Pertumbuhan dan interaksi antara Lactobacillus casei, Bifidobacterium longum dengan Escherichia coli pada sumber karbon yang berbeda
PERTUMBUHAN SERTA INTERAKSI ANTARA
Lactobacillus casei DAN Bifidobacterium longum
TERHADAP Escherichia coli PADA SUMBER
KARBON PATI DAN MI SAGU
TRIA MAULIANY
PROGRAM STUDI BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
ABSTRAK
TRIA MAULIANY. Pertumbuhan Serta Interaksi Antara Lactobacillus casei dan
Bifidobacterium longum Terhadap Escherichia coli pada Sumber Karbon Pati dan
Mi Sagu. Dibimbing oleh MANSJUR HAWAB dan SRI USMIATI.
Sagu sebagai prebiotik diharapkan dapat menyeimbangkan dan menekan jumlah
populasi bakteri kolon yang merugikan. Tahap pertama adalah menentukan aktivitas
fase eksponensial dari kurva pertumbuhan tiap bakteri uji. Bakteri uji yang
digunakan yaitu L.casei, B.longum,dan E.coli. Setelah dapat menentukan fase
eksponensial tiap bakteri, maka dilanjutkan dengan uji prebiotik menggunakan
berbagai sumber karbon. Sumber karbon yang digunakan adalah mi instan, pati
sagu Pancasan, mi sagu Pancasan, dan mi sagu Ihur.
Fase eksponensial bakteri L. casei dan B. longum terjadi antara selang waktu
jam ke-2 hingga jam ke-6. Jumlah bakteri L. casei dan B. longum selama fase
eksponensial adalah 1.99x1013CFU/ml dan 1.27x1013CFU/ml. Bakteri E. coli
mengalami fase eksponensial antara selang waktu jam ke-3 hingga jam ke -6, laju
pertumbuhan selama fase eksponensial cukup tinggi yaitu sebesar
1.01x1014CFU/ml.
Sumber karbon pati dan mi sagu terbaik untuk meningkatkan jumlah populasi L.
casei adalah pati sagu Pancasan sebesar 1.81x10 16CFU/ml. Jumlah rata-rata B.
longum yang tumbuh pada sumber karbon mi sagu Ihur adalah sebesar
1.33x1016CFU/ml. Laju pertumbuhan rata-rata sel E. coli diperoleh dari mi sagu
Pancasan yaitu sebesar 1.49x1016CFU/ml.
Tingkat presentase rata -rata penghambatan terbaik E. coli oleh L. casei
diperoleh dari sumber karbon pati sagu Pancasan sebesar 23.97%. Sedangkan
bakteri B. longum menghasilkan nilai penghambatan terhadap E. coli diperole h dari
sumber karbon mi instan, pati sagu Pancasan, dan mi sagu Pancasan masing-masing
sebesar 6.12%, 23.14% dan 20.00%.
ABSTRACT
TRIA MAULIANY. Growth and also Interaction Between Lactobacillus casei and
Bifidobacterium longum to Escherichia coli on Starch and Sago Noodle as Carbon
Source. Under the direction of MANSJUR HAWAB and SRI USMIATI.
Sago as prebiotik expected can balance and decrease the population amount of
colon bacterium harming. The first is to determine activity of exponential pha se
from each bacteria growth curve. The bacteria that been used are L. casei, B.
longum, and E. coli. After the first step, continued with prebiotic test using different
carbon sources. They are instant noodle, Pancasan sago starch, Pancasan sago
noodle, a nd Ihur sago noodle.
Exponential phase of L. casei and B. longum were between second until 6th
hour. The amount of L. casei and B. longum during exponential phase are
1.99x1013CFU/ml and 1.27x1013CFU/ml. Escherichia coli
bacteria had it
exponential phase between third untill 6th hour, growth acceleration of E. coli on
exponential phase is quite high the value is 1.01x10 14CFU/ml.
The best starch and sago noodle carbon source to increase the population
amount of L. casei is Pancasan sago starch are 1.81x1016CFU/ml. The average
population growth of B. longum on source carbon Ihur sago noodle is
1.33x1016CFU/ml. Average growth acceleration E. coli cell from Pancasan sago
noodle is 1.49x1016CFU/ml.
The best average inhibition of E. coli by L. casei from Pancasan sago is 23.97%.
Escherichia coli inhibition value of B. longum from instant noodle, Pancasan sago
starch, and Pancasan sago noodle as carbon source are 6.12%, 23.14% and 20.00%.
