Simpulan
Isolat terbaik hasil seleksi yang bersifat tidak resisten terhadap antibiotik tetrasiklin, eritromisin dan kloramfenikol serta mampu memproduksi asam laktat yang tinggi merupakan isolat E1222 yang teridentifikasi sebagai P. pentosaceus. Tapioka asam dapat digunakan sebagai matriks untuk enkapsulasi P. pentosaceus
dan penambahan susu skim agar mampu meningkatkan viabilitas sel starter yang dihasilkan. Metode dehidrasi menggunakan freeze dryer mampu mempertahankan viabilitas dan ketahanan sel yang masih tinggi, namun masih menghasilkan starter dengan kadar air yang tinggi. Viabilitas sel kultur kering hasil pengeringan beku selama penyimpanan pada suhu 4 oC selama empat minggu mencapai 89.38 %. Kultur kering hasil pengeringan beku P. pentosaceus direkomendasikan untuk disimpan pada suhu 4 oC.
Saran
Starter kering yang diproduksi perlu diuji kinerja fermentasinya pada bahan baku fermentasi yang berbeda untuk mengetahui pengaruh produktivitas fermentasinya.
19 DAFTAR PUSTAKA
Ammor MS, Florez AB, Mayo B. 2007. Antibiotic resistance in non-enterococcal lactic acid bacteria and bifidobacteria-review. Food Microbiol. 24:559-570. [AOAC] Association of Official Analytical Chemists. 1995. Official Methods of
Analysis.16th ed. New York (US):AOAC Int.
Brennan JG. 2006. Evaporation and dehydration. Di dalam Brennan JW, Editor.
Food Processing Handbook. Weinham (DE):Wiley-VCH. hlm 96-97. Burgain C, Gaiani C, Linder M, Scher J. 2011. Encapsulation of probiotic living
cells: from laboratory scale to industrial applications. J Food Eng.
104:467-483.
Cardenas OS, Buckle TS. 1980. Sour cassava starch production: a preliminary study. J Food Sci. 45:1509-1512.
Carr FJ, Chill D, Maida N. 2002. The lactic acid bacteria: a literature survey.
Critical Rev Microbiol. 28:281-370.
Carvalho AS, Silva J, Ho P, Teixeira P, Malcata FX, Gibbs P. 2004. Relevant factors for the preparation of freeze-dried lactic acid bacteria. Int Dairy J.
14:835-847.
Chelule PK, Mbongwa HP, Carries S, Gqaleni N. 2010. Lactic acid fermentation improves the quality of amahewu, a traditional South African maize-based porridge. Food Chem. 122:656-661.
Corcoran BM, Stanton C, Fitzgerald G, Ross RP. 2008. Life under stress: the probiotic stress response and how it may be manipulated. Curr Pharm Design. 14:1382-1399.
De Vos P, Faas MM, Spasojevic M, Sikkema J. 2010. Encapsulation for preservation of functionally and targeted delivery of bioactive food components. Int Dairy J. 20:292-302.
Desai KGH, Park HJ. 2005. Recent developments in microencapsulation of food ingredients. Drying Technol. 23:1361-1394.
Desmond C, Ross RP, O’Callaghan E, Fitzgerald GF, Stanton C. 2002. Improved survival of Lactobacillus paracasei NFBC 338 in spray dried powders containing gum acacia. J Appl Microbiol. 93:1003-1011.
Doherty SB, Gee VL, Ross RP, Stanton C, Fitzgerald GF, Brodkorb A. 2011. Development and characterization of whey protein microbeads as potential matrices for probiotic protection. Food Hydrocol. 25:1604-1617.
Fons M, Hege T, Ladire M, Raibaud P, Ducluzeau R, Maguin E. 1997. Isolation and characterization of a plasmid from Lactobacillus fermentum conferring erythromycin resistance. Plasmid. 37:199-203.
Fu N, Chen XD. 2011. Towards maximal cell survival in convective thermal drying processes. Food Res Int. 44:1127-1149.
Fu S, Thacker A, Sperger DM, Boni RL, Buckner IS, Velankar S, Munson EJ, Block LH. 2011. Relevance of rheological properties of sodium alginate in solution to calcium alginate gel properties. AAPS Pharm Sci Tech. 12:453-460.
