Characterization of lactic acid bacteria from fermented fish product (Bekasam)

KARAKTERISASI BAKTERI ASAM LAKTAT DARI
PRODUK FERMENTASI IKAN (BEKASAM)

DESNIAR

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi “Karakterisasi Bakteri Asam
Laktat dari Produk Fermentasi Ikan (Bekasam)” adalah karya saya dengan arahan
dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal dan dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Bogor, Agustus 2012
Desniar

NIM G3611070011

ABSTRACT
DESNIAR. Characterization of Lactic Acid Bacteria from Fermented Fish
Product (Bekasam). Under supervisions of IMAN RUSMANA, ANTONIUS
SUWANTO, and NISA RACHMANIA MUBARIK.
Bekasam is an Indonesian fermented fish product that has sour taste and
mostly contain lactic acid bacteria (LAB). This study aimed to obtain and
characterize LAB isolates from bekasam and to study their potency in inhibiting
the growth of pathogenic bacteria, i.e. Escherichia coli, Salmonella typhimurium
ATCC 14028, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, and Listeria
monocytogenes. LAB were isolated from bekasam using MRSA media
supplemented with CaCO3 0.5%. Incubation was done at 37°C for 48 hours. The
pure cultures were verified as LAB based on morphological and biochemical
characteristics. LAB were obtained, then they were selected for their antimicrobial
activity and further the determination of their antimicrobial compounds.
Identification for the selected isolates was based on 16S rDNA sequences,
followed by production of organic acids. From eight bekasam samples, total of
LAB was 1.4 x108-9.0x108 CFU/g. Seventy four isolates were successfully
isolated. It was found that 62 isolates (84%) belonged to LAB. Twenty three

isolates could inhibit the growth of the five pathogenic bacteria in vitro. The
highest inhibition zone was on S. aureus. However, neutralized supernatant of the
LAB culture did not inhibit the growth of the pathogenic bacteria. While, cell free
supernatant at pH 5 and 6 from 11 isolates did inhibit the growth of the pathogenic
bacteria. BI(3), BP(3), BP(20) and SK(5) isolates growed in MRSB medium in
vitro, They produced H2O2 concentrations are much smaller than the production of
organic acids. The highest of antimicrobial activity was SK(5) isolates. Pellet of
protein precipated from fourth isolates showed inhibitory zone against pathogenic
bacteria, this inhibition is thought to have come from the bacteriocin, but will
need more detailed testing. BI (3), BP (3) and BP (20) isolates showed
antimicrobial activity of precipitated protein against E. coli,
L.
monocytogenes, and S. typhimurium, respectively, with concentration of
ammonium sulfate at 40%, 10% and 70-80%, respectively. While SK (5) isolates
showed antimicrobial activity only against S. typhimurium with concentration of
ammonium sulfat at 40%, 60% and 70%. Molecular identification based on
16S rDNA sequence revealed that BI(3), BP(3), and BP(20) isolates were
Pediococcus pentosaceusi IE 3 with similarity of 98%, 97%, and 98%,
respectively. While SK(5) isolates showed 93% similarity to Lactobacillus
plantarum subsp. plantarum NC 8. Productivity of organic acids from BI(3)

isolates was the best than the other three isolates. The dominant organic acid
content of BP (3) and SK (5) isolates were lactic acid while the BI (3) and BP
(20) isolates were acetic acid. Thus BI (3), BP (3), BP (20) and SK (5) showed
antimicrobial activity which could be useful in food preservation.

Keywords: bekasam, characterization, lactic acid bacteria,

RINGKASAN
DESNIAR. Karakterisasi Bakteri Asam Laktat dari Produk Fermentasi Ikan
(Bekasam). Dibimbing oleh IMAN RUSMANA, ANTONIUS SUWANTO, dan
NISA RACHMANIA MUBARIK.
Indonesia kaya akan produk-produk olahan tradisional. Salah satunya
adalah bekasam. Bekasam adalah produk fermentasi ikan yang rasanya asam dan
banyak mengandung bakteri asam laktat (BAL). Sebagian besar dari produk
fermentasi ikan ini belum dipelajari secara terperinci, sehingga hampir tidak ada
laporan ilmiah yang berhubungan dengan bekasam. Tujuan penelitian ini adalah
untuk mendapatkan dan mengkarakterisasi BAL asal bekasam dan mengetahui
potensinya sebagai penghasil senyawa antimikrob terhadap bakteri patogen yang
berhubungan dengan makanan, yaitu Escherichia coli, Salmonella typhimurium
ATCC 14028, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus dan Listeria

monocytogenes.
Sampel bekasam dilakukan analisis kimia (pH, kadar garam dan total
asam) dan mikrobiologi (total bakteri aerob dan total bakteri asam laktat). BAL
asal bekasam diisolasi dari cawan hasil penghitungan total BAL menggunakan
medium MRSA yang ditambah dengan CaCO3 0,5%. Inkubasi dilakukan pada
37°C selama 48 jam. Kultur murni diverifikasi sebagai BAL berdasarkan
karakteristik morfologi dan biokimia. BAL yang didapatkan kemudian diseleksi
kemampuannya dalam menghasilkan antimikrob menggunakan metode double
layer dan difusi sumur agar. Kemudian dipilih 4 isolat dan ditentukan substansi
senyawa antimikrob yang dihasilkannya. Identifikasi untuk isolat terpilih
berdasarkan pada sekuen 16S rDNA. Terakhir dilakukan produksi total asam dan
menentukan kandungan asam organik yang dihasilkan oleh isolat terpilih.
Total BAL dari delapan sampel bekasam ialah 1,4 x 108 – 9,0 x 108
CFU/g. Tujuh puluh empat isolat telah berhasil diisolasi dari bekasam. Ditemukan
62 isolat (84%) termasuk ke dalam kelompok BAL. Duapuluh tiga isolat darinya
dapat menghambat kelima bakteri patogen. Indeks penghambatan yang paling
besar ialah pada S. aureus. Akan tetapi supernatan bebas sel yang dinetralkan dari
kultur BAL tidak menghambat pertumbuhan kelima bakteri patogen. Sedangkan
supernatan bebas sel dengan pH 5 dan 6 dari 11 isolat dapat menghambat
pertumbuhan bakteri patogen. Hasil ini menunjukkan bahwa penghambatan oleh

