SKRIPSI
Oleh :
Siti Raudhotul Jannah 20120210059
Program Studi Agroteknologi
FAKULTAS PERTANIAN
ii SKRIPSI
Diajukan Kepada Fakultas Pertanian
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Untuk Memenuhi Sebagian Syarat Dari Peryaratan Guna Memperoleh
Derajat Sarjana Pertanian
Oleh :
Siti Raudhotul Jannah 20120210059
Program Studi Agroteknologi
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA
v
Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “PENGARUH
KONSENTRASI DAN MACAM ESSENTIAL OIL CITRUS SEBAGAI
ANTIBAKTERI TERHADAP MUTU BUAH MELON (Cucumis melo L.)
POTONG SEGAR”. Penyusunan skripsi dilakukan untuk memenuhi persyaratan
pendidikan Strata Satu (S1) di Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah
Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa tersusunnya laporan magang profesi ini tidak
terlepas dari banyak pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis
mengucapkaan terimakasih kepada :
1. Ir. Agung Astuti, M.Si selaku dosen pembimbing satu yang telah memberikan
arahan, waktu dan tenaga dalam membantu penelitian ini.
2. Ir. Nafi Ananda Utama, M.S selaku dosen pembimbing dua yang telah
memeberikan arahan, waktu dan tenaga dalam membantu penelitian ini
3. Chandra Kurnia Setiawan, SP. M.Sc. selaku penguji skripsi, terima kasih atas
koreksi dan masukkannya
4. Ir. Sarjiyah, M.S selaku Dekan Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
5. Dr. Innaka Ageng Rineksane, S.P., M.P. selaku Kepala Prodi Agroteknologi,
vi
7. Ibu Yupin Rawasmawati dan Bapak Sholeh Hidayat selaku Orang Tua saya,
yang telah memberikan segalanya untuk saya, baik itu doa, motivasi, dan
dukungan finansial.
8. Adik saya Muhammad Abdul Munir Ramadhan dan Ali Zainal Abidin
beserta keluarga tercinta lainnya yang selalu menjadi penyemangat saya
dalam mengerjakan skripsi.
9. Teman-teman seperjuangan Agroteknologi angkatan 2012 yang senantiasa
memberikan dukungan dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi.
Skripsi ini diharapkan dapat bermanfaat bagi pembaca.
10. Teman-teman Drums Corp Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang
telah memberikan pengalaman yang tidak terlupakan.
Penulis mengharapkan kritik dan saran apabila dalam penyusunan skripsi
masih terdapat kekurangan.
Yogyakarta, Januari 2017
vii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
INTISARI ... xii
ABSTRACT ... xiii
I. PENDAHULUAN ... 1
A.Latar Belakang ... 1
B.Rumusan Masalah ... 4
C.Tujuan ... 5
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 6
A.Buah Melon ... 6
B.Fisiologi Pasca Panen ... 8
C. Buah Potong Segar ... 10
D. Edible Coating ... 15
E.Alginat ... 17
F. Essential Oil Sebagai Antibakteri ... 19
G.Hipotesis ... 23
III. TATA CARA PENELITIAN ... 24
A.Waktu dan Tempat Penelitian ... 24
B.Bahan dan Alat ... 24
C.Metode Penelitan ... 24
D.Cara Penelitian ... 26
E.Parameter yang Diamati ... 30
F. Analisis Data ... 35
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 36
A.Isolasi dan Identifikasi Bakteri Pembusuk Melon ... 36
viii
ix
1. Nutrisi Buah Melon ... 7
2. Kegunaan pengguaan edible film dan coating. ... 16
3. Skala Perubahan Warna Melon ... 32
4. Identifikasi bakteri pembusukan buah Melon. ... 37
5. Hasil Rerata Susut Bobot buah Melon potong segar yang diberikan perlakuan dan tanpa perlakuan. ... 51
x
2. Proses Browning pada Buah... 13
3. (a) Bentuk Sel dan Cat Gram (b) Bentuk Koloni ... 36
4. Histogram Daya Hambat Bakteri Metode Paper Disk. ... 39
5. Histogram Daya Hambat Bakteri Metode Pour Plate. ... 41
6. Grafik populasi Bakteri Pembusukan Buah Melon dalam x106 (CFU/ml). ... 43
7. Histogram Nilai Rata-rata Warna Buah Melon. ... 47
8. (a) Buah Melon Potong segar pada hari ke-0. (b) Buah Melon Potong segar pada hari ke-5. ... 48
9. (a) Buah Melon Potong segar pada hari ke-10. (b) Buah Melon Potong segar pada hari ke-15. ... 49
10. Histogram Susut Bobot buah Melon potong segar. ... 52
11. Grafik Gula Reduksi Buah Melon Potong Segar. ... 54
12. Grafik Regresi Total Asam Buah Melon Potong Segar. ... 58
xi
1. Skema Penelitian. ... 66
2. Lay Out Penelitian ... 68
3. Perhitungan Kultur Bakteri ... 69
4. Hasil Sidik Ragam ... 70
xiii
The research was conducted using experimental method which organized in Random Complete Plan (RCP) with single factor experimental plan. The study was divided into two steps. The first was Lemon and Orange essential oil Antibacteria test, and the second was edible coating aplication of Antibacteria alginat on the fresh-cut Melon. The parameter being observed was the resistivity of antibacteria, microbiology population, color, weight loss, sugarreduction, total titrable acid, and pH. The results of the research indicated that essential oil of Lemon 0,8% capabled to inhibit of the fresh-cut Melon bacterial decomposition. The essential oil of Orange 0,6% capable to keep the quality of physical properties (color and wight loss), biological (microbiology population) and chemical properties (sugar reduction, quantity of acid, and pH)on fresh-cut Melon.
1
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Pengolahan minimal (minimal processing) pada buah dan sayur atau
dikenal pula dengan istilah potong segar (fresh-cut) merupakan pengolahan
sayuran yang melibatkan pencucian, pengupasan, dan pengirisan sebelum dikemas
dan menggunakan suhu rendah untuk penyimpanan sehingga mudah dikonsumsi
tanpa menghilangkan kesegaran dan nilai gizi yang dikandungnya (Latifa, 2009).
Konsumsi buah Melon di Indonesia pada tahun 2010 mencapai 1,94
sampai 2,10 kg/kapita dan diperkirakan pada tahun 2015 sampai 2018 konsumsi
buah Melon akan meningkat hingga mencapai 2,80 sampai 3,14 kg/kapita/tahun
(Kementrian Negara dan Riset, 2012). Jumlah konsumsi buah Melon yang terus
meningkat, memerlukan teknologi untuk mempermudah masyarakat
mengkonsumsi buah Melon dalam bentuk buah potong segar. Berkembangnya
pengolahan minimal produk Hortikultura disebabkan kebutuhan masyarakat akan
produk buah dan sayur segar yang lebih mudah untuk digunakan maupun
dikonsumsi. Perubahan gaya hidup yang serba cepat tersebut menuntut
tersedianya pangan praktis untuk dikonsumsi.
Penyiapan buah Melon sebelum dikonsumsi meliputi pencucian,
pengupasan, dan pemotongan. Pada umumnya konsumen hanya membeli setengah
dari buah Melon yang utuh, sehingga mengharuskan pemotongan pada buah
Melon. Pemotongan dapat mengakibatkan kerusakan sifat fisik, biologis dan
Tahapan produk buah potong segar melalui berbagai perlakuan yaitu
pengupasan, pemotongan, pencucian dan pengemasan. Pengupasan dan
pemotongan dapat mengganggu integritas jaringan dan sel buah, akibatnya terjadi
peningkatan produksi etilen, peningkatan laju respirasi, degradasi membran,
kehilangan air, dan kerusakan akibat mikroorganisme. Dampak lebih lanjut adalah
terjadinya perubahan enzimatis dan penurunan umur simpan serta mutu buah
(Latifa, 2009). Melon memiliki tekstur yang lembut dan daging buah yang penuh
nutrisi, pemotongan buah Melon dapat mempercepat kerusakan biologis.
Edible coating adalah teknologi ramah lingkungan yang diterapkan pada
banyak produk untuk mengontrol perpindahan kelembaban, pertukaran gas atau
proses oksidasi. Edible coating dapat memberikan lapisan pelindung tambahan
untuk memproduksi dan juga dapat memberikan efek yang sama sebagai
penyimpanan atmosfer diubah dalam memodifikasi komposisi gas internal. Salah
satu keuntungan utama menggunakan edible film dan coating adalah bahwa
beberapa bahan aktif dapat dimasukkan ke dalam matriks polimer dan dikonsumsi
dengan makanan, sehingga meningkatkan keselamatan atau gizi dan sensorik
(Dhall, 2013)
Alginat memiliki potensi untuk membentuk komponen biopolimer film
atau coating karena alginat memiliki struktur koloid yang unik, sebagai penstabil,
pengikat, pensuspensi, pembentuk film, pembentuk gel, dan stabilitas emulsi
(Nasyiah. dkk., 2014). Alginat memiliki sifat barrier yang baik terhadap O2 , pada
suhu rendah dapat menghambat oksidasi lipid dalam makanan, dapat memperbaiki
sehingga diperlukan penambahan zat aktif lain yang mampu menghambat
pertumbuhan mikroba pada komoditas.