Gbassi GK, Vandamme T, Ennahar S, Marchioni E. 2010. Microencapsulation of
Lactobacillus plantarum spp. in an alginate matrix coated with whey protrins. Int J Food Microbiol. 129:103-105.
20
Gbassi GK, Vandamme T. 2012. Probiotic encapsulation technology from microencapsulation to release into the gut. Pharmaceutics. 4:149-163. Gevers D, Danielson M, Huys G, Swings J. 2002. Molecular characterization of
tet (M) genes in Lactobacillus isolates from different types of fermented dry sausage. Appl Environ Microbiol. 69:1270-1275.
Giard JC, Laplace JM, Rince A, Pichereau V, Benachour A, Leboeuf C, Flahaut S, Auffray Y, Hartke A. 2001. The stress proteome of Enterococcus faecalis. Electrophor. 22:2947-2954.
Giard JC, Verneuil N, Anffray Y, Hartke A. 2002. Characterization of genes homologous to the general stress-inducible gene gls24 in Enterococcus faecalis and Lactococcus lactis.FEMS Microbiol Lett. 206:235-239. Gomez-Ruiz JA, Cabezas L, Martinez-Castro I, Gonzales-Vinas MA, Poveda JM.
2008. Influence of a defined-galur starter and Lactobacillus plantarum as adjunct culture on volatile compounds and sensory characteristics of manchego cheese. Eur Food Res Technol. 227:181-190.
Harmayani E, Ngatirah, Rahayu ES, Utami T. 2001. Ketahanan dan viabilitas probiotik bakteri asam laktat selama proses pembuatan kultur kering dengan metode freeze dan pengeringan semprot. J Teknol Indust Pang.
12:126-132.
Hou RC, Lin MY, Wang MM, Tzen JT. 2003. Increase of viability of entrapped cells of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus in artificial sesame oil emulsions. J Dairy Sci. 86:424-428.
Hubalek Z. 2003. Protectants used in the cryopreservation of microorganismes.
Cryobiol. 46:205-229.
Hummel AS, Hertel C, Holzapfel WH, Franz CMAP. 2007. Antibiotic resistances of starter and probiotic galurs of lactic acid bacteria. Appl Environ Microbiol. 73:730-739.
Johnson TR, Case CL. 2007. Laboratory Experiments in Microbiology. Ed ke-8. San Francisco (US):Pearson Benjamin Cummings.
Kailasapathy K, Chin J. 2000. Survival and therapeutic potential of probiotic organisme with reference to Lactobacillus acidophilus and
Bifidobacterium spp. Immunol Cell Biol. 78:80-88.
Kam WY, Wan Aida WM, Sahilah AM, Maskat MY. 2011. Volatile compounds and lactic acid bacteria in spontaneous fermented sourdough. Sains Malay.
40:135-138.
Kastner S, Perreten V, Bleuler H, Hugenschmidt G, Lacroix C, Meile L. 2006. Antibiotic susceptibility patterns and resistance genes of starter cultures and probiotic bacteria used in food. Syst Appl Microbiol. 29:145-155. Keivani F, Mokarram RR, Gholian MM, Benis KZ, Zendeboodi F, Zadeh SS.
2014. An encyclopedic approach to distinguish the survival of probiotic living cells during drying processes. Wudpecker J Med Sci. 3:001-007. Khoramnia A, Abdullah N, Liew SL, Sieo CC, Ramasarny K, Ho YW. 2011.
Enhancement of viability of a probiotic Lactobacillus galur for poultry during freeze-drying and storage using the response surface methodology.
Anim Sci J. 82:127-135.
Krasaekoopt W, Bhandari W, Deeth H. 2006. Survival of probiotics encapsulated in chitosan-coated alginate beads in yogurt from UHT and conventionally treated milk during storage. LWT-Food Sci Technol. 39:177-183.
21 Lakkis JM. 2007. Encapsulation and Controlled Release Technologies in Food
Systems. Lowa (US):Blackwell Scientific.
Le Corre D, Bras J, Dufresne A. 2010. Starch nanoparticles: a review.
Biomacromol. 11:1139-1153.
