PROBIOTIC CAPABILITY AND BACTERIOCIN POTENTIAL OF LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM THE FERMENTATION OF PICKLED AMPEL BAMBOO SHOOT (Bambusa vulgaris) IN 5 SALT LEVEL AT 30
KEMAMPUAN PROBIOTIK DAN
POTENSI BAKTERIOSIN BAKTERI ASAM LAKTAT
YANG DIISOLASI DARI FERMENTASI
ACAR REBUNG BAMBU AMPEL (Bambusa vulgaris)
DENGAN KADAR GARAM 5% PADA SUHU 30 o C
PROBIOTIC CAPABILITY AND
BACTERIOCIN POTENTIAL OF LACTIC ACID BACTERIA
ISOLATED FROM THE FERMENTATION OF
PICKLED AMPEL BAMBOO SHOOT (Bambusa vulgaris)
o C
SKRIPSI
IN 5% SALT LEVEL AT 30
Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan
Oleh:
LIVIA NOVENIA DIPAJUWANA
12.70.0081
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
2016
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Livia Novenia Dipajuwana NIM : 12.70.0081 Fakultas : Teknologi Pertanian Program Studi : Teknologi Pangan
Menyatakan bahwa dalam skripsi yang berjudul “Kemampuan Probiotik dan Potensi
Bakteriosin Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Fermentasi Acar Rebung Bambu
o
Ampel (Bambusa vulgaris) dengan Kadar Garam 5% pada Suhu 30 C” merupakan karya saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari ternyata skripsi ini terbukti merupakan hasil plagiasi, maka saya rela untuk menerima pembatalan gelar dan ijazah yang saya peroleh dan akan saya kembalikan kepada Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang.
Demikian pernyataan ini saya buat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Semarang, Maret 2016 Livia Novenia Dipajuwana
KEMAMPUAN PROBIOTIK DAN
POTENSI BAKTERIOSIN BAKTERI ASAM LAKTAT
YANG DIISOLASI DARI FERMENTASI
ACAR REBUNG BAMBU AMPEL (Bambusa vulgaris)
o
DENGAN KADAR GARAM 5% PADA SUHU 30 C
PROBIOTIC CAPABILITY AND
BACTERIOCIN POTENTIAL OF LACTIC ACID BACTERIA
ISOLATED FROM THE FERMENTATION OF
PICKLED AMPEL BAMBOO SHOOT (Bambusa vulgaris)
o
IN 5% SALT LEVEL AT 30 C
Oleh:
LIVIA NOVENIA DIPAJUWANA
NIM : 12.70.0081
Program Studi : Teknologi Pangan
Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan
dihadapan sidang penguji pada tanggal : 18 Februari 2016
Semarang, 16 Maret 2016 Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata
Pembimbing I, Dekan, Dra. Laksmi Hartayanie, MP. Dr. V. Kristina Ananingsih, ST., MSc. Pembimbing II, Ir. Lindayani, MP., PhD.
