AKTIVITAS PENGHAMBATAN BAKTERI ASAL SALURAN PENCERNAAN AYAM BROILER TERHADAP

AKTIVITAS PENGHAMBATAN BAKTERI ASAL SALURAN PENCERNAAN AYAM BROILER TERHADAP Escherichia coli dan Salmonella spp. PADA BERBAGAI MEDIA, AERASI, ph dan SUHU GUSMINARNI SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang berjudul Aktivitas Penghambatan Bakteri Asal Saluran Pencernaan Ayam Broiler Terhadap Escherichia coli dan Salmonella spp. Pada Bebagai Media, Aerasi, ph dan Suhu. adalah hasil karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Agustus 2009 Gusminarni G 351070071

ABSTRACT GUSMINARNI Inhibitory Activity of Bacteria Isolated from Digestive Track of Chicken Broiler Against Escherichia coli and Salmonella spp. at Several Growth Media, Aeration, ph, and Temperature. Under Direction of YULIN LESTARI and MIN RAHMINIWATI This research aim to study the Inhibition activity of bacteria isolated from digestive track chicken broiler against Echerichia coli and Salmonella sp. at several growth media, aeration, ph and temperature. Isolation of digestive track broiler bacteria was conducted by using Nutrient Agar (NA) media at ph 7.0 and ph 4.5. The isolates were assayed against Echerichia coli and Salmonella sp. The isolates which showed inhibition capability were selected, microscopically identified, Gram stained and used for further assay The inhibitory activity of selected isolates was examined using De Man Ragosa (MRS ) and Tripton Glucosa Yeast Extract (TGY) media, with and without agitation. The selected media was then modified with molasses and soybean meal as source of carbon and nitrogen, respectively. The stability of inhibitory activity was examined at five levels of temperature (25 0 C, 30 0 C, 37 0 C, 40 0 C, 50 0 C), and seven ph levels (3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, and 9.0). The selected isolates were also enzimatically assayed for amylase, protease, lipase, and cellulose activity. The results showed that 7n isolate produced the highest inhibition activity against E. coli and Salmonella enteric. For E coli strong inhibition showed by 7n isolate at MRS modified media, ph 6.0-8.0, and temperature at 37 0 C, and similar condition applied also for EPEC K1-1, except the highest inhibition occured at 50 0 C. For Salmonella enteric growth inhibition by 7n isolate was obtained using MRS modified media, ph 5, and temperature at 30 0 C. For other Salmonella subsp.2 small inhibition by 34n occurred at both MRS and TGY modified at ph 4.0-5.0 and temperature at 37 0 C. Both 7n and 34 isolates showed amylase, protease, lipase and cellulose activity. The results indicate that both isolates have their potency to be developed as probiotics, served as feed additive. The isolates are expected can function as growth promoter through their antibacterial and degrading enzymes activities. Keywords: chicken broiler bacteria, antibacterial activity, E. coli, Salmonella sp., MRS modified media, ph, temperature, degrading enzyme.

RINGKASAN GUSMINARNI. Aktivitas Penghambatan Bakteri Asal Saluran Pencernaan Ayam Broiler Terhadap Escherichia coli dan Salmonella spp. Pada Berbagai Media, Aerasi, ph dan Suhu. Dibimbing oleh YULIN LESTARI dan MIN RAHMINIWATI. Indonesia merupakan negara berkembang dengan tingkat pertumbuhan penduduk yang cukup tinggi. Peningkatan jumlah penduduk serta meningkatnya kesadaran masyarakat akan kebutuhan gizi yang baik untuk keluarga, mendorong meningkatnya permintaan akan bahan pangan hewani sebagai sumber protein. Salah satu bahan pangan hewani yang bermutu tinggi adalah produk asal ayam. Akan tetapi pemenuhan akan bahan pangan ini sering mendapat kendala. Masalah utama dalam peningkatan produksi ternak termasuk ayam adalah penyediaan pakan, terutama sebagai sumber protein dan energi yang masih diimpor dan sebagai konsekuensinya harga pakan meningkat. Untuk efisiensi pakan biasanya dengan pemberian feed additive sebagai zat pemacu tumbuh (growth promotant). Zat pemacu tumbuh yang umum dipakai berasal dari kelompok antibiotik. Penggunaan antibiotik mempunyai sifat positif seperti meghambat infeksi bakteri patogen dan memacu pertumbuhan. Akan tetapi antibiotik mempunyai efek samping yaitu ikut hadirnya residu antibiotik dalam produk yang dihasilkan sehingga mengakibatkan efek teratogenik, karsinogenik, mutagenik, resistensi bakteri patogen serta. membunuh bakteri pencernaan yang menguntungkan. Untuk memicu produksi dan reproduksi ternak yang lebih aman maka dicari zat pengganti antibiotik seperti probiotik, dan enzim. Probiotik adalah makanan tambahan (feed additive) berupa mikroba hidup, baik bakteri maupun kapang atau yeast yang dapat menguntungkan bagi inagnya dengan jalan meningkatkan keseimbangan mikroflora dalam saluran pencernaan ternak. Enzim adalah senyawa protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk mempercepat reaksi pemecahan senyawa komplek menjadi sederhana yang tersusun dari serangkaian asam amino dalam susunan yang teratur dan tetap. Sebagai protein, enzim diproduksi dan digunakan oleh sel hidup untuk mengkatalisis reaksi, antara lain konversi energi dan metabolisme pertahanan sel. Penelitian ini bertujuan mengkaji aktivitas antibakteri, dari metabolit bakteri asal saluran pencernaan ayam broiler terhadap Escherichia coli dan Salmonella sp. Kajian juga dilakukan terhadap aktivitas proteolitik, amilolitik, lipolitik, selulolitik dari metabolit yang dihasilkan bakteri asal saluran pencernaan ayam pada beberapa media, aerasi, ph, dan suhu. Isolasi bakteri asal saluran pencernaan ayam broiler (tanpa antibiotik) dengan menggunakan media NA ph 7.0 dan ph 4.5. Bakteri yang didapat di uji antagonis terhadap EPEC K1-1, E. coli, Salmonela subsp.2, Salmonella enteric dengan metode double layer (Lisboa et al. 2006). Aktivitas penghambatan ditunjukkan olah adanya zona bening di sekitar koloni. Isolat bakteri terpilih diidentifikasi dan dioptimasi aktivitas penghambatannya pada media MRS dan TGY, diagitasi dan tanpa agitasi. Media yang paling tinggi aktivitasnya digunakan untuk membuat media modifikasi dengan mengganti sumber karbon dengan molase dan sumber nitrogen dengan tepung kedelai. Optimasi dilakukan pada lima