BAL terhadap bakteri patogen karena asam organik dan selain asam organik yang
dihasilkannya.
Isolat BI(3), BP(3), BP(20) dan SK(5) yang ditumbuhkan dalam medium
MRSB secara in vitro menghasilkan H2O2 dengan konsentrasi yang jauh lebih
kecil daripada produksi asam organik. Aktivitas antimikrob tertinggi pada isolat
SK(5). Endapan dari hasil pengendapan protein keempat isolat menghasilkan zona
hambat terhadap bakteri patogen, hambatan ini kemungkinan berupa antimikrob
peptida atau bakteriosin, akan tetapi perlu pengujian lebih rinci dan mendalam.
Isolat BI(3), BP(3) dan BP(20) menunjukkan aktivitas antimikrob dari
endapan proteinnya masing-masing terhadap L. monocytogenes, E. coli, dan
S. typhimurium, dengan masing-masing pengendapan pada konsentrasi amonium
sulfat 40%, 10% dan 70-80%. Sedangkan isolat SK(5) aktivitas antimikrobnya

hanya terhadap S. typhimurium pada konsentrasi ammonium sulfat 40%, 60% dan
70%. Substansi antimikrob yang dihasilkan oleh isolat BAL ini terutama adalah
asam organik. Hal ini membuktikan bahwa asam organik ini menjadi faktor utama
dalam pengawetan dan pemberi rasa asam pada bekasam. Hasil penelitian ini
merupakan yang pertama dilaporkan tentang BAL pada produk bekasam yang ada
di Indonesia dan potensi antimikrobnya.
Identifikasi molekuler berdasarkan sekuen 16S rDNA menunjukkan bahwa

isolat BI(3), BP(3) dan BP(20) adalah Pediococcus pentosaceus IE 3 dengan
kemiripan masing-masing 98%, 97% dan 98%. Sedangkan isolat SK(5)
menunjukkan kemiripan 93% dengan Lactobacillus plantarum subsp. plantarum
NC 8.
Produktivitas total asam organik terbaik ialah pada isolat BI(3).
Kandungan asam organik yang dominan pada isolat BP(3) dan SK(5) ialah asam
laktat sedangkan isolat BI(3) dan BP(20) ialah asam asetat. Dengan demikian
isolat BI(3), BP(3), BP(20) dan SK(5) berpotensi untuk digunakan dalam
pengawetan makanan.

Kata kunci: bekasam, bakteri asam laktat, karakterisasi

©Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
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
yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis

dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

KARAKTERISASI BAKTERI ASAM LAKTAT DARI
PRODUK FERMENTASI IKAN (BEKASAM)

DESNIAR

Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Mikrobiologi

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

Penguji pada Ujian Tertutup

: Dr. Ir. Lilis Nuraida, MSc (Staf Pengajar

Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan,
FATETA, IPB)
Dr. Ir. Fitri Fegatella
Pokphand, Jakarta)

(PT.

Charoen

Penguji pada Ujian Terbuka : Dr. drh. Idwan Sudirman (Staf Pengajar
Departemen Ilmu Penyakit Hewan dan
Kesehatan Masyarakat Veteriner, FKH, IPB )
Dr. Jimmy Hariantono (PT. Yakult)

HALAMAN PENGESAHAN
Judul Disertasi :

Karakterisasi Bakteri Asam Laktat dari Produk Fermentasi
Ikan (Bekasam)

Nama

:

Desniar

NIM

:

G361070011

Disetujui
Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Iman Rusmana, M.Si.
Ketua

Prof. Dr. Ir. Antonius Suwanto, M.Sc.
Anggota

Dr. Nisa Rachmania M, M.Si.
Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Mikrobiologi

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Gayuh Rahayu

Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc. Agr.

Tanggal Ujian : 25 Juli 2012

Tanggal Lulus :…………….

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah

memberikan rahmat dan karuniaNya, sehingga karya ilmiah ini berhasil
diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan
Oktober 2009 ini ialah bakteri asam laktat, dengan judul Karakterisasi Bakteri
Asam Laktat dari Produk Fermentasi Ikan (Bekasam).
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Ir.
Iman Rusmana, M.Si, dan Prof. Dr. Ir. Antonius Suwanto, M.Sc serta Dr. Nisa
Rachmania M, M.Si selaku komisi pembimbing yang tak henti-hentinya
memberikan masukan, motivasi dan semangat kepada penulis sehingga karya
ilmiah ini dapat diselesaikan. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan
kepada Ibu Karmawati, Ibu Yauma, dan Ibu Siti para pengolah bekasam di
Sumatera Selatan dan Bapak Fakhrul Rozi dan Bapak Nazirin dari DKP Sumatera
Selatan serta Ibu Warmi pengolah bekasam di Indramayu, Bu Ika, Alim, Santi dan
Barlian yang telah membantu penulis selama pengambilan sampel. Ucapan terima
kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Imran di Balai Pengujian Mutu
Produk Peternakan, Bogor yang telah membantu penulis dalam penelitian serta
Mbak Ari, Pepi, Bu Ema, Bu Butet dan dini serta semua pihak yang telah
membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Ucapan terima kasih juga
penulis sampaikan kepada teman-teman seperjuangan Pak Puji dan Bu Ratih atas
bantuan, semangat dan kebersamaannya. Kepada teman-teman di Departemen
THP, FPIK, IPB yang selalu memberi doa, dorongan dan semangat untuk segera
menyelesaikan studi S3 ini penulis ucapkan terima kasih atas semuanya.
Ungkapan terima kasih yang tak tehingga juga disampaikan kepada Bapak, Ibu,
Suami, adikku Eva serta seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya.

Bogor, Agustus 2012

Desniar

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 24 Desember 1970 sebagai anak
kedua dari pasangan Basri (Almarhum) dan Rohanis. Pendidikan sarjana
ditempuh di Program Studi Teknologi Pengolahan Hasil Perikanan, Fakultas
Perikanan IPB, lulus pada tahun 1995. Pada tahun 1998, penulis diterima di
Program Studi Bioteknologi pada Program Pascasarjana IPB dan menamatkannya
pada tahun 2003. Selanjutnya, penulis mendapatkan kesempatan untuk
melanjutkan program doktor pada program studi Mikrobiologi, Departemen
Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor, diperoleh pada tahun 2007 melalui program Beasiswa Pendidikan Pasca
Sarjana (BPPS) Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi.
Penulis bekerja sebagai staf pengajar di Departemen Teknologi Hasil
Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB, sejak tahun 1998. Bidang
penelitian yang menjadi kompetensi penulis adalah Mikrobiologi dan
Bioteknologi Hasil Perairan.
Karya ilmiah berjudul Aktivitas bakteriosin dari bakteri asam laktat asal
bekasam telah diterbitkan dalam Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia,
yang dipublikasikan oleh Masyarakat Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia dan
Senyawa antimikrob yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat asal bekasam yang
akan diterbitkan dalam jurnal Akuatika, Universitas Pajajaran. Artikel lain
berjudul Chracterization of lactic acid bacteria isolated from bekasam masih
pada tahap review kedua yang akan diterbitkan dalam Emirates Journal of Food
and Agriculture. Karya-karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari program S3
penulis.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................

xiii

DAFTAR TABEL ...................................................................................

xv

DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................

xvi

PENDAHULUAN
Latar Belakang ............................................................................
Tujuan Penelitian ........................................................................
Manfaat Penelitian ......................................................................
TINJAUAN PUSTAKA
Bakteri Asam Laktat dalam Fementasi ......................................
Metabolisme Karbohidrat oleh BAL ...........................................
Fermentasi Ikan: Bekasam ..........................................................
Senyawa Antimikrob yang Dihasilkan oleh BAL.......................
Isolasi Bakteriosin .......................................................................
Mekanisme Antimikrob yang Dihasilkan oleh BAL ..................
Aplikasi BAL dan Senyawa Antimikrob yang Dihasilkannya
dalam Pengawetan Makanan .......................................................
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian .....................................................
Bahan dan Alat ............................................................................
Prosedur Penelitian .....................................................................
Analisis Mikrobiologi dan Kimia Sampel Bekasam, Isolasi dan
Verifikasi BAL ............................................................................
Seleksi dan dan Uji Aktivitas Antimikrob yang Dihasilkan
oleh BAL .....................................................................................
Penentuan Substansi Antimikrob yang Dihasilkan oleh BAL ....
Karakterisasi dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat ...................
Produksi Asam dan Kandungan Asam Organik yang Dihasilkan
oleh BAL .....................................................................................

