ii
KEMAMPUAN PROBIOTIK DAN
POTENSI BAKTERIOSIN BAKTERI ASAM LAKTAT
YANG DIISOLASI DARI FERMENTASI
ACAR REBUNG BAMBU AMPEL (Bambusa vulgaris)
DENGAN KADAR GARAM 5% PADA SUHU 30
oC
PROBIOTIC CAPABILITY AND
BACTERIOCIN POTENTIAL OF LACTIC ACID BACTERIA
ISOLATED FROM THE FERMENTATION OF
PICKLED AMPEL BAMBOO SHOOT (Bambusa vulgaris)
IN 5% SALT LEVEL AT 30
oC
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan
Oleh:
LIVIA NOVENIA DIPAJUWANA
12.70.0081
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Livia Novenia Dipajuwana
NIM : 12.70.0081
Fakultas : Teknologi Pertanian Program Studi : Teknologi Pangan
Menyatakan bahwa dalam skripsi yang berjudul “Kemampuan Probiotik dan Potensi Bakteriosin Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Fermentasi Acar Rebung Bambu Ampel (Bambusa vulgaris) dengan Kadar Garam 5% pada Suhu 30oC” merupakan karya saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari ternyata skripsi ini terbukti merupakan hasil plagiasi, maka saya rela untuk menerima pembatalan gelar dan ijazah yang saya peroleh dan akan saya kembalikan kepada Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang.
Demikian pernyataan ini saya buat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Semarang, Maret 2016
iii
KEMAMPUAN PROBIOTIK DAN
POTENSI BAKTERIOSIN BAKTERI ASAM LAKTAT
YANG DIISOLASI DARI FERMENTASI
ACAR REBUNG BAMBU AMPEL (Bambusa vulgaris)
DENGAN KADAR GARAM 5% PADA SUHU 30
oC
PROBIOTIC CAPABILITY AND
BACTERIOCIN POTENTIAL OF LACTIC ACID BACTERIA
ISOLATED FROM THE FERMENTATION OF
PICKLED AMPEL BAMBOO SHOOT (Bambusa vulgaris)
IN 5% SALT LEVEL AT 30
oC
Oleh:
LIVIA NOVENIA DIPAJUWANA NIM : 12.70.0081
Program Studi : Teknologi Pangan
Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan dihadapan sidang penguji pada tanggal : 18 Februari 2016
Semarang, 16 Maret 2016
Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata
Pembimbing I, Dekan,
Dra. Laksmi Hartayanie, MP. Dr. V. Kristina Ananingsih, ST., MSc.
Pembimbing II,
iv
RINGKASAN
Terdapat beberapa jenis mikroorganisme yang berperan dalam proses fermentasi, salah satunya adalah mikroorganisme golongan bakteri penghasil asam laktat atau biasa disebut dengan bakteri asam laktat (BAL). Bakteri jenis ini dapat memberikan efek pengawetan pada makanan, selain itu bakteri ini juga dapat bersifat probiotik yang berperan besar dalam memelihara kesehatan manusia, terutama pada kesehatan sistem pencernaan. Dua genus bakteri asam laktat yang telah dikarakterisasi sebagai probiotik adalah
Lactobacillus dan Bifidobacterium. Efek pengawetan oleh bakteri asam laktat ini disebabkan karena adanya asam laktat yang dihasilkan, selain itu bakteri ini juga menghasilkan senyawa antimikroba lainnya, yaitu diasetil, hidrogen peroksida, CO2, asetaldehid dan bakteriosin. Bakteriosin merupakan senyawa protein yang bersifat bakterisidal maupun bakteriostatik bagi mikroorganisme lain, senyawa ini dihasilkan pada fase akhir eksponensial hingga awal stasioner. Bakteri asam laktat sering digunakan untuk memproduksi bakteriosin, namun tidak semua bakteri asam laktat dapat menghasilkan bakteriosin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jenis bakteri asam laktat yang berperan dalam fermentasi acar rebung bambu ampel (Bambusa vulgaris), mengetahui kemampuan probiotik bakteri asam laktat terkait serta menguji kemampuan untuk menghasilkan bakteriosinnya. Penelitian ini diawali dengan melakukan fermentasi rebung selama 7 hari pada suhu 30oC dengan kadar garam 5%, kemudian dilanjutkan dengan tahap isolasi, identifikasi, uji aktivitas probiotik serta uji potensi bakteriosin. Uji aktivitas probiotik dilakukan dengan 3 tahap, yaitu uji ketahanan asam (pH 3 dan pH 7), uji ketahanan garam empedu (0,3%) dan uji aktivitas antimikroba terhadap bakteri patogen Staphylococcus aureus FNCC 0047 dan Escherichia coli FNCC 0091. Uji potensi bakteriosin diawali dengan preparasi bakteriosin kasar dari Bakteri asam laktat, kemudian dilakukan uji aktivitas bakteriosin secara kualitatif terhadap bakteri