RINGKASAN
Terdapat beberapa jenis mikroorganisme yang berperan dalam proses fermentasi, salah satunya adalah mikroorganisme golongan bakteri penghasil asam laktat atau biasa disebut dengan bakteri asam laktat (BAL). Bakteri jenis ini dapat memberikan efek pengawetan pada makanan, selain itu bakteri ini juga dapat bersifat probiotik yang berperan besar dalam memelihara kesehatan manusia, terutama pada kesehatan sistem pencernaan. Dua genus bakteri asam laktat yang telah dikarakterisasi sebagai probiotik adalah
Lactobacillus dan Bifidobacterium. Efek pengawetan oleh bakteri asam laktat ini
disebabkan karena adanya asam laktat yang dihasilkan, selain itu bakteri ini juga menghasilkan senyawa antimikroba lainnya, yaitu diasetil, hidrogen peroksida, CO
2 ,
asetaldehid dan bakteriosin. Bakteriosin merupakan senyawa protein yang bersifat bakterisidal maupun bakteriostatik bagi mikroorganisme lain, senyawa ini dihasilkan pada fase akhir eksponensial hingga awal stasioner. Bakteri asam laktat sering digunakan untuk memproduksi bakteriosin, namun tidak semua bakteri asam laktat dapat menghasilkan bakteriosin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jenis bakteri asam laktat yang berperan dalam fermentasi acar rebung bambu ampel (Bambusa vulgaris), mengetahui kemampuan probiotik bakteri asam laktat terkait serta menguji kemampuan untuk menghasilkan bakteriosinnya. Penelitian ini diawali dengan melakukan fermentasi
o
rebung selama 7 hari pada suhu 30 C dengan kadar garam 5%, kemudian dilanjutkan dengan tahap isolasi, identifikasi, uji aktivitas probiotik serta uji potensi bakteriosin. Uji aktivitas probiotik dilakukan dengan 3 tahap, yaitu uji ketahanan asam (pH 3 dan pH 7), uji ketahanan garam empedu (0,3%) dan uji aktivitas antimikroba terhadap bakteri patogen Staphylococcus aureus FNCC 0047 dan Escherichia coli FNCC 0091. Uji potensi bakteriosin diawali dengan preparasi bakteriosin kasar dari Bakteri asam laktat, kemudian dilakukan uji aktivitas bakteriosin secara kualitatif terhadap bakteri
Staphylococcus aureus FNCC 0047, Escherichia coli FNCC 0091 dan Listeria
FNCC 0156. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bakteri asam laktat
Monocytogenes
yang berperan dalam fermentasi ini adalah bakteri asam laktat yang berasal dari genus
Lactobacillus . Bakteri asam laktat ini memiliki kemampuan probiotik karena bakteri
asam laktat tersebut mampu bertahan pada kondisi pH 3 juga pH 7, mampu bertahan pada kandungan garam empedu 0,3% dan memiliki aktivitas antimikroba. Namun diduga bakteri asam laktat ini tidak dapat menghasilkan bakteriosin dalam jumlah yang banyak.
SUMMARY
There are several kinds of microorganisms which have role in food fermentation process,
one of them is lactic acid bacteria. This kind of bacteria can give a preservation effect in
food, besides this kind of bacteria has the potency as probiotics which can maintaining a
good health for human, especially in gastrointestinal track. 2 genuses which
characterized as probiotics are Lactobacillus and Bifidobacterium. The preservation
effect of lactic acid bacteris are caused by the lactic acid which produced by those lactic
acid bacteria, and besides, they also can produce another antimicrobial substances such
as CO2 , diasetyl, hydrogen peroxide, asetaldehyd, and bacteriocin. Bacteriocin is protein
compound which can slow down the growth of another microorganisms and even killed
them. This compound produced in the end of exponential growth phase untill the early of
stationary growth phase. Usually, lactic acid bacteria often used to produced this
compound, but not all lactic acid bacteria can produce bacteriocin. The aim of this
research are to identify the genus of lactic acid bacteria that is involved in the
fermentation of ampel pickled bamboo shoot (Bambusa vulgaris), to determine its
probiotic ability, and then to examine its ability to produce bacteriocin compound. This
oresearch begins by fermenting bamboo shoot for 7 days at 30 C with the salinity of 5%,
then followed by genus identification test, probiotic activity test and bacteriocin potency
test. The pobiotic capability test done in three step, the first is acid tolerance test (pH 3
and pH 7), the second is bile salt tolerance test (3% bile salt) and the last is antimicrobial
activity test using 2 kinds of pathogen, Staphylococcus aureus FNCC 0047 and
Escherichia coli FNCC 0091. And for bacteriocin potential test, we begin with the
preparation of crude bacteriocin from the isolates of lactic acid bacteria which has the
ability as probiotic bacteria and then we measured the bacteriocin activity using 3
pathogens, Staphylococcus aureus FNCC 0047, Escherichia coli FNCC 0091 and
Listeria Monocytogenes FNCC 0156. The results showed us that the lactic acid bacteria
involved in this fermentation is come from Lactobacillus genuses. This lactic acid
bacteria can survive in the extreme condition, the can live in the medium with 3 degrees
of acidity and also in neutral condition (pH 7), they can survive in the medium which
contain 3% bile salt and they also can produce antimicrobial substances. But allegedly,
this lactic acid bacteria cannot produce bacteriocin in a large quantity.KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat dari-Nya, penelitian dan skripsi yang berjudul “Kemampuan Probiotik dan
Potensi Bakteriosin Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Fermentasi Acar Rebung
o
Bambu Ampel (Bambusa vulgaris) dengan Kadar Garam 5% pada Suhu 30 C” dapat terselesaikan dengan baik.
