Kandungan gula nira bisa mencapai 15 dengan pH yang mendekati netral, kandungan gula inilah yang menjadi sumber karbon utama mikroorganisme
tersebut Xia et al, 2011.
Fase pertama fermentasi spontan yang terjadi pada nira kelapa didominasi oleh kelompok bakteri Leuconostoc, Lactobacillus, Streptococcus,
Staphylococcus, Bacillus, dan Enterobacter yang beberapa diantaranya diketahui ialah BAL. Aktivitas BAL dalam fermentasi akan menyebabkan penurunan pH
pada nira. Selain BAL, kerusakan pada nira juga dapat disebabkan oleh khamir yang melakukan fermentasi alkohol Vidanapathirana et al, 1983. Penurunan pH
nira yang terjadi dengan cepat akan mempengaruhi ketersediaan sukrosa di dalam nira. Sukrosa terdegradasi oleh enzim hidrolase bakteri yang menghidrolisis
sukrosa menjadi asam. Reaksi hidrolisis tersebut dapat terjadi secara spontan sehingga nira yang terfermentasi berubah menjadi asam Wang, 2004.
Pada beberapa daerah seperti di India nira banyak dikonsumsi sebagai minuman yang bernama keraamritham. Keraamritham ini adalah sejenis
minuman yang terbuat dari nira dan tidak mengandung alkohol pada suhu rendah. Daya simpan minuman ini pun bisa mencapai 3 bulan pada suhu rendah.
Keraamritham ini merupakan minuman yang mengandung banyak nutrisi terutama kandungan vitamin dan mineral Jayaprakash et al, 2013.
2.2 Ciri Umum Bakteri Asam Laktat Bakteri asam laktat BAL adalah bakteri yang telah lama dikenal dan
dimanfaatkan oleh manusia dalam proses pengolahan bahan makanan, yaitu melalui proses fermentasi BAL. Bakteri yang terlibat dalam proses fermentasi ini
memberikan kontribusi yang besar terhadap perbaikan rasa, tekstur dan masa simpan produk. Sifat pengawet oleh BAL adalah karena adanya produksi
senyawa metabolit dan penurunan pH pada lingkungan fermentasi, hal inilah yang menghambat pertumbuhan mikroba lain selama fermentasi berlangsung
Rahayu et al, 1999.
Hutkins 2006 menyatakan bahwa BAL digunakan dalam memfermentasi makanan karena mampu memetabolisme gula dengan produk
akhir asam laktat dan asam organik lainnya. Ada 2 jalur fermentasi pada BAL
Universitas Sumatera Utara
yaitu homofermentatif dan heterofermentatif. Jalur homofermentatif adalah dimana lebih dari 90 substrat gula diubah menjadi asam laktat, sedangkan jalur
heterofermentatif menghasilkan ± 50 asam laktat dan 50 bahan seperti asam asetat, etanol dan karbondioksida. Bakteri asam laktat pada umumnya
mempunyai satu atau dua jalur ini obligat homofermentatif atau obligat heterofermentatif, meskipun ada beberapa spesies yang mempunyai metabolisme
keduanya fakultatif homofermentatif.
BAL pada umumnya mempunyai karakteristik morfologi, fisiologi dan metabolit tertentu. Bakteri ini termasuk ke dalam Gram positif, tidak
menghasilkan endospora, berbentuk bulat maupun batang, dan menghasilkan asam laktat sebagai mayoritas produk akhir selama memfermentasi karbohidrat
Axellson, 1998. Pada saat fermentasi, BAL homofermentatif akan memetabolisme gula melalui jalur Embden-Meyerhoff-Parnass menjadi asam
laktat dalam jumlah yang banyak. Sedangkan, BAL heterofermentatif akan memetabolisme gula melalui jalur fosfoketolase menjadi asam laktat dan produk
oranik lainnya seperti alkohol, asam asetat, asam lemak bebas, asam format, amonia, diasetil, asetonin dan CO
2
Salminen et al., 2004.