Staphylococcus aureus FNCC 0047, Escherichia coli FNCC 0091 dan Listeria Monocytogenes FNCC 0156. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bakteri asam laktat yang berperan dalam fermentasi ini adalah bakteri asam laktat yang berasal dari genus
v
SUMMARY
There are several kinds of microorganisms which have role in food fermentation process, one of them is lactic acid bacteria. This kind of bacteria can give a preservation effect in food, besides this kind of bacteria has the potency as probiotics which can maintaining a good health for human, especially in gastrointestinal track. 2 genuses which characterized as probiotics are Lactobacillus and Bifidobacterium. The preservation effect of lactic acid bacteris are caused by the lactic acid which produced by those lactic acid bacteria, and besides, they also can produce another antimicrobial substances such as CO2, diasetyl, hydrogen peroxide, asetaldehyd, and bacteriocin. Bacteriocin is protein
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat
dan rahmat dari-Nya, penelitian dan skripsi yang berjudul “Kemampuan Probiotik dan
Potensi Bakteriosin Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Fermentasi Acar Rebung
Bambu Ampel (Bambusa vulgaris) dengan Kadar Garam 5% pada Suhu 30oC” dapat
terselesaikan dengan baik.
Banyak sekali hambatan dan kesulitan yang dihadapi oleh Penulis dalam
menyelesaikan penelitian dan skripsi ini. Namun Tuhan Yesus tak pernah berhenti
membukakan jalan dan mengulurkan tangan kasih-Nya melalui orang-orang lain disekitar
Penulis. Oleh karena itu, pada kesempatan ini, Penulis ingin mengungkapkan rasa terima
kasihnya kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu membimbing dan memberkati Penulis selama proses
penilitian hingga penyusunan laporan skripsi sehingga semuanya dapat berjalan
dengan baik dan lancar.
2. Dr. V. Kristina Ananingsih, ST., MSc., selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian,
Universitas Katolik Soegijapranata.
3. Dra. Laksmi Hartayanie, MP., selaku pembimbing I dan Dr. Ir. Lindayani, MP., selaku
pembimbing II, yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing,
memberikan saran dan arahan, serta memberikan semangat dan dukungan kepada
Penulis dari awal dilakukannya penelitian hingga akhir penulisan laporan skripsi ini.
4. Ivonne E. Fernandez, S. Si., M.Sc., selaku koordinator skripsi yang telah membantu
dalam pelaksanaan ujian skripsi dan ujian pendadaran.
5. Mbak Agata, Mas Sholeh dan Mas Pri selaku Laboran Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Katolik Soegijapranata yang telah membantu dan membimbing dalam
pelaksanaan penelitian di laboratorium.
6. Seluruh dosen Fakultas Teknologi Pertanian Unversitas Katolik Soegijapranata yang
telah memberikan wawasan yang berguna bagi Penulis.
7. Kedua orang tua, seluruh keluarga dan kerabat Penulis yang telah memberikan
dukungan, semangat, doa dan materi sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
8. Ci Ameju yang selalu membantu memberikan saran dan masukkan serta semangat
vii
9. Deanna, Velin, dan Elim selaku partner Penulis dalam melakukan penelitian ini yang
selalu memberikan semangat, dukungan, dan doa bagi Penulis.