Banyak sekali hambatan dan kesulitan yang dihadapi oleh Penulis dalam menyelesaikan penelitian dan skripsi ini. Namun Tuhan Yesus tak pernah berhenti membukakan jalan dan mengulurkan tangan kasih-Nya melalui orang-orang lain disekitar Penulis. Oleh karena itu, pada kesempatan ini, Penulis ingin mengungkapkan rasa terima kasihnya kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu membimbing dan memberkati Penulis selama proses penilitian hingga penyusunan laporan skripsi sehingga semuanya dapat berjalan dengan baik dan lancar.
2. Dr. V. Kristina Ananingsih, ST., MSc., selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata.
3. Dra. Laksmi Hartayanie, MP., selaku pembimbing I dan Dr. Ir. Lindayani, MP., selaku pembimbing II, yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing, memberikan saran dan arahan, serta memberikan semangat dan dukungan kepada Penulis dari awal dilakukannya penelitian hingga akhir penulisan laporan skripsi ini.
4. Ivonne E. Fernandez, S. Si., M.Sc., selaku koordinator skripsi yang telah membantu dalam pelaksanaan ujian skripsi dan ujian pendadaran.
5. Mbak Agata, Mas Sholeh dan Mas Pri selaku Laboran Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata yang telah membantu dan membimbing dalam pelaksanaan penelitian di laboratorium.
6. Seluruh dosen Fakultas Teknologi Pertanian Unversitas Katolik Soegijapranata yang telah memberikan wawasan yang berguna bagi Penulis.
7. Kedua orang tua, seluruh keluarga dan kerabat Penulis yang telah memberikan dukungan, semangat, doa dan materi sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
8. Ci Ameju yang selalu membantu memberikan saran dan masukkan serta semangat selama penelitian berlangsung.
9. Deanna, Velin, dan Elim selaku partner Penulis dalam melakukan penelitian ini yang selalu memberikan semangat, dukungan, dan doa bagi Penulis.
10. Sahabat-sahabat Penulis lainnya yang selalu memberikan semangat kepada Penulis.
11. Semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan satu per satu yang telah membantu Penulis dalam menyelesaikan penelitian dan skripsi ini.
Penulis mengharapkan agar laporan ini dapat menambah wawasan bagi setiap orang yang membacanya dan dapat menjadi referensi serta sumber inspirasi bagi orang- orang yang akan mengambil skripsi atau melakukan suatu penelitian. Penulis juga sangat menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan dan penyusunan laporan skripsi ini. Oleh karena itu, Penulis berharap agar pembaca dapat memakluminya dan memberikan kritik serta saran yang membangun. Akhir kata, Penulis mengucapkan terima kasih atas segala bantuan dan perhatiannya.
