Potensi Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Pliek u dalam Menghambat Pertumbuhan Beberapa Mikroorganisme Patogen

  

POTENSI BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI

PLIEK U DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN

BEBERAPA MIKROORGANISME PATOGEN

TESIS

Oleh

ANNISA AMMALIA KITI

  

117030033/BIO

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

  

2 0 1 3

  

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : POTENSI BAKTERI ASAM LAKTAT YANG

DIISOLASI DARI PLIEK U DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BEBERAPA MIKROORGANISME PATOGEN Nama Mahasiswa : ANNISA AMMALIA KITI Nomor Induk Mahasiswa : 117030033 Program Studi : Magister Biologi

  

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Sumatera Utara

Menyetujui

Pembimbing I

  Pembimbing II Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP Dr. It Jamilah, M.Sc NIP.131420019 NIP.19631012 199103 1 001 Ketua Program Studi, Dekan, Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed Dr. Sutarman, M.Sc NIP. 19660209 199203 1 003 NIP.19631026 199103 1 001

  

POTENSI BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI

PLIEK U DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN

BEBERAPA MIKROORGANISME PATOGEN

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister

Sains dalam Program Studi Magister pada Program Pascasarjana

  

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Oleh

ANNISA AMMALIA KITI

  

117030033/BIO

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

   2 0 1 3

  

PERNYATAAN ORISINALITAS

POTENSI BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI

PLIEK U DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN

BEBERAPA MIKROORGANISME PATOGEN

TESIS

  Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah di jelaskan sumbernya dengan benar.

  Medan, 23 Agustus 2013 Annisa Ammalia Kiti 117030033

  

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Annisa Ammalia Kiti NIM : 117030033 Program Studi : Magister Biologi Jenis Karya Ilmiah : Tesis

  Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty

  Free Right ) atas Tesis saya yang berjudul :

Potensi Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Pliek u dalam Menghambat

Pertumbuhan Beberapa Mikroorganisme Patogen

  Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih data, menformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

  Medan, 23 Agustus 2013 Annisa Ammalia Kiti

  Telah diuji pada Tanggal : 23 Agustus 2013 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP Anggota :

  1. Dr. It Jamilah, M.Sc

  2. Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc

  3. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc Lulus Pada Tanggal 23 Agustus 2013

  

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

  Nama lengkap berikut gelar : Annisa Ammalia Kiti, S.Si, M.Si Tempat dan Tanggal Lahir : Sigli, 17 Juli 1983 Agama : Islam Nama Ayah : Zuki Sofyan, HA Nama Ibu : Zuhairaty, AR, S.Pd Nama Adik : Ghammatiki Perdana, SP Nama Suami : Muhammad Yudi, SE Nama Anak : Hanifah Dinny Aliyah Alamat : Jl. Cempaka No. 3 D KPR BTN Dusun Indah Garot

  Keutapang, Aceh Besar e-mail : nissa_atjeh@yahoo.com

RIWAYAT PENDIDIKAN

  SD : MIN Teladan Banda Aceh Tamat : 1995 SMP : SLTP Negeri 7 Banda Aceh Tamat : 1998 SMA : SMU Negeri 4 Banda Aceh Tamat : 2001 Strata-1 : FMIPA Biologi Unsyiah Banda Aceh Tamat : 2007 Strata-2 : FMIPA Biologi USU Medan Tamat : 2013

  

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

  Alhamdulillah irabbil’alamiiin, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT., atas segala karunia dan rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Potensi Bakteri Asam Laktat yang diisolasi dari Pliek U dalam

  Menghambat Pertumbuhan Beberapa Mikroorganisme Patogen ” dengan baik.

  Salawat dan salam bagi junjungan Rasulullah Muhammad SAW., beserta keluarga dan para sahabat yang telah membimbing kita dari alam jahiliyah ke alam yang berilmu pengetahuan.

  Penyusunan tesis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains (M.Si) dalam Program Pascasarjana bidang studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA), Universitas Sumatera Utara (USU).