Peningkatan resisten bakteri terhadap antibiotik mulai meluas mengingat
pemakaian antibiotik dalam bidang perternakan dan pertanian dengan komponen
antibiotik yang sama, akibatnya dibutuhkan penelitian untuk mencari antibiotik
baru. (Bansode and Chavan, 2012). Penggunaan essential oil sebagai
antimikroba yang digunakan menjadi salah satu solusi menanggulangi resisten
antibiotik sintetik.
Banyak tanaman yang mampu dimanfaatkan minyak atsirinya termasuk
jenis Citrus. Citrus salah satu sumber yang kaya flavonoid alami karena
mengandung konsentrasi senyawa fenolik yang tinggi (Shalu. et al., 2015).
Flavonoid berperan secara langsung dengan mengganggu fungsi sel
mikroorganisme dan penghambatan siklus sel mikroba. Mekanisme kerja senyawa
flavonoid terlihat dengan membentuk kompleks protein ekstraseluler dan terlarut
dengan dinding mikroba (Kompasiana, 2015).
Penelitian Olivas et al. (2007) penggunaan alginat dengan larutan solusi
kalsium klorida 10 (w/v) pada fresh-cut Apel mampu mempertahankan kekerasan
selama penyimpanan, pada penelitian Raybaudi-Massilia, et al. (2008)
pengaplikasian Alginat dengan essential oil Kayu Manis, Cengkeh, Sereh
masing-masing sebanyak 0,7 (v/v) dan minyak Cinnamaldehyde, Eugenol, Citral masing
masing sebesar 0,5 (v/v) pada Apel potong segar mampu menghambat mikrobiota
asli selama 30 hari dan mengurangi > 4 log CFU/g E. coli 0157: H7 pada minggu
alginat dengan menambahkan essential oil Kayu Manis 0,7% (w/v) Kemangi 0,7
% (w/v) Serai 0,7 % (w/v) dan memakai larutan solusi asam malat 2,5 % (w/v)
pada Melon potong segar mampu menghambat pertumbuhan mikroba dan
mengurangi hingga 3,1 log CFU / g setelah 30 hari penyimpanan (Olivas et al.;
Montero-Calderon et al.; Raybaudi-Massilia et al., dalam Rojas-Grau et al.,
2009).
Penelitian edible coating dari alginat dengan menambahkan essential oil
Lemon dan Jeruk sebagai antibakteri perlu diujicoba karena diduga dapat
mempertahankan mutu produk Melon potong segar. Permasalahan utama dalam
penelitian tersebut yaitu efektifitas essential oil sebagai antibakteri bagi buah
Melon potong segar, serta pengaruh Alginat yang ditambahkan essential oil
sebagai antimikroba terhadap usaha mempertahankan mutu buah Melon potong
segar. Diduga perlakuan edible coating Alginat dengan essential oli mampu
menghambat perkembangan bakteri pembusuk buah Melon potong segar dan
mempertahankan mutu buah Melon potong segar.
B. Rumusan Masalah Permasalahan utama dalam penelitian yaitu:
1. Seberapa besar kemampuan essential oil sebagai antibakteri terhadap
bakteri pembusukan buah Melon potong segar?
2. Seberapa besar kemampuan alginat yang ditambahkan essential oil
sebagai antibakteri dalam mempertahankan mutu buah Melon potong
C. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah:
1. Menentukan konsentrasi terbaik dari berbagai essential oil sebagai
antibakteri bagi bakteri pembusukan buah Melon potong segar.
2. Mengkaji efektifitas edible coating dari alginat dengan essential oil
sebagai antibakteri dalam mempertahankan mutu buah Melon potong
6
Keluarga Cucurbitaceae seperti Melon, Labu, dan Mentimun terdiri dari
ratusan spesies liar dan varietas yang dibudidayakan (Gene, 1997). Melon berasal
dari daerah lembah panas Persia atau daerah Mediterania yang merupakan
perbatasan antara Asia Barat dengan Eropa dan Afrika. (Margianasari, 2012).
Melon di pasar dunia terdiri dari 7 varietas kelompok utama, tetapi hanya 3
diantaranya yang umum dibudidayakan di Indonesia, yaitu Reticalatus (Cucumis
melo var. reticalatus) Inodorus (Cucumis melo var. inodorus) dan Cantaloupensis
(cucumis melo var. cantaloupensis) (Margianasari, 2012).
Kelompok Reticulatus memiliki beberapa sebutan, diantaranya Tock
Melon, Netted Melon, Amrerican cantaloupe atau false cantaloupe. Kelompok ini
memiliki ciri kulit buah keras, kasar, berjalar (net), bentuk buah bulat, daging
buah beraroma, berwarna hijau atau orange, umur buah masak antara 75-90, serta
tahan lama disimpan (Margianasari, 2012). Buah Cucurbitaceae bukan sumber
yang signifikan dari kalori atau protein, namun buah-buahan tersebut menjadi
sumber yang penting dari serat, mineral, pro-vitamin A (beta-carotene), dan
vitamin C (Gene, 1997).
Melon rendah kalori yaitu 34 kalori dalam 100 g buah. Meskipun
demikian, buah Melon kaya akan senyawa poli-fenolik, vitamin dan mineral.
Buah Melon merupakan sumber dari vitamin A, (100 g memberikan 3382 IU atau
sekitar 112% dari tingkat harian yang direkomendasikan) salah satu yang tertinggi
penting untuk penglihatan yang sehat. Hal ini juga diperlukan untuk menjaga
selaput lendir sehat dan kulit. Konsumsi buah-buahan alami yang kaya akan
vitamin A telah dikenal untuk membantu melindungi dari paru-paru dan rongga
mulut kanker (Umesh, 2009). Tabel 1 menunjukkan nutrisi Melon dalam 100 g.
Tabel 1. Nutrisi Buah Melon
Kandungan Nilai nutrisi Persentasi dari
rekomendasi per hari
Energy 34 kalori 1,5%
Karbohidrat 8,6 g 6,5%
Protein 0,84 g 1,5%
Total lemak 0,19 g <1%
Serat 0,9 g 2,25%
Vitamin A 3382 IU 112%
Vitamin C 36,7 mg 61%
VitaminE 0.05 g 0,5%
Vitamin K 2,5 mg 2%
Sumber : USDA, National Nutrient Database for Standard Reference
Buah Melon kaya akan antioksidan flavonoid seperti beta-karoten, lutein,
zea-xanthin dan cryptoxanthin. Antioksidan ini memiliki kemampuan untuk
membantu melindungi sel-sel dan struktur lainnya dalam tubuh dari radikal bebas
oksigen dan karenanya, menawarkan perlindungan terhadap usus besar, prostat,
payudara, endometrium, paru-paru, dan kanker pancreas (Umesh, 2009). Buah
juga mengandung vitamin B-kompleks, seperti niacin, asam pantotenat dan
vitamin C, dan mineral seperti mangan. Konsumsi makanan kaya vitamin-C
membantu tubuh manusia mengembangkan resistensi terhadap agen infeksi dan
mengais berbahaya radikal bebas oksigen. Mangan digunakan oleh tubuh sebagai
co-faktor untuk enzim antioksidan, superoksida dismutase. Komersial, Melon
memainkan peran penting sebagai kuat pertahanan antioksidan lini pertama dalam
tubuh manusia (Umesh, 2009).
B. Fisiologi Pasca Panen
Fisiologi pasca panen adalah berbagai proses yang terjadi pada bagian
tanaman setelah dipanen atau dipisahkan dari inangnya. Proses fisiologi mengarah
kerusakan sehingga untuk keperluan pemasaran dan konsumsi hampir semua
proses fisiologi pascapanen harus diperlambat (Murdijati dan Yuliana, 2014).
Skema perkembangan produk pertanian dibagi menjadi 5 tahap yaitu
pertumbuhan (development), pematangan awal (pre-maturation), pematangan
(maturation), pemasakan (ripening), dan penuaan (senescense). Respirasi
merupakan proses oksidasi substrat kompleks menjadi senyawa yang lebih
sederhana. Proses respirasi digunakan untuk menyediakan energi untuk proses
jalur reaksi lain selama pertumbuhan dan pemeliharaan, selain itu dapat
dipergunakan untuk transpor mineral, larutan di antara sel, dan sintesis metabolit
penting seperti karbohidrat, asam amino dan asam lemak (Murdijati dan Yuliana,
2014).
