Potensi Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Nira Aren dalam Menghambat Pertumbuhan Bakteri Patogen Asal Pangan
POTENSI BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI
DARI NIRA AREN DALAM MENGHAMBAT
PERTUMBUHAN BAKTERI PATOGEN ASAL PANGAN
SKRIPSI
Skripsi ini diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat
mencapai gelar Sarjana Sains
MARETTA FITRIANI
120805025
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Potensi Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari
Nira Aren dalam Menghambat Pertumbuhan
Bakteri Patogen Asal Pangan
: Skripsi
: Maretta Fitriani
: 120805025
: Sarjana (S1) Biologi
: Biologi
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Januari 2017
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Dra. Nunuk Priyani, M.Sc
NIP. 196404281999032002
Dr. It Jamilah, M.Sc
NIP. 196310121991032003
Disetujui Oleh
Departemen Biologi FMIPA USU
Ketua,
Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc
NIP. 196301231999032001
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
berkatNya telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan penelitian yang berjudul “Potensi Bakteri Asam Laktat
yang
Diisolasi dari Nira Aren dalam Menghambat Pertumbuhan Bakteri Patogen
Pada Pangan” dengan baik.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada dosen
pembimbing Ibu Dr. It Jamilah dan Ibu Dra. Nunuk Priyani M. Sc yang telah
membimbing penulis dengan sepenuh hati dimulai dari proposal hingga
didapatkan hasil penelitian ini. Saya juga berterimakasih kepada dosen penguji
saya Ibu Dr. Yurnaliza, M.Si dan Ibu Dr. Elimasni, M.Si yang telah memberikan
bimbingan, arahan, waktu serta perhatian kepada penulis dalam menyelesaikan
penelitian ini.
Hasil penelitian ini, penulis akui sangat jauh dari kata sempurna dan masih
memiliki banyak kekurangan karena pengalaman yang dimiliki penulis sangat
kurang. Oleh karena itu, penulis harapkan kepada para pembaca untuk
memberikan masukan-masukan yang membangun untuk kesempurnaan penulisan
hasil penelitian.
Medan, 06 Januari 2017
Penulis
Maretta Fitriani
ii
Universitas Sumatera Utara
POTENSI BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI NIRA
AREN DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI
PATOGEN ASAL PANGAN
ABSTRAK
Nira diketahui mengandung gula dan komponen nutrisi lain yang baik bagi
pertumbuhan mikroorganisme, salah satunya bakteri asam laktat. Tujuan dari
penelitian ini adalah untuk mendapatkan isolat bakteri asam laktat potensial dari
nira aren yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri patogen asal pangan
dan memenuhi syarat lain sebagai probiotik. Pada berbagai interval waktu
fermentasi (0, 12, 24, 36 dan 48 jam) nira aren, didapatkan isolat bakteri asam
laktat yang tumbuh pada media de mann Rogosa agar (MRSA) + CaCO3 1%.
Masing-masing isolat diuji kemampuannya menghambat bakteri patogen asal
pangan (Salmonella typhi, Staphylococcus aureus dan Escherichia coli) pada
media Mueller Hinton Agar (MHA) dengan metode difusi cakram. Isolat yang
potensial diuji kemampuannya bertahan pada suasana saluran pencernaan seperti
pada pH lambung (2.0), pH usus (7.2), garam empedu (0.5% ox gall) dan mampu
membentuk biofilm pada permukaan padat stainless steel pada media MRSA.
Hasil isolasi bakteri asam laktat asal nira aren didapat 16 isolat yang tumbuh pada
media MRSA + CaCO3 1% dan didominasi oleh bakteri heterofermentatif. Hanya
ada 6 isolat (MF5, MF10, MF11, MF13, MF14 dan MF15) potensial yang mampu
menghambat pertumbuhan bakteri patogen asal pangan dan mampu memproduksi
senyawa antimikroba selain asam-asam organik. Dari 6 isolat BAL potensial
didapat 5 isolat yang mampu bertahan pada suasana saluran pencernaan dan
mampu menempel pada permukaan padat stainless steel yaitu MF5, MF10, MF11,
MF14 dan MF15, sedangkan isolat MF13 tidak mampu bertahan pada suasana
garam empedu. Namun, ada dua isolat BAL paling potensial dari semua
parameter uji yaitu MF11 dan MF14.