Leja K, Dembczynski R, Bialas W, Jankowski T. 2009. Production of dry
Lactobacillus rhamnosus GG preparations by pengeringan semprot and lyophilization in aqueous two-phase systems. Acta Sci Pol Technol Aliment. 8:39-49.
Lian WC, Hsiao HC, Chou CC. 2002. Survival bifidobacteria after spray-drying.
Int J Food Microbiol. 74:79-86.
Liu G, Griffiths MW, Shang N, Chen S, Li P. 2010. Applicability of bacteriocinogenic Lactobacillus pentosus 31-1 as a novel functional starter culture or coculturefor fermented sausage manufacture. J Food Protect.
73:292-298.
Madigan MT, Martinko JM, Stahl DA, Clark DP. 2012. Brock biology of microorganismes. 13rd ed. San Francisco (US):Benjamin Cummings. Mathur S, Singh R. 2005. Antibiotic resistance in food lactic acid bacteria-a
review. Int J Food Microbiol. 105:281-295.
Meryandini A, Wiryawan KG. 2013. Penapisan bakteri asam laktat sebagai probiotik ayam. Laporan penelitian unggulan Perguruan Tinggi sesuai mandat pusat LPPM IPB. Bogor (ID):IPB. (Belum dipublikasikan)
Mokoena MP, Chelule PK, Gqaleni N. 2006. The toxicity and decreased concentration of alfatoxin B1 in natural lactic acid fermented maize meal. J Appl Microbiol. 100:773-777.
Morgan CA, Herman N, White PA, Vesey G. 2006. Preservation of micro-organismes by drying; a review. J Microbiol Methods. 66:183-193.
Nazzaro F, Orlando P, Fratianni F, Coppola R. 2012. Microencapsulation in food science and biotechnology. Curr Opin Biotechnol. 23:182-186.
Nout MJR. 2009. Rich nutrition from the poorest – cereal fermentations in Africa and Asia. Food Microbiol. 26:685-692.
Nupoor S, Rathore KS. 2012. A review on microencapsulation: a new multiutility advanced technology. IJARPB. 1:477-489.
O’Riordan K, Andrews D, Buckle K, Conway P. 2001. Evaluation of microencapsulation of a Bifidobacterium galur with starch as an approach to prolonging viability during storage. J Appl Microbiol. 91:1059-1066. Peighambardoust SH, Tafti AG, Hesari J. 2011. Application of pengeringan
semprot for preservation of lactic acid starter cultures: a review. Trends Food Sci Technol. 22:215-224.
Perreten V, Kolloffel B, Teuber M. 1997. Conjugal transfer of the Tn916-like transposon TnFO1 from Enterococcus faecalis isolated from cheese to other Gram-positive bacteria. Syst Appl Microbiol. 20:27-38.
Picot A, Lacroix C. 2004. Encapsulation of Bifidobacteria in whey protein-based microcapsules and survival in simulated gastrointestinal conditions and in yogurt. Int Dairy J. 14:505-515.
Putri WDR, Haryadi DW, Marseno, Cahyanto MN. 2011. Effect of biodegradation by lactic acid bacteria on physical properties of cassava starch. Int Food Res J. 18:1149-1154.
22
Putri WDR, Haryadi DW, Marseno, Cahyanto MN. 2012. Role of lactic acid bacteria on structural and physicochemical properties of sour cassava starch. APCBEE Procedia. 2:104-109.
Pyar H, Peh KK. 2014. Cost effectiveness of cryoprotective agents and modified de-man rogosa sharpe medium on growth of Lactobacillus acidophilus. Pak J Biol Sci. 17:462-471.
Rosyidah E. 2013. Isolasi bakteri asam laktat dan selulolitik serta aplikasinya untuk meningkatkan kualitas tepung jagung [tesis]. Bogor (ID):Institut Pertanian Bogor.
Santivarangkna C, Kulozik U, Foerst P. 2007. Alternative drying processes for the industrial preservation of lactic acid starter cultures. Biotechnol Progr.
23:302-315.
Santivarangkna C, Higl B, Foerst P. 2008a. Protection mechanisms of sugars during different stages of preparation process of dried lactic acid starter cultures. Food Microbiol. 25:429-441.