Menurut Murdijati dan Yuliana (2014) pada respirasi aerob (membutuhkan
O2 untuk menghasilkan energi), satu molekul heksosa membutuhkan O2 sebesar
192 g untuk menghasilkan enam molekul karbon dioksida (264 g), enam molekul
air (180 g) dan 673 kkal energi. Namun, energi yang dipergunakan untuk
kelangsungan hidup suatu komoditas pertanian hanya sekitar 281 kkal (41% dari
sebagai panas dan 13 kkal hilang sebagai entropi selama reaksi oksidasi
berlangsung.
Berikut ini reaksi kimia respirasi aerob :
C6H12O6 + 6O2+ 38 ADP + 38 Pi → 6CO2 + 44H2O + 38 ATP
Menurut Pantastico (1997) respirasi dikelompokkan dalam tiga tingkatan,
yaitu: 1). pemecahan polisakarida menjadi gula sederhana, 2). oksidasi gula
menjadi asam piruvat, 3). Transportasi piruvat dan asam-asam organik secara
aerobik menjadi CO2, air dan energi. Protein dan lemak dapat pula berperan
sebagai substrat dalam proses pemecahan polisakarida. Protein dan lemak dapat
pula berperan sebagai sustrat dalam proses pemecahan.
Menurut Murdijati dan Yuliana, (2014) pada proses respirasi anaerob,
pemecahan gula menghasilkan alkohol, CO2, 2 mol ATP dan 21 kkal panas,
berikut rumus respirasi anaerob:
C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP + CO2 + 21 kkal
Ada dua faktor yang mempengaruhi respirasi pada buah yaitu faktor internal
(seperti susunan kimiawi jaringan, ukuran produk, pelapis alami dan jenis
jaringan) dan faktor eksternal (seperti suhu sekira buah, gas Etilen, zat-zat
pengatur tumbuhan, dan yang terakhir kadar dari O2 dan CO2) (Pantastico, 1997).
Buah dan sayuran mengandung air dalam jumlah yang banyak dan juga
nutrisi yang mana sangat baik bagi pertumbuhan mikroorganisme.
Mikroorganisme pembusuk dapat tumbuh bila kondisinya memungkinkan seperti
adanya pelukaan-pelukaan, kondisi suhu dan kelembaban yang sesuai dan
merupakan faktor pembatas utama di dalam memperpanjang masa simpan buah
dan sayuran.Infeksi mikroorganisme terhadap produk dapat terjadi semasih
buah-dan sayuran tersebut tumbuh dilapangan, namun mikroorganisme tersebut tidak
tumbuh dan berkembang, hanya berada di dalam jaringan. Bila kondisinya
memungkinkan terutama setelah produk tersebut dipanen dan mengalami
penanganan dan penyimpanan lebih lanjut, maka mikroorganisme tersebut segera
dapat tumbuh dan berkembang dan menyebabkan pembusukan yang serius.
Infeksi mikroorganisme di atas di namakan infeksi laten (I Made dan Utama,
2001).
Proses pematangan Perubahan warna terjadi pada kulit dan daging buah.
Perubahan warna terjadi karena sedikitnya dua hal yaitu degradasi klorofil dan
sintesa antosianin (Purwanti dan Nur, 2015). Degradasi klorofil diawali dengan
fitol oleh klorofilase. Enzim tersebut dapat menurunkan kandungan klorofil
dengan kuat, penurunan jumlah klorofil seiring dengan peningkatan aktifitas
enzim klorofilase dan puncak aktifitas enzim terjadi pada tahap timbul warna
(colour break), perubahan dari warna hijau menjadi warna kuning. Akumulasi
antosianin maksimum terjadi pada saat klorofil sudah mengalami degradasi
sempurna (Murdijati dan Yuliana, 2014).
C. Buah Potong Segar
Permintaan produk buah potong segar atau fresh-cut telah tumbuh pesat
dalam beberapa tahun terakhir. Sebagian besar permintaan konsumen
menginginkan produk pertanian yang segar sehat, makanan nyaman dan aditif
konsumen dengan produk pengembangan yang kreatif, praktek produksi baru,
penggunaan teknologi inovatif dan pemasaran terampil inisiatif (Jennylynd and
Tipvanna, 2010).
Buah potong segar buah tropis yang berada di pasar terdiri dari beberapa
komoditas yaitu seperti Melon, Blewah, Semangka, Mangga, Manggis, Rambutan,
Nangka, Jeruk Bali, Pepaya, Durian, Jeruk, Nanas Dan Campuran Buah
(Jennylynd and Tipvanna, 2010). Produk buah potong segar adalah produk yang
sudah dipangkas, dikupas dan atau dipotong menjadi produk siap saji, yang
kemudian dikemas untuk ditawarkan kepada konsumen dengan gizi yang tinggi,
kenyamana, rasa dan tetap menjaga kesegaran dalam produk fresh-cut
(Jennylynd and Tipvanna, 2010).
Kondisi ideal buah potong segar berkaitan dengan penampilan umum
produk, kualitas sensorik, rasa dan kualitas gizi (Jennylynd and Tipvanna, 2010).
Konsumen menilai kualitas dari buah potong segar bergantung pada penampakan
produk, kekerasan, kualitas sensorik (aroma, rasa dan tekstur), kualitas nutrisi dan
yang terakhir keamanan dikonsumsi (mikrobilogi) (Jennylynd and Tipvanna,
2010).
Produk buah potong segar tidak hanya harus terlihat segar, tetapi harus
memiliki sensorik sifat aroma, rasa, tekstur dan daya tarik visual terkait serta
aman, sehat dan bergizi dengan produk yang terlihat freshly. Jadi hanya produk
segar berkualitas baik harus digunakan sebagai bahan awal dalam pengolahan
Berbagai perlakuan yang dialami buah potong segar seperti pengupasan
dan pengirisan dapat mengganggu integritas jaringan dan sel buah, sehingga
terjadi peningkatan produksi etilen, peningkatan laju respirasi, degradasi
membran, kehilangan air, dan kerusakan akibat mikroorganisme. Dampak lebih
lanjut adalah terjadinya perubahan enzimatis dan penurunan umur simpan serta
mutu (Latifa, 2009).
Gambar 1. Alur Minimaly Procesing
Sumber : Jennylynd B. James and Tipvanna Ngarmsak, 2010.
Proses buah potong segar mengalami luka pada komoditas, maka
berdampak pada sifat fisiologis, perubahan biokimia dan kontaminasi mikroba.
Pengolahan buah potong segar mengakibatkan perlukaan pada jaringan buah
seperti pada proses pemotongan. Hal tersebut dapat meningkatkan produksi etilen,
merangsang respirasi dan metabolisme fenolik. (Jennylynd and Tipvanna, 2010).
Fenilalanin (asam amino) merupakan perkusor hampir semua komponen
fenolik, reaksi pembentukan komponen fenolik dengan perkusor fenilalanin
fenilalanin ammonia liase (PAL) yang terdapat dalam jaringan vaskular dan
mengeliminasi ammonia dari fenilalanin menghasilkan trans-sianamat (Murdijati
dan Yuliana, 2014).
Luka menghasilkan sinyal yang akan menginduksi sintesis enzim PAL
dalam metabolisme fenolik yang berfungsi meningkatkan produksi komponen dan
pencoklatan. Induksi luka terhadap aktivitas PAL tidak hanya terjadi pada sel
dekat luka tersebut, tetapi terjadi juga pada sel-sel yang berada 2,5 cm dari daerah
luka (Murdijati dan Yuliana, 2014).
Gambar 2. Proses Browning pada Buah.
Sumber : Jennylynd B. James and Tipvanna Ngarmsak, 2010.
Komponen fenolik tersebut berperan dalam pembentukan warna coklat
yang disebabkan oksidasi komponen fenolik oleh polifenol oksidase (PPO) dan
menghasilkan o-quinon yang selanjutnya mengalami polimerisasi menghasilkan
pigmen coklat yang tidak larut dalam air (Murdijati dan Yuliana, 2014). Pada
buah dan sayuran yang utuh substrat yang terdiri atas senyawa-senyawa fenol
terpisah dari enzim polifenol oksidase sehingga tidak terjadi reaksi pencoklatan.
bertemu pada keadaan aerob sehingga terjadi reaksi pencoklatan enzimatis
(Ernawati, 2012).
Penghambatan browning dapat dilakukan baik dengan perlakuan fisik
(pemanasan, pendinginan, pembekuan, aplikasi tekanan tinggi, irradiasi, dan
lain-lain), maupun penambahan zat penghambat (pereduksi, pengkelat, asidulan,
penghambatan enzim, dan agen pengkompleks). Perlakuan yang dilakukan untuk
mendapatkan penghambatan yang lebih efektif. Penggunaan zat penghambat
sebaiknya tidak mempengaruhi tekstur, rasa, dan aroma produk akhir (Catur,
2016).
Tingkat pernapasan yang meningkat mengakibatkan kehilangan air,
penurunan kadar karbohidrat, vitamin dan asam organik, serta memberi dengan
dampak negatif pada rasa dan aroma. Kehilangan air dikarenakan degradasi
dinding sel yang mengakibatkan hilangnya turgor. Pada waktu yang bersamaan,
terjadi pertumbuhan mikroba pada permukaan potongan. Di sisi lain, gula pada
buah menjadi tersedia sehingga mempercepat kesempatan untuk pembusukan
mikroba (Jennylynd and Tipvanna, 2010).