Kata Kunci: Antimikroba, Bakteri Asam Laktat, Probiotik
iii
Universitas Sumatera Utara
POTENCY of LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED of PALM JUICE in
INHIBITING PATHOGENIC BACTERIA in FOOD
ABSTRACT
Nira contain sugar and other nutritional components that are good for the growth
of microorganisms, one of which lactic acid bacteria. The purpose of this study
was to obtain lactic acid bacteria isolates potential of palm juice that could inhibit
the growth of pathogenic bacteria of food origin and included in the candidate
probiotics. Fermentation at various time intervals (0, 12, 24, 36 and 48 hours)
palm juice, obtained LAB isolates were grown on media de mann rogosa agar
(MRSA) + 1% CaCO3. Each of LAB isolates tested for their ability to inhibit
pathogenic bacteria origin of food (Salmonella typhi, Staphylococcus aureus and
Escherichia coli) on media Mueller Hinton Agar (MHA) with disc diffusion
method. Isolates potential was inhibited pathogenic bacteria origin of food tested
for its ability to survive in the atmosphere of the gastrointestinal tract such as
gastric pH (2.0), intestinal pH (7.2), bile salts (0.5% ox gall) and capable of
forming a biofilm on the surface of solid stainless steel on media MRSA ,origin
isolated palm juice obtained 16 isolates of Lactic acid bacteria are grown on
media MRSA CaCO3 + 1% and is dominated by heterofermentatif bacteria. There
were only 6 isolates (MF5, MF10, MF11, MF13, MF14 and MF15) capable
potentially inhibited the growth of pathogenic bacteria of food origin and isolates
were also able to produce antimicrobial compounds other than organic acids.
Only 5 out of 6 isolates that were able to survive in the atmosphere of the
gastrointestinal tract and is able to form a biofilm on the surface of solid stainless
steel namely MF5, MF10, MF11, MF14 and MF15, while isolates MF13 are not able
to survive in an atmosphere of bile salts that are removed from the isolates
candidates probiotics From all of isolates, there were two the most potentially
isolates as a probiotic candidate namely MF14 and MF11.
Keywords: Lactic Acid Bacteria, Probiotics, Antimicrobial
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN
i
KATA PENGANTAR
ii
ABSTRAK
iii
ABSTRACT
iv
DAFTAR ISI
v
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
1.2
Permasalahan
1.3
Tujuan Penelitian
1.4
Manfaat Penelitian
1
3
3
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Fermentasi Pada Nira
2.2
Ciri Umum Bakteri Asam Laktat
2.3
Bakteri Asam Laktat Sebagai Probiotik
2.4
Senyawa Antimikroa Bakteri Asam Laktat
2.5
Bakteri Patogen Asal Pangan
2.6
Mekanisme Kerja Antimikroba BAL
5
6
7
8
11
11
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1
Waktu dan Tempat Penelitian
3.2
Isolasi Bakteri Asam Laktat
3.3
Uji Aktivitas BAL Dalam Menghambat Pertumbuhan Bakteri
Patogen Makanan
3.4
Uji Viabilitas Sebagai Kandidat Probiotik
3.4.1
Uji Ketahanan Isolat BAL Terpilih Terhadap pH
3.4.2
Uji Ketahanan Isolat BAL Terpilih Terhadap Garam Empedu
3.5
Uji Aktivitas Penghambatan Supernatan BAL Terpilih dengan
pH Netral Terhadap Patogen
3.6
Uji Penempelan Isolat BAL Terpilih pada Permukaan Padat
Stainless steel
BAB 4. HASIL dan PEMBAHASAN
4.1
Isolasi Bakteri Asam Laktat Asal Nira Aren
13
13
14
15
15
16
16
18
v
Universitas Sumatera Utara
4.2
4.3
4.4
4.4.1
4.4.2
4.5
4.4.1
4.4.2
4.5.3
4.6