  Dalam penyusunan tesis ini, berbagai pihak telah banyak memberikan bantuan, saran serta doa kepada penulis, sehingga pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya, kepada :

  Ibu Dr. It Jamilah M.Sc dan Ibu Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP selaku dosen pembimbing serta Bapak Prof. Dr. Erman Munir M.Sc dan Bapak Prof. Dr. Dwi

  

Suryanto M.Sc selaku dosen penguji yang dengan penuh kesabaran telah banyak

  memberikan bimbingan, pengetahuan kepada penulis selama proses penelitian dan penyusunan tesis ini.

  Kepala Laboratorium Mikrobiologi USU, Direktur Balai Teknis Kesehatan Lingkungan dan Penanggulangan Penyakit Menular (BTKL-PPM) Kelas I Medan dan Kepala Laboratorium Biologi BTKL-PPM Medan serta staf Laboratorium Biologi, Kimia dan Parasitologi pada instansi tersebut atas segala bantuan dan kemudahan yang telah diberikan selama penelitian.

  Bapak Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed selaku Ketua Program Studi Pascasarjana Biologi dan Ibu Dr. Suci Rahayu, M.Si selaku Wakil Program Studi Pascasarjana Biologi beserta seluruh staf atas segala bantuan dan kemudahan yang telah diberikan selama pendidikan.

  Bunda dan Ayah yang penulis cintai, Zuhairaty, AR, S.Pd dan Zuki Sofyan,

  

HA beserta adikku tersayang Ghammatiki Perdana yang selalu memberikan dukungan

baik moril dan materil sehingga tugas akhir ini dapat terlaksana dengan baik.

  Abi Muhammad Yudi atas segala cinta, doa, kesabaran, motivasi, perhatian, dan kebersamaannya dalam suka maupun duka selama bunda menuntut ilmu lagi, serta putri kecilku Hanifah Dinny Aliyah yang keceriaan dan kehangatan senyumnya selalu terpatri di hatiku walaupun sering terpisah oleh jarak dan waktu.

  Sahabat-sahabat seperjuangan, Ika Rostika, Ummi Mardhiah BB, Nikmah Ridha BB, Netti Irawati, Kabul Warsito, Jane Melita Keliat, Siti Maimunah, Rahmiati, Widya Lestari, Dewi Rulia, Ulfayani Mayasari, Diannita Harahap, Pak Selamat Riadi, Diah Atika Ningrum, Pak Samirin, kak Endang S. Gultom serta semua teman-teman Biologi angkatan 2011 atas motivasi dan doanya.

  Kepada semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. Dengan keterbatasan pengalaman, pengetahuan maupun pustaka yang ditinjau, penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan perlu pengembangan lebih lanjut agar dapat bermanfaat. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran agar tesis ini lebih sempurna serta sebagai masukan bagi penulis untuk penelitian dan penulisan karya ilmiah di masa yang akan datang. Akhir kata, penulis berharap tesis ini memberikan manfaat bagi kita semua terutama untuk pengembangan ilmu pengetahuan.

  Aamiiin Ya Rabbal’alamiiin. Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

  Annisa Ammalia Kiti

  

POTENSI BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI PLIEK U

DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BEBERAPA

MIKROORGANISME PATOGEN

ABSTRAK

Pliek u merupakan bahan pangan khas Provinsi Aceh, Indonesia yang dibuat dengan

  proses fermentasi tanpa penambahan kultur starter bakteri. Bakteri asam laktat (BAL) secara alami diduga berperan dalam fermentasi tersebut. Keberadaan BAL dalam bahan pangan fermentasi menghasilkan senyawa metabolit yang berperan sebagai antimikroba, sehingga dapat menghambat atau mengontrol pertumbuhan mikroorganisme lain seperti bakteri patogen dan perusak bahan pangan. Penelitian ini bertujuan untuk isolasi, karakterisasi isolat yang diperoleh dari pliek u dan mengetahui potensinya dalam menghambat mikroba patogen. Karakterisasi isolat dilakukan secara fenotipik dengan mengamati sifat morfologi dan fisiologi tiap isolat dan pengujian daya hambat terhadap mikroba patogen dilakukan secara invitro. Hasil penelitian menunjukkan bahwa isolat NQ1, NQ2, NQ3, NQ4, dan NQ5 dapat menghambat pertumbuhan Escherichia coli ATCC 25922 dan Staphylococcus aureus ATCC 25923, namun tidak dapat menghambat isolat klinis Candida albicans. Penghambatan tertinggi terhadap E. coli dan Staph.