Produk buah potong segar sangat rentan terhadap serangan mikroba
karena selama pemrosesan terjadi perubahan jaringan. Proses yang dilalui seperti
pemotongan, pengirisan, pengupasan memberikan kesempatan untuk kontaminasi
mikrobiologi, proses tersebut dapat menyebabkan kerusakan pada jaringan buah
dan struktur sel, menyebabkan kehilangan nutrisi dan cairan seluler (Olusola,
Faktor yang mempengaruhi stabilitas mikroba dan kualitas produk buah
potong segar dapat disederhanakan menjadi empat kategori utama, yaitu sebagai
berikut (Olusola, 2002):
1. Sifat intrinsik dari produk seperti pH, kadar air, nutrisi dan pelindung
struktur biologis seperti kulit atau kutikula.
2. Faktor pemrosesan seperti pada saat pencucian, pengupasan, pengirisan,
packaging, kondisi temperatur selama proses berlangsung dan yang
terakhir penambahan pengawet.
3. Faktor ekstrinsik seperti temperatur penyimpanan dan penggunan
memodifikasi atmosfir.
4. Sifat implisit dari spesies mikrobia seperti tingkat pertumbuhan, suhu dan
toleransi pH dan interaksi.
Umur simpan produk buah potong segar ditentukan berdasarkan total
mikroba atau dari kelompok mikroorganisme dan pengamatan dari catatan
pembusukan terkait serta tingkat degradasi enzimatik dari jaringan (Olusola,
2002).
D. Edible Coating
Edible coating adalah zat yang membentuk lapisan luar pada objek serta
legal dan aman untuk digunakan pada produk makanan (Elizabeth. et al., 2012).
Penggunaan edible coating pada Minimally Processing bertujuan memberikan
suasana termodifikasi sehingga dapat memperlambat transfer gas, mengurangi
kelembaban dan kehilangan aroma, menunda perubahan warna, dan meningkatkan
Penggunaan edible coating yang sering digunakan pada buah dan sayur
dengan tujuan untuk mengurangi hilangnya kelembaban maupun melembut dan
mengerutnya daging komoditas karena hilangnya turgor, sehingga dapat
memperbaiki penampilan (Elizabeth. et al., 2012).
Polimer adalah bahan utama dari berbagai edible coating, banyak polimer
yang dapat dimakan dan tidak beracun (Elizabeth. et al., 2012). Edible film atau
coating sendiri dapat dibuat dari tiga jenis bahan yakni hidrokoloid (alginat,
karaginan, pati), lipid (lilin/wax, asam lemak) , dan komposit dari keduanya (Aji
P. dkk., 2010).
Tabel 2. Kegunaan pengguaan edible film dan coating.
Kegunaan Jenis Film yang sesuai
Memperlambat migrasi kelembapan Lipid, komposit
Memperlambat migrasi gas Hidrokoloid, lipid atau komposit Memperlambat migrasi minyak dan
lemak
Hidrokoloid
Memperlambat migrasi bahan terlarut Hidrokoloid, lipid, atau komposit Memperbaiki interigasi stuktur atau
sifat-sifat penanganan
Hidrokoloid, lipid, atau komposit
Mempertahankan senyawa flavor yang volatile
Hidrokoloid, lipid, atau komposit
Pembawa bahan tambahan pangan Hidrokoloid, lipid, atau komposit Sumber : Latifa (2009).
Edible film dan coating yang bersifat antimikroba berpotensi dapat
mencegah kontaminasi patogen pada berbagai bahan pangan yang memiliki
jaringan (daging, buah-buahan, sayuran). Kombinasi antimikroba dengan
pengemas film untuk mengendalikan pertumbuhan mikroba pada makanan dapat
memperpanjang masa simpan dan memperbaiki mutu pangan (Christiana dkk.,
Jenis bahan antimikroba yang dapat ditambahkan ke dalam matriks edible
coating/film antara lain adalah minyak atsiri, rempah-rempah dalam bentuk bubuk
atau essential oil, kitosan, dan bakteriosin seperti nisin. Bahan antimikroba dari
senyawa kimia antara lain adalah asam organik seperti asam laktat, asetat, malat,
dan sitrat, serta sistem laktoperoksidase yang merupakan antimikroba alami yang
terdapat dalam susu dan saliva dari mamalia (Christiana. dkk., 2012).
Metode yang sering digunakan adalah penambahan/ inkorporasi bahan
antimikroba ke dalam edible film. Bahan aktif tersebut ditambahkan ke dalam
matriks bahan pengemas, baik dalam bentuk bubuk ataupun dalam bentuk minyak
atsiri. Sementara kitosan biasanya ditambahkan dalam matriks atau dilapiskan
pada lapisan film (Christiana. dkk., 2012).
Keuntungan penambahan bahan aktif antimikroba ke dalam edible coating
adalah meningkatkan daya simpan. Selain itu, sifat penghalang yang berasal dari
lapisan film yang diperkuat dengan komponen aktif antimikroba dapat
menghambat bakteri pembusuk dan mengurangi risiko kesehatan. Penggunaan
bahan antimikroba dari bahan alami juga lebih aman dibanding bahan antimikroba
sintetis. Penggunaan bahan antimikroba yang diaplikasikan secara langsung pada
permukaan buah akan dinetralkan oleh komponen yang ada dalam buah
(Rojas-Grau et al. 2009). Kelemahan penggunaan antimikroba alami adalah dapat
memengaruhi rasa karena flavor minyak atsiri yang sangat kuat (Christiana. dkk.,
E. Alginat
Alginat adalah polimer linier organik polisakarida yang terdiri dari monomer α-L asam guluronat (G) dan β-D asam manuronat (M), atau dapat
berupa kombinasi dari kedua monomer tersebut. Alginat dapat diperoleh dari
ganggang coklat yang berasal dari genus Ascophyllum, Ecklonia,
Durvillaea, Laminaria, Lessonia, Macrocystis, Sargassum, dan Turbinaria
(Wikipedia, 2013).
Alginat merupakan hidrokoloid polisakarida yang potensial untuk dibuat
edible film, karena sifatnya yang kaku, dapat dimakan dan dapat diperbaharui
(Murdinah, dkk., 2007). Alginat termasuk dalam kelompok hidrokoloid yang
memiliki potensi sebagai edible coating pada produk pangan. Alginat merupakan
konstituen dari dinding sel pada alga yang banyak dijumpai pada alga coklat
(Phaessential oilphycota). Senyawa ini merupakan heteropolisakarida dari hasil
pembentukan rantai monomer asam manuronat dan asam guluronat (Nasyiah.
dkk., 2014). Alginat memiliki potensi untuk membentuk komponen biopolimer
film atau coating karena alginat memiliki struktur koloid yang unik, sebagai
penstabil, pengikat, pensuspensi, pembentuk film, pembentuk gel, dan stabilitas
emulsi (Nasyiah. dkk., 2014). Alginat memiliki sifat barrier yang baik terhadap O2
, pada suhu rendah dapat menghambat oksidasi lipid dalam makanan, dapat
memperbaiki flavor dan tekstur (Helmi, 2012).
Pada penelitian Nasyiah dkk. (2014) pemberian edible coating pada dodol
rumput laut memberikan hasil edible coating dari Nutrien alginat memiliki
kadar air, Aw, pH dan organoleptik, edible coating Nutrien alginat 2,5%
merupakan konsentrasi terbaik yang mampu mempertahankan mutu dodol rumput
laut hingga hari ke-8.
Penelitian Olivas et al. (2007) penggunaan alginat dengan larutan solusi
kalsium klorida 10 (w/v) pada fresh-cut Apel mampu mempertahankan kekerasan
selama penyimpanan, pada penelitian Montero-Calderon. et al. (2008)
pengaplikasian Alginat dengan kalsium klorida 2 (w/v) pada Nanas potong segar
mampu menahan kehilangan kadar air pada buah. Penelitian Raybaudi-Massilia et
al. (2008) penggunaan alginat dengan menambahkan Essential Oil Kayu Manis
0,7% (w/v) Kemangi 0,7 % (w/v) Serai 0,7 % (w/v) dan memakai larutan solusi
asam malat 2,5 % (w/v) pada Melon potong segar mampu menghambat
pertumbuhan mikroba dan mengurangi hingga 3,1 log CFU / g setelah 30 hari
penyimpanan (Olivas et al.; Montero-Calderon et al.; Raybaudi-Massilia et al.,
dalam Rojas-Grau et al., 2009).
F. Essential Oil Sebagai Antibakteri
Minyak atsiri dikenal dengan nama minyak eteris atau minyak terbang
(essential oil, volatile) yang merupakan salah satu hasil metabolisme tanaman.