1
3
4

5
8
14
17
24
26
29

33
33
30
34
37
38
40
41

HASIL
Bakteri Asam Laktat dari Bekasam ............................................
Aktivitas Antimikrob dari Isolat BAL ........................................
Substansi Senyawa Antimikrob dari BAL ..................................
Karakterisasi dan Identifikasi Isolat BAL ...................................
Produksi Asam Organik dan Aktivitas Antimikrobnya Selama
Pertumbuhan Isolat BAL.............................................................

43
45
46
50
55

PEMBAHASAN
Bakteri Asam Laktat asal Bekasam dan Aktivitas Antimikrob
yang Dihasilkannya .....................................................................
Substansi Antimikrob dari Isolat BAL ........................................
Karakterisasi dan Identifikasi Isolat BAL ...................................
Produksi Asam Organik dan Aktivitas Antimikrobnya Selama
Pertumbuhan ...............................................................................

61
66
71
77

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ......................................................................................
Saran ............................................................................................

85
85

DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................

87

LAMPIRAN ............................................................................................

95

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1

Embden–Meyerhof–Parnas pathway yang digunakan oleh BAL
homofermentatif .............................................................................

10

2

Jalur fosfoketolase yang digunakan oleh BAL heterofermentatif..

11

3

Jalur alternatif piruvat ....................................................................

13

4

Tingkatan molekul air disekitar residu hidrofobik pada permukaan
suatu protein ...................................................................................

24

Skema dua tahap yang terlibat dalam mekanisme aksi dari
bakteriosin klass IIa (Drider et al. 2006) ......................................

27

6

Bagan alir tahapan penelitian .........................................................

35

7

Sampel bekasam yang digunakan dalam penelitian .......................

43

8

Hasil isolasi isolat penghasil asam dari bekasam menggunkan
CaCO3 sebagai indikator ...............................................................

44

Deteksi aktivitas antimikrob dari isolat BAL terhadap bakteri uji
dengan metode double layer. .........................................................

45

Konsentrasi asam laktat dan konsentrasi H2O2 yang dihasilkan
oleh isolat BI(3), BP(3) , BP(20), dan SK(5) pada 24 jam, 48 jam,
dan 72 jam inkubasi ......................................................................

47

Aktivitas antimikrob dari isolat BI(3), BP(3), BP(20) dan SK(5)
dengan lama inkubasi 24, 48 dan 72 jam terhadap lima bakteri uji

47

Aktivitas antibakteri dari supernatan isolat BI(3) (10a), BP(3)
(10b), BP(20) (10c) dan SK (5) (10d). ...........................................

48

Aktivitas antibakteri dari endapan isolat BI(3), BP(3), BP(20),
dan SK (5). .....................................................................................

49

Zona hambat dari endapan isolat BP(20) dan BI(3) terhadap
E. coli pada kosentrasi ammonium sulfat 10-80%. .......................

49

Konsentrasi protein dari supernatan dan endapan pada isolat BI(3),
BP(3), BP(20), dan SK (5) .............................................................

50

16

Morfologi koloni dan sel isolat BI(3), BP(3), BP(20 ), dan SK(5)

51

17

Gel agarosa yang menunjukkan pita potongan DNA dari gen
penyandi 16S rRNA hasil amplifikasi PCR ...................................

54

Dendogram pohon filogenetik isolat BAL dengan bootstrap dan
disejajarkan dengan isolat Genbank ...............................................

55

Hubungan perubahan pH dan optical dencity (OD) dengan lama
inkubasi selama 48 jam pertumbuhan pada isolat BI(3), BP(3),
BP(20), dan SK(5)..........................................................................

56

5

9
10

11
12
13
14
15

18
19

20
21

Hubungan lama inkubasi dengan konsentrasi total asam yang
dihasilkan oleh isolat BI(3), BP(3), BP(20), dan SK(5) .................

58

Hubungan zona hambat yang dihasilkan oleh isolat BI(3), BP(3),
BP(20), dan SK(5) dengan lama inkubasi 48 jam terhadap bakteri
uji L. monocytogenes, S. typhimurium, E. coli, B. cereus, dan
S. aureus ........................................................................................

59

DAFTAR TABEL
Halaman
1

Bakteriosin bakteri asam laktat dan karakteristik utamanya
(Parada et al. 2007).........................................................................

22

2

Karakteristik bekasam dengan parameter kimia dan mikrobiologinya

44

3

Jumlah bakteri asam laktat yang diisolasi dari bekasam dengan
karakteristik mofologi dan biokimianya .........................................

45

Kisaran zona hambat dan indeks penghambatan pada masingmasing bakteri uji ...........................................................................

46

5

Karakterisasi isolat BI(3), BP(3), BP(20), dan SK(5) ....................

52

6

Hasil uji fermentasi gula dengan API 50 CHL ...............................

53

7

Perbandingan hasil identifikasi menggunakan API 50 CHL dan
sekuen 16S rRNA dari isolat BI(3), BP(3), BP(20) dan SK(5) .....

54

Kecepatan pertumbuhan maksimum (µ max) , laju pembentukan
produk (qp) dan waktu generasi (g) isolat BI(3), BP(3), BP(20)
dan SK(50)......................................................................................

57

Kandungan asam organik setelah inkubasi 48 jam pada isolat BI(3),
BP(3), BP(20), dan SK(5) ..............................................................

58

4

8

9

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Kurva standar protein dengan Bovine Serum Albumin (BSA) ............

97

2 Hasil verifikasi isolat BAL ..................................................................

97

3 Hasil seleksi dan uji aktivitas antimikrob dengan metode double layer

100

4

Hasil seleksi dan uji aktivitas senyawa antimikrob supernatan tanpa
dinetralkan dan yang dinetralkan dengan metode difusi sumur agar
terhadap lima bakteri uji.......................................................................

5 Hasil seleksi dan uji aktivitas antimikrob dengan perlakuan supernatan
yang tidak dintralkan dan ditetapkan pada pH 5 dan 6 ......................