  

aureus berturut-turut ditunjukkan oleh isolat NQ2 dengan diameter zona bening sebesar

  8,5 mm dan 4 mm, sedangkan penghambatan terendah ditunjukkan oleh isolat NQ3 dan NQ4, masing-masing sebesar 1,5 mm dan 1,2 mm. Berdasarkan karakterisasi sifat morfologi dan fisiologinya, isolat NQ1, NQ2, NQ3, NQ4, dan NQ5 memiliki beberapa perbedaan dengan BAL pada umumnya yaitu katalase positif, motil. Karakteristik lain dari isolat ini memiliki endospora dan Gram positif basil sehingga diduga digolongkan ke dalam genus Bacillus. Kelima isolat tersebut toleran terhadap asam dan kadar NaCl 10% serta memiliki aktivitas proteolitik, amilolitik, dan kitinolitik. Berdasarkan hal tersebut dapat disimpulkan bahwa pliek u dapat dijadikan sebagai makanan fungsional dan isolat bakteri yang diperoleh dapat dijadikan sebagai kandidat dalam formulasi probiotik dan fermentasi makanan.

  Kata kunci: pliek u, fermentasi, bakteri asam laktat, Bacillus, bakteri patogen

  

POTENCY OF LACTIC ACID BACTERIA WHICH IS ISOLATED FROM

PLIEK U IN INHIBITING THE GROWTH OF SEVERAL

PATHOGEN MICROORGANISMS

ABSTRACT

Pliek u is one of a distinctive food from Aceh Province, Indonesia. The fermentation

process of pliek u was done without adding starter culture of bacteria. Lactic acid

bacteria (LAB) naturally alleged involved in this fermentation. The presence of LAB in a

fermented food produced some metabolites compound that act as antimicrobial agent,

which can inhibits or control the growth of pathogenic bacteria or food spoilage. The

aims of this research were to isolate, characterize bacteria isolated from pliek u and to

determine their potential activity in inhibiting pathogenic microbes. The phenotypic

characterization of isolates were conducted by observing the morphology and

physiology of each isolate and the inhibition zone against pathogens microbial which

were carried in vitro. The results showed that NQ1, NQ2, NQ3, NQ4, and NQ5 isolates

have inhibited activities towards the growth of Escherichia coli ATCC 25922 and

Staphylococcus aureus ATCC 25923, but could not inhibit clinical isolate Candida

albicans. The highest inhibition against E. coli and Staph. aureus was consecutively

shown by NQ2 isolates as much as 8.5 mm and 4 mm, while the lowest inhibition shown

by NQ3 and NQ4 isolates, respectively 1.5 mm and 1.2 mm. Based on cells

morphological characterization and physiological properties, five isolates NQ1, NQ2,

NQ3, NQ4, dan NQ5 were quite different from known LAB generally, i.e. catalase

positive and motile. The other characteristics are they have endospores and Gram-

positive bacilli, so it is alleged classified into the genus Bacillus. All isolates were

tolerant to acid and 10% NaCl concentration and they have proteolytic, amylolytic, and

chitinolytic activities. In conclusion, pliek u could be used as a functional food and the

isolates that has been found could be used as candidates in probiotics formulation and

fermentation foods.

  Keywords: pliek u, fermentation, lactic acid bacteria, Bacillus, pathogenic bacteria

  