PERTUMBUHAN SERTA INTERAKSI ANTARA
Lactobacillus casei DAN Bifidobacterium longum
TERHADAP Escherichia coli PADA
SUMBER KARBON PATI DAN MI SAGU
TRIA MAULIANY
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Program Studi Biokimia
PROGRAM STUDI BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
Judul Skripsi : Pertumbuhan Serta Interaksi Antara Lactobacillus casei dan
Bifidobacterium longum T erhadap Escherichia coli pada Sumber
Karbon Pati dan Mi Sagu
Nama
NRP
: Tria Mauliany
: G44101025
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. H. Mansjur Hawab, M.S.
Ketua
Sri Usmiati, SPt. M.Si.
Anggota
Diketahui
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Dr.Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP 131473999
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Karya ilmiah yang
berjudul Pertumbuhan Serta Interaksi Antara Lactobacillus casei dan
Bifidobacterium longum Terhadap Escherichia coli P ada Sumber Karbon Pati dan
Mi Sagu, disusun berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan penulis di
Laboratorium Mikrobiologi, Balai Besar Pascapanen, Cimanggu – Bogor dari bulan
Juli sampai Desember 2005.
Selama melaksanakan penelitian penyusunan karya ilmiah ini, penulis banyak
mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis
mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. drh. HM. Hawab M.S. dan Ibu
Sri Usmiati SPt, M.S i. selaku pembimbing atas saran dan bimbingannya selama
penelitian sampai karya ilmiah ini selesai. Ucapan terima kasih penulis sampaikan
kepada Pak Ato, Pak Yudi, Bu Ning serta rekan-rekan penelitian atas segala
bantuannya. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan untuk Bapak dan Ibu di
rumah atas doa dan kasih sayangnya yang tulus.
Akhirnya penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor , Maret 2006
Tria Mauliany
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Subang pada tanggal 25 Desember 1982 dari pasangan
Yayat Ruchyat dan Yati Handarajati sebagai anak ketiga dari tiga bersaudara.
Tahun 1995 penulis lulus dari SDN 2 Sukamandi, melanjutkan ke SLTPN 1
Ciasem dan lulus pada tahun 1998. Kemudian melanjutkan ke SMU Kornita Bogor
dan lulus pada tahun 2001. Pada tahun yang sama penulis diterima di IPB melalui
jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada program studi Biokimia,
Departemen Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Penulis
melakukan praktik kerja lapang di Laboratorium Biosistematika dan Genetika
Mikroba, Bidang Mikrobiologi Pusat Penelitian Biologi LIPI-Bogor pada tanggal
14 Juni - 24 Agustus 2004.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
viii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................
viii
PENDAHULUAN ..........................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA
Deskripsi Tanaman Sagu ...........................................................................
Resistant Starch .........................................................................................
Mikrobiologi ...............................................................................................
Mikroflora usus .....................................................................................
Bifidobacterium longum ........................................................................
Lactobacillus casei ................................................................................
Escherichia coli .....................................................................................
Penggunaan Sumber Karbon Resistant Starch oleh Mikroorganisme .......
1
3
4
4
5
6
6
6
BAHAN DAN METODA
Alat dan Bahan ..........................................................................................
Metode ......................................................................................................
8
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Aktivitas pertumbuhan bakteri ..................................................................
Uji Prebiotik ..............................................................................................
9
11
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ...................................................................................................
Saran ..........................................................................................................
13
13
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
13
LAMPIRAN ....................................................................................................
15
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Komposisi kimia pati sagu dan terigu........................................................
2
2 Kadar resistant starch mi sagu dan mi instan ............................................
4
3 Populasi rata-rata bakteri saluran pencernaan manusia ..............................
5
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Struktur amilosa .........................................................................................
2
2 Struktur amilopektin ...................................................................................
2
3 Mekanisme aksi prebiotik ..........................................................................
7
4 Skema jalur fermentasi heterofermentatif ..................................................
7
5 Kurva pertumbuhan L. casei ......................................................................
10
6 Kurva pertumbuhan B. longum ..................................................................
10
7 Kurva pertumbuhan E. coli .........................................................................
10
8 Pengaruh sumber karbon terhadap pertumbuhan masing-masing bakteri ..
11
9 Pengaruh sumber karbon terhadap kompetisi antara L. casei dan E. coli ..
11
10 Pengaruh sumber karbon terhadap kompetisi antara B.longum dan E. coli
12
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Tahapan penelitian .......................................................................................