tingkatan suhu (25 0 C, 30 0 C, 37 0 C, 40 0 C, 50 0 C) dan tujuh tingkatan ph (3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0). Hasil isolasi diperoleh 72 isolat terdiri dari 38 isolat pada media NA dengan ph 7.0 dan 34 isolat pada media NA dengan ph 4.5. Bagian saluran yang digunakan untuk isolasi bakteri antara lain duodenum, ileum dan intestinum crasum. Pada duodenum diperoleh 11 isolat, ileum 14 isolat dan intestinum crasum 47 isolat. Hasil uji antagonis menunjukkan 19 isolat mampu menghambat EPEC K1-1 yang terdiri dari 13 isolat dari ph 7.0 dan 6 isolat dari ph 4.5. Penghambatan terhadap E. coli diperoleh 30 isolat, terdiri dari 18 isolat dari ph 7.0 dan 12 isolat dari ph 4.5. Penghambatan terhadap Salmonella enteric didapatkan 21 isolat terdiri dari 7 isolat dari ph 7.0 dan 14 isolat dari ph 4.5. Waktu inkubasi yang paling baik adalah 48 jam. Setelah diseleksi dan diidentifikasi diperoleh empat isolat terpilih yaitu isolat 7n, 25n, 27n, dan 34n. Keempat isolat merupakan kelompok Bacillus yang mempunyai aktifitas penghambatan terhadap EPEC K1-1, E. coli, Salmonella enteric dan Salmonella subsp.2. Isolat terpilih dioptimasi aktivitas penghambatannya terhadap media, ph dan suhu. Dari hasil optimasi terhadap media MRS modifikasi dan TGY modifikasi diperoleh isolat 7n, 25n, dan 27n aktivitas penghambatannya terbaik ditumbuhkan pada media MRS modifikasi tanpa agitasi dan untuk isolat 34n media terbaiknya adalah media TGY modifikasi tanpa agitasi. Hasil optimasi terhadap suhu dan ph diperoleh aktifitas penghambatan tertinggi terhadap EPEC K1-1 oleh isolat 7n sebesar 19mm pada media MRS modifikasi suhu 50 0 C dan ph 7.0. Penghambatan tertinggi terhadap E.coli asal ayam oleh isolat 25n sebesar 29 mm pada media MRS modifikasi suhu 40 0 C dan ph 8.0. Aktifitas penghambatan terhadap Salmonella enteric oleh isolat 7n pada media MRS modifikasi dengan suhu 30 0 C dan ph 5.0. Penghambatan terhadap Salmonella subsp.2. oleh isolat 34n sebesar 19mm pada media MRS modifikasi suhu 37 0 C dan ph 9.0. Keempat isolat menunjukkan aktifitas penghambatan pada kisaran suhu 30 0 C hingga 50 0 C dan kisaran ph 5.0 hingga ph 9.0. Hasil uji enzim menunjukkan bahwa isolat 7n, 25n, 27n, 34n mempunyai kemampuan menghasilkan enzim amilase, protease, lipase dan selulase ekstraseluler. Dimana isolat 7n mempunyai nilai indeks paling tinggi dengan indeks amilase 0.67, indeks protease 1.5, indeks lipase 1, dan indeks selulase 2. Isolat 27n menghasilkan enzim amilase, protease dan selulase tapi tidak menghasilkan enzim lipase. Dengan demikian isolat 7n, 25n, 27, dan 34n efektif menghambat pertumbuhan EPEC K1-1, E. coli, Salmonella enteric, Salmonella subsp.2 asal ayam sehingga berpotensi sebagai biokontrol pada ternak ayam pedaging (broiler). Aktivitas penghambatan yang lebih kecil pada media modifikasi dibanding media umum diduga disebabkan oleh kandungan molase dan tepung kedelai masih kompleks. Keempat isolat diharap dapat digunakan sebagai probiotik dan makanan tambahan (feed additive) pengganti antibiotik. Kata kunci: bakteri, bakteri asal ayam broiler, aktivitas antibakteri, E.coli, Salmonella sp., media MRS modifikasi, media TGY modifikasi, ph, suhu, aktivitas enzim degradatif.