2.3 Bakteri Asam Laktat Sebagai Probiotik
Probiotik didefenisikan sebagai suplementasi mikroba hidup yang menguntungkan bagi inang dengan jalan meningkatkan keseimbangan mikroba
usus manusia Yuliana, 2012. BAL khususnya genus Lactobacillus dan Bifidobacterium merupakan probiotik yang menguntungkan bagi kesehatan
seperti penanggulangan diare, menstimulasi sistem kekebalan tubuh, menurunkan kadar kolesterol, pencegahan kanker kolon dan penanggulangan dermatitis atopik
pada anak-anak. Syarat BAL termasuk ke dalam probiotik ialah mampu bertahan hidup di dalam saluran pencernaan, meskipun terdapat berbagai suasana yang
menghambat pertumbuhan BAL tersebut seperti air liur, asam lambung dan garam empedu Fadhilah et al, 2015. Probiotik didefenisikan sebagai suplemen
mikroba hidup yang menguntungkan bagi inang dengan cara meningkatkan keseimbangan mikroba yang baik dan menekan pertumbuhan bakteri patogen
pada usus manusia Yuliana, 2012.
Universitas Sumatera Utara
Menurut Food
and Agriculture
OrganizationWorld Health
Organization FAOWHO 2001 pada umumnya strain probiotik tidak hanya mampu bertahan melewati saluran pencernaan tetapi juga memiliki kemampuan
untuk berkembang biak dalam saluran pencernaan yaitu mampu bertahan pada suasana cairan lambung dan cairan empedu. Selain itu probiotik juga harus
mampu menempel pada sel epitel usus manusia, mampu membentuk kolonisasi pada saluran pencernaan, mampu menghasilkan zat anti mikroba bakteriosin
dan memberikan pengaruh yang menguntungkan kesehatan manusia
Aktivitas probiotik terbagi atas 3 aspek seperti sebagai nutrisi, fisiologis dan aspek antimikroba. Aspek nutrisi yaitu adanya enzim lactase untuk
membantu metabolisme komponen makanan, sintesis beberapa jenis vitamin K, folat, piridoksin, pantotenat, biotin dan riboflavin dan mengurangi senyawa
racun yang ada pada makanan dalam usus. Aspek fisiologis meliputi kemampuan menjaga keseimbangan komposisi mikroflora usus dan menstimulasi sistem
kekebalan usus. Aspek efek antimikroba meliputi kemampuan untuk meningkatkan ketahanan terhadap mikroba patogen Naidu dan Clemens, 2000.
Karena manfaat dari BAL telah banyak diketahui oleh masyarakat, maka masyarakat mengidentifikasi BAL sebagai pengawet produk makanan. Sifat
pengawet dari BAL ini terutama disebabkan oleh adanya asam laktat, hidrogen peroksida dan senyawa bakteriosin. Bakteriosin adalah protein yang terdiri dari
molekul-molekul yang dihasilkan dari bermacam-macam spesies bakteri yang mempengaruhi kegiatan bakterisidal terhadap bakteri yang mudah dipengaruhi
olehnya Melia dan Indri, 2010.
Banyak kendala dijumpai pula dalam penggunaan probiotik, termasuk kemampuan bertahan, kolonisasi dan kompetisi nutrien untuk masuk ke dalam
suatu lingkungan ekosistem yang sudah memiliki jenis bakteri lainnya. Lisal 2005 menambahkan jika bahan yang mengandung probiotik tidak dikonsumsi
secara berkelanjutan, maka bakteri yang ditambahkan itu dengan cepat akan mengalami wash-out terbilas dan dikeluarkan dari saluran pencernaan.
Universitas Sumatera Utara
2.4 Senyawa Antimikroba Bakteri Asam Laktat Bakteri asam laktat BAL merupakan bakteri anaerob fakultatif yang cukup luas
penyebarannya di alam seperti terdapat pada bagian tanaman itu sendiri, saluran pencernaan baik hewan maupun manusia, berbagai produk makanan maupun
minuman fermentasi seperti yoghurt, tuak, keju, saos, kedelai dan sake. BAL dapat mengendalikan pertumbuhan bakteri patogen dengan cara memproduksi
asam organik, hidrogen peroksida, diasetil dan bakteriosin Januarsyah, 2007.