Karakterisasi Bakteri Asam Laktat
18
Jumlah BAL Pada Tiap Interval Waktu Fermentasi
22
Aktivitas Antimikroba BAL Terhadap Bakteri Patogen Pangan
Aktivitas Antimikroba Isolat BAL
23
Aktivitas Antimikroba Supernatan BAL pH Netral
24
Viabilitas Bakteri Sebagai Kandidat Probiotik
Ketahanan BAL pada pH Lambung (2.0) dan pH Usus (7.2)
26
Ketahanan BAL pada Garam Empedu 0.5%
28
Hasil Uji Penempelan BAL pada Permukaan Padat Stainless steel30
Hasil Seleksi Isolat BAL Potensial
31
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
5.1
Kesimpulan
5.2
Saran
33
33
DAFTAR PUSTAKA
34
LAMPIRAN
38
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
Judul
Halaman
1
Karakteristik Morfologi BAL Asal Nira Aren
18
2
Hasil Uji Biokimia BAL Asal Nira Aren
19
3
Jumlah BAL Pada Tiap Interval Waktu Fermentasi
21
4
Diameter Zona Hambat BAL Terhadap Bakteri Patogen
Pada Pangan
23
5
Luas Zona Hambat Supernatan BAL pH Netral dengan
Supernatan BAL Fermentasi 24 jam Dalam Menghambat
Bakteri Patogen Asal Pangan
29
6
Persentase Ketahanan Hidup BAL Pada pH Lambung dan
Usus Manusia
30
7
Persentase Ketahanan Hidup BAL Pada Garam Empedu
31
8
Jumlah Sel Bakteri Asam Laktat (log CFU/ml) tiap cm2
stainless steel
32
9
Rekapitulasi Isolat BAL Berpotensi Probiotik
34
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
1
Judul
BAL Pada Media MRSA+CaCO3 1%
Halaman
16
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran
Judul
Halaman
1
Alur Kerja Penelitian
39
2
Foto Hasil Penelitian
40
ix
Universitas Sumatera Utara
DARI NIRA AREN DALAM MENGHAMBAT
PERTUMBUHAN BAKTERI PATOGEN ASAL PANGAN
SKRIPSI
Skripsi ini diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat
mencapai gelar Sarjana Sains
MARETTA FITRIANI
120805025
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Potensi Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari
Nira Aren dalam Menghambat Pertumbuhan
Bakteri Patogen Asal Pangan
: Skripsi
: Maretta Fitriani
: 120805025
: Sarjana (S1) Biologi
: Biologi
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Januari 2017
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Dra. Nunuk Priyani, M.Sc
NIP. 196404281999032002
Dr. It Jamilah, M.Sc
NIP. 196310121991032003
Disetujui Oleh
Departemen Biologi FMIPA USU
Ketua,
Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc
NIP. 196301231999032001
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
berkatNya telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan penelitian yang berjudul “Potensi Bakteri Asam Laktat
yang
Diisolasi dari Nira Aren dalam Menghambat Pertumbuhan Bakteri Patogen
Pada Pangan” dengan baik.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada dosen
pembimbing Ibu Dr. It Jamilah dan Ibu Dra. Nunuk Priyani M. Sc yang telah
membimbing penulis dengan sepenuh hati dimulai dari proposal hingga
didapatkan hasil penelitian ini. Saya juga berterimakasih kepada dosen penguji
saya Ibu Dr. Yurnaliza, M.Si dan Ibu Dr. Elimasni, M.Si yang telah memberikan
bimbingan, arahan, waktu serta perhatian kepada penulis dalam menyelesaikan
penelitian ini.
Hasil penelitian ini, penulis akui sangat jauh dari kata sempurna dan masih
memiliki banyak kekurangan karena pengalaman yang dimiliki penulis sangat
kurang. Oleh karena itu, penulis harapkan kepada para pembaca untuk
memberikan masukan-masukan yang membangun untuk kesempurnaan penulisan
hasil penelitian.
