SKRIPSI. Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan. Oleh : ELIM YUYANA

Transkripsi

1 IDENTIFIKASI BAKTERI ASAM LAKTAT DARI FERMENTASI REBUNG BAMBU AMPEL (Bambusa vulgaris) PADA SUHU 15 O C DAN KADAR GARAM 5%: UJI KEMAMPUAN PROBIOTIK DAN AKTIVITAS BAKTERIOSIN IDENTIFICATION OF LACTIC ACID BACTERIA FROM FERMENTED AMPEL BAMBOO SHOOTS (Bambusa vulgaris) AT 15 o C AND 5% OF SALT CONCENTRATION: TEST OF PROBIOTIC ABILITY AND BACTERIOCIN ACTIVITY SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan Oleh : ELIM YUYANA PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2016

2 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya yang bertandatangan di bawah ini: Nama : Elim Yuyana NIM : Fakultas : Teknologi Pertanian Program Studi : Teknologi Pangan Menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Identifikasi Bakteri Asam Laktat dari Fermentasi Rebung Bambu Ampel (Bambusa vulgaris) pada Suhu 15 o C dan Kadar Garam 5%: Uji Kemampuan Probiotik dan Aktivitas Bakteriosin merupakan karya saya dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi. 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 saya tidak jujur, maka gelar dan ijazah yang saya peroleh dinyatakan batal dan akan saya kembalikan kepada Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang. Demikian pernyataan ini saya buat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Semarang, Maret 2016 Elim Yuyana ii

3 IDENTIFIKASI BAKTERI ASAM LAKTAT DARI FERMENTASI REBUNG BAMBU AMPEL (Bambusa vulgaris) PADA SUHU 15 O C DAN KADAR GARAM 5%: UJI KEMAMPUAN PROBIOTIK DAN AKTIVITAS BAKTERIOSIN IDENTIFICATION OF LACTIC ACID BACTERIA FROM FERMENTED AMPEL BAMBOO SHOOTS (Bambusa vulgaris) AT 15 o C AND 5% OF SALT CONCENTRATION: TEST OF PROBIOTIC ABILITY AND BACTERIOCIN ACTIVITY Oleh: ELIM YUYANA NIM : Program Studi : Teknologi Pangan Laporan Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan di hadapan sidang penguji pada tanggal 3 Maret 2016 Semarang, 16 Maret 2016 Fakultas Teknologi Pertanian Program Studi Teknologi Pangan Universitas Katolik Soegijapranata Pembimbing I, Dekan, Dra. Laksmi Hartayanie, MP. Dr. V. Kristina Ananingsih, ST.,MSc. Pembimbing II, Ir. Lindayani, MP., PhD. iii

4 RINGKASAN Bakteri asam laktat (BAL) sering diaplikasikan dalam produk pangan yang dapat memberi banyak manfaat bagi produk itu sendiri dan kesehatan pencernaan manusia, karena memiliki senyawa yang dapat melawan bakteri patogen, seperti asam laktat, bakteriosin, dan hidrogen peroksida. Bakteri asam laktat secara alami tumbuh pada bahan pangan yang dapat difermentasi, seperti susu, daging, dan sayuran. Rebung ampel memiliki sumber karbohidrat yang tinggi sekitar 5,2%, yang dapat dimanfaatkan untuk pertumbuhan bakteri asam laktat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi isolat bakteri asam laktat dari fermentasi rebung bambu ampel (Bambusa vulgaris) yang memiliki kemampuan probiotik dan mengetahui kemampuan menghasilkan bakteriosin. Fermentasi rebung dilakukan dengan penambahan garam 5%, pada suhu 15 o C selama 7 hari. Metode penelitian yang dilakukan dengan mengisolasi bakteri asam laktat pada acar rebung. Pengujian identifikasi bakteri asam laktat menggunakan uji karakter morfologikal dengan melakukan pewarnaan Gram, pewarnaan spora, dan uji motilitas, serta melakukan uji biokimia seperti uji katalase dan produksi CO2. Hasil pengujian didapat bahwa bakteri asam laktat merupakan Gram positif, tidak berspora, dan bersifat non-motil. Lalu dilakukan pengujian identifikasi genus dengan melihat kemampuan pertumbuhan bakteri asam laktat pada ph (4,4 dan 9,6), suhu (10 o C dan 45 o C), dan konsentrasi NaCl (6,5% dan 18%). Hasil pengujian didapat bahwa bakteri asam laktat yang diisolasi dari acar rebung merupakan genus Lactobacillus. Bakteri Lactobacillus yang didapat diuji kemampuan probiotiknya (uji asam dan uji garam empedu) dan antimikroba. Hasil menunjukkan bahwa semua isolat bakteri asam laktat memiliki kemampuan probiotik dan antimikroba, tetapi isolat E18 dan E35 memiliki kemampuan antimikroba paling besar dalam menghambat bakteri Staphylococcus aureus (E35) dan Escherichia coli (E18). Beberapa isolat bakteri asam laktat yang juga memiliki kemampuan antimikroba yang besar dilakukan uji bakteriosin, yaitu E1, E2, E12, E18, E35. Hasil lima isolat bakteri asam laktat tidak menunjukkan adanya aktivitas bakteriosin yang menunjukkan terbentuknya zona bening di sekitar lubang sumur. iv