Kecap ikan adalah salah satu jenis makanan fermentasi yang banyak ditumbuhi oleh BAL dari jenis L. plantarum yang mampu menghambat
pertumbuhan kapang dari jenis Penicillium citrinum. Antimikotik ini mampu dihasilkan oleh BAL setelah kontak dengan kapang selama 12-48 jam
Handayani, 2001. Sedangkan menurut penelitian Cahyaningsih 2006, bahwa pada nira lontar terdapat BAL dari spesies Leuconostoc mesenteroides,
Leuconostoc pseudomesenteroides, Lactobacillus plantarum, dan Lactobacillius fermentum. Isolat BAL ini mampu menghambat pertumbuhan bakteri patogen
Salmonella typhimurium dan Aspergilus flavus yang ada pada biji kakao Usmiati et al, 2011.
Kemampuan BAL dalam menghambat pertumbuhan bakteri patogen khususnya patogen pada pangan melalui berbagai mekanisme. Salah satu
mekanisme BAL dalam mengurangi senyawa toksin dari media cair adalah dengan adanya pengikatan secara fisik antara BAL dan patogen tersebut. Salah
satu contohnya adalah Lactobacillus dan strain bakteri probiotik. BAL ini mampu menurunkan senyawa aflatoksin B1 AFB1 dari jaringan usus halus tepatnya
bagian duodenum. Aktivitas antimikroba yang dimiliki oleh probiotik ini dapat digunakan sebagai detoks racun usus manusia dari bakteri patogen pada usus
Hussein, 2009.
BAL bermanfaat untuk peningkatan kualitas dan keamanan bahan pangan melalui penghambatan secara alami terhadap mikroorganisme yang
bersifat patogen. BAL menghasilkan beberapa komponen hidrogen peroksida Amezquuita dan Brashears, 2002. Hidrogen peroksida memiliki efek
bakterisidal karena produksi superoksida oksigen dan radikal hidroksil yang
Universitas Sumatera Utara
menyebabkan oksidasi sel bakteri dan merusak struktur dasar molekul dari protein sel Zalan et al., 2005.
Bakteriosin dibagi menjadi 4 kelas yaitu bakteriosin kelas 1 yang disebut lantibiotik contohnya nisin yang dihasilkan oleh Lactobacillus lactis
sangat aktif melawan sebagian besar bakteri gram positif dengan merusak dinding sel dari bakteri tersebut Benech et al., 2002. Bakteriosin kelas II berupa non
lantibiotik contohnya pediosin yang dihasilkan oleh Lactobacillus plantarum yang dapat menghambat Listeria monocytogenes Loessner et al., 2002.
Bakteriosin kelas III merupakan protein yang tidak tahan terhadap panas dan berat molekul lebih dari 30 kDa. Bakteriosin kelas IV merupakan glikoprotein
atau lipoprotein Oscariz dan Pisabarro, 2000.
Penghambatan patogen oleh BAL disebabkan karena aktivitas kultur BAL yang menghasilkan asam dan senyawa metabolit. Komponen
metabolit-metabolit tersebut ialah seperti hidrogen peroksida, diasetil, etanol, dan bakteriosin. BAL yang diperoleh dari fermentasi asinan sawi ini memiliki
aktivitas penghambatan yang tinggi dalam menghambat peretumbuhan bakteri patogen E.coli dan Staphylococcus aureus. Hasil akhir fermentasi karbohidrat
dari bakteri asam laktat berupa beberapa komponen yang memiliki sifat antimikroba Rachmawati et al, 2006.