103
106

6 Pengukuran pH, OD660, konsentrasi asam laktat, dan konsentrasi
H2O2 pada kultur MRSB dari empat isolat BAL setelah inkubasi 24,
48, dan 72 jam ......................................................................................
7 Gambar zona hambat dari keempat isolat dengan inkubasi 24, 48 dan
72 jam terhadap L. Monocytogenes ......................................................

108

8 Hasil uji API KIT CHL 50 pada isolat BI(3), BP(3), BP(20) dan
SK(5) dengan lama inkubasi 48 jam ....................................................

109

9 Pertumbuhan dan pembentukan produk asam pada keempat isolat
selama fase eksponensial .....................................................................

109

108

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia kaya akan produk-produk indigineous olahan tradisional. Salah
satunya adalah bekasam. Bekasam merupakan produk fermentasi ikan Indonesia
yang rasanya asam, banyak dikenal di daerah Jawa Tengah, Sumatera Selatan dan
Kalimantan Selatan. Proses pembuatan bekasam umumnya masih menggunakan
proses fermentasi secara spontan dengan bahan baku ikan air tawar, garam dan
sumber karbohidrat seperti nasi atau tape dengan lama fermentasi sekitar 4-10
hari. Sebagian besar dari produk fermentasi ikan ini belum dipelajari secara
terperinci, sehingga hampir tidak ada laporan ilmiah yang berhubungan dengan
bekasam.
Bakteri asam laktat (BAL) merupakan mikroorganisme dominan yang
ditemukan dalam produk fermentasi ikan (Ostergaard et al. 1998).

BAL

memainkan peran penting di dalam fermentasi makanan yang menyebabkan
perubahan aroma dan tekstur bersamaan dengan pengaruh pengawetan dengan
hasil peningkatan daya awet pada produk akhir (Hugas 1998). Bakteri asam laktat
ini mempunyai potensi besar dalam menghasilkan senyawa antimikrob.
Sebagaimana yang telah dilaporkan bahwa BAL dapat memproduksi beberapa
metabolit yang mempunyai aktivitas sebagai antimikrob seperti asam organik
(asam laktat dan asetat), hidrogen peroksida, diasetil dan bakteriosin (Ross et al.
2002, Diop et al. 2007, Galvez et al. 2007).
BAL telah dilaporkan ada pada produk fermentasi ikan Thailand seperti
pla-ra, pla-chom, plaa-som dan som-fak. Bakteri asam laktat yang dominan pada
produk pla-ra dan pla-chom yaitu Lactobacillus acidipiscis sp. nov dan Weissella
thailandensis sp. nov (Tanasupawat et al. 2000), pada produk plaa-som, yaitu
Pediococcus

pentosaceus,

Lactabacillus

alimentarius/farciminis,

Weisella

confusa, L. plantarum dan Lactococcus garviae (Paludan-Muller et al. 2002)
Lactobacillus spp., Pediococcus spp., Aerococcus spp., Carnobacterium spp., dan
Enterococcus spp. (Kopermsub et al. 2006), dan pada produk som-fak, yaitu
Lactococcus lactis subsp. lactis, Leuconostoc citreum, Lactobacillus paracasei
subsp. paracasei, Weisella confusa, L. plantarum, L. pentosus dan P. pentosaceus

2

(Paludan-Muller et al. 1999). Weissella cibaria 110 (plaa-som) menghasilkan
bakteriosin yang dikenal sebagai weissellicin 110 (Srionnual et al. 2007), dan
plantaricin W yang dihasilkan oleh Lactobacillus plantarum PMU33 (som-fak)
(Noonpakdee et al. 2009).
Bakteriosin yang berasal dari BAL atau BAL yang menghasilkan
bakteriosin secara umum dianggap aman untuk konsumsi manusia. Oleh karena
itu bakteriosin dari BAL berpotensi

sebagai

pengawet makanan alami

(biopreservatif). Hugas (1998) menyatakan bahwa saat ini sistem biopreservatif
seperti kultur BAL bakteriosinogenik dan/atau bakteriosinnya telah diterima dan
dikembangkan sebagai pendekatan baru untuk mengendalikan mikroorganisme
patogen dan pembusuk.
Selain menghasilkan bakteriosin BAL juga berpotensi menghasilkan
senyawa antimikrob lain seperti asam organik (terutama asam laktat), diasetil dan
hidrogen peroksida. Berbagai jenis asam organik beserta komponennya digunakan
sebagai bahan tambahan pangan (food additives) yang dapat dimasukkan secara
langsung pada makanan manusia. Asam organik ini faktanya adalah preservatif
yang paling umum digunakan dalam makanan, memiliki status GRAS (generally
recognized as safe), dan memiliki spektrum yang luas sebagai agen antibakteri.
Asam organik efektif untuk mengawetkan makanan karena selain aktivitas
antibakteri, mereka juga bertindak sebagai penambah rasa asam (acidulants)
(Theron & Lues 2011).
Beberapa bakteri asam laktat memproduksi H2O2 dalam kondisi
pertumbuhan aerobik. H2O2 adalah bahan pengoksidasi yang kuat dan dapat
bersifat antimikrob terhadap bakteri, jamur, dan virus (juga bakteriofag). Dalam
kondisi anaerobik, sangat sedikit H2O2 yang diharapkan akan dihasilkan oleh
galur tersebut (Ray 2004).
Asam laktat adalah asam organik yang banyak digunakan dalam aplikasi
industri secara luas. Asam laktat juga merupakan asam hidroksi yang
diklasifikasikan sebagai GRAS oleh FDA (Food Drug Administration) dan sangat
sering digunakan dalam makanan sebagai penambah rasa asam, bahan flavor,
bahan bufer pH, dan tentu saja sebagai pengawet. Meskipun asam laktat juga
memilki aplikasi yang luas dalam farmaceutikal, industri kulit, dan tekstil, akan

3

tetapi pada tahun 1995 pernah dilaporkan bahwa di USA 85% asam laktat
digunakan dalam makanan dan aplikasi yang berkaitan dengan makanan (Theron
& Lues 2011).
Asam laktat adalah produk akhir yang banyak dari fermentasi karbohidrat
oleh BAL. Akan tetapi, dapat dihasilkan secara komersial dengan sintesis kimia
dan fermentasi. Sintesis kimia menghasilkan campuran dari dua isomer sedangkan
selama fermentasi bentuk murni optik dari asam laktat dihasilkan. Kira-kira 90%
total asam laktat dunia diproduksi dengan fermentasi bakteri. Total nilai pasar
asam organik pada tahun 2009 sebesar 3 juta $ (Theron & Lues 2011).
Akan tetapi informasi aspek mikrobiologi fermentasi bekasam masih
terbatas karena belum dipelajari secara terperinci dan hampir tidak ada laporan
ilmiah yang behubungan dengan bekasam khususnya bekasam hasil olahan dari
pengolah lokal yang ada di Indonesia. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian
untuk mengetahui dan mendapatkan isolat BAL dari bekasam dan menggali
potensinya dalam menghambat pertumbuhan bakteri patogen yang berhubungan
dengan makanan.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian secara umum ialah untuk mendapatkan BAL asal
bekasam dan mengetahui potensinya sebagai

penghasil senyawa antimikrob

terhadap bakteri patogen yang berhubungan dengan makanan. Secara khusus,
tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengisolasi dan menyeleksi BAL dari bekasam sebagai penghasil antimikrob.
2. Memproduksi dan mengkarakterisasi substansi senyawa antimikrob yang
dihasilkan oleh isolat BAL asal bekasam.
3. Mengkarakterisasi dan mengidentifikasi isolat BAL terpilih secara morfologis,
fisiologis dan genetik.
4. Produksi asam dari isolat BAL terpilih dan menguji aktivitas antimikrobnya
terhadap bakteri patogen serta menentukan kandungan asam organik yang
dihasilkannya.

4

Manfaat Penelitian
Isolat BAL yang diperoleh sebagai penghasil antimikrob setelah melalui
uji aktivitas terhadap bakteri patogen yang berhubungan dengan makanan dapat
diaplikasikan lebih lanjut pada berbagai produk pangan baik segar ataupun
olahan, khususnya bahan baku dan produk hasil perairan sebagai biopreservatif.
Isolat BAL tersebut juga dapat dimanfaatkan bagi pengolahan produk fermentasi
khususnya fermentasi ikan untuk menghasilkan produk dengan mutu yang lebih
baik dan lebih higienis. Isolat BAL penghasil asam laktat dapat dikembangkan
untuk produksi asam laktat yang dapat diaplikasikan lebih lanjut pada industri
makanan, pakan hewan, farmasi, tekstil, kimia, dan plastik.

5

TINJAUAN PUSTAKA
Bakteri Asam Laktat dalam Fermentasi
Bakteri asam laktat (BAL) umumnya didefinisikan sebagai kelompok
penghasil asam laktat, %G+C rendah, tidak berspora, Gram positif batang dan
kokus, bersifat fermentatif, katalase negatif, anaerob fakultatif, tidak motil dan
toleran terhadap asam. Bakteri asam laktat dibedakan dari bakteri Gram positif
lain yang juga menghasilkan asam laktat (seperti, Bacillus, Listeria, dan
Bifidobacterium) berdasarkan atas sejumlah perbedaan (Hutkins 2006), antara
lain sebagian besar mesofilik, tetapi ada beberapa yang dapat tumbuh pada suhu
4 oC atau suhu tinggi (45 oC), pH pertumbuhan 4,0–4,5, tetapi galur tertentu dapat
toleran dan tumbuh pada pH di atas 9,0 atau pH rendah 3,2 (Bamforth 2005).
Ada 16 genus BAL, 12 diantaranya aktif di dalam konteks makanan
(Bamforth 2005). Bakteri asam laktat biasanya diketahui aman berdasarkan status
yang diberikan oleh Generally Regarded As Safe (GRAS), dan mempunyai peran
penting dalam pengawetan makanan dan produk fermentasi. Bakteri ini dapat
digunakan sebagai mikrobiota kompetitif alami atau sebagai kultur starter spesifik
di bawah kondisi yang terkendali (Cintas et al. 2001; Papagianni et al. 2006).
Bakteri asam laktat mempunyai potensi yang besar untuk digunakan dalam
biopreservasi karena bakteri ini aman untuk dikonsumsi dan selama penyimpanan
bakteri ini secara alami mendominasi mikrobiota dari beberapa makanan (Stiles
1996).
Bakteri asam laktat merupakan dasar biologi dari banyak makanan
fermentasi. Bakteri ini memainkan peran penting di dalam fermentasi makanan
yang menyebabkan perubahan aroma dan tekstur bersamaan dengan pengaruh
pengawetan yang menghasilkan peningkatan daya awet pada produk akhir (Stiles
1996; Hugas 1998). Kontribusi yang paling penting dari bakteri ini ialah untuk
mengawetkan kualitas nutrisi bahan baku dan menghambat pertumbuhan bakteri
pembusuk dan patogen (Diop et al. 2007). Hambatan ini karena BAL dapat
memproduksi beberapa metabolit seperti asam organik (asam laktat dan asetat),
hidrogen peroksida, diasetil dan bakteriosin (Ross et al. 2002; Diop et al. 2007;
Galvez et al. 2007). Selain itu BAL juga merupakan sumber bermacam-macam

6

enzim

seperti

enzim

malolaktik,

proteolitik,

peptidolitik,

glikosidase,

pendegradasi polisakarida, urease, fenoloksidase, dan lipase (Matthews et al.
2004).
Bakteri asam laktat digunakan dalam makanan fermentasi karena
kemampuannya untuk melakukan metabolisme gula dan membuat produk akhir
asam laktat dan asam yang lainnya. Ada dua jalur fermentatif, yaitu
homofermentatif dan heterofermentatif. Jalur homofermentatif, lebih dari 90%
substrat gula di ubah menjadi asam laktat. Berlawanan dengan jalur
heterofermentatif menghasilkan kurang lebih 50% asam laktat dan 50% sebagai
asam asetat, etanol dan karbon dioksida. Bakteri asam laktat mempunyai satu atau
dua jalur ini (yaitu obligat homofermentatif atau obligat heterofermentatif),
meskipun ada beberapa spesies yang mempunyai metabolisme yang memerlukan
keduanya (fakultatif homofermentatif) ( Ross et al. 2002; Hutkins 2006).
Kelompok homofermentatif terdiri dari Lactocococcus, Pediococcus,
Enterococcus, Streptococcus dan beberapa Lactobacillus menggunakan Embden–
Meyerhof–Parnas pathway untuk merubah 1 mol glukosa menjadi 2 mol laktat.
Sedangkan bakteri heterofermentatif menghasilkan jumlah laktat, CO2, dan etanol
dengan molar yang sama dari glukosa menggunakan jalur heksosa monophosphat
atau pentose, dan menghasilkan hanya setengah energi dari kelompok
homofermentatif. Anggota kelompok ini meliputi Leuconostoc, Weissella dan
beberapa Lactobacillus (Ross et al. 2002).
Bakteri asam laktat homofermentatif sering digunakan dalam pengawetan
makanan karena memproduksi asam laktat dalam jumlah besar dan mampu
menghambat bakteri penyebab kebusukan makanan dan bakteri patogen lainnya,
sedangkan bakteri heterofermentatif lebih ditujukan kepada pembentukan flavor
dan komponen aroma, seperti asetaldehida dan diasetil (Fardiaz 1989).
Bakteri asam laktat homofermentatif meliputi Lactococcus lactis,
Streptococcus thermophilus, Lactobacillus helveticus, dan L. delbrueckii subsp.
bulgaricus (digunakan sebagai organisme starter produk susu); Pediococcus sp.
(digunakan dalam kultur sosis); and Tetragenococcus (digunakan dalam kecap
kedelai). Beberapa BAL heterofermentatif juga digunakan dalam fermentasi
makanan, yaitu meliputi L. mesenteroides subsp. cremoris dan Leuconostoc lactis