5 SUMMARY Lactic acid bacteria (LAB) are often applied to food products which can give a lot of benefits to its product and human digestion health, because has compouds to resistance of pathogenic bacteria, such as bacteriocins, lactic acid, and hydrogen peroxide. Lactic acid bacteria can be found in the nature at food product can be fermented, such as in milk, meat, and vegetables. Ampel bamboo shoots has high carbohydrate around 5,2%, it can used for growth of lactic acid bacteria. This study aims to identify the lactic acid bacteria isolate of fermented Ampel Bamboo Shoots (Bambusa vulgaris) which has probiotic and to knows bacterioin ability. Making acar rebung done by adding with 5% of salt, conducted in 15 C for 7 days. The step of this study is isolation of lactic acid bacteria from acar rebung. Identification of lactic acid bacteria used morfological test, such as Gram staining, spore staining, and motility test, also with biochemical test, such as catalase, motility, and production CO2 test. The results shows that the lactic acid bacteria include in Gram positive, non-spore, and non-motile, then continued the identification of genus. The test of genus to knows the growth ability of lactic acid bacteria in ph (4,4 and 9,6), temperature (10 o C and 45 o C), and contentration of NaCl (6,5% and 18%). The result shows that the lactic acid bacteria which isolated from acar rebung include in genus of Lactobacillus. Then, Lactobacillus bacteria tested to knows probiotic ability (using acid and bile salt test) and antimicrobe test. The result shows that all of lactic acid bacteria isolates has probiotic ability and antimicrobe, but isolate of E18 and E35 have highest antimocrobe ability of against Staphylococcus aureus (E35) and Escherichia coli (E18). Some isolates of lactic acid bacteria has also high of antimocrobe ability, that is E1, E2, E12, E18, E35, continued tested to knows the bacteriocin activity. The result shows that five isolates has not bacteriocin activity, because not showing inhibitor zone around well hole. v