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR

  i

  ABSTRAK

  iii

  ABSTRACT

  iv

DAFTAR ISI

  v

  DAFTAR TABEL

  vii

  DAFTAR GAMBAR

  viii

DAFTAR LAMPIRAN

  ix

BAB 1 PENDAHULUAN

  1.5 Manfaat Penelitian

  15

  3.4.2 Pewarnaan Spora

  3.4.3 Uji Katalase

  3.4.4 Uji Motilitas

  12

  12

  12

  13

  13

  14

  15

  3.4 Prosedur Analisis

  16

  16

  16

  17

  17

  17

  1.3 Tujuan Penelitian

  1.2 Perumusan Masalah

  1.1 Latar Belakang

  3.4.1 Pewarnaan Gram

  3.3.5 Karakterisasi Isolat Potensial

  1

  5

  1

  3

  4

  4

  4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Fermentasi Pliek U

  2.2 Senyawa Antimikroba Pliek U

  2.3 Bakteri Asam Laktat (BAL)

  2.4 Peran BAL dalam Menghambat Pertumbuhan Mikroba Patogen

  5

  3.3.4 Uji Antagonis BAL Terhadap Mikroorganisme Patogen

  8

  9

  1.4 Hipotesis

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

  3.2 Alat dan Bahan

  3.3 Metode Penelitian

  3.3.1 Pengukuran Total Asam

  3.3.2 Penghitungan Populasi BAL dan Non BAL

  3.3.3 Isolasi BAL

  10 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

  3.4.5 Uji Pembentukan H

2 S dan Fermentasi gula

  40

  22

  22

  23

  25

  29

  38

  40

  45

  43

  4.8 Aktivitas Enzim Protease, Amilase, dan Kitinase Secara Kualitatif

  46

  48 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  5.2 Saran

  51

  51

  52 DAFTAR PUSTAKA

  53 LAMPIRAN L-1

  4.9 Total Asam Supernatan Isolat BAL Terpilih

  4.7 Pertumbuhan pada MRSA+NaCl dengan Konsentrasi Berbeda

  3.4.6 Pengaruh Suhu dan pH terhadap Pertumbuhan Isolat Terpilih

  19

  3.4.7 Pengaruh NaCl terhadap Pertumbuhan Isolat Terpilih

  3.4.8 Uji Produksi Gas dari Glukosa

  3.5 Identifikasi Isolat yang Diduga BAL Sampai Tingkat Genus

  3.6 Uji Kualitatif Aktivitas Protease, Amilase, dan Kitinase

  3.7 Pengukuran Total Asam Supernatan Isolat BAL Terpilih

  18

  18

  19

  19

  4.6.2 Pengaruh pH

  20

  20 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1 Persentase Total Asam pada Bahan Pangan Pliek u

  4.2 Isolasi BAL dari Pliek U

  4.3 Seleksi Isolat Potensial Berdasarkan Uji In vitro

  4.4 Karakterisasi Morfologi, Biokimia, dan Fisiologi Sel Isolat Terpilih

  4.5 Populasi BAL dan Non BAL dari Sampel Pliek U

  4.6 Pengaruh Suhu dan PH yang Berbeda Terhadap Pertumbuhan 5 Isolat BAL Terpilih Hasil Isolasi dari Pangan Pliek U

  4.6.1 Pengaruh Suhu

5.1 Kesimpulan

  DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman

  3.1 Reaksi-reaksi yang dapat terlihat pada media TSIA

  18

  4.1 Karakteristik morfologi Koloni bakteri yang diduga BAL

  24

  4.2 Karakteristik morfologi dan fisiologi sel isolat terpilih

  35

  4.3 Perbedaan dan persamaan karakteristik utama antar genus

  36 Bacillus, Lactobacillus, dan Sporolactobacillus dengan kelima isolat yang diisolasi dari pliek u

  4.4 Persentase total asam supernatan isolat BAL terpilih

  50

  DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

2.1 Tahap proses pembuatan pliek u.

  7

  4.1 Persentase total asam pada tiga tahapan pengolahan

  22

  pliek u

  4.2 Diameter zona hambat (mm) 5 isolat BAL terhadap

  25 E. coli ATCC 25922 dan Staph. aureus ATCC 25923

  4.3 Uji in vitro 5 isolat BAL terpilih terhadap E. coli ATCC

  27 dan Staph. aureus ATCC 25923

  4.4 Pewarnaan Gram isolat BAL terpilih

  30

  4.5 Pewarnaan spora isolat BAL terpilih

  32

  4.6 Pengaruh suhu terhadap pertumbuhan 5 isolat BAL

  41 terplilih

  4.7 Pengaruh pH terhadap pertumbuhan5 isolat BAL

  44 terpilih

  4.8 Pertumbuhan isolat BAL terpilih pada MRSA+NaCl 4%

  46

  4.9 Zona hidrolis protease, amilase, dan kitinase

  47 Aktivitas proteolitik, kitinolitik, dan amilolitik

  4.10

  48