Essential oil bersifat mudah menguap pada suhu kamar, mempunyai rasa getir,
serta berbau wangi sesuai dengan bau tanaman penghasilnya. Minyak atsiri larut
dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air (Retna. dkk., 2007). Minyak atsiri
pada industri banyak digunakan sebagai bahan pembuat kosmetik, parfum,
antiseptik dan lain-lain. Beberapa jenis minyak atsiri mampu bertindak sebagai
atsiri sebagai bahan obat tersebut disebabkan adanya bahan aktif, sebagai contoh
bahan anti radang, hepatoprotektor, analgetik, anestetik, antiseptik, psikoaktif dan
anti bakteri (Retna. dkk., 2007).
Secara umum, minyak atsiri memiliki sifat antibakteri yang kuat terhadap
patogen penyebab penyakit yang terdapat pada makanan (foodborne pathogen).
Hal ini karena minyak atsiri mengandung senyawa fenolik dalam konsentrasi
tinggi seperti carvacrol, eugenol, dan thymol, yang memiliki sifat antioksidan dan
antimikroba (Christina. dkk., 2012).
Mekanisme minyak atsiri dalam menghambat antimikroba dapat melalui
beberapa cara, antara lain 1) mengganggu komponen penyusun dinding sel, 2)
bereaksi dengan membran sel sehingga meningkatkan permeabilitas dan
menyebabkan kehilangan komponen penyusun sel, dan 3) menonaktifkan enzim
essensial yang menghambat sintesis protein dan kerusakan fungsi materi genetik.
Pada minyak atsiri, mekanisme antimikroba yakni dengan cara mengganggu
membran sitoplasma mikroba, memotong jalannya daya motif proton, aliran
elektron, dan transpor aktif, dan atau mengkoagulasi isi sel (Christiana. dkk.,
2012).
Pada penelitian Gholamreza Kavoosia et al. (2014) menggunakan Edible
coating dari gelatin (10% b / v) yang ditambahkan minyak atsiri dari Zataria
multiflora (ZMO, 2, 4, 6 dan w / w dari gelatin 8%) sebagai antimikroba dapat
mengurangi jumlah koloni bakteri Gram-positif mau pun Gram-negatif. Semakin
tinggi konsentrasi ZMO semakin tinggi persentase jumlah koloni yang berkurang,
pelapis aktif karena antioksidan yang sangat baik dan sifat antimikroba untuk
aplikasi kemasan makanan.
Pada penelitian Rosa et al. (2007) aplikasi menggunakan Edible coating
dari alginat yang ditambahkan dengan antimikroba dari essential oil (sirih, kayu
manis dan kemangi) dan larutan solusi dari asam malat untuk mempertahankan
dan umur simpan pada Melon potong segar yang dinokulasikan dengan
Salmonella Enteritidis. Melon potong segar yang dilapisi alginat dengan essensial
oil dapat mempertahkan umur simpan buah sampai 21 hari sedangkan perlakuan
kontrol yang tidak dilapisi edible coating dan essential oil mencapai 4 hari dan
pada perlakuan yang dilapisi edible coating tanpa essential oil mencapai 10 hari.
1. Lemon (Citrus limon)
Buah lemon merupakan sumber dari senyawa fenolik (terutama flavonoid)
dan nutrisi lainnya dan senyawa non-gizi (vitamin, mineral, serat makanan,
minyak atsiri, asam organik dan karotenoid), yang diperlukan untuk pertumbuhan
yang normal dan sistem fisiologis manusia (Felipe. et al., 2013).
Buah Lemon sumber yang kaya flavonoid dan banyak flavon
polymethoxylated yang langka di tanaman lain (Bansode, and Chavan, 2012).
Flavonoid berperan secara langsung dengan mengganggu fungsi sel
mikroorganisme dan penghambatan siklus sel mikroba, mekanisme kerjanya
sebagai antibakteri yaitu dengan membentuk kompleks dengan protein
ekstraseluler dan terlarut dengan dinding mikroba (Kompasiana, 2015). Minyak
essensial oil dari Citrus limon (Rutaceae) kaya senyawa biologis aktif sebagai
Pada penelitian Najwa Nasser AL-Jabri and Muh. Amzad Hossain (2014)
membandingkan essential oil Lemon Turki dan India pada bakteri Staphylococcus
aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa and Proteus vulgaris dengan
konsentrasi 2 mg/ml; 1 mg/ml; 0,5 mg/ml; 0,25 mg/ml dan kontrol menggunakan
1 mg/ml amoxisilin. Hasil yang didapatkan pada Essential Oil Lemon Turki
membentuk zona hambat seluas 0-7 mm pada P. aeruginosa dengan konsentrasi
1; 0,5 dan 0,25 mg/ml. Bakteri P. vulgaris dan S. aureus dengan konsentrasi 0,5
mg/ml membentuk zona hambat 5 dan 6 mm, namun pada bakteri E. coli tidak
sama sekali membentuk zona hambat. Berbeda dengan Essential Oil Lemon
Turki, Essential Oil Lemon India mampu membuat zona hambat pada bakteri E.
coli, S. aureus dan P. aeruginosa sebesar 6, 75 dan 70 mm pada konsentrasi 2
mg/ml, namun pada bakteri P. vulgaris dengan konsentrasi 0,25 mg/ml
menunjukkan aktifitas yang sedikit sedangkan pada S. aureus dengan konsentrasi
yang sama menunjukkan aktifitas yang tinggi.
2. Jeruk (Citrus)
Kandungan kulit Jeruk yaitu glikosida flavon (nessential oil hesperidin,
naringin, hesperidin dan narirutin) triterpen (Limonene dan sitrol) Pigmen
(antosianin, beta-cryptoxanthin, cryptoxanthin, zeaxanthin, rutin, eriocitrin dan
homocysteine), flavon polimetakrilat (tangeretin dan nobiletin), dan yang terakhir
Flavonoid (sitakridon, sitbrasine dan noradrenalin) (Parle and Chaturvendi, 2012).
Essential Oil dari Jeruk efektif untuk mencegah kontaminasi penyimpanan
dari jamur A.Niger, karena bahan aktif dari Jeruk seperti Limonene 84,2%, lialol
(2010) menggunakan Essenstial Oil dari kulit Jeruk untuk menanggulangi
kontaminasi makanan melalui pisau stenlis dan talenan yang digunakan,
sebelumnya dilakukan penginokulasian bakteri Vibrio parahaemolyticus,
Salmonella typhimurium, Escherichia coli, dan Staphylococcus aureus pada pisau
dan talenan. Lalu diaplikasikan pada makanan yang sudah diberi essential oil
secara surface dengan konsentrasi 1; 2,5; 5; 7,5 hingga 10% (v/v), dan didapatkan
hasil konsentrasi terendah yaitu 1% dan 2,5% mampu menghambat bakteri V.
parahaemolyticus, konsentrasi 2,5% dan 5% mampu menghambat S. typhimurium
dan E. coli, dan yang terakhir pada bakteri S. aureus digunakan konsentrasi paling
tinggi yaitu 5% dan 10%.
G. Hipotesis
Diduga perlakuan edible coating alginat dengan essential oli mampu
menghambat perkembangan bakteri pembusuk dan mempertahankan mutu buah
24
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pasca Panen Agroteknologi
Fakultas Pertanian, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Penelitian dimulai
bulan September sampai November 2016.
B. Bahan dan Alat
Bahan yang akan digunakan di dalam penelitian ini yaitu alginat, buah
Melon, gliserol, aquades, Pepton, Dextros, extrak Yeast, metanol, essensial oli
Lemon, essensial oli Jeruk, agar-agar, alkohol, CaCl2, Nelson A, Nelson B,
Arsenomolibdat, Indikator PP 1%, NaOH 0,1N, Hexana.
Alat yang digunakan plastik Wrapping, sterofoam, pisau, mortar, cooler,
petridisk, Autoklaf, pH meter, label, ketras sampul, koran, kertas saring, magnetic
stirrer, spektrotometer, tabung labu, vortex, erlenmeyer, Plate count, glove,
masker, tissue, timbangan analitik, karet gelang, kapas, pelastik pp.
C. Metode Penelitan
Penelitian eksperimental terdiri dari 2 tahap yaitu 1) Uji Antimikroba
essential oil Lemon dan Jeruk 2) Aplikasi edible coating alginat berantibakteri
pada buah Melon potong segar. Tahapan penelitian tersaji pada lampiran 1.