6 KATA PENGANTAR Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat penyertaan-nya yang melimpah sehingga Penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi yang berjudul Identifikasi Bakteri Asam Laktat dari Fermentasi Rebung Bambu Ampel (Bambusa vulgaris) pada Suhu 15 o C dan Kadar Garam 5%: Uji Kemampuan Probiotik dan Aktivitas Bakteriosin. Penulisan laporan skripsi ini dibuat guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Teknologi Pertanian, Program Studi Teknologi Pangan, Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang. Penulis telah menerima pengarahan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak yang sangat membantu dalam kelancaran proses penelitian skripsi serta penulisan laporan ini. Oleh sebab itu dalam kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Budi Widianarko, MSc. Selaku Rektor Universitas Katolik Soegijapranata Semarang; 2. Ibu Dr. Victoria Kristina Ananingsih, ST., MSc. Selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Program Studi Teknologi Pangan Universitas Katolik Soegijapranata Semarang; 3. Ibu Dra. Laksmi Hartayanie, MP. Selaku pembimbing I dan Ibu Ir. Lindayani, MP., PhD. Selaku pembimbing II yang telah memberikan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membimbing Penulis dalam menyelesaikan Laporan skripsi ini; 4. Amelia Juwana, S.TP yang telah membantu, memberikan semangat, memberi masukkan positif, dan membimbing Penulis dari awal hingga akhir penelitian; 5. Mbak Agata, Mas Sholeh, dan Mas Pri, selaku laboran Fakultas Teknologi Pertanian yang telah membantu dan memberikan arahan sehingga penelitian terselesaikan dengan baik; 6. Seluruh staf dan karyawan yang telah membantu dan bersikap kooperatif selama penelitian yang dilakukan; 7. Deanna, Velin, dan Livia sebagai rekan seperjuangan yang mau bekerja sama suka dan duka, saling memberi dukungan, serta semangat dari awal hingga akhir; vi

7 8. Teman-teman Fakultas Teknologi Pertanian angkatan 2012 yang saling menyemangati, memberikan dukungan, saran sehingga skripsi yang dilakukan dapat berjalan dengan lancar; 9. Teman-teman lainnya yang telah memberi dukungan, bantuan, dan semangat dengan caranya selama skripsi berlangsung; 10. Keluarga tercinta yang selalu memberi motivasi dan doa dari awal akan dilakukan penelitian hingga laporan skripsi ini selesai; 11. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu Penulis dari awal hingga akhir skripsi. Penulis menyadari dalam penulisan laporan skripsi ini belum sepenuhnya sempurna, untuk itu Penulis memohon maaf sebesar-besarnya bila dalam laporan ini masih banyak kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun guna untuk bekal Penulis dikemudian hari. Penulis juga berharap agar laporan ini dapat berguna dan bermanfaat bagi para pembaca. Semarang, Maret 2016 Penulis Elim Yuyana vii

8 DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN... iv SUMMARY... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi LAMPIRAN... xiii 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Tinjauan Pustaka Fermentasi Rebung Ampel (Bambusa vulgaris) Bakteri Asam Laktat (BAL) Probiotik Kemampuan Antimikroba dan Aktivitas Bakteriosin Bakteri Asam 6 Laktat Tujuan Penelitian MATERI METODE Materi Lokasi dan Waktu Penelitian Alat Bahan Metode Fermentasi Rebung Isolasi Bakteri Asam Laktat Identifikasi Bakteri Asam Laktat a. Uji Karakter Morfologikal a.1. Pewarnaan Gram a.2. Pewarnaan Spora a.3. Uji Motilitas b. Uji Biokimia b.1. Uji Katalase b.2. Produksi Gas Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat pada Kemampuan Petumbuhan di Berbagai Kadar NaCl, ph, dan Suhu a. Uji Kadar NaCl b. Uji ph c. Uji Suhu viii