Santivarangkna C, Kulozik U, Foerst P. 2008b. Inactivation mechanisms of lactic acid starter cultures cultures preserved by drying process. J Appl Microbiol.
105:1-13.
Schleifer KH, Ludwig W. 1995. Phylogenetic relationships of lactic acid bacteria. In: Wood BJB, Holzapfel WH. (Eds.) The Lactic Acid Bacteria. Vol. 2: The Genera of Lactic Acid Bacteria. Glasgow (GB):Blackie Academic and Professional. Hlm. 7-18.
Schnurer J, Magnusson J. 2005. Antifungal lactic acid bacteria as biopreservatives.
Trends Food Sci Technol. 16:70-78.
Schwatz FV, Perreten V, Teuber M. 2001. Sequence of the 50-kb conjugative multiresistance plasmid pRE25 from Enterococcus faecalis RE25. Plasmid.
46:170-187.
Semyonov D, Ramon O, Kaplun Z, Levin-Brener L, Gurevich N, Shimoni E. 2010. Microencapsulation of Lactobacillus paracasei by spray pengeringan beku. Food Res Int. 43:193-202.
Serna-Cock L, Vallejo-Castillo V. 2013. Probiotic encapsulation. Acad J. 7:4743-4753.
Snyder L, Champness W. 2009. Molecular genetics of bacteria. Edisi ke-3. Washington (US):ASM Pr.
Soro-Yao AA, Aka S, Thonart P, Dje KM. 2014. Assessment of the potential of lactic acid bacteria as dried starter culture for cereal fermentation. Open Biotechnol J. 8:1-5.
Stanbury PF, Whitaker A. 1984. Principles of Fermentation Technology. Oxford (GB):Pergamon Press.
Suseno D. 2015. Pemanfaatan isolat bakteri asam laktat indigenous sebagai starter untuk fermentasi sagu [tesis]. Bogor (ID):Institut Pertanian Bogor.
Toomey N, Bolton D, Fanning S. 2010. Characterisation and transferability of antibiotic resistance genes from lactic acid bacteria isolated from Irish pork and beef abattoirs. Res Microbiol. 161:127-135.
Van de Guchte M, Serror P, Chervanx C, Smokvina T, Ehrlich SD, Maguin E. 2002. Stress responses in lactic acid bacteria. Antonie van Leeuwenhoek.
23 Wang YC, Yu RC, Chou CC. 2004. Viability of lactic acid bacteria and
Bifidobacteria in fermented soymilk after drying, subsequent rehydration and storage. Int J Food Microbiol. 92:209-217.
Wang S, Zhu H, Lu C, Kang Z, Luo Y, Feng L, Lu X. 2012. Fermented milk supplemented with probiotics and prebiotics can effectively alter the intestinal microbiota and immunity of host animals. J Dairy Sci. 95:4813-4822.
White D. 2007. The physiology and biochemistry of prokaryotes. Edisi ke-3. New York (US):Oxford University Press.
Winarti C, Sunarti TC, Mangunwidjaja D, Richana N. 2013. Potensi dan aplikasi pati termodifikasi sebagai bahan aktif bahan matriks enkapsulasi bahan Bioaktif. Buletin Teknol Pascapan Pert. 9:83-94.
Yao AA, Dortu C, Egounlety M, Pinto C, Edward VA, Huch M, Franz CMAP, Holzapfel W, Mbugua S, Mengu M et al. 2009. Production of freeze-dried lactic acid bacteria starter culture for cassava fermentation into gari. Afr J Biotechnol. 8:4996-5004.
Zuidam NJ, Nedovic VA. 2010. Encapsulation technologies for active food ingredients and food processing. New York (US):Springer Publishing.