10. Sahabat-sahabat Penulis lainnya yang selalu memberikan semangat kepada Penulis.
11. Semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan satu per satu yang telah membantu
Penulis dalam menyelesaikan penelitian dan skripsi ini.
Penulis mengharapkan agar laporan ini dapat menambah wawasan bagi setiap
orang yang membacanya dan dapat menjadi referensi serta sumber inspirasi bagi
orang-orang yang akan mengambil skripsi atau melakukan suatu penelitian. Penulis juga sangat
menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan dan penyusunan laporan
skripsi ini. Oleh karena itu, Penulis berharap agar pembaca dapat memakluminya dan
memberikan kritik serta saran yang membangun. Akhir kata, Penulis mengucapkan
terima kasih atas segala bantuan dan perhatiannya.
Semarang, Maret 2016
viii
DAFTAR ISI
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
1.2.1. Bakteri Asam Laktat (BAL) ... 2
1.2.2. Fermentasi ... 4
1.2.3. Bakteriosin ... 4
1.2.4. Probiotik ... 7
1.2.5. Rebung Bambu Ampel (Bambusa vulgaris)... 8
1.3. Tujuan Penelitian ... 9
2. MATERI METODE ... 10
2.1. Waktu dan Tempat Penelitian ... 10
2.2. Materi ... 10
2.2.1. Alat ... 10
2.2.2. Bahan ... 10
2.3. Metode ... 10
2.3.1. Rancangan Penelitian ... 10
2.3.2. Pembuatan Acar Rebung ... 11
2.3.3. Isolasi Bakteri Asam Laktat ... 12
2.3.4. Seleksi Bakteri Asam Laktat ... 12
a. Uji Karakteristik Biokimia ... 12
b. Uji Karakteristik Morfologi ... 13
2.3.5. Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kondisi Pertumbuhannya ... 15
a. Uji pertumbuhan bakteri pada kadar NaCl 6,5% dan 18% ... 15
b. Uji pertumbuhan bakteri pada pH 4,4 dan 9,6 ... 15
c. Uji pertumbuhan bakteri pada suhu 10oC dan 45oC ... 15
2.3.5. Uji Kemampuan Probiotik ... 15
a. Uji Aktivitas Antimikroba ... 15
b. Uji Ketahanan Asam ... 16
c. Uji Ketahanan Terhadap Garam Empedu ... 17
2.3.6. Uji Potensi Bakteriosin ... 17
a. Preparasi Bakteri Patogen ... 17
b. Preparasi Bakteriosin Kasar... 17
ix
3. HASIL PENELITIAN ... 19
3.1. Fermentasi Acar Rebung ... 19
3.2. Isolasi Bakteri Asam Laktat dari Air Fermentasi Rebung ... 20
3.3. Seleksi Bakteri Asam Laktat ... 20
3.3.1. Uji Biokimia ... 20
a. Uji Katalase... 22
b. Uji Produksi Gas ... 22
3.3.2. Uji Karakteristik Morfologi ... 24
a. Uji Motilitas ... 25
b. Pewarnaan Gram... 26
c. Pewarnaan Spora... 27
3.4. Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kemampuan Tumbuh pada Kadar NaCl, Kondisi pH, dan Tingkat Suhu yang Berbeda. ... 27
3.5. Uji Kemampuan Probiotik ... 29
3.5.1. Uji Aktivitas Antimikroba ... 30
3.5.2. Uji Ketahanan Asam... 31
3.5.3. Uji Ketahanan Terhadap Garam Empedu ... 32
3.6. Uji Potensi Bakteriosin ... 32
4. PEMBAHASAN ... 34
4.1. Fermentasi Acar Rebung ... 34
4.2. Isolasi Bakteri Asam Laktat dari Air Fermentasi Rebung ... 35
4.3. Seleksi Bakteri Asam Laktat ... 36
4.3.1. Uji Biokimia ... 36
4.3.2. Uji Karakteristik Morfologi ... 37
4.4. Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kemampuan Tumbuh pada Kadar NaCl, Kondisi pH, dan Tingkat Suhu yang Berbeda. ... 38