Tahap I : Uji Antibakteri essential oil Lemon dan Jeruk disusun dengan
Rancangan Acak Lengkap (RAL) dan rancangan percoban faktor tunggal terdiri
A : Essential Oil Lemon 0,6% (v/v)
B : Essential Oil Lemon 0,7% (v/v)
C : Essential Oil Lemon 0,8% (v/v)
D : Essential Oil Jeruk 0,6% (v/v)
E : Essential Oil Jeruk 0,7% (v/v)
F : Essential Oil Jeruk 0,8% (v/v)
Tahap II: Aplikasi edible coating alginat berantibakteri essential oil Lemon dan
Jeruk disusun dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan rancangan
percobaan faktor tunggal terdiri dari tunggal 6 perlakuan yaitu:
A : Essential Oil Lemon 0,6 % (v/v)
B : Essential Oil Lemon 0,7 % (v/v)
C : Essential Oil Lemon 0,8 % (v/v)
D : Essential Oil Jeruk 0,6 % (v/v)
E : Essential Oil Jeruk 0,7 (v/v)
F : Essential Oil Jeruk 0,8 (v/v)
G : Kontrol
Jumlah dari perlakuan yaitu 7 dengan setiap perlakuan diulang sebanyak 3
kali sehingga menghasilkan 21 unit. Setiap unit terdiri dari 21 potong sampel
dengan lebar 3 cm, 21 sampel korban dan 3 sampel perlakuan. Lay Out penelitian
D. Cara Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan 2 tahap yaitu penelitian pendahuluan dan
penelitian inti. Penelitian inti terdiri dari tahap I: uji antibakteri dan tahap II :
aplikasi edible coating Alginat dengan antibakteri essential oil.
1. Penelitian Pendahuluan
a. Pembuatan Melon Potong Segar
Melon dibersihkan dengan cara merendamnya dalam larutan sodium (300
ppm) lalu dicuci dan dikeringkan dengan tissue. Satu buah Melon dipotong dan
diiris sebanyak 12 potong dengan lebar 3 cm menggunakan yang tajam. Potongan
Melon dikemas menggunakan sterofoam dan wrapping plastik lalu disimpan
dalam cooler dengan suhu 10°C. Pengamatan dilakukan setiap hari dengan
parameter perubahan warna.
b. Isolasi dan Karakteristik Isolat Bakteri Pembusukan Buah Melon i. Sterilasi Alat
Streilisasi alat menggunakan autoklaf pada tekanan 1 atm dengan suhu
121°C selama 15-30 menit. Alat-alat yang akan disterilkan dibungkus dengan
kertas payung sebelum dimasukan ke dalam autoklaf. Alat yang disterilkan antara
lain pestidish, erlemeyer, tabung reaksi, dryglaski, batang pengaduk.
ii. Pembuatan Media
Pembuatan media NA yaitu dengan melarutkan Peptone 5 gram dan atau
yeast extrak sebanyak 3 gram dalam aquades 1000 ml dengan api kecil dan
gram. Setelah homogen, medium diukur pH 7,2 lalu disterilkan dalam autoklaf
dengan suhu 121°C dan tekanan 1,5 atm selama 15 menit.
iii. Isolasi Pembuatan Bakteri Buah Melon Potong Segar
Buah Melon potong segar yang telah tidak enak rasanya diisolasi, dengan
cara menimbang sampel buah melon yang telah busuk sebanyak 1 g. Sampel yang
telah ditimbang, dihaluskan menggunakan mortar (penumbuk) kemudain dibuat
suspenses sampai dengan konsentrasi 10-2 10-4 dan 10-6 . Ambil 1 ml dari
pengenceran yang terakhir sehingga mendapatkan 10-7 pada media lalu dituangkan
pada cawan petri metode surface dan streak yang selanjutnya diinokulasi ke
masing-masing media NA, diinkubasi selama 48 jam.
iv. Pemurnian Bakteri Buah Melon Potong Segar
Pemurnian mikroba diperoleh hasil dari tahap isolasi. Mikroba yang
tumbuh diinokulasi pada media NA yang baru dan diinkubasi selama 48 jam.
v. Identifikasi dan Karakteristik Mikroba Buah Melon Potong Segar
Koloni mikroba yang telah tumbuh setelah dilakukan inkubasi selanjutnya
dilakukan pengamatan secara makroskopis dan mikroskopis. Pengamatan secara
makroskopis diamati dengan melihat morfologi. Pengamatan mikroskopis
dilakukan dengan mengamati koloni mikroba di bawah miskroskop dengan
pembesaran 40 x 10 (Lampiran 1a).
c. Pembanyakan Bakteri Pembusukan Buah Melon Potong Segar Hasil isolasi yang didapatkan, dipindahkan pada media agar miring dan
medium cair pada tabung reaksi, kemudian diinkubasi pada suhu kamar selama 48
setiap tabung terdapat satu jenis mikroba maka isolasi tersebut telah berhasil.
Koloni mikroba yang telah dimurnikan selanjutnya diperbanyak pada NC, lalu
digojog kultur selama 24 jam (109 CFU/ ml), dari inokulum cair mikroba siap
diinokulasi (Lampiran 3).
2. Penelitian Inti
a. Tahap I : Uji Antibakteri Essential Oil Lemon dan Jeruk i. Uji Daya Hambat Antimikroba dengan Metode Paper Disk
Pengujian aktivitas antimikroba dilakukan untuk mengetahui kemampuan
daya hambat antara essential oil Lemon dan essential oil Jeruk pada bakteri
pembusuk. Pada buah Melon potong segar. Pengujian ini menggunakan metode
Paper Disk yaitu dengan cara mencelupkan lembaran Paper Disk 6 mm
kedalam larutan antimikroba lalu dimasukkan ke dalam cawan petri yang sudah
diisolasi Mikroba dari Pembusukan buah Melon potong segar.
Cawan petri diinkubasi pada suhu 37°C selama 24 jam. Setelah melalui
masa inkubasi, akan muncul zona penghambatan dan dilakukan pengukuran
diameter zona penghambatan dengan cara diameter zona bening yang terbentuk.
ii. Uji Daya Hambat Antimikroba dengan Metode Pour Plate
Pengujian dengan metode pour plate dilakukan pada media NA yang
dicampurkan Antimikroba kemudian dicampurkan ke dalam cawan petri. Stok
mikroba kemudian dicampurkan ke dalam medium tersebut sebanyak 1 ml.
selanjutnya diinkubasi selama 48 jam dan hasilnya diamati uji daya hambat dari
d. Tahap II : Aplikasi Edible Coating Alginat Berantibakteri Essential Oil Lemon dan Jeruk
i. Pembuatan Edible Coating Berantibakteri
Edible coating dari alginat dijabarkan yaitu alginat pada 2% (w/v) dan
gliserol pada 1,5% (v/v) yang dicampurkan ke dalam air suling steril dipanaskan
pada 70° C dan diaduk sampai pelarutan total, dan yang terakhir tambahkan
essential oil sesuai dengan perlakuan (0,6; 0,7; 0,8; % (v/v) (Rosa. et al., 2007).
Larutan kalsium klorida 2% (v/v) disiapkan secara terpisah.
ii. Pembuatan Kultur Bakteri
Stok bakteri pembusuk diambil 1 ose dan diisolasi ke dalam Nutrien Cair
(NC). NC digunakan 10% dari jumlah volume larutan bakteri yang akan
diaplikasi ke dalam NC dan digojog selama 48 jam. Setelah NC digojog selama
48 jam, diambil 1 ml dari NC yang berisikan bakteri dan dimasukan ke dalam air
steril 9 ml sehingga menjadi 10-1, lalu diambil 1 ml dari 10-1 dan dimasukan ke
dalam air steril 99 ml sehingga menjadi 10-3. Pengenceran bakteri 10-3 dimasukan
kedalam air steril 900 ml sehingga volum kultur bakteri yang didapatkan sebanyak
1000 ml.
iii. Aplikasi Edible Coating Berantibakteri
Melon dibersihkan dengan cara merendamnya dalam sodium (300 ppm)
kemudian dicuci dan dikeringkan dengan kertas penyerap. Setelah bersih, buah
Melon dipotong dan diiris lebar 3 cm dengan pisau dan kemudian dipotong
Melon dicelupkan ke dalam edible coating berantimikroba selama 2 menit pada
suhu ruangan sebesar 18 °C, setelah itu dibiarkan menetes selama 1 menit (Rosa.
et al., 2007). Setelah tidak ada lagi yang menetes, dicelupkan ke dalam larutan
CaCl2 2% selama 2 menit. Sebelum dikemas dan disimpan dalam cooler bersuhu
10°C, Melon potong segar dan disemprot dengan kultur bakteri pembusuk
(Lampiran 5d).
iv. Pengamatan
Pengamatan dilakukan lima hari sekali selama 15 hari penelitian. Parameter
yang diamati menguji sifat biologis (mikrobiologi), fisik (susut bobot, dan warna),
kimia (pH, gula reduksi, dan asam tertitrasi) (Lampiran 1b).
