan tambahan pangan (BTP) seperti
formalin dan boraks; pengawet sintetik yang penggunaannya melebihi batas yang
diizinkan; dan cemaran mikroba melebihi batas. Dengan meningkatnya kesadaran
masyarakat akan pentingnya keamanan pangan dan
Zingiber officinale var. Rubrum dan Alpinia purpurata K. Schum
DAN APLIKASINYA PADA MODEL PANGAN
TITA RIALITA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul “Efektivitas
Antibakteri Kombinasi Minyak Atsiri Zingiber officinale var. Rubrum dan Alpinia
purpurata K. Schum dan Aplikasinya Pada Model Pangan” 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
setiap sub-bab dalam disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Tita Rialita
NRP F261090011
RINGKASAN
TITA RIALITA. Efektivitas Antibakteri Kombinasi Minyak Atsiri Zingiber
officinale var. Rubrum dan Alpinia purpurata K. Schum dan Aplikasinya Pada
Model Pangan. Dibimbing oleh WINIATI P. RAHAYU, LILIS NURAIDA, dan
BUDI NURTAMA.
Meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya keamanan pangan
dan kesehatan menyebabkan mulai dihindarinya penggunaan bahan kimia untuk
pengawetan pangan dan beralih ke pengawet alami. Berbagai jenis minyak atsiri
dari rempah-rempah dilaporkan berpotensi untuk dikembangkan sebagai bahan
pengawet pangan karena memiliki aktivitas antimikroba dengan spektrum luas,
diantaranya terhadap bakteri patogen dan perusak pangan, kapang, dan khamir.
Minyak atsiri aman digunakan pada pangan karena berstatus GRAS (Generally
Recognized as Safe).
Penggunaan minyak atsiri sebagai pengawet pangan umumnya memerlukan
konsentrasi yang cukup tinggi untuk mendapatkan pengaruh antimikroba yang
sama seperti dalam in vitro. Kombinasi berbagai minyak atsiri dapat menurunkan
tingkat konsentrasi dan mengurangi pengaruhnya terhadap sensori, karena
kombinasi berbagai komponen minyak atsiri yang bersifat lemah atau sedang
dapat menghasilkan efek yang sinergis atau saling menguatkan. Banyak
informasi/data yang diperlukan sebelum minyak atsiri dapat diaplikasikan pada
pengawetan pangan. Informasi tersebut diantaranya adalah karakteristik fisik,
kimia, biokimia, genetika, aktivitas antimikroba, mekanisme kerja dan
efektivitasnya di dalam bahan pangan.
Jahe dan lengkuas merupakan jenis rempah-rempah dari keluarga
Zingiberaceae yang hidup secara indigenus di daratan Asia Tenggara yang
beriklim tropis. Rimpang jahe dan lengkuas menghasilkan aroma yang cukup
menyengat, sehingga banyak digunakan sebagai bahan pemberi aroma pada
makanan, sebagai bumbu, diolah segar, maupun sebagai bahan herbal (jamu) dan
obat-obatan. Berdasarkan data statistik produksi jahe di Indonesia pada tahun
2012 mencapai 114.537,65 ton per tahun, sedangkan lengkuas 58.186,488 ton per
tahun (BPS 2012). Dengan ketersediannya yang tinggi di Indonesia, jahe dan
lengkuas dapat menjadi sumber minyak atsiri yang potensial sebagai bahan
antimikroba untuk pengawetan pangan.