Hak cipta milik IPB tahun 2009 Hak cipta dilindungi Undag Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

AKTIVITAS PENGHAMBATAN BAKTERI ASAL SALURAN PENCERNAAN AYAM BROILER TERHADAP Escherichia coli dan Salmonella spp. PADA BERBAGAI MEDIA, AERASI, ph dan SUHU GUSMINARNI Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Mayor Mikrobiologi SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

Penguji Luar Komisi Ujian Tesis: Dr. Ir. Iman Rusmana

Judul Tesis Nama NRP : Aktivitas Penghambatan Bakteri Asal Saluran Pencernaan Ayam Terhadap Escherichia coli dan Salmonella spp. Pada Berbagai Media, Aerasi, ph dan Suhu : Gusminarni : G351070071 Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. Yulin Lestari Ketua drh. Min Rahminiwati, M.S.PhD Anggota Diketahui Ketua Mayor Mikrobiologi Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Gayuh Rahayu Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodipuro, M.S Tanggal Ujian: 10 Agustus 2009 Tanggal lulus:

PRAKATA Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunianya sehingga karya ilmiah (tesis) ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus 2008 sampai April 2009 adalah Aktivitas Penghambatan Bakteri Asal Saluran Pencernaan Ayam Broiler Terhadap Escherichia coli dan Salmonella spp. Pada Bebagai Media, Aerasi, ph dan Suhu. Penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang sebesar besarnya terutama kepada pembimbing, yaitu Dr. Ir. Yulin Lestari dan drh. Min Rahminiwati, M.S. PhD yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran selama penelitian dan penulisan tesis ini. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Iman Rusmana selaku Penguji Luar Komisi yang telah banyak memberikan koreksi dan arahan untuk perbaikan tesis Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak dan Ibu pengelola Laboratorium Mikrobiologi FMIPA IPB atas segala bantuan dan fasilitas yang diberikan selama penelitian dilakukan. Terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan pula kepada Departemen Agama Republik Indonesia yang telah memberikan beasiswa untuk melanjutkan studi S2 di Sekolah Pascasarjana IPB melalui Program Peningkatan Mutu Guru Madarasah. Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada Kepala MAN 2 Batusangkar, Bapak Drs. Anasril yang telah memberi izin penulis untuk tugas belajar di IPB, serta teman-teman guru MAN 2 Batusangkar atas dukungannya. Akhirnya ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada suami dan anak-anak tercinta atas doa, motivasi dan keihkhlasan mereka untuk ditinggalkan selama penulis menempuh pendidikan di IPB serta Bapak dan Ibu mertua, kakak, adik, kakak ipar, adik ipar yang membantu dalam merawat anak anak penulis selama penulis studi. Tidak lupa kepada rekan-rekan yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas bantuan dan kebersamaannya. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran sangat diharapkan. Penulis berharap semoga karya ilmiah inii bermanfaat bagi pembaca. Bogor, Agustus 2009 Gusminarni

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bukitinggi pada tanggal 26 Agustus 1968 dari bapak Mislam (Alm) dan ibu Nurma (Almh). Penulis merupakan putri kelima dari enam bersaudara. Pendidikan Dasar sampai Menengah Atas diselesaikan di Bukittinggi, Sumatera Barat. Tahun 1987 penulis lulus SMA Negeri 2 Bukittinggi dan pada tahun yang sama penulis lulus masuk perguruan tinggi Institut Keguruan Ilmu Pendidikan (IKIP) Padang melalui jalur Penelusuran Minat Dan Kemampuan (PMDK) pada jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA, dan lulus pada tahun 1991. Penulis bekerja sebagai guru honorer di SMA YPP Lubuk Alung Sumatera Barat dari tahun 1991 hingga 1992. Dari tahun 1993 hingga 1996 penulis mengajar di Madrasah Sumatra Tawalib Parabek Bukittinggi. Pada tahun 1994 penulis diangkat menjadi guru Biologi pada MAN 2 Batusangkar, Kabupaten Tanah Datar, Provinