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

Transkripsi

1 PENGUJIAN KEMAMPUAN PROBIOTIK DAN AKTIVITAS BAKTERIOSIN BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI FERMENTASI REBUNG AMPEL (Bambusa vulgaris) DALAM LARUTAN GARAM 2,5 % PADA SUHU 30 0 C PROBIOTIC AND BACTERIOCIN ACTIVITY OF LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM THE FERMENTATION OF AMPEL BAMBOO SHOOTS (Bambusa vulgaris) IN 2,5 % OF SALT SOLUTION AT 30 0 C TEMPERATURE CONDITION SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan Oleh: VELIN SENTOSA PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2016 i

2 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya yang bertandatangan di bawah ini: Nama : Velin Sentosa NIM : Fakultas : Teknologi Pertanian Program Studi : Teknologi Pangan Menyatakan bahwa skripsi Pengujian Kemampuan Probiotik dan Aktivitas Bakteriosin Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Fermentasi Rebung Ampel (Bambusa vulgaris) dalam Larutan Garam 2,5 % Pada Suhu 30 0 C 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 telah disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari terbukti bahwa saya tidak jujur, maka gelar dan ijazah yang saya peroleh dapat dinyatakan batal dan kebijakan-kebijakan yang berlaku akan saya kembalikan kepada Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang. Demikian pernyataan ini saya buat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Semarang, 16 Maret 2016 Velin Sentosa ii

3 PENGUJIAN KEMAMPUAN PROBIOTIK DAN AKTIVITAS BAKTERIOSIN BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI FERMENTASI REBUNG AMPEL (Bambusa vulgaris) DALAM LARUTAN GARAM 2,5 % PADA SUHU 30 0 C PROBIOTIC AND BACTERIOCIN ACTIVITY OF LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM THE FERMENTATION OF AMPEL BAMBOO SHOOTS (Bambusa vulgaris) IN 2,5 % OF SALT SOLUTION AT 30 0 C TEMPERATURE CONDITION Oleh: VELIN SENTOSA NIM : 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, Ir. Lindayani, MP., PhD. iii

4 RINGKASAN Bakteri Asam Laktat (BAL) dapat ditemukan dalam hasil fermentasi rebung. Proses fermentasi meningkatkan nilai nutrisi dari bahan pangan sehingga membantu pertumbuhan BAL secara optimal. BAL memiliki karakteristik sebagai probiotik karena memiliki peran dalam menjaga kesehatan saluran pencernaan manusia. BAL dengan kemampuan yang optimal dapat menghasilkan metabolit sekunder berupa bakteriosin. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui genus, potensi probiotik, dan potensi bakteriosin dari BAL yang terdapat pada fermentasi rebung ampel dalam larutan garam 2,5 % pada suhu 30 o C. Pada penelitian ini, metode-metode yang dilakukan antara lain metode fermentasi, isolasi BAL, pewarnaan Gram, pewarnaan spora, uji katalase, uji motilitas, uji produksi gas, uji optimisasi pertumbuhan BAL (pada berbagai tingkat ph, suhu, dan NaCl), aktivitas antimikrobia, pengujian kemampuan probiotik terhadap asam dan garam empedu, dan uji potensi bakteriosin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebagian besar BAL yang diisolasi dari fermentasi rebung ampel memiliki karakteristik BAL secara positif yaitu katalase negatif, non-motil, Gram positif, non-spora, dapat tumbuh pada berbagai tingkat NaCl, suhu, dan ph, menghasilkan zona bening terhadap Staphylococcus aureus FNCC 0047 dan Escherichia coli FNCC 0091, serta tahan terhadap kondisi asam (ph 3 dan ph 7) dan garam empedu (0,3 %). Pengujian ketahanan BAL terhadap asam (ph 3 dan ph 7), garam empedu (0,3 %), serta aktivitas antimikroba menentukan kemampuan suatu mikroba sebagai probiotik. Namun BAL yang diisolasi dari fermentasi rebung ampel dalam larutan garam 2,5 % pada suhu 30 0 C selama 7 hari tidak memiliki aktivitas bakteriosin. Supernatan netral dari BAL tidak memberikan efek penghambatan terhadap Staphylococcus aureus FNCC 0047, Escherichia coli FNCC 0091, serta Listeria monocytogenes FNCC Rendahnya potensi BAL dalam menghasilkan bakteriosin disebabkan oleh faktor tidak adanya sumber karbon berupa laktosa. iv

5 SUMMARY Lactic Acid Bacteria (LAB) are generally found in fermented bamboo shoots. Fermentation process increases the nutrition value of the food with the result that the growth and development of the LAB become better. LAB have characteristics as probiotic because it play important role on maintaining the digestive tract constantly. High potential of LAB give secondary metabolite such as bacteriocin. The aims of this research are to identify the genus, probiotic potential, and bacteriocin potential of LAB isolated from fermented ampel bamboo shoots in 2,5 % of salt solution at 30 o C temperature condition. In this research, the methods are fermentation method, isolation of LAB method, Gram-stain test, spores-stain test, catalase activity test, motility test, gas production test, LAB growth optimization test at different levels of NaCl, ph, and temperature, antimicrobial activity test, probiotic activity test of LAB against acid and bile salt, and bacteriocin potential test. The results showed that most of LAB isolates have positive characteristics as a LAB such as negative react on catalase activity test, non-motile, positive react on Gram-stain, non-spores, adapted with different levels of NaCl, temperature, and ph, produced clear zone against the pathogens (Escherichia coli FNCC 0091and Staphylococcus aureus FNCC 0047), acid-tolerant (ph 3 and ph 7) and bile salt- tolerant (0,3 %). The ability of LAB as probiotic is decided through ph test (ph 3 and ph 7), bile salt test (0,3%), and antimicrobial test. Unfortunately, LAB that were isolated from fermented Ampel bamboo shoots didn t have any potencial as bacteriocin. Neutral supernatant from the LAB didn t give any resistance reacts against the Escherichia coli FNCC 0091, Staphylococcus aureus FNCC 0047, and Listeria monocytogenes FNCC Low potential from the LAB to produce bacteriocins caused by no major carbon source in the form of lactose. v

6 KATA PENGANTAR Puji syukur dan terima kasih Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat-nya yang berlimpah, maka Penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi, yang berjudul Pengujian Kemampuan Probiotik dan Aktivitas Bakteriosin Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Fermentasi Rebung Ampel dalam Larutan Garam 2,5 % pada Suhu 30 0 C. Laporan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memenuhi kelengkapan akademis yang bertujuan untuk mencapai program kesarjanaan strata satu (S1) program studi Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Dalam menyelesaikan laporan skripsi ini, Penulis tak lepas dari berbagai hambatan dan kesulitan. Namun, Tuhan Yesus selalu memberikan bantuan-nya melalui orang-orang yang memberikan sumbangan bantuan yang besar bagi Penulis. Maka dari itu, pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus, yang selalu menjaga, memberkati, dan membimbing penulis selama pelaksanaan hingga penulisan laporan skripsi. 2. Dr. Victoria Kristina Ananingsih, ST., MSc., selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata. 3. Dra. Laksmi Hartayanie, MP., selaku pembimbing I dan Ir. Lindayani, MP., PhD., selaku pembimbing II, yang telah meluangkan waktu dan tenaga dalam membimbing, memberikan petunjuk, saran, semangat, serta dukungan doa hingga terselesainya skripsi ini. 4. Ivonne E. Fernandez, S. Si., M.Sc., selaku koordinator skripsi yang telah membimbing, membantu, dan mengarahkan Penulis mengenai skripsi. 5. Segenap dosen Fakultas Teknologi Pertanian, UNIKA Soegijapranata yang telah membimbing dan memberikan pengetahuan yang bermanfaat bagi Penulis. 6. Staf Laboran (Mbak Agatha, Mas Pri, dan Mas Soleh) Fakultas Teknologi Pertanian, UNIKA Soegijapranata yang telah membantu Penulis dalam pelaksanaan penelitian di Laboratorium. 7. Papa, mama, dan kakak-kakak tersayang, yang telah memberikan banyak bantuan, dukungan doa, dan semangat sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. vi

7 8. Deanna Suntoro, Elim Yuyana, dan Livia Novenia selaku teman seperjuangan selama skripsi yang telah memberikan semangat serta dukungan doa bagi Penulis. 9. Kak Ameju yang selalu menyemangati, memberikan dukungan, dan membantu Penulis selama penelitian. 10. Anastasia Stella, Ferra Aprilia, Miranti Fidelia, Mayliana Andriani, Defillya Anindita, Sherly Arga, dan Vania Christina yang telah memberikan dukungan doa serta semangat. 11. Charles Ardianto yang selalu memberikan semangat dan doa dengan caranya sendiri mulai dari pengajuan proposal hingga penulisan skripsi selesai. 12. Sahabat-sahabat Penulis lainnya, Ci Vania, Ci Vivi, Ci Amadea, Ci Grace, Ci Cindy, Ci Vina, Ci Metta, Ci Chaterine, Karen Susan, Calista Nadia, Olviana Agatha, Devi Irena, Nadia Mariska, Nessa Aprilia, Michelle, Lisa, Yovita, Novia yang selalu memberikan semangat dan dukungan kepada Penulis. 13. Semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan satu per satu yang telah membantu dan memberikan saran serta kritik dalam pelaksanaan penelitian hingga penulisan laporan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa penulisan dan penyusunan laporan skripsi ini masih jauh dari kata sempurna dan masih memiliki banyak kekurangan baik secara materi maupun cara penulisannya. Maka dari itu, Penulis mengharapkan adanya berbagai saran ataupun kritik yang bersifat membangun dari para pembaca dan semua pihak. Akhir kata, Penulis sangat mengharapkan bahwa laporan ini dapat bermanfaat dan memberikan pengetahuan bagi para pembaca dan semua pihak yang membutuhkan. Semarang, 16 Maret 2016 Penulis vii

8 DAFTAR ISI RINGKASAN... SUMMARY... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... iv v vi viii x xi xiii BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Tinjauan Pustaka Rebung Bakteri Asam Laktat Probiotik Bakteri Jenis Patogen Bakteriosin Tujuan Penelitian BAB II. MATERI DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian Materi Alat Bahan Metode Fermentasi Rebung Ampel Isolasi Bakteri Asam Laktat Identifikasi Bakteri Asam Laktat berdasarkan Uji Karakter Morfologikal... a. Pewarnaan Gram... b. Pewarnaan Spora... c. Uji Motilitas Identifikasi Bakteri Asam Laktat berdasarkan Uji Biokimia... a. Uji Katalase... b. Uji Produksi Gas Optimisasi Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai Kadar NaCl, ph, dan Suhu a. Uji Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Kadar NaCl 6,5% dan 18% b. Uji Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada ph 4,4 dan 9,6... c. Uji Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Suhu 10 0 C dan 45 0 C Pengujian Kemampuan Probiotik Bakteri Asam Laktat... a. Uji Aktvitas Antimikrobia viii

9 b. Terhadap Asam... c. Terhadap Garam Empedu Pengujian Aktivitas Bakteriosin Bakteri Asam Laktat BAB III. HASIL PENELITIAN Fermentasi Rebung Ampel Isolasi Bakteri Asam Laktat Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Karakter Morfologikal Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Pewarnaan Gram Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Pewarnaan Spora Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Motilitas Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Biokimia Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Katalase Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Produksi Gas Uji Kemampuan Pertumbuhan Isolat pada Berbagai NaCl, ph, dan Suhu Uji Potensi Probiotik Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Aktivitas Antimikrobia Aktivitas Antimikroba dari Bakteri Asam Laktat Uji Potensi Probiotik Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Ketahanan terhadap Asam dan Garam Empedu Ketahanan Bakteri Asam Laktat Terhadap Asam Ketahanan Bakteri Asam Laktat Terhadap Garam Empedu Uji Aktivitas Bakteriosin Bakteri Asam Laktat BAB IV. PEMBAHASAN Identifikasi dan Karakterisasi Bakteri Asam Laktat Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Karakter Morfologikal Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Biokimia Optimisasi Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai Kadar NaCl, ph, dan Suhu Uji Kemampuan Probiotik Bakteri Asam Laktat Uji Kemampuan Bakteriosin Bakteri Asam Laktat BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran BAB VI. DAFTAR PUSTAKA BAB VII. LAMPIRAN ix