Beberapa peneliti terdahulu melaporkan minyak atsiri jahe dan lengkuas
lebih efektif menghambat mikroba dibandingkan oleoresinnya, dengan aktivitas
antimikroba yang cukup tinggi/moderat. Berbagai jenis jahe dan lengkuas yang
telah dikenal, diantaranya adalah jahe merah (Z. officinale var. Rubrum) dan
lengkuas merah (A. purpurata K. Schum), dikenal sebagai bahan baku dalam
pengobatan tradisional. Jahe merah mengandung minyak atsiri lebih tinggi dari
jahe putih. Sementara itu aktivitas antimikroba lengkuas merah dilaporkan lebih
tinggi daripada lengkuas putih. Kegunaan minyak atsiri jahe merah dan lengkuas
merah secara kombinasi untuk pengawetan pangan belum banyak diinformasikan.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi efektivitas kombinasi
minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah, serta aplikasinya sebagai pengawet
pangan. Penelitian ini dilakukan melalui tiga tahapan yaitu: (1) kajian
karakteristik dan aktivitas antibakteri minyak atsiri jahe merah dan lengkuas
merah terhadap bakteri patogen dan perusak pangan, (2) kajian efek kombinasi
dan mekanisme kerja kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah,
dan (3) kajian efektivitas antibakteri kombinasi minyak atsiri jahe merah dan
lengkuas merah pada media model pangan dan pada bahan pangan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik minyak atsiri jahe merah
dan lengkuas merah yang dihasilkan memiliki kadar ester yang relatif tinggi.
Komponen mayor minyak atsiri jahe merah terdiri dari trimethyl-heptadien-ol, arcurcumene, camphene,carbaldehyde, β-sesquiphellandrene, dan nerol; sedangkan
komponen mayor minyak atsiri lengkuas merah terdiri dari 1.8-cineole,
chavicol,9-desoxo-9-xi-hydroxy-3,5,7,8,9,12-pentaacetat-ingol, β-caryophyllene
dan α-selinene. Minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah memiliki aktivitas
antibakteri yang bersifat moderat terhadap bakteri patogen dan perusak pangan.
Berdasarkan nilai MIC-MBC sensitivitas bakteri uji terhadap minyak atsiri jahe
merah dan lengkuas merah menurun berturut-turut dari B. cereus > E. coli >
S. Typhimurium > P. aeruginosa.
Aktivitas antibakteri kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas
merah dipengaruhi oleh rasio dan bakteri target. Kombinasi minyak atsiri pada
rasio konsentrasi 1:1 v/v menunjukkan efektivitas terbaik terhadap bakteri Gram
positif daripada Gram negatif, dengan menghasilkan efek synergistic terhadap
B. cereus, efek additive terhadap E. coli dan S. Typhimurium, serta efek
indifferent terhadap P. aeruginosa.
Kombinasi
minyak atsiri tersebut
menunjukkan efek bakteriostatik terhadap semua bakteri uji setelah pertumbuhan
24 jam, dan berpotensi dapat mengontrol bakteri patogen dan perusak. Kombinasi
minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah menyebabkan kerusakan membran
sitoplasma yang ditandai dengan kebocoran materi genetik, protein dan ion-ion
seluler, yang lebih tinggi dibandingkan dengan akibat minyak tunggalnya.
Aktivitas antibakteri kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah
menyebabkan kerusakan sub-letal pada sel bakteri.
Efektivitas kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah sebagai
antibakteri dipengaruhi oleh tipe media pangan. Komponen karbohidrat dan lemak
pada konsentrasi tinggi dapat menurunkan efektivitas antibakteri kombinasi
minyak atsiri. Sebaliknya, kombinasi minyak atsiri terbukti efektif pada media
model protein dan jus daging ayam. Kombinasi minyak atsiri kurang efektif
terhadap bakteri perusak, tetapi efektif terhadap bakteri patogen yang
mengontaminasi daging ayam. Aplikasi kombinasi minyak atsiri pada daging
ayam menghasilkan efek bakteriostatik terhadap B. cereus dan S.Typhimurium
setelah waktu penyimpanan 8 jam. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa
kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah berpotensi digunakan
sebagai bahan pengawet pada produk pangan segar khususnya pangan berbasis
protein.
Kata kunci : A. purpurata K. Schum, efektivitas antibakteri, kombinasi minyak
atsiri, Z. officinale var Rubrum
SUMMARY
TITA RIALITA. Antibacterial Efficacy of Combined Zingiber officinale var.