E. Parameter yang Diamati 1. Tahap I : Uji Antibakteri
a. Daya Hambat dengan Metode Paper Disk (cm)
Uji aktivitas antibakteri essential oil Lemon dan Jeruk terhadap bakteri
pembusukan Melon potong segar dengan cara Kirby Bauer dalam Gusti. dkk,
(2013). Pada permukaan media yang berisi bakteri, diletakkan paper disk (kertas
cakram) berdiameter 1,6 cm yang telah diteteskan masing-masing larutan
konsentrasi 0,6; 0,7; 0,8 % (v/v) pada setiap perlakuan. Selanjutnya, diinkubasi
selama 48 jam pada suhu 37 °C. Zona hambat yang terbentuk dari masing-masing
kertas cakram diukur menggunakan jangka sorong dengan satuan cm sebagai data
b. Daya Hambat dengan Metode Pour Plate (CFU/ml)
Perhitungan daya hambat metode Pour Plate dilakukan dengan cara
menghitung jumlah pertumbuhan bakteri pada media yang telah dicampurkan
dengan konsentrasi antimikroba. Kemudian hasil dari pertumbuhan mikroba yang
paling sedikit (CFU/ml) menentukan konsentrasi yang baik sebagai antibakteri.
Perhitungan bakteri dengan plate count harus memenuhi beberapa syarat, yaitu
sebagai berikut:
1. Jumlah koloni tiap cendawan petri antara 30-300 koloni.
2. Tidak ada koloni yang menutup lebih besar dari setengah luas cawan
petri (spreader).
3. Perbandingan jumlah koloni dari pengenceran sebelumnya jika sama
atau lebih kecil 2 maka hasilnya dirata-rata, dan jika lebih besar 2
maka yang dipakai adalah jumlah koloni dari hasil pengenceran
sebelumnya.
4. Jika dengan ulangan memenuhi syarat, maka hasilnya dirata-rata.
2. Tahap II: Aplikasi Edible Coating Alginat Berantibakteri Essential Oil Lemon dan Jeruk
a. Uji Mikrobiologi (CFU/ml)
Uji mikrobiologi dilakukan dengan menghitung total mikrobal
menggunakan metode plate count. Media yang digunakan yaitu NA untuk bakteri
dan pengamatan dilakukan pada hari ke 0, 5, 10 dan 15. Seri pengenceran
dilakukan dengan menghaluskan bahan dan ditimbang sebanyak 1 g, kemudian
homogen dengan vortex. Diencerkan 10-2, diambil 1 ml hasil penyaringan pada
langkan pertama hingga mendapatkan pengenceran 10-3. Lalu, kegiatan
pengenceran diulangi sampai mendapatkan pengenceran 10-7.
Petridis yang berisi media sebanyak 8 ml dan mengental, diinokulasi dari
hasil pengenceran 10-5, 10-6, 10-7 dengan metode sureface menggunakan
dryglasky. Setelah diinokulasi, suspensi diinkubasi selama 48 jam sehingga
hasilnya mampu dihitung pertumbuhan mikroba dengan coloni Counter.
Perhitungan mikroba dengan plate count harus memenuhi beberapa syarat,
yaitu sebagai berikut:
1. Jumlah koloni tiap cendawan petri antara 30-300 koloni.
2. Tidak ada koloni yang menutup lebih besar dari setengah luas cawan
petri (spreader).
3. Perbandingan jumlah koloni dari pengenceran sebelumnya jika sama
atau lebih kecil 2 maka hasilnya dirata-rata, dan jika lebih besar 2
maka yang dipakai adalah jumlah koloni dari hasil pengenceran
sebelumnya.
4. Jika dengan ulangan memenuhi syarat, maka hasilnya dirata-rata.
b. Uji Warna
Pengujian warna bertujuan untuk mengetahui kualitas hasil tangkapan dengan
menggunakan indera sensori pengelihatan. Pengujian warna dilakukan dengan
menggunakan alat berupa skor sheet warna dan muncell color. Pada skor sheet
Pengujian tersebut dilakukan oleh 10 panelis dengan dengan skala penilaian
sebagai berikut (Lampiran 5e):
Tabel 1. Skala Perubahan Warna Melon
Skala Keterangan
1 2,5 green yellow 8/10 2 5 yellow 8/10
3 2,5 yellow 5/6 4 2,5 yellow 5/4
Selanjutnya nilai dari warna buah Melon potong segar dihitung menggunakan
rumus : warna =
x 100%
c. Susut Bobot
Susut bobot dapat dilakukan dengan menimbang buah Melon potong segar
mulai dari hari ke-0 hingga hari ke-15 selama penyimpanan, hasil timbangan buah
dapat dinyatakan dalam persen. Susut bobot dapat dihitung dengan rumusan yang
digunakan yaitu :
susut bobot (%) =
x 100% Keterangan : B0 = berat awal
Bt = berat pada saat pengamatan
d. Uji Gula Reduksi
Uji kadar gula reduksi menggunakan metode Nelson-Somogyi. Gula
reduksi dapat mereduksi ion kupri menjadi kupro-oksida, dalam hal ini mereduksi
reagen Nelson (Arsenomolibdat) menghasilkan warna biru. Campurkan Nelson A
25 ml dengan Nelson B 1 ml. Lalu masukan sampel dipipet sebanyak 1 ml
ditambah 1 ml reagens C masukkan ke tabung reaksi lalu ditutup dan dipanaskan
reagen Arsenomolibdat kemudian digojok lalu tambahkan 7 ml akuades. Setelah itu dibaca absorbansinya pada λ = 540 mm dengan spektrofotometer.
e. Total Asam Tertitrasi
Penentuan total asam tertitrasi dilakukan dengan menghancurkan buah
Melon potong segar sebanyak 5 g dan dimasukkan ke dalam gelas piala
tambahkan 100 ml akuades dan digojok. Kemudian disaring dan didapatkan filtrat
Melon potong segar. Filtrat lalu diambil 10 ml dengan pipet dan dimasukan ke
dalam Erlenmeyer kemudian ditambahkan 1-2 tetes indicator phenolphthalein
(PP) 1% maka diperoleh larutan Melon potong segar. Langkah selanjutnya yaitu
dititrasi dengan NaOH 0,1 N hingga berwarna merah muda.
Selanjutnya hasil titrasi dihitung menggunakan rumus :
TA =
f. Uji pH
Penentuan nilai pH menggunakan pH meter (Merynda. dkk., 2012),
elektroda pH meter sebelum digunakan distandarisasi menggunakan larutan
buffer. Kemudian dbersihkan menggunakan aquadest dan dikeringkan. Sampel
Melon potong segar dihancurkan lalu ditimbang sebanyak 1 gram. Kemudian
sample ditambahkan aquadest sebanyak 5 ml, digojog sampai homogen.
Dicelupkan elektroda ke dalam sampel, dibiarkan elektroda sampai diperoleh
F. Analisis Data
Data hasil pengamatan diolah dengan Analysis of Variance (ANOVA) dengan taraf nyata α = 5%. Apabila terdapat pengaruh yang signifikan dari perlakuan
yang dicobakan, maka dilakukan uji lanjutan menggunakan Duncan Multiple
Range Test (DMRT) dengan α = 5 %, sedangkan data daya hambat (metode paper
disk dan pour plate), mikrobiologi, warna dan pH dianalisa menggunakan
36
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebelum dilakukan penelitian, maka dilakukan isolasi dan identifikasi bakteri
pembusukan buah Melon terlebih dahulu, selanjutnya penelitian inti dilakukan
dengan 2 tahap yaitu tahap I: uji antimikroba essensial oil Lemon dan Jeruk, dan
tahap II: uji aplikasi edible coating Alginat berantimikroba essensial oil Lemon
dan Jeruk.
A. Isolasi dan Identifikasi Bakteri Pembusuk Melon
Tahap awal dari isolasi dan identifikasi bakteri pembusukan Melon, yaitu
membuat buah potong segar Melon yang disimpan dalam refrigator. Pada hari ke
0 buah Melon potong segar diisolasi dalam pengenceran 10-4 , 10-5 dan 10-6
dengan menggunakan media nutrien agar, menunjukkan tidak adanya populasi
mikroba. Namun diduga populasi bakteri berada di pengenceran 10-2 dan 10-3.
Pada hari ke-5 buah Melon potong segar sudah mulai tidak enak rasanya, sehingga
diisolasi dan mendapatkan bakteri pembusukan dengan identifikasi pada tabel 4
dan bentuk sel dan sifat gram serta bentuk koloni pada gambar 3.
Tabel 1. Identifikasi bakteri pembusukan buah Melon.
No Identifikasi Bakter Pembusukan Melon
1 Warna Krem
2 Diameter 0,2
3 Bentuk Koloni Curled
4 Bentuk Tepi Ciliate
5 Stuktur Dalam Arborecent
6 Elevasi Umbunate
7 Sifat Aerobisitas Fakluatif Aerob
8 Sifat Gram Positif
9 Bentuk Sel Bacil
Diduga bakteri pembusukan pada buah Melon potong segar berdasarkan
identifikasi yang dilakukan, merupakan bakteri Asam Laktat. Bakteri Asam Laktat
adalah kelompok bakteri gram-positif yang tidak membentuk spora dan dapat
memfermentasikan karbohidrat untuk menghasilkan asam laktat (Wikipedia,
2016). Secara umum bakteri Asam Laktat menunjukkan karakteristik, bakteri
gram-positif, tidak membentuk spora, berbentuk batang atau bulat, kebanyakan
toleran terhadap udara (Tatang dan Wardah, 2014). Bakteri tersebut, telah
ditemukan hampir disetiap produk buah potong segar termasuk Melon, Pepaya,
Nanas, Kubis, Wortel, Sawi Putih, Seledri, Paprika, dan berbagai salad campuran
(Barth, et al., 2009). Setelah diidentifikasi, bakteri dipindahkan ke dalam agar
miring dan nutrien cair untuk dijadikan stok untuk digunakan pada tahap
penelitian selanjutnya.