7

(digunakan dalam fermentasi susu), L. mesenteroides subsp. mesenteroides dan
Leuconostoc kimchii (digunaka dalam fermentasi sayuran), O. oeni (digunakan
dalam fermentasi anggur) dan Lactobacillus sanfranciscensis (digunakan dalam
roti sourdough) (Hutkins 2006).
Isolasi BAL dari produk fementasi telah banyak dilakukan. Bakteri ini ada
secara alami dengan mikroorganisme lain dan bertanggungjawab untuk
pengasaman dan pematangan. Selain itu ada khamir dan bakteri lain juga diisolasi,
akan tetapi jumlahnya lebih sedikit daripada BAL. Bakteri asam laktat paling
banyak tersebar luas dan merupakan mikroorganisme yang diinginkan dalam
fermentasi makanan. Bakteri ini mengubah karbohidrat yang ada menjadi asam
laktat, dengan jumlah asam asetat yang kecil, menghasilkan penurunan pH
(Tanasupawat & Visessanguan 2008).
Kelly et al. (1996) telah melakukan isolasi BAL dari berbagai bentuk
makanan yang dijual siap saji (daging, ikan dan produk susu), dan isolat penghasil
bakteriosin yang khusus ditemukan dalam produk ini adalah spesies Lactobacillus
dan Leuconostok. Sedangkan pada produk buah dan sayuran sebagian besar isolat
penghasil bakteriosin yang ditemukan adalah Lactococcus.
Coventry et al. (1997) juga telah melakukan isolasi BAL dari 72 sampel
produk susu dan daging diperoleh 663.533 koloni, yang terdeteksi rata-rata 0,2%
penghasil bakteriosin. Isolasi juga dilakukan terhadap 40 sampel ikan dan sayuran
diperoleh 83.000 koloni yang terdeteksi rata-rata 3,4 % penghasil bakteriosin.
Isolat penghasil bakteriosin dikarakterisasi dengan reaksi biokimia dan dengan
profil enzim restriksi DNA dan identifikasi taksonomi menunjukkan spesies
Lactobacillus, Carnobacterium dan Lactococcus berdasarkan pada sekuen
16S rDNA.
Dewan & Tamang (2007) juga melakukan isolasi BAL dari 58 sampel
produk susu fermentasi yang dikumpulkan dari tempat yang berbeda di India,
Nepal dan Bhutan diperoleh 128 isolat BAL. Berdasarkan karakteristik fenotip
meliputi uji gula API, BAL yang dominan diidentifikasi sebagai Lactobacillus
bifermentans, L. paracasei subsp. pseudoplantarum, L. kefir, L. hilgardii,
L. alimentarius, L. paracasei subsp. paracasei, L. plantarum, Lactococcus lactis
subsp. lactis, L. lactis subsp. cremoris dan Enterococcus faecium. Bakteri asam

8

laktat ini menghasilkan spektrum enzim yang luas dan menunjukkan aktivitas
galaktosidase, leusine-acrylamidase dan phosphatase yang tinggi.
Bakteri asam laktat juga telah ditemukan sebagai mikroorgansime
dominan dalam beberapa produk fermentasi ikan (Ostergaard et al. 1998), seperti
telah diisolasi di dalam fish sauce, yaitu Lactobacillus sp. (Ijong & Ohta 1995),
L. acidipiscis dan Weissella thailandensis (Tanasupawat et al. 2000),
Tetragenococcus halophilus dan Tetragenococcus muriaticus (Thongsanit et al.
2002) dan Lactobacillus dan Lactococcus lactis (Miao-xia et al. 2009). Selain
BAL dalam fish sauce di Thailand (nam-pla) juga ditemukan archaea ekstrim
halofilik, Halobacterium salinarum (Thongthai et al. 1992) dan bakteri ekstrim
halofilik, Lentibacillus halophilus sp.nov (Tanasupawat et al. 2006).
Isolasi BAL dari dari produk fermentasi ikan plaa-som di Thailand juga
telah dilakukan oleh Paludan-Muller et al. (2002), yaitu P. pentosaceus,
L. alimentarius/farciminis, Weisella confusa, L. plantarum dan Lactococcus
garviae. Selain itu BAL juga telah telah diisolasi dari bahan baku dan selama
proses fermentasi som-fak

oleh Paludan-Muller et al. (1999), meliputi

Lactococcus lactis subsp. lactis, Leuconostoc citreum, L. paracasei subsp.
paracasei, Weisella confusa, L. plantarum, L. pentosus dan P. pentosaceus.
Tanasupawat et al. (1998) menyatakan bahwa ada 47 galur BAL
homofermentatif berbentuk batang dan 5 heterofermentatif bentuk bulat yang
diisolasi dari 4 jenis fermentasi ikan (pla-ra, pla-chom, kung-chom dan hoi-dong).
Diop et al. (2007) telah berhasil mengisolasi 220 galur BAL dari 32 sampel
makanan fermentasi tradisional di Sinegal.
Metabolisme Karbohidrat oleh BAL
BAL mempunyai dua jalur utama fermentasi heksosa, yaitu fermentasi
homolaktik, dengan kata lain glikolisis (Embden-Meyerhof-Parnas pathway) dan
fermentasi heterolaktik yaitu jalur 6-fosfoglukonat/fosfoketolase (6-PG/PK).
Berdasarkan kedua jalur fermentasi utama ini BAL dibagi ke dalam tiga kategori
metabolism, yaitu homofermentatif obligat, heterofermentatif obligat dan
fakultatif

heterofermentatif.