Rubrum and Alpinia purpurata K. Schum Essential Oils and Its Application on
Food Model. Supervised by WINIATI P. RAHAYU, LILIS NURAIDA, and
BUDI NURTAMA.
Greater consumer awareness and concern regarding food safety and health
causes ranging avoided the use of chemicals for food preservation, and led
researchers to look for natural preservatives. Numerous studies and reviews
showed that essential oil (EO) of herbs and spices are potentially used as food
preservative since they have broad antimicrobial spectrum against pathogenic and
food spoilage bacteria, molds, yeast, as they have GRAS status and wide
consumers acceptance.
However, a high concentration of EO is needed to achieve the same effect in
food as in vitro. Thus combination of the EOs may help to minimize concentration
and consequently reduce sensory impact. The combination of weak and moderate
EOs could produce a synergistic or mutually reinforcing effect. Although EOs
have been declared as safe to be used as a natural preservative to control
pathogenic and spoilage bacteria, more data are needed before the EOs can be
applied in food. These may include the physical, chemical, biochemical and
genetic characteristics, as well as its antimicrobial activity, mechanism/mode of
action and its effectiveness in foodstuffs.
Ginger (Zingiber officinale) and galangal (Alpinia galanga) are herbs with
pungent aroma of the family of Zingiberaceae, indigenous in tropical Southeast
Asia. Ginger and galangal rhizomes are used as fresh or dried in seasoning,
herbal drinks (jamu) and drugs. Ginger production in Indonesia reached
114,537.658 tons/year and galangal 58,186.488 tons/year, and is expected to
increase in coming years (BPS 2012). With high availability in Indonesia, ginger
and galangal can be a potential source of EOs as antimicrobial agents for food
preservation.
Several researchers reported that ginger and galangal EOs were more
effective in inhibiting microbes than its oleoresin, with fairly high/moderate
antimicrobial activity. Among various types of ginger and galangal known, red
ginger (Z. officinale var. Rubrum) and red galangal (A. purpurata K. Schum) are
widely recognized as an ingredient in traditional medicines. Red ginger contain
higher EO than white ginger, while the antimicrobial activity of red galangal
(A. purpurata K. Schum) reported higher than while galangal. Usefulness of
combined red ginger and red galangal EOs for food preservation has not been
informed.
The objective of this study was to evaluate the effectiveness of combined
red ginger and red galangal EOs against pathogenic and spoilage bacteria, and its
aplication for food preservation. This study was conducted through three stages,
namely: (1) study of antibacterial activity of red ginger and red galangal EO
against pathogenic and food spoilage bacteria, (2) study the combination effects
and mechanism of action of combined EOs, and (3) evaluation of the antibacterial
effectiveness of combined EOs on food model media and on chicken meat juice.
The results revealed that the characteristics of red ginger and red galangal
EOs shows relative high esther content. The major component of red ginger
essential oils were trimethyl-heptadien-ol, ar-curcumene, camphene,
carbaldehyde, βsesquiphellandrene, and nerol; while the major component of red
galangal essential oil were 1.8-cineole, chavicol, 9-desoxo-9-xi-hydroxy-3pentaacetate-3,5,7,8,9,12-Ingol, β- caryophyllene and α-selinene. The essential oil
of red ginger and red galangal had moderate antibacterial activity against
pathogenic and food spoilage bacteria. Based on the MIC and MBC values,all
tested bacteria sensitivity to essential oils of red ginger and galangal red decline in
a row B. cereus > E. coli > S. Typhimurium > P. aeruginosa.
The antibacterial efficacy of the combined red ginger and red galangal EOs
in this study was affected by the ratios and the target bacteria. Combined EOs
with 1:1 (v/v) combination ratio showed the most effective activity against Grampositive than Gram-negative bacteria, while the combination produced synergistic
effect against B. cereus, additive effect against E. coli and S. Typhimurium, and
an indifferent effect against P. aeruginosa. Red ginger EO was more effective
compared to red galangal EO when it was applied individually, and in
combination they considered effective against B. cereus, E. coli and
S. Typhimurium than against P. aeruginosa. The combination of EOs generated
bacteriostatic effect against all tested bacteria after 24 h growth, and should be
considered as a potential alternative for control of pathogenic as well as spoilage.