Medan, 06 Januari 2017
Penulis
Maretta Fitriani
ii
Universitas Sumatera Utara
POTENSI BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI NIRA
AREN DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI
PATOGEN ASAL PANGAN
ABSTRAK
Nira diketahui mengandung gula dan komponen nutrisi lain yang baik bagi
pertumbuhan mikroorganisme, salah satunya bakteri asam laktat. Tujuan dari
penelitian ini adalah untuk mendapatkan isolat bakteri asam laktat potensial dari
nira aren yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri patogen asal pangan
dan memenuhi syarat lain sebagai probiotik. Pada berbagai interval waktu
fermentasi (0, 12, 24, 36 dan 48 jam) nira aren, didapatkan isolat bakteri asam
laktat yang tumbuh pada media de mann Rogosa agar (MRSA) + CaCO3 1%.
Masing-masing isolat diuji kemampuannya menghambat bakteri patogen asal
pangan (Salmonella typhi, Staphylococcus aureus dan Escherichia coli) pada
media Mueller Hinton Agar (MHA) dengan metode difusi cakram. Isolat yang
potensial diuji kemampuannya bertahan pada suasana saluran pencernaan seperti
pada pH lambung (2.0), pH usus (7.2), garam empedu (0.5% ox gall) dan mampu
membentuk biofilm pada permukaan padat stainless steel pada media MRSA.
Hasil isolasi bakteri asam laktat asal nira aren didapat 16 isolat yang tumbuh pada
media MRSA + CaCO3 1% dan didominasi oleh bakteri heterofermentatif. Hanya
ada 6 isolat (MF5, MF10, MF11, MF13, MF14 dan MF15) potensial yang mampu
menghambat pertumbuhan bakteri patogen asal pangan dan mampu memproduksi
senyawa antimikroba selain asam-asam organik. Dari 6 isolat BAL potensial
didapat 5 isolat yang mampu bertahan pada suasana saluran pencernaan dan
mampu menempel pada permukaan padat stainless steel yaitu MF5, MF10, MF11,
MF14 dan MF15, sedangkan isolat MF13 tidak mampu bertahan pada suasana
garam empedu. Namun, ada dua isolat BAL paling potensial dari semua
parameter uji yaitu MF11 dan MF14.
Kata Kunci: Antimikroba, Bakteri Asam Laktat, Probiotik
iii
Universitas Sumatera Utara
POTENCY of LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED of PALM JUICE in
INHIBITING PATHOGENIC BACTERIA in FOOD
ABSTRACT
Nira contain sugar and other nutritional components that are good for the growth
of microorganisms, one of which lactic acid bacteria. The purpose of this study
was to obtain lactic acid bacteria isolates potential of palm juice that could inhibit
the growth of pathogenic bacteria of food origin and included in the candidate
probiotics. Fermentation at various time intervals (0, 12, 24, 36 and 48 hours)
palm juice, obtained LAB isolates were grown on media de mann rogosa agar
(MRSA) + 1% CaCO3. Each of LAB isolates tested for their ability to inhibit
pathogenic bacteria origin of food (Salmonella typhi, Staphylococcus aureus and
Escherichia coli) on media Mueller Hinton Agar (MHA) with disc diffusion
method. Isolates potential was inhibited pathogenic bacteria origin of food tested
for its ability to survive in the atmosphere of the gastrointestinal tract such as
gastric pH (2.0), intestinal pH (7.2), bile salts (0.5% ox gall) and capable of
forming a biofilm on the surface of solid stainless steel on media MRSA ,origin
isolated palm juice obtained 16 isolates of Lactic acid bacteria are grown on
media MRSA CaCO3 + 1% and is dominated by heterofermentatif bacteria. There
were only 6 isolates (MF5, MF10, MF11, MF13, MF14 and MF15) capable
potentially inhibited the growth of pathogenic bacteria of food origin and isolates
were also able to produce antimicrobial compounds other than organic acids.