24
LAMPIRAN
Lampiran 1 Prosedur pengukuran total asam tertitrasi dan uji sensitivitas antibiotik
Total asam tertitrasi (AOAC 1995)
Sampel sebanyak 1 mL ditera dengan aquades sampai 10 mL. Campuran tersebut kemudian diberi indikator phenolptalein dan dititrasi dengan NaOH 0.1 N yang sudah distandarisasi. Total asam dihitung berdasarkan persamaan berikut ini:
Total Asam (ml NaOH/100 g bahan)=ml NaOH x N NaOH x fp x 100 W
Keterangan:
fp = faktor pengenceran N NaOH = Normalitas NaOH W = bobot sampel (g)
Uji Sensitivitas Antibiotik (Johnson dan Case 2007)
Uji sensitivitas antibiotik dilakukan menggunakan metode difusi cakram. Kultur isolat ditumbuhkan pada media MRSB hingga OD mencapai 0.8 kemudian dipipet sebanyak 1 mL untuk disebar pada media MRSA. Kultur isolat kemudian diinkubasi pada suhu 37 oC hingga mencapai fase log. Cakram disk yang telah steril diteteskan sebanyak 10 µL larutan antibiotik eritromisin, kloramfenikol dan tetrasiklin sesuai dengan konsentrasi standar Johnson dan Case (2007) serta akuades steril sebagai kontrol. Cakram disk kemudian diletakkan pada permukaan agar yang berisi kultur isolat uji pada fase log dan diamati zona hambat yang terbentuk setelah inkubasi 24 jam pada suhu 37 oC.
Lampiran 2 Prosedur pengukuran viabilitas sel dan kadar air Pengukuran viabilitas sel (Madigan et al. 2012)
Viabilitas sel dihitung menggunakan metode total plate count (TPC). Starter kering hasil enkapsulasi sebanyak 0.1 g ditimbang, kemudian dibuat seri pengenceran pada tingkat yang dikehendaki. Contoh hasil pengenceran dipipet sebanyak 1 ml kemudian disebar pada permukaan media MRSA dalam cawan petri menggunakan batang penyebar. Petri selanjutkan diinkubasi selama 48 jam dalam inkubator pada suhu 37° C. Jumlah koloni dihitung setelah masa inkubasi selesai berdasarkan standard plate count (SPC) dan dinyatakan dalam CFU/g. Kadar air (AOAC 1995)
Sejumlah sampel (± 5g) dimasukkan ke dalam cawan yang telah diketahui beratnya. Kemudian cawan dimasukkan ke dalam oven bersuhu 100 ºC hingga
25
(d) (c)
(b) (a)
diperoleh berat yang konstan. Perhitungan kadar air dilakukan berdasarkan berat basah dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
Kadar air (% bb) =
Keterangan:
a = berat cawan dan sampel awal (g) b = berat cawan dan sampel akhir (g) c = berat sampel awal (g)
Lampiran 3 Starter kering hasil pengeringan beku dan pengeringan semprot menggunakan matriks tapioka asam
Starter kering hasil produksi (a) pengeringan semprot dengan matriks tapioka asam, (b) pengeringan semprot dengan matriks tapioka asam+10% susu skim, (c) pengeringan beku dengan matriks tapioka asam dan (d) pengeringan beku dengan matriks tapioka asam+10%. susu skim.
26
Lampiran 4 Analisis statistik data viabilitas sel dan kadar air kultur kering setelah enkapsulasi
Viabilitas sel
Nilai rata-rata perlakuan
Matriks Pengeringan beku Pengeringan semprot
TA+SSa 11.31 9.12
TAa 10.34 8.91
a
TA: Tapioka asam, TA+SS: Tapioka asam + 10% susu skim.
ANOVA Sidik Ragam DBa JKa KTa Fha Pr > F a Perlakuan 3 11.3 3.77 130.29 < 0.0001 Galat 8 0.23 0.03 Total 11 11.53 a
DB: derajat bebas, JK: jumlah kuadrat, KT: kuadrat tengah, Fh: nilai F hitung, Pr > F : p-value
Pengaruh Interaksi Sidik Ragam DBa KTa Fha Pr > F a Metode 1 9.80 339.08 < 0.0001 Matriks 1 1.06 36.75 0.0003 Metode*Matriks 1 0.43 15.03 0.0047 a
DB: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fh: nilai F hitung, Pr > F : p-value
Uji Duncan
√
Hasil Uji
Matriks Metode Rata-rata Notasi
TA+SS a Pengeringan beku 11.31 a
Pengeringan semprot 9.12 c
TA a Pengeringan beku 10.34 b
Pengeringan semprot 8.91 d a
TA: Tapioka asam, TA+SS: Tapioka asam + 10% susu skim.