The combination of red ginger and red galangal EOs could damage the
cytoplasmic membrane as detected from the leakage of the genetic material,
proteins and cellular ions, higher compare with single EO. The combined EOs
could cause a sub-lethal injury of the bacterial cells.
The antibacterial efficacy of combined red ginger and red galangal EOs was
influenced by the ingredient of food media. High concentration of carbohydrate
and fat could decrease the combined EOs efficacy. On the contrary, the combined
EOs were effective in protein media and chicken meat juice. The combined EOs
activity less effective to spoilage bacteria, but potentially effective against
pathogenic bacteria associated with fresh product. The application of combined
EOs at 2xMIC on fresh chicken meat generate bacteriostatic effect to B. cereus
and S. Typhimurium by approximately 2 and 1.3 log decrease compared to control
after 8 h storage at room temperature (28-32oC). This study suggests that
combined red ginger and red galangal EOs could minimize application
concentrations, and potentially to be used as preservatives in fresh product
especially protein based food.
Keywords : A. purpurata K. Schum, antibacterial efficacy, combined essential oil,
Z. officinale var Rubrum
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
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
EFEKTIVITAS ANTIBAKTERI KOMBINASI MINYAK ATSIRI
Zingiber officinale var. Rubrum DAN Alpinia purpurata K. Schum
DAN APLIKASINYA PADA MODEL PANGAN
TITA RIALITA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji pada Ujian Tertutup: Dr.Ir. Feri Kusnandar, M.Sc.
Dr.drh. Denny W. Lukman, M.Si.
Penguji pada Ujian Terbuka: Prof.Dr.Ir. Kusmayadi Suradi, MS.
Dr.Ir. Dede Adawiyah, M.Si.
Judul Disertasi : Efektivitas Antibakteri Kombinasi Minyak Atsiri
Zingiber officinale var. Rubrum dan Alpinia purpurata
K. Schum dan Aplikasinya Pada Model Pangan
Nama
: Tita Rialita
NIM
: F261090011
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof.Dr.Winiati P. Rahayu
Ketua
Prof.Dr.Ir. Lilis Nuraida, MSc.
Anggota
Dr.Ir. Budi Nurtama, M.Agr.
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof.Dr.Ir Ratih Dewanti Hariyadi,MSc
Dr.Ir. Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian:
21 Agustus 2014
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala ridho dan
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Penelitian ini
dilaksanakan sejak Januari 2013 hingga Mei 2014, dengan judul “Efektivitas
Antibakteri Kombinasi Minyak Atsiri Zingiber officinale var. Rubrum dan Alpinia
purpurata K. Schum dan Aplikasinya Pada Model Pangan”.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
setinggi-tingginya kepada :
1. Prof.Dr.Winiati P. Rahayu, Prof.Dr.Ir Lilis Nuraida, M.Sc., dan Dr.Ir Budi
Nurtama, M.Agr. selaku komisi pembimbing atas segala pemikiran,
bimbingan, arahan, masukan, nasihat, dukungan dan motivasi yang telah
diberikan.
2. Seluruh staf civitas akademika UNPAD yang telah memberikan izin dan
dukungan selama menyelesaikan pendidikan.
3. Dr.Ir. Feri Kusnandar, M.Sc. dan Dr.drh. Denny W. Lukman, M.Si. selaku
penguji pada ujian tertutup, serta Prof.Dr.Ir. Kusmayadi Suradi, M.Si., dan
Dr.Ir. Dede Adawiyah, M.Si. selaku penguji pada ujian terbuka.
4. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi (Dirjen Dikti) atas bantuan beasiswa
BPPS selama menempuh pendidikan.
5. Universitas Padjadjaran atas bantuan penelitian melalui hibah kompetitif
DIPA Unpad tahun 2013.