10 DAFTAR TABEL Tabel 1. Komposisi Nutrisi Rebung per 100 Gram... 3 Tabel 2. Hasil Uji Karakter Morfologikal Identifikasi Bakteri Asam Laktat Tabel 3. Hasil Uji Biokimia Identifikasi Bakteri Asam Laktat Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Hasil Pengujian Kemampuan Tumbuh pada Berbagai Suhu, NaCl, dan ph Hasil Diameter Zona Bening yang Terbentuk oleh Bakteri Asam Laktat terhadap Escherichia coli FNCC 0091 dan Staphylococcus aureus FNCC Hasil Absorbansi Pertumbuhan BAL pada Berbagai NaCl, ph, dan Suhu dengan Panjang Gelombang 700 nm Tabel 7. Perbedaan Rebung Ampel dan Rebung Betung x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Gambar 2. Uji Kemampuan Probiotik dan Aktivitas Bakteriosin Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Fermentasi Rebung Ampel (Bambusa vulgaris) Rebung sebelum fermentasi (a); Rebung yang telah difermentasi sebagai sumber isolasi Bakteri Asam Laktat (b) Gambar 3. Isolat bakteri penghasil asam yang diisolasi dari pengenceran 10-4 (a); Isolat BAL yang diisolasi dari pengenceran 10-5 (b) Gambar 4. Gambar 5. Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Gambar 9. Isolat bakteri asam laktat (kode 37) yang diamati pada perbesaran 10 x 100 menunjukkan sel berwarna ungu (bakteri Gram positif) 25 Isolat bakteri asam laktat (kode 25) yang diamati pada perbesaran 10 x 100 menunjukkan sel berwarna merah (bakteri spora negatif).. 26 Isolat dengan kode 2, 8, 38, 44 yang merupakan kelompok bakteri non-motil (tumbuh disekitar tusukan jarum ose) Isolat yang menghasilkan katalase positif (terbentuk gelembung udara) Isolat dengan kode 1, 4, dan 23 yang merupakan Bakteri Asam Laktat jenis heterofermentatif, ditandai dengan adanya gelembung gas pada tabung Durham (a) dan isolat dengan kode 10, 19, dan 34 yang merupakan Bakteri Asam Laktat jenis homofermentatif ditandai dengan tidak adanya gelembung gas pada tabung Durham (b) Zona hambat isolat bakteri asam laktat (kode 43) terhadap Escherichia coli FNCC 0091 (a) dan Staphylococcus aureus FNCC 0047 (b) Gambar 10. Pengujian ketahanan isolat bakteri asam laktat (kode 24) terhadap ph 3 pada jam ke-0 (a-1); 1,5 (a-2); dan 3 (a-3); ph 7 pada jam ke- 0 (b-1); 1,5 (b-2); dan 3 (b-3) yang ditunjukkan dengan adanya pertumbuhan BAL pada permukaan media Gambar 11. Pengujian ketahanan isolat bakteri asam laktat (kode 37) terhadap garam empedu 0,3% pada jam ke-0 (a), 2 (b), dan 4 (c) yang ditunjukkan dengan adanya pertumbuhan isolat BAL pada permukaan media Gambar 12. Pengujian aktivitas bakteriosin bakteri asam laktat (kode 43) xi

12 terhadap Staphylococcus aureus (a), Eschericia coli (b), dan Listeria monocytogenes (c) yang menunjukkan hasil negatif berupa tidak terbentuknya zona bening pada media NA.. 35 xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai NaCl, ph, dan Suhu Lampiran 2. Lampiran 3. Media yang Digunakan untuk Pertumbuhan, Uji Kemampuan Probiotik dan Aktivitas Bakteriosin Bakteri Asam Laktat... Larutan Standar Mc Farland 3 dan Lampiran 4. Perbedaan Rebung Ampel dan Rebung Betung xiii