Keterangan :
KT = kuadrat tengah r = ulangan
27 Kadar air
Nilai rata-rata perlakuan
Matriks Pengeringan beku Pengeringan semprot
TA+SSa 15.09 7.26
TAa 22.16 10.86
a
TA: Tapioka asam, TA+SS: Tapioka asam + 10% susu skim.
ANOVA Sidik Ragam DBa JKa KTa Fha Pr > F a Perlakuan 3 368.76 122.92 754.55 < 0.0001 Galat 8 1.30 0.16 Total 11 370.07 a
DB: derajat bebas, JK: jumlah kuadrat, KT: kuadrat tengah, Fh: nilai F hitung, Pr > F : p-value
Pengaruh Interaksi Sidik Ragam DBa KTa Fha Pr > F a Metode 1 274.28 1683.62 < 0.0001 Matriks 1 85.49 524.79 < 0.0001 Metode*Matriks 1 8.99 55.22 < 0.0001 a
DB: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fh: nilai F hitung, Pr > F : p-value
Uji Duncan
√
Hasil Uji
Matriks Metode Rata-rata Notasi
TA+SSa Pengeringan beku 15.09 b
Pengeringan semprot 7.26 d
TAa Pengeringan beku 22.16 a
Pengeringan semprot 10.86 c a
TA: Tapioka asam, TA+SS: Tapioka asam + 10% susu skim.
Keterangan :
KT = kuadrat tengah r = ulangan
28
Lampiran 5 Analisis statistik data ketahanan sel bakteri (%) kultur kering setelah enkapsulasi
Nilai rata-rata perlakuan
Matriks Pengeringan beku Pengeringan semprot
TA+SSa 97 78
TAa 89 76
a
TA: Tapioka asam, TA+SS: Tapioka asam + 10% susu skim.
ANOVA Sidik Ragam DBa JKa KTa Fha Pr > F a Perlakuan 3 844.67 281.56 146.90 < 0.0001 Galat 8 15.33 1.92 Total 11 860.00 a
DB: derajat bebas, JK: jumlah kuadrat, KT: kuadrat tengah, Fh: nilai F hitung, Pr > F : p-value
Pengaruh Interaksi Sidik Ragam DBa KTa Fha Pr > F a Metode 1 736.33 384.17 < 0.0001 Matriks 1 75.00 39.13 0.0002 Metode*Matriks 1 33.33 17.39 0.0031 a
DB: derajat bebas, KT: kuadrat tengah, Fh: nilai F hitung, Pr > F : p-value
Uji Duncan
√
Hasil Uji
Matriks Metode Rata-rata Notasi
TA+SSa Pengeringan beku 97 a
Pengeringan semprot 89 b
TAa Pengeringan beku 78 c
Pengeringan semprot 76 c
a
TA: Tapioka asam, TA+SS: Tapioka asam + 10% susu skim.
Keterangan :
KT = kuadrat tengah r = ulangan
29 RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pontianak pada tanggal 5 Desember 1986 sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan ayah Murniandy, SE dan ibu Erna Achjani, SH (alm). Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SD Mujahidin Pontianak, Sekolah Menengah Pertama di SMP N 3 Pontianak dan Sekolah Menengah Atas di SMA N 1 Pontianak, Kalimantan Barat. Penulis meneruskan ke jenjang sarjana di Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Tanjungpura Pontianak. Pada tahun 2012, penulis diterima di Program Studi Mikrobiologi, Sekolah Pascasarjana IPB dengan Beasiswa Unggulan calon dosen DIKTI tahun 2012.
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains (MSi), penulis melakukan penelitian dengan judul “Seleksi Bakteri Asam Laktat dan Pemanfaatannya sebagai Starter Kering Menggunakan Matriks Tapioka Asam” di bawah bimbing oleh Prof Dr Anja Meryandini MS dan Dr Ir Titi Candra Sunarti, MSi. Artikel penelitian ini telah terbit pada jurnal elektronik SUMBERDAYA HAYATI IPB volume 1, nomor 1, tahun 2015 dengan judul “Seleksi Bakteri Asam Laktat dan Pemanfaatannya sebagai Starter Kering Menggunakan Matriks Tapioka Asam”.