6. SEAMEO Biotrop atas bantuan penelitian melalui Research Grant for PhD
Student tahun 2014.
7. Yayasan Supersemar atas bantuan penelitian melalui Hibah Penelitian untuk
S3.
8. Laboratorium Mikrobiologi SEAFAST IPB atas fasilitas penelitian, dan
laboran serta teknisi yang banyak membantu selama penelitian.
9. Rekan-rekan pascasarjana IPN khususnya mahasiswa S3 angkatan 2009 yang
telah berbagi suka, duka dan motivasinya selama menempuh pendidikan.
10. Kedua orangtua, mertua, suami, anak-anak, kakak, adik, dan keluarga besar
yang telah memberikan kesempatan, doa, dukungan, motivasi dan kasih
sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk semua pihak.
Bogor, Agustus 2014
Tita Rialita
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
xvii
xviii
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
Hipotesis
Manfaat Penelitian
1
2
4
4
5
5
2 AKTIVITAS ANTIMIKROBA MINYAK ATSIRI JAHE MERAH
(Zingiber officinale var. Rubrum) DAN LENGKUAS MERAH
(Alpinia purpurata K. Schum) TERHADAP BAKTERI PATOGEN
DAN PERUSAK PANGAN
Abstract
Pendahuluan
Metode Penelitian
Hasil dan Pembahasan
Simpulan
Daftar Pustaka
11
12
14
16
23
24
3 ANTIMICROBIAL EFFECT AND MECHANISM OF ACTION OF
COMBINED RED GINGER (Zingiber officinale var. Rubrum) AND
RED GALANGAL (Alpinia purpurata K. Schum) ESSENTIAL
OILS AGAINST PATHOGENIC AND SPOILAGE BACTERIA
Abstract
Introduction
Material and Methods
Result and Discussion
Conclusion
References
26
26
28
30
39
40
4 THE ANTIMICROBIAL EFFICACY OF COMBINED Zingiber
officinale var. Rubrum AND Alpinia purpurata K. Schum
ESSENTIAL OILS IN FOOD MODEL MEDIA
Abstract
Introduction
Material and Methods
Result and Discussion
Conclusion
References
43
43
45
47
53
53
5 PEMBAHASAN UMUM
56
6 DAFTAR PUSTAKA
61
7 SIMPULAN DAN SARAN
63
RIWAYAT HIDUP
65
DAFTAR TABEL
1.1
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Tahapan, analisis, dan hasil penelitian
Karakteristik fisika-kimia minyak atsiri jahe merah dan lengkuas
merah
Komposisi kimia minyak atsiri jahe merah
Komposisi kimia minyak atsiri lengkuas merah
Daya hambat minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah
Nilai MIC dan MBC minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah
FIC index of combined red ginger and red galangal EOs against
pathogenic and spoilage bacteria
Effect of ratios of combined red ginger and red galangal EOs on
bacterial growth at 37 oC
Reduction number of B. cereus grown in model media containing
combined red ginger and red galangal essential oil in ratio of 1:1
(v/v) after 8 h
Reduction number of E. coli grown in model media containing
combined red ginger and red galangal essential oil in ratio of 1:1
(v/v) after 8 h
Reduction number of S. Typhimurium grown in model media
containing combined red ginger and red galangal essential oil in
ratio of 1:1 (v/v) after 8 h
Reduction number of P. aeruginosa grown in model media
containing combined red ginger and red galangal essential oil in
ratio of 1:1 (v/v) after 8 h
Reduction number of B. cereus and S. Typhimurium in chicken
meat sample at 2xMIC of combined EOs after 8 h at 28-32 oC
8
17
19
20
21
22
31
33
47
48
49
50
52
DAFTAR GAMBAR
1.1
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
5.1
Diagram alir penelitian
Absorbance of supernatant of B. cereus at 260 and 280 nm prior to
exposure to ratio 1:1 v/v (2.65 : 1.79 mg mL-1) of red ginger and
red galangal essential oils (means with different letter are
significantly difference (p P. aeruginosa. Sensitivity of Gram positive and Gram negative
bacteria to both essential oils demonstrate the potential of the oils to be used as a
natural preservative in the food industry.