4.5. Uji Kemampuan Probiotik ... 39
4.6. Uji Potensi Bakteriosin ... 43
5. KESIMPULAN DAN SARAN ... 47
5.1. Kesimpulan ... 47
5.2. Saran ... 47
6. DAFTAR PUSTAKA ... 48
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Hasil Uji Seleksi Bakteri Asam Laktat Secara Biokimia ... 22
Tabel 2. Hasil Uji Seleksi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Karakteristik
Morfologinya ... 25
Tabel 3. Hasil Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kemampuan Tumbuh pada Kadar NaCl, Kondisi pH, dan Tingkat Suhu yang Berbeda .... 29
Tabel 4. Hasil Uji Kemampuan Probiotik Isolat Bakteri Asam Laktat Fermentasi Acar Rebung ... 30
Tabel 5. Hasil Absorbansi Kemampuan Tumbuh Bakteri Asam Laktat pada Kadar Garam 6,5% dan 18% ... 58
Tabel 6. Hasil Absorbansi Kemampuan Tumbuh Bakteri Asam Laktat pada Kondisi pH 4,4 dan pH 9,6 ... 59
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Rancangan Penelitian ... 11
Gambar 2. Bahan baku pembuatan acar rebung (2a); Fermentasi acar rebung dengan kadar garam 5% dengan suhu 30oC pada hari ke-1 (2b);
Fermentasi acar rebung pada hari ke-7 (2c). ... 20
Gambar 3. Hasil Isolasi Bakteri dari Acar Rebung yang Difermentasi pada Suhu 30oC dengan Kadar Garam 5% ... 21
Gambar 4. Isolat L1 dengan Hasil Katalase Positif pada Hasil Uji Katalase ... 23
Gambar 5. Isolat L2 dengan Hasil Katalase Negatif pada Hasil Uji Katalase ... 23
Gambar 6. Beberapa Isolat Uji dengan Sifat Homofermentatif pada Hasil Uji
Produksi Gas ... 24
Gambar 7. Beberapa Isolat Uji dengan Sifat Heterofermentatif pada Hasil Uji
Produksi Gas ... 24
Gambar 8. Beberapa Isolat yang Bersifat Non-motil pada Hasil Uji Motilitas ... 26
Gambar 9. Isolat L2 dengan Gram positif Karakteristik yang Diamati dengan
Perbesaran 100 x 10 ... 27
Gambar 10. Isolat L11 dengan Gram negatif Karakteristik yang Diamati dengan
Perbesaran 100 x 10 ... 27
Gambar 11. Isolat L2 dengan Non-sporming Karakteristik yang Diamati dengan
Perbesaran 100 x 10 ... 28
Gambar 12. Kemampuan isolat L14 dalam menghambat Staphylococcus aureus
FNCC 0047 (a) dan Escherichia coli FNCC 0091 (b). ... 32
Gambar 13. Kemampuan bertahan isolat L14 terhadap pH 3 pada jam ke-0 (a-1); pada jam ke-1,5 (a-2); pada jam ke-3 (a-3); dan terhadap pH 7 pada
jam ke-0 (b-1); pada jam ke-1,5 (b-2); serta pada jam ke-3 (b-3) ... 32
Gambar 14. Kemampuan bertahan isolat L36 terhadap garam empedu 0,3% pada jam ke-0 (a); pada jam ke-2 (b) dan pada jam ke-4 (c). ... 33
Gambar 15. Hasil negatif dengan tidak terbentuknya zona bening pada uji potensi bakteriosin ini yang ditunjukan oleh isolat L2 terhadap Staphylococcus aureus FNCC 0047 (a); terhadap Escherichia coli FNCC 0091 (b);
terhadap Listeria monocytogenes FNCC 0196 (c) ... 34
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Media yang Digunakan dalam Penelitian ... 56
Lampiran 2. Kemampuan Tumbuh Bakteri Asam Laktat pada Kadar NaCl, Kondisi pH, dan Tingkat Suhu yang Berbeda ... 58
Lampiran 3. Larutan Standar McFarland 3 dan 5 untuk Uji Aktivitas Antimikroba dan Uji Potensi Bakteriosin ... 61