BAL

homofermentatif

obligat

hanya

dapat

memfermentasi gula dengan glikolisis, sedangkan BAL heterofermentatif obligat

9

hanya menggunakan jalur 6-PG/PK dan BAL fakultatif heterofermentatif
mempunyai kemampuan untuk menggunakan kedua jalur (Aarnikunnas 2006).
Tahap pertama glikolisis adalah fosforilasi glukosa menjadi fruktosa 1,6difosfat (FDP) dan memisahkannya menjadi dihidroksiasetonfosfat (DHAP) dan
giseraldehid-3-fosfat (GAP), (bentuk DHAP juga dirubah menjadi GAP). GAP
kemudian dirubah menjadi piruvat melalu jalan yang meliputi dua tahap
fosforilasi level substrat. Terakhir, piruvat direduksi menjadi asam laktat oleh
laktat dehidrogenase (LDH) menggunakan NADH sebagai kofaktor. Dalam
glikolisis reduksi kofaktor NADH adalah dioksidasi ulang menjadi NAD+ dan
kemudian kesetimbangan redoks dihasilkan (Gambar 1). Dalam glikolisis (jalur
Embden-Meyerhof-Parnas), dibawah kondisi normal, yaitu gula tidak dibatasi dan
oksigen dibatasi, satu molekul glukosa secara teori difermentasi menjadi dua
molekul asam laktat yang menghasilkan perolehan bersih dua molekul ATP
(adenosin trifosfat) (Axelsson 2004).
Tahap pertama fosforilasi glukosa pada jalur 6-PG/PK sama seperti
glikolisis. Tahap jalur kuncinya adalah dehidrogenase glukosa-6 P menjadi
6-fosfoglukonat, dekarboksilasinya diikuti oleh pemisahan silulosa-5-fosfat
kedalam GAP dan asetil fosfat oleh fosfoketolase. GAP dimetabolisme menjadi
asam laktat melalui jalur yang sama dengan glikolisis. Tanpa penambahan aseptor
elektron, asetil fosfat kembali direduksi menjadi etanol melalui asetil CoA dan
asetaldehid (Gambar 2). Pada jalur 6-PG/PK, produk akhirnya tidah hanya asam
laktat, tetapi CO2 dan etanol juga dihasilkan. Secara teori, pada jalur 6-PG/PK
perolehan bersih ATP adalah satu mol ATP/mol glukosa, dimana hanya setengah
dari yang dihasilkan pada glikolisis (Axelsson 2004).

10

Gambar 1 Embden–Meyerhof–Parnas pathway yang digunakan oleh BAL
homofermentatif. Garis putus-putus menunjukkan bagian oksidasireduksi NAD/NADH dari pathway (Hutkins 2006).

11

Gambar 2 Jalur fosfoketolase yang digunakan oleh BAL heterofermentatif
(Hutkins 2006).
Beberapa BAL mampu memfermentasi gula pentosa dan permease khusus
digunakan untuk memasukkan gula pentosa ke dalam sel. Di dalam sel, pentosa
difosforilasi dan dirubah menjadi ribulosa-5-fosfat atau silulosa-5-fosfat oleh
epimerase dan isomerase. Senyawa ini kemudian dimetabolisme oleh setengah

12

bagian bahwa jalur 6-PG/PK. Fermentasi pentosa menghasilkan produk akhir
yang berbeda dibandingkan dengan fermentasi heksosa melalui jalur 6-PG/PK.
Tidak ada tahap dekarboksilasi yang dibutuhkan dan tidak ada CO2 yang
terbentuk. Karena reaksi dehidrogenasi tidak diperlukan dalam reaksi yang
menghasilkan produk perantara silulosa-5-fosfat, redukasi asetil fosfat menjadi
etanol menjadi berlebihan. Sebaliknya asetil fosfat digunakan oleh enzim asetat
kinase dalam suatu tahap fosforilasi level substrat menghasilkan asetat dan ATP.
Fermentasi pentosa menghasilkan produksi jumlah molar yang sama dari asam
laktat dan asam asetat (Axelsson 2004).
BAL diketahui mampu merubah metabolismenya dalam merespon
berbagai macam kondisi, yang mengakibatkan pola produk akhirnya berbeda
daripada yang tampak dengan fermentasi glukosa dibawah kondisi normal. Piruvat
mempunyai posisi kunci dalam fermentasi dimana mampu menghasilkan NAD+
supaya melanjutkan fermentasi. Tergantung pada kondisi tertentu, piruvat dapat
digunakan dalam cara laternatif lain daripada mereduksinya menjadi laktat
(Gambar 3). Kemampuan menggunakan jalur piruvat yang berbeda ini adalah spesifik
galur (Hutkin 2006, Axelsson 2004).

Ada beberapa situasi yang memungkinkan jalur alternatif piruvat, yaitu
pertama, glikolisis ialah subjek untuk beberapa tingkat regulasi, seperti ketika
substrat fermentasi yang terbatasi, fluks glikolitik cenderung berkurang
(Axelsson, 2004). Secara khusus, ketika konsentrasi fruktosa-1 ,6-difosfat rendah,
aktivitas laktat dehidrogenase dikurangi. Kemudian, piruvat terakumulasi. Pada
saat yang sama bahwa aktivitas laktat dehidrogenase menurun, enzim piruvatformat liase, diaktifkan. Enzim ini memisahkan piruvat untuk membentuk format
dan asetil CoA. Asetil CoA kemudian direduksi menjadi etanol atau terfosforilasi
menjadi asetil fosfat (kedua reaksi melepaskan CoA). Yang penting, asetil fosfat
dapat digunakan sebagai bagian dari reaksi fosforilasi tingkat substrat (melalui
asetat kinase), yang menghasilkan pembentukan ATP (Hutkins 2006). Terutama,
jalur ini digunakan oleh beberapa galur dari Lb. casei dan Lc. lactis, yang dikultur
dalam kondisi anaerob secara kontiniu dengan pembatasan substrat, sehingga
mengakibatkan perubahan dari homolaktat menjadi heterofermentatif. Produk
akhir yang terbentuk adalah laktat, asetat, format, dan etanol. Produk ini terbentuk

13

dengan jumlah maksimum pada penurunan kecepatan pertumbuhan menurun,
yaitu

pada

dilution

rate

yang

lebih

rendah

dalam

kultur

kontinius

(Axelsson 2004).

Gambar 3 Jalur alternatif piruvat. Keterangan: 1. Diasetil sintase, 2. asetolaktat
sintase, 3. piruvat-format liase, 4. Piruvat dehidrogenase, 5. Piruvat
oksidase dan 6. Asetat kinase (Axelsson 2004).
Di bawah lingkungan aerobik, piruvat-format liase tidak aktif, dan jalur
lainnya yang menjadi aktif. Dalam jalur piruvat dehidrogenase, misalnya, piruvat
didekarboksilasi oleh piruvat dehidrogenase, sehingga asetat dan CO2 yang
terbentuk. NADH yang biasanya mereduksi piruvat juga dioksidasi langsung oleh
molekul oksigen ketika lingkungannya aerob, sehingga penyediaannya tidak