Keyword :antimicrobial,essential oil, red ginger, red galangal
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik, komposisi dan
aktivitas antimikroba minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah lokal
Indonesia terhadap empat spesies bakteri patogen dan perusak pangan, yaitu
B.cereus ATCC 10876, E. coli ATCC 25922, S. Typhimurium ATCC 14028, dan
P. aeruginosa ATCC 27853.
* Telah diterima untuk diterbitkan pada Jurnal Agritech. Vol.34, No.4. November 2014
12
Analisis karakteristik fisika-kimia dilakukan sesuai standar SNI no.06-1312-1998.
Komposisi kimia dianalisis menggunakan alat GC-MS. Pengujian aktivitas
antimikroba dilakukan dengan metode difusi cakram untuk menentukan zona
hambat, serta broth microdillution untuk menentukan nilai Minimum Inhibitory
Concentration (MIC) dan Minimum Bactericidal Concentration (MBC).
Karakteristik minyak atsiri jahe merah yang dihasilkan yaitu kuning kecoklatan,
berat jenis 0.883, indeks bias 1.480, putaran optik -8.45o, larut jernih (1:1) dalam
alkohol 90%, bilangan asam 2.06, dan bilangan ester 42.45. Minyak atsiri
lengkuas merah memiliki karakteristik warna kuning terang, berat jenis 0.895,
indeks bias 1.496, putaran optik -9.15, larut jernih (1:1) dalam alkohol 90%,
bilangan asam 1.95 dan bilangan ester 140.15. Komponen mayor minyak atsiri
jahe merah terdiri dari trimethyl-heptadien-ol, ar-curcumene, camphene,
carbaldehyde, β-sesquiphellandrene, dan nerol; sedangkan komponen mayor
minyak atsiri lengkuas merah terdiri dari 1.8-cineole, chavicol, 9-desoxo-9-xihydroxy-3,5,7,8,9,12-pentaacetat-ingol, β-caryophyllene dan α-selinene. Minyak
atsiri jahe merah dan lengkuas merah memiliki aktivitas antibakteri yang bersifat
moderat terhadap bakteri patogen dan perusak pangan, dengan kisaran zona
hambat rata-rata 7.17-10.33 mm dan 7.25-11.17 mm. Minyak atsiri jahe merah
dapat menghambat pertumbuhan bakteri uji pada nilai MIC 2.65-3.97 mg/mL dan
nilai MBC 3.10-5.29 mg/mL, sedangkan minyak atsiri lengkuas merah dapat
menghambat bakteri uji dengan nilai MIC 1.79-4.03 mg/mL dan nilai MBC 1.794.92 mg/mL. Berdasarkan nilai MIC dan MBC, sensitivitas bakteri uji terhadap
minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah menurun berturut-turut dari
B. cereus > E. coli > S. Typhimurium > P. aeruginosa. Sensitivitas bakteri Gram
positif dan Gram negatif terhadap kedua minyak atsiri ini menunjukkan potensi
minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah untuk digunakan sebagai pengawet
alami di industri pangan.
Kata kunci : antimikroba, jahe merah, lengkuas merah, minyak atsiri
PENDAHULUAN
Penggunaan bahan kimia berbahaya untuk pengawetan pangan hingga kini
masih banyak terjadi di Indonesia. Menurut laporan tahunan Badan POM RI tahun
2012, sebanyak 13.47% pangan yang beredar di masyarakat tidak memenuhi
persyaratan keamanan dan mutu karena diantaranya mengandung bahan
berbahaya yang disalahgunakan sebagai bahan tambahan pangan (BTP) seperti
formalin dan boraks; pengawet sintetik yang penggunaannya melebihi batas yang
diizinkan; dan cemaran mikroba melebihi batas. Dengan meningkatnya kesadaran
masyarakat akan pentingnya keamanan pangan dan