Semarang, Maret 2016 Penulis
DAFTAR ISI
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .......................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................. iii RINGKASAN .................................................................................................................. iv
SUMMARY ........................................................................................................................ v
KATA PENGANTAR ..................................................................................................... vi DAFTAR ISI ................................................................................................................. viii DAFTAR TABEL ............................................................................................................. x DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................. xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Hasil Uji Seleksi Bakteri Asam Laktat Secara Biokimia ................................ 22 Tabel 2. Hasil Uji Seleksi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Karakteristik
Morfologinya .................................................................................................. 25 Tabel 3. Hasil Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kemampuan
Tumbuh pada Kadar NaCl, Kondisi pH, dan Tingkat Suhu yang Berbeda .... 29 Tabel 4. Hasil Uji Kemampuan Probiotik Isolat Bakteri Asam Laktat Fermentasi
Acar Rebung ................................................................................................... 30 Tabel 5. Hasil Absorbansi Kemampuan Tumbuh Bakteri Asam Laktat pada Kadar
Garam 6,5% dan 18% ..................................................................................... 58 Tabel 6. Hasil Absorbansi Kemampuan Tumbuh Bakteri Asam Laktat pada Kondisi pH 4,4 dan pH 9,6 ........................................................................................... 59 Tabel 7. Hasil Absorbansi Kemampuan Tumbuh Bakteri Asam Laktat pada Suhu
10
o
C dan 45
o
C ................................................................................................. 60
DAFTAR GAMBAR
Produksi Gas .............................................................................................. 24 Gambar 8. Beberapa Isolat yang Bersifat Non-motil pada Hasil Uji Motilitas ........... 26 Gambar 9. Isolat L2 dengan Gram positif Karakteristik yang Diamati dengan
aureus FNCC 0047 (a); terhadap Escherichia coli FNCC 0091 (b);
Gambar 14. Kemampuan bertahan isolat L36 terhadap garam empedu 0,3% pada jam ke-0 (a); pada jam ke-2 (b) dan pada jam ke-4 (c). ............................. 33 Gambar 15. Hasil negatif dengan tidak terbentuknya zona bening pada uji potensi bakteriosin ini yang ditunjukan oleh isolat L2 terhadap Staphylococcus
FNCC 0047 (a) dan Escherichia coli FNCC 0091 (b). .............................. 32 Gambar 13. Kemampuan bertahan isolat L14 terhadap pH 3 pada jam ke-0 (a-1); pada jam ke-1,5 (a-2); pada jam ke-3 (a-3); dan terhadap pH 7 pada jam ke-0 (b-1); pada jam ke-1,5 (b-2); serta pada jam ke-3 (b-3) .............. 32
Perbesaran 100 x 10 ................................................................................... 28 Gambar 12. Kemampuan isolat L14 dalam menghambat Staphylococcus aureus
Perbesaran 100 x 10 ................................................................................... 27 Gambar 11. Isolat L2 dengan Non-sporming Karakteristik yang Diamati dengan
Perbesaran 100 x 10 ................................................................................... 27 Gambar 10. Isolat L11 dengan Gram negatif Karakteristik yang Diamati dengan
Produksi Gas .............................................................................................. 24 Gambar 7. Beberapa Isolat Uji dengan Sifat Heterofermentatif pada Hasil Uji
Gambar 1. Rancangan Penelitian ................................................................................. 11 Gambar 2. Bahan baku pembuatan acar rebung (2a); Fermentasi acar rebung dengan kadar garam 5% dengan suhu 30
C dengan Kadar Garam 5% .................................................................. 21 Gambar 4. Isolat L1 dengan Hasil Katalase Positif pada Hasil Uji Katalase .............. 23 Gambar 5. Isolat L2 dengan Hasil Katalase Negatif pada Hasil Uji Katalase ............. 23 Gambar 6. Beberapa Isolat Uji dengan Sifat Homofermentatif pada Hasil Uji
o
30
Gambar 3. Hasil Isolasi Bakteri dari Acar Rebung yang Difermentasi pada Suhu
C pada hari ke-1 (2b); Fermentasi acar rebung pada hari ke-7 (2c). .............................................. 20
o
terhadap Listeria monocytogenes FNCC 0196 (c) ..................................... 34 Gambar 16. Rebung Ampel (a) dan Rebung Betung (b) ................................................ 62