2.5 Bakteri Patogen Asal Pangan Bakteri patogen merupakan mikroorganisme indikator keamanan pada makanan.
Bakteri patogen ini dapat dibagi menjadi 2 berdasarkan cara patogenitas terhadap makanna tersebut. Penyebab yang pertama yaitu intoksikasi, intoksikasi ini
adalah keracunan yang disebabkan oleh bakteri patogen yang berkembang di dalam bahan makanan dan menghasilkan toksin. Penyebab yang kedua yaitu
infeksi, infeksi ini disebabkan bakteri tersebut mmenghasilkan racun di dalam sistem pencernaan Buckle et al., 2007. Umumnya bakteri yang terkait dengan
keracunan makanan diantaranya adalah Salmonella, Shigella, Campylobacter, Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolityca, Staphylococcus aureus,
Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Bacillus cereus, Vibrio cholerae. Vibrio parahaemolyticus, E.coli enteropatogenik dan Enterobacter sakazaki
Universitas Sumatera Utara
Badan Pengawas Obat dan Makanan, 2008. Salmonella ialah salah satu jenis bakteri patogen yang sering
mengkontaminasi bahan makanan. Salmonella merupakan bakteri Gram negatif, tidak membentuk spora, berbentuk batang, dapat memfermentasi glukosa dan
biasanya disertai dengan pembentukan gas tetapi tidak memfermentasi laktosa maupun sukrosa Frazier dan Westhoff, 1988. Salmonella spp. merupakan salah
satu penyebab utama keracunan makanan di seluruh dunia. Tidak hanya makanan mentah, makanan siap saji juga tidak dibenarkan mengandung bakteri dari genus
Salmonella. Salmonella spp. dapat menyebabkan penyakit seperti gastroenteritis, bacteremia, enteric ataupun paratyphoid fever dan infeksi lokal Lindquist, 1998;
Baeumler dkk., 2000.
Escherichia coli merupakan indikator dari kontaminan yang berasal dari fekal. Habitat alami E. coli adalah saluran pencernaan hewan dan manusia
tepatnya usus besar Badan Pengawas Obat dan Makanan, 2008. E. coli dipergunakan sebagai mikroba indikator terhadap kontaminasi feses pada air dan
susu, termasuk dalam grup Enterobacteriaceae dan bersifat motil flagella peritrikus Buckle et al., 2007. Enteropathogenic Escherichia coli EPEC
merupakan salah satu dari keempat kelompok bakteri patogenik indikator kontaminasi fekal dan penyebab diare. Bakteri ini melekatkan diri pada sel
mukosa usus kecil dan membentuk filamentous aktin pedestal sehingga menyebabkan diare cair Arifin, 2009.
Bakteri patogen pengkontaminasi pangan lainnya adalah Staphylococcus aureus. Bakteri ini tumbuh pada permukaan kulit manusia flora normal, mulut
atau rongga hidung manusia. Keberadaan bakteri ini pada makanan dapat disebabkan oleh sanitasi dari pengolah pangan tersebut kurang memadai Badan
Pengawas Obat dan Makanan, 2008.
2.6 Mekanisme Kerja Antimikroba Antimikroba merupakan substansi atau zat kimia yang dihasilkan oleh suatu
mikroorganisme dimana zat tersebut mampu menghancurkan sel bakteri lain Gan, 1987. BAL dapat berfungsi mengawetkan makanan karena mampu
memproduksi asam organik, menurunkan pH lingkungannya dan mensekresikan
Universitas Sumatera Utara
senyawa yang mampu menghambat mikroorganisme patogen seperti hidrogen peroksida, diasetil, karbondioksida, asetaldehid, d-isomer asam-asam amino dan
bakteriosin. Bakteriosin merupakan senyawa protein yang disekresikan oleh bakteri yang bersifat menghambat pertumbuhan bakteri lain terutama yang
memiliki kekerabatan erat secara filogenetik. Senyawa ini mudah terdegradasi oleh enzim proteolitik dalam pencernaan hewan dan manusia. Bakteriosin yang
dihasilkan BAL mudah diterima sebagai bahan tambahan dalam makanan baik oleh ahli kesehatan maupun oleh konsumen karena bakteri ini secara alami
berperan dalam proses fermentasi makanan Kusmiati Amarila, 2002.
Antimikroba sering juga disebut antibiotika yang dihasilkan oleh bakteri tersebut. Antibiotika ini bersifat toksik untuk mikroba target, namun relatif tidak
toksik terhadap inang. Berdasarkan mekanisme kerjanya, antibiotika dibagi ke dalam 5 kelompok yaitu: 1 Mengganggu metabolisme sel mikroba, 2.
Menghambat sintesis dinding sel mikroba, 3 Merusak keutuhan dinding sel mikroba, 4 Menghambat atau merusak asam nukleat sel mikroba tersebut Gan,
1987.
Universitas Sumatera Utara
BAB 1 PENDAHULUAN