Nutrien cair digunakan untuk menjadi sumber kultur bakteri yang nantinya
akan diberikan pada buah Melon potong segar yang sudah diaplikasikan dengan
Alginat dan berbagai konsentrasi essential oil. Keberadaan bakteri pada stok
bakteri sebanyak 103 CFU/ml sehingga pemberian kultur bakteri harus disamakan
dengan populasi bakteri melon segar (Lampiran 3).
Stok nutrient cair diambil sebanyak 1 ml dan dimasukan ke dalam 9 ml
aquades steril sehingga populasi turun menjadi 10-1 CFU/ml, lalu diambil kembali
1 ml dan dimasukan ke dalam aquades steril sebanyak 99 ml sehingga menjadi
10-3 CFU/ml. Setelah mendapatkan 103 CFU/ml, aquades yang berisikan populasi
tersebut dimasukkan ke dalam 900 ml aquades steril sehingga mendapatkan 1000
ml.
B. Uji Antibakteri Essential Oil Lemon dan Jeruk
Uji antimikroba pada tahap I menggunakan 2 metode yaitu metode paper disk
dan metode pour plate. Bakteri yang digunakan merupakan bakteri yang diisolasi
pada tahap sebelumnya.
1. Daya Hambat Antibakteri dengan Metode Paper Disk
Uji daya hambat metode paper disk menggunakan kertas saring
berdiameter 1,6 cm yang direndam dengan larutan essential oil Lemon dan Jeruk
masing-masing konsentrasi 0,6; 0,7; 0,8% v/v (sesuai dengan perlakuan) dan
diletakan di atas nutrien agar yang sudah diisolasi dengan bakteri pembusukan
buah Melon. Setelah 48 jam diinkubasi, isolat diamati zona bening. Berdasarkan
gambar 4 secara keseluruhan essential oil Lemon menghasilkan daya hambat (cm)
lebih tinggi dibandingkan dengan essential oil Jeruk. Minimum konsentrasi daya
hambat (MIC) pada essential oil Lemon dan Jeruk yaitu 0,6% dengan luas daya
hambat yang dihasilkan masing-masing 3,29 dan 2,73 cm, sedangkan daya
konsentrasi 0,8% yang menghasilkan daya hambat 4,69 dan 3,49 cm. Hasil uji
daya hambat metode paper disk disajikan pada gambar 4 (Lampiran 5a).
Gambar 2. Histogram Daya Hambat Bakteri Metode Paper Disk.
Minyak atsiri memiliki sifat antibakteri yang kuat terhadap patogen
penyebab penyakit yang terdapat pada makanan (foodborne pathogen),
dikarenakan minyak atsiri mengandung senyawa fenolik dalam konsentrasi tinggi
seperti carvacrol, eugenol, dan thymol, yang memiliki sifat antioksidan dan
antimikroba (Christina. dkk., 2012).
Kandungan dalam essential oil Lemon kurang lebih 70% d-limonene dan
terpinene 9,5 % dibandingkan dengan Jeruk dengan kandungan d-limonene 93%
myrcene 1,85% (Stefani et al., 2011). Zat aktif terpiene menjadi yang pertama
untuk menghambat pertumbuhan bakteri yang diikuti oleh d-limonene dan yang
terakhir myrcene (Felipe. et al., 2013). Hal ini menyebabkan essential oil Lemon
lebih unggul menghambat bakteri dalam jangka waktu 48 jam pada media nutrien
Terlihat pada gambar 4 menunjukkan semakin tinggi konsentrasinya semakin
tinggi daya hambat yang dihasilkan. Menurut Stefani et al., (2011) Essential oil
Citrus yang diuji menunjukkan aktivitas antioksidan yang baik tergantung pada
konsentrasi. Hal tersebut berkaitan dengan jumlah zat aktif yang berada di
dalamnya, semakin tinggi konsentrasi essential oil yang diberikan, semakin
banyak kandungan zat aktif yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri,
sehingga semakin tinggi daya hambat yang dihasilkan.
Essential oil citrus mampu menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk, yang
ditunjukkan oleh zona hambat yang dihasilkan. Luas dari zona hambat yang
dihasilkan terkait dengan jenis dan konsentrasi essential oilcitrus. Lemon dengan
konsentrasi 0,7% terbukti paling efektif menghambat pertumbuhan bakteri. hal ini
didukung dengan penelitian Stefani et al., (2011) essential oil Lemon dengan
kandungan d-limonene 70% dan terpinene 9,5 % lebih unggul dari essential oil
Jeruk Keprok, Jeruk Manis dan Jeruk Mandarin.
2. Daya Hambat Antibakteri dengan Metode Pour Plate
Uji daya hambat metode pour plate yaitu menggunakan media nutrien agar
yang diberikan konsentrasi essential oil Lemon dan Jeruk (masing-masing 0,6;
0,7; 0,8% v/v), lalu diisolasikan bakteri pembusukan buah Melon. Setelah
diinkubasi selama 48 jam, populasi bakteri dihitung menggunakan colouny
counter.
Berdasarkan hasil gambar 5 secara keseluruhan essential oil Lemon lebih
tinggi menghasilkan daya hambat pada metode pour plate dibandingkan dengan
pertumbuhan mikrobia. Sedangkan Minimum bacteridal consentraton (MBC)
pada essential oil Jeruk, semakin tinggi konsentrasi penghambatannya yang
semakin besar, ditunjukkan dengan populasi bakteri yang semakin menurun pada
konsentrasi 0,8% (6,33x102 CFU/ml) dibanding konsentrasi 0,6% (122x102
CFU/ml ). Hal ini berarti dengan konsentrasi 0,6%, essential oil Lemon adalah
yang paling efektif menghambat populasi bakteri pembusukan buah Melon potong
segar. Hasil uji daya hambat dengan metode pour plate tersaji pada gambar 5
(Lampiran 5b).
Gambar 3. Histogram Daya Hambat Bakteri Metode Pour Plate.
Nutrien agar pada kasus ini menjadi sumber nutrisi bagi sel bakteri untuk
tumbuh dan berkembang biak. Bakteri melakukan transport nutrisi melalui
dingding sel dan membran sel. Membran sitoplasma merupakan penghalang
utama pada kebanyakan bakteri Asam Laktat gram positif yaitu terdiri dari dua
lapisan lipida, yang melekat pada molekul protein di dalam dua lapisan lipida
tersebut dari sisi sitoplasmik hingga sisi dingding sel. Mekanisme transport pada
kebanyakan bakeri melibatkan pengangkutan molekul nutrisi dari luar ke dalam
Bersamaan dengan nutrisi yang ada, essential oil masuk ke dalam sel
bakteri dengan melalui dinding sel dan membran. Komponen penyusun dinding
sel bakteri terganggu oleh kehadiran essential oil sehingga bereaksi dengan
membran sel akibatnya peningkatan permeabilitas dan menyebabkan kehilangan
komponen penyusun sel. Selanjutnya zat aktif masuk ke dalam sel bakteri dan
menonaktifkan enzim essensial yang menghambat sintesis protein dan kerusakan
fungsi materi genetik (Christiana. dkk., 2012).
Permeabilitas sel bakteri yang terganggu menjadikan pengangkutan
molekul nutrisi dari luar ke dalam sel serta pengeluaran berbagai produk dari sel
ke lingkungan tidak beraturan, akibatnya sel bakteri mengalami kebocoran isi sel.
Hal tersebut mengakibatkan komponen-komponen penting seperti protein, asam
nukleat dan nukleotida akan keluar dari sel bakteri yang menyebabkan bakteri
tidak dapat melakukan aktivitas kehidupannya dan pertumbuhan bakteri tersebut
dapat terhambat atau mati (Ashari dkk, 2014).
Pada penelitian Shalu et al. (2015) penggunaan essensial oil Lemon,
Jeruk dan Jeruk Nipis sebagai antibakteri menunjukkan efek penghambatan dan
aktivitas spektrum yang luas terhadap terhadap bakteri Escherichia coli,
Staphylococcus aureus, Salmonella typhi, spesies Shigella dan Candida albicans,
essential oil Lemon menunjukkan efek menghambat yang paling tinggi jika
dibandingkan dengan Jeruk dan Jeruk Nipis.
Dari hasil uji daya hambat menunjukkan bahwa antara metode paper disk
dan pour plate hasilnya saling mendukung yaitu perlakuan essential oil Lemon