16
2 Penentuan fase eksponensial .......................................................................
17
3 Uji prebiotik .................................................................................................
18
4 Hasil analisis fase eksponensial ..................................................................
19
5 Hasil analisis uji prebiotik ..........................................................................
20
6 Hasil analisis uji prebiotik ..........................................................................
21
7 Foto bakteri L. casei, B. longum, dan E. coli ...............................................
22
8 Komposisi LB, MRSA, endo agar, dan skim TS 11....................................
23
Lactobacillus casei DAN Bifidobacterium longum
TERHADAP Escherichia coli PADA SUMBER
KARBON PATI DAN MI SAGU
TRIA MAULIANY
PROGRAM STUDI BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
ABSTRAK
TRIA MAULIANY. Pertumbuhan Serta Interaksi Antara Lactobacillus casei dan
Bifidobacterium longum Terhadap Escherichia coli pada Sumber Karbon Pati dan
Mi Sagu. Dibimbing oleh MANSJUR HAWAB dan SRI USMIATI.
Sagu sebagai prebiotik diharapkan dapat menyeimbangkan dan menekan jumlah
populasi bakteri kolon yang merugikan. Tahap pertama adalah menentukan aktivitas
fase eksponensial dari kurva pertumbuhan tiap bakteri uji. Bakteri uji yang
digunakan yaitu L.casei, B.longum,dan E.coli. Setelah dapat menentukan fase
eksponensial tiap bakteri, maka dilanjutkan dengan uji prebiotik menggunakan
berbagai sumber karbon. Sumber karbon yang digunakan adalah mi instan, pati
sagu Pancasan, mi sagu Pancasan, dan mi sagu Ihur.
Fase eksponensial bakteri L. casei dan B. longum terjadi antara selang waktu
jam ke-2 hingga jam ke-6. Jumlah bakteri L. casei dan B. longum selama fase
eksponensial adalah 1.99x1013CFU/ml dan 1.27x1013CFU/ml. Bakteri E. coli
mengalami fase eksponensial antara selang waktu jam ke-3 hingga jam ke -6, laju
pertumbuhan selama fase eksponensial cukup tinggi yaitu sebesar
1.01x1014CFU/ml.
Sumber karbon pati dan mi sagu terbaik untuk meningkatkan jumlah populasi L.
casei adalah pati sagu Pancasan sebesar 1.81x10 16CFU/ml. Jumlah rata-rata B.
longum yang tumbuh pada sumber karbon mi sagu Ihur adalah sebesar
1.33x1016CFU/ml. Laju pertumbuhan rata-rata sel E. coli diperoleh dari mi sagu
Pancasan yaitu sebesar 1.49x1016CFU/ml.
Tingkat presentase rata -rata penghambatan terbaik E. coli oleh L. casei
diperoleh dari sumber karbon pati sagu Pancasan sebesar 23.97%. Sedangkan
bakteri B. longum menghasilkan nilai penghambatan terhadap E. coli diperole h dari
sumber karbon mi instan, pati sagu Pancasan, dan mi sagu Pancasan masing-masing
sebesar 6.12%, 23.14% dan 20.00%.
ABSTRACT
TRIA MAULIANY. Growth and also Interaction Between Lactobacillus casei and
Bifidobacterium longum to Escherichia coli on Starch and Sago Noodle as Carbon
Source. Under the direction of MANSJUR HAWAB and SRI USMIATI.
Sago as prebiotik expected can balance and decrease the population amount of
colon bacterium harming. The first is to determine activity of exponential pha se
from each bacteria growth curve. The bacteria that been used are L. casei, B.
longum, and E. coli. After the first step, continued with prebiotic test using different
carbon sources. They are instant noodle, Pancasan sago starch, Pancasan sago
noodle, a nd Ihur sago noodle.
Exponential phase of L. casei and B. longum were between second until 6th
hour. The amount of L. casei and B. longum during exponential phase are
1.99x1013CFU/ml and 1.27x1013CFU/ml. Escherichia coli
bacteria had it
exponential phase between third untill 6th hour, growth acceleration of E. coli on
exponential phase is quite high the value is 1.01x10 14CFU/ml.
The best starch and sago noodle carbon source to increase the population
amount of L. casei is Pancasan sago starch are 1.81x1016CFU/ml. The average
population growth of B. longum on source carbon Ihur sago noodle is
1.33x1016CFU/ml. Average growth acceleration E. coli cell from Pancasan sago
noodle is 1.49x1016CFU/ml.
The best average inhibition of E. coli by L. casei from Pancasan sago is 23.97%.
Escherichia coli inhibition value of B. longum from instant noodle, Pancasan sago
starch, and Pancasan sago noodle as carbon source are 6.12%, 23.14% and 20.00%.