14

tersedia untuk reaksi laktat dehidrogenase. Secara khusus, piruvat dapat berfungsi
sebagai substrat untuk α-asetolaktat sintase untuk membentuk α-asetolaktat.
Asetolaktat kemudian lebih jauh dioksidasi untuk membentuk diasetil, yang
memiliki sifat aroma yang diinginkan (Hutkins 2006).
Fermentasi Ikan : Bekasam
Selain pengeringan, fermentasi adalah metode pengawetan yang paling tua
didunia. Fermentasi menjadi populer dengan gambaran peradaban karena tidak
hanya mengawetkan makanan tetapi juga memberikan bermacam-macam rasa,
bentuk, dan sensasi rasa lainnya. Perlahan orang menyadari nilai nutrisi dan
terapeutik dari makanan dan minuman fermentasi yang membuat makanan
fermentasi saat ini menjadi lebih populer (Prajapati & Nair 2003).
Sebagai sebuah proses, fermentasi terdiri atas transformasi sederhana
bahan baku menjadi produk yang memiliki nilai tambah dengan menggunakan
fenomena pertumbuhan mikroorganisme dan/atau aktivitasnya pada bermacammacam substrat. Ini berarti bahwa pengetahuan tentang mikroorganisme menjadi
penting untuk memahami proses fermentasi (Prajapati & Nair 2003). Makanan
fermentasi terus menerus popular, karena beberapa alasan, yaitu dapat
meningkatkan daya awet, nilai nutrisi, fungsionalitas dan sifat-sifat organoleptik,
unik serta dapat meningkatkan nilai ekonomi (Hutkins 2006).
Makanan

fermentasi

mengandung

bermacam-macam

komponen

fungsional yang berasal dari bahan atau yang terbentuk selama fermentasi.
Keuntungan makanan fermentasi yang dapat mendukung kesehatan yaitu
(Tanasupawat & Visessanguan 2008):
1. Meningkatkan digestibility (daya cerna)
2. Meningkatkan bioavailability
3. Meningkatkan kandungan mikronutrisi seperti, vitamin dan kofaktor
4. Sifat-sifat probiotik dan prebiotik
5. Produk mikrob seperti, enzim, metabolit dan bioaktif peptida yang
dikeluarkan setelah pencernaan protein makanan secara enzimatik.
Fermentasi ikan merupakan suatu teknik pengolahan ikan secara
tradisional yang biasa dilakukan masyarakat nelayan Indonesia di samping

15

penggaraman, pemindangan, pengeringan dan pengasapan. Fermentasi ikan
menggunakan garam dengan konsentrasi tinggi untuk menyeleksi mikrob tertentu
dan menghambat pertumbuhan mikrob yang menyebabkan kebusukan sehingga
hanya mikrob tahan garam yang hidup. Jenis mikrob yang ada sangat menentukan
senyawa-senyawa yang terbentuk dalam produk fermentasi. Akan tetapi
fermentasi ikan dengan menggunakan sumber karbohidrat seperti bekasam, pada
umumnya membutuhkan garam dalam jumlah yang rendah dibandingkan dengan
fermentasi yang menggunakan ikan dan garam saja (Murtini et al. 1997).
Produk fermentasi ikan Indonesia memiliki bentuk, bahan baku dan tipe
fermentasi yang beragam serta umumnya masih menggunakan proses fermentasi
secara spontan. Sebagian besar dari produk fermentasi ikan ini belum dipelajari
secara terperinci, oleh karena itu informasi ilmiah yang berhubungan dengan
produk tersebut sulit ditemukan. Studi lanjut dengan mengidentifikasi BAL yang
terlibat dalam fermentasi disarankan untuk meningkatkan kualitas produk yang
dapat dicapai dengan penggunaan BAL yang terpilih (Irianto & Irianto 2009).
Bekasam merupakan salah satu produk olahan fermentasi ikan yang
rasanya asam, banyak dikenal di daerah Sumatera Selatan dan Kalimantan
Selatan. Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan bekasam pada umumnya
ialah ikan air tawar, garam dan bahan tambahan berupa karbohidrat seperti nasi,
tepung tapioka, beras sangrai dan tape ketan. Hasil fermentasi inilah yang akan
menjadi bahan pengawet ikan dan memberikan rasa aroma yang khas. Bahan
makanan ini biasanya dibumbui lagi dengan cabai dan gula, sebelum disajikan
sebagai lauk-pauk (Murtini et al. 1997).
Proses pembuatan bekasam diawali dengan menyiangi ikan kemudian
direndam terlebih dahulu dalam larutan garam 16% selama dua hari (48 jam).
Ikan yang telah digarami kemudian ditiriskan, selanjutnya ditambah dengan
sumber karbohidrat (misalnya nasi atau tape ketan). Ikan yang telah ditambah
karbohidrat kemudian dimasukan ke dalam stoples plastik dan ditutup rapat untuk
difermentasi selama satu minggu atau lebih. Secara prinsip pengolahan bekasam
di berbagai daerah Indonesia ialah sama, akan tetapi terdapat beberapa perbedaan,
misalnya setelah ikan dibersihkan ada yang langsung dicampur dengan garam dan
nasi, dan ada pula yang direndam terlebih dahulu dengan garam beberapa hari

16

baru ditiriskan dan diberi nasi, kemudian dimasukkan kedalam plastik, diikat dan
disimpan dalam wadah tertutup misalnya toples/tong, setelah itu difermentasi
selama kurang lebih satu minggu (Irianto & Irianto 2009).
Burongisda adalah produk sejenis bekasam yang berasal dari Philipina.
Burongisda ini dibuat dari campuran ikan air tawar, nasi, garam dan angkak
(beras merah sebagai pewarna).

Proses fermentasi burongisda berlangsung

selama satu minggu sampai daging ikan menjadi lembut serta rasa dan bau asam
mulai berkembang. Bakteri asam laktat yang dominan pada produk ini ialah
Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus cereviciae, dan Lactobacillus plantarum
(Olympia 1992).
Som-fak, plaa-som, pla-ra dan pla-chom ialah produk sejenis bekasam
yang berasal dari Thailand. Som-fak adalah produk fermentasi yang terdiri atas
fillet ikan, garam (2-5 %), nasi (2-12 %), dan irisan bawang putih (4 %) yang
dicampur dan dibungkus dengan daun pisang atau kantong plastik kemudian
difermentasi pada suhu 30 oC selama 2-5 hari. Mikroflora yang akan mendominasi
yaitu BAL. Lactococcus lactis subsp.lactis, Leuconostoc citreum, Lactobacillus
paracasei subsp. paracasei, Weisella confusa, Lactobacillus plantarum,
Lactobacillus pentosus dan Pediococcus pentosaceus telah diisolasi dari bahan
baku dan selama proses fermentasi som-fak (Paludan-Muller et al. 1999).
Plaa-som terdiri dari ikan air tawar, garam, nasi dan bawang putih Bakteri
asam laktat yang diisolasi dari produk ini ialah Pediococcus pentosaceus,
Lactabacillus alimentarius/farciminis, Weisella confusa, L. plantarum dan
Lactococcus garviae (Paludan-Muller et al. 2002). Kopersumb et al. (2006) juga
mengisolasi bakteri asam laktat dari produk plaa-som, yaitu Lactobacillus spp.,
Pediococcus spp., Aerococcus spp., Cornobacterium spp. dan Enterococcus spp.
Pla-ra dan pla-chom ialah produk fermentasi ikan yang terdiri
atas ikan, garam, dan tepung nasi

panggang akan tetapi pada

pla-chom

ditambah dengan bawang putih (Tanasupawat & Visessanguan 2008).
Lactobacillus acidipiscis sp. nov dan Weissella thailandensis sp. nov telah
diisolasi dari fermentasi ikan (pla-ra dan pla-chom) (Tanasupawat et al. 2000).

17

Senyawa Antimikrob yang Dihasilkan