Only 5 out of 6 isolates that were able to survive in the atmosphere of the
gastrointestinal tract and is able to form a biofilm on the surface of solid stainless
steel namely MF5, MF10, MF11, MF14 and MF15, while isolates MF13 are not able
to survive in an atmosphere of bile salts that are removed from the isolates
candidates probiotics From all of isolates, there were two the most potentially
isolates as a probiotic candidate namely MF14 and MF11.
Keywords: Lactic Acid Bacteria, Probiotics, Antimicrobial
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN
i
KATA PENGANTAR
ii
ABSTRAK
iii
ABSTRACT
iv
DAFTAR ISI
v
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
1.2
Permasalahan
1.3
Tujuan Penelitian
1.4
Manfaat Penelitian
1
3
3
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Fermentasi Pada Nira
2.2
Ciri Umum Bakteri Asam Laktat
2.3
Bakteri Asam Laktat Sebagai Probiotik
2.4
Senyawa Antimikroa Bakteri Asam Laktat
2.5
Bakteri Patogen Asal Pangan
2.6
Mekanisme Kerja Antimikroba BAL
5
6
7
8
11
11
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1
Waktu dan Tempat Penelitian
3.2
Isolasi Bakteri Asam Laktat
3.3
Uji Aktivitas BAL Dalam Menghambat Pertumbuhan Bakteri
Patogen Makanan
3.4
Uji Viabilitas Sebagai Kandidat Probiotik
3.4.1
Uji Ketahanan Isolat BAL Terpilih Terhadap pH
3.4.2
Uji Ketahanan Isolat BAL Terpilih Terhadap Garam Empedu
3.5
Uji Aktivitas Penghambatan Supernatan BAL Terpilih dengan
pH Netral Terhadap Patogen
3.6
Uji Penempelan Isolat BAL Terpilih pada Permukaan Padat
Stainless steel
BAB 4. HASIL dan PEMBAHASAN
4.1
Isolasi Bakteri Asam Laktat Asal Nira Aren
13
13
14
15
15
16
16
18
v
Universitas Sumatera Utara
4.2
4.3
4.4
4.4.1
4.4.2
4.5
4.4.1
4.4.2
4.5.3
4.6
Karakterisasi Bakteri Asam Laktat
18
Jumlah BAL Pada Tiap Interval Waktu Fermentasi
22
Aktivitas Antimikroba BAL Terhadap Bakteri Patogen Pangan
Aktivitas Antimikroba Isolat BAL
23
Aktivitas Antimikroba Supernatan BAL pH Netral
24
Viabilitas Bakteri Sebagai Kandidat Probiotik
Ketahanan BAL pada pH Lambung (2.0) dan pH Usus (7.2)
26
Ketahanan BAL pada Garam Empedu 0.5%
28
Hasil Uji Penempelan BAL pada Permukaan Padat Stainless steel30
Hasil Seleksi Isolat BAL Potensial
31
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
5.1
Kesimpulan
5.2
Saran
33
33
DAFTAR PUSTAKA
34
LAMPIRAN
38
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
Judul
Halaman
1
Karakteristik Morfologi BAL Asal Nira Aren
18
2
Hasil Uji Biokimia BAL Asal Nira Aren
19
3
Jumlah BAL Pada Tiap Interval Waktu Fermentasi
21
4
Diameter Zona Hambat BAL Terhadap Bakteri Patogen
Pada Pangan
23
5
Luas Zona Hambat Supernatan BAL pH Netral dengan
Supernatan BAL Fermentasi 24 jam Dalam Menghambat
Bakteri Patogen Asal Pangan
29
6
Persentase Ketahanan Hidup BAL Pada pH Lambung dan
Usus Manusia
30
7
Persentase Ketahanan Hidup BAL Pada Garam Empedu
31
8
Jumlah Sel Bakteri Asam Laktat (log CFU/ml) tiap cm2
stainless steel
32
9
Rekapitulasi Isolat BAL Berpotensi Probiotik
34
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
1
Judul
BAL Pada Media MRSA+CaCO3 1%
Halaman
16
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran
Judul
Halaman
1
Alur Kerja Penelitian
39
2
Foto Hasil Penelitian
40
ix
Universitas Sumatera Utara