9 Pengujian Kemampuan Probiotik a. Terhadap Asam b. Terhadap Garam Empedu Pengujian Kemampuan Antimikroba Pengujian Aktivitas Senyawa Bakteriosin a. Produksi Bakteriosin b. Uji Kemampuan Bakteriosin HASIL PENELITIAN Fermentasi Rebung Isolasi bakteri Asam Laktat Identifikasi Bakteri Asam laktat Uji Karakter Morfologikal a. Pewarnaan Gram b. Pewarnaan Spora c. Uji Motilitas Uji Biokimia a. Uji Katalase b. Produksi Gas Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat pada Kemampuan Petumbuhan di Berbagai Kadar NaCl, ph, dan Suhu Pengujian Kemampuan Probiotik Terhadap Asam Terhadap Garam Empedu Kemampuan Antimikroba Bakteri Asam Laktat Aktivitas Senyawa Bakteriosin Bakteri Asam Laktat PEMBAHASAN Isolasi Bakteri Asam Laktat Identifikasi Bakteri Asam Laktat Kemampuan Probiotik Bakteri Asam Laktat Kemampuan Antimikroba Bakteri Asam Laktat Aktivitas Senyawa Bakteriosin Bakteri Asam Laktat KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi Kimia Rebung per 100 gram Bahan... 3 Tabel 2. Perbedaan Karakteristik Beberapa Bakteri Asam Laktat... 5 Tabel 3. Hasil Pengujian Penyeleksian Bakteri Asam Laktat Tabel 4. Identifikasi Genus Isolat Bakteri Asam Laktat Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Tabel 8. Tabel 9. Tabel 10. Pengujian Ketahanan Isolat Bakteri Asam Laktat Terhadap Asam dan Garam Empedu Range Zona Hambat pada Berbagai Isolat Bakteri Asam Laktat terhadap Bakteri Patogen Escherichia coli dan Staphylococcus aureus Nilai Absorbansi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai Kadar NaCl Nilai Absorbansi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai ph Nilai Absorbansi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai Suhu Hasil Pengukuran Zona Hambat pada Antimikroba Bakteri Asam Laktat x

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Tahapan Rancangan Penelitian Gambar 2. Rebung Bambu Ampel yang digunakan dalam Fermentasi Gambar 3. Gambar 4. Gambar 5. Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Hasil Fermentasi Rebung Ampel pada Suhu 15 o C dan Kadar Garam 5% selama 7 Hari... Hasil Isolasi Bakteri Asam Laktat yang Dikelilingi Zona Bening... Pewarnaan Bakteri Gram Positif Isolat E1 pada Perbesaran 10x Pewarnaan Bakteri Gram Negatif Isolat E7 pada Perbesaran 10x Hasil Positif Pewarnaan Spora Isolat E5 pada Perbesaran 10x Hasil Motil Isolat BAL E33 dan Hasil Non-Motil Isolat BAL E Gambar 9. Aktivitas Katalase Hasil Positif pada Isolat BAL E3 dan Hasil Katalase Negatif pada Isolat BAL E1 dan E2... Gambar 10. Hasil Produksi Gas Positif pada Isolat BAL E5 dan Hasil Negatif pada Isolat BAL E Gambar 11. Hasil Positif Isolat BAL E1 Ditandai dengan Pertumbuhan di Permukaan Media MRS A pada Pengujian Kemampuan Probiotik terhadap Ketahanan Asam pada ph 3 di Jam ke-0 (a1), Jam ke-1,5 (a2), dan Jam ke-3 (a3) dan pada ph 7 di Jam ke-0 (b1), Jam ke- 1,5 (b2), dan Jam ke-3 (b3) setelah Inkubasi 48 Jam Gambar 12. Hasil Positif Isolat BAL E1 Ditandai dengan Pertumbuhan di Permukaan Media MRS A pada Pengujian Kemampuan Probiotik terhadap Garam Empedu 0,3% di Jam ke-0 (c1), Jam ke-2 (c2), dan Jam ke-4 (c3) setelah Inkubasi 48 Jam xi

12 Gambar 13. Aktivitas Antimikroba Isolat E18 yang Memiliki Zona Hambat Terbesar terhadap Bakteri Patogen Escherichia coli (aa) dan Staphylococcus aureus (bb) Gambar 14. Aktivitas Antimikroba Isolat E35 yang Memiliki Zona Hambat Terbesar terhadap Bakteri Patogen Staphylococcus aureus Gambar 15. Aktivitas Bakteriosin Isolat E18 Menunjukkan Hasil Negatif dalam Menghambat Bakteri Patogen Lysteria monocytegenes xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Halaman Hasil Identifikasi Bakteri Asam Laktat pada Kemampuan Pertumbuhan di Berbagai Kadar NaCl, ph, dan Suhu Lampiran 2. Pengujian Kemampuan Antimikroba Bakteri Asam Laktat Lampiran 3. Media Media Untuk Pengujian Pertumbuhan dan Aktivitas Bakteri Asam Laktat Lampiran 4. Komposisi Larutan Standar McFarland No. 3 dan No xiii

14