PERTUMBUHAN SERTA INTERAKSI ANTARA
Lactobacillus casei DAN Bifidobacterium longum
TERHADAP Escherichia coli PADA
SUMBER KARBON PATI DAN MI SAGU
TRIA MAULIANY
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Program Studi Biokimia
PROGRAM STUDI BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
Judul Skripsi : Pertumbuhan Serta Interaksi Antara Lactobacillus casei dan
Bifidobacterium longum T erhadap Escherichia coli pada Sumber
Karbon Pati dan Mi Sagu
Nama
NRP
: Tria Mauliany
: G44101025
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. H. Mansjur Hawab, M.S.
Ketua
Sri Usmiati, SPt. M.Si.
Anggota
Diketahui
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Dr.Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP 131473999
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Karya ilmiah yang
berjudul Pertumbuhan Serta Interaksi Antara Lactobacillus casei dan
Bifidobacterium longum Terhadap Escherichia coli P ada Sumber Karbon Pati dan
Mi Sagu, disusun berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan penulis di
Laboratorium Mikrobiologi, Balai Besar Pascapanen, Cimanggu – Bogor dari bulan
Juli sampai Desember 2005.
Selama melaksanakan penelitian penyusunan karya ilmiah ini, penulis banyak
mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis
mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. drh. HM. Hawab M.S. dan Ibu
Sri Usmiati SPt, M.S i. selaku pembimbing atas saran dan bimbingannya selama
penelitian sampai karya ilmiah ini selesai. Ucapan terima kasih penulis sampaikan
kepada Pak Ato, Pak Yudi, Bu Ning serta rekan-rekan penelitian atas segala
bantuannya. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan untuk Bapak dan Ibu di
rumah atas doa dan kasih sayangnya yang tulus.
Akhirnya penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor , Maret 2006
Tria Mauliany
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Subang pada tanggal 25 Desember 1982 dari pasangan
Yayat Ruchyat dan Yati Handarajati sebagai anak ketiga dari tiga bersaudara.
Tahun 1995 penulis lulus dari SDN 2 Sukamandi, melanjutkan ke SLTPN 1
Ciasem dan lulus pada tahun 1998. Kemudian melanjutkan ke SMU Kornita Bogor
dan lulus pada tahun 2001. Pada tahun yang sama penulis diterima di IPB melalui
jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada program studi Biokimia,
Departemen Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Penulis
melakukan praktik kerja lapang di Laboratorium Biosistematika dan Genetika
Mikroba, Bidang Mikrobiologi Pusat Penelitian Biologi LIPI-Bogor pada tanggal
14 Juni - 24 Agustus 2004.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
viii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................
viii
PENDAHULUAN ..........................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA
Deskripsi Tanaman Sagu ...........................................................................
Resistant Starch .........................................................................................
Mikrobiologi ...............................................................................................
Mikroflora usus .....................................................................................
Bifidobacterium longum ........................................................................
Lactobacillus casei ................................................................................
Escherichia coli .....................................................................................
Penggunaan Sumber Karbon Resistant Starch oleh Mikroorganisme .......
1
3
4
4
5
6
6
6
BAHAN DAN METODA
Alat dan Bahan ..........................................................................................
Metode ......................................................................................................
8
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Aktivitas pertumbuhan bakteri ..................................................................
Uji Prebiotik ..............................................................................................
9
11
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ...................................................................................................
Saran ..........................................................................................................
13
13
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
13
LAMPIRAN ....................................................................................................
15
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Komposisi kimia pati sagu dan terigu........................................................
2
2 Kadar resistant starch mi sagu dan mi instan ............................................
4
3 Populasi rata-rata bakteri saluran pencernaan manusia ..............................
5
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Struktur amilosa .........................................................................................
2
2 Struktur amilopektin ...................................................................................
2
3 Mekanisme aksi prebiotik ..........................................................................
7
4 Skema jalur fermentasi heterofermentatif ..................................................
7
5 Kurva pertumbuhan L. casei ......................................................................
10
6 Kurva pertumbuhan B. longum ..................................................................
10
7 Kurva pertumbuhan E. coli .........................................................................
10
8 Pengaruh sumber karbon terhadap pertumbuhan masing-masing bakteri ..
11
9 Pengaruh sumber karbon terhadap kompetisi antara L. casei dan E. coli ..
11
10 Pengaruh sumber karbon terhadap kompetisi antara B.longum dan E. coli
12
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Tahapan penelitian .......................................................................................
16
2 Penentuan fase eksponensial .......................................................................
17
3 Uji prebiotik .................................................................................................
18
4 Hasil analisis fase eksponensial ..................................................................
19
5 Hasil analisis uji prebiotik ..........................................................................
20
6 Hasil analisis uji prebiotik ..........................................................................
21
7 Foto bakteri L. casei, B. longum, dan E. coli ...............................................
22
8 Komposisi LB, MRSA, endo agar, dan skim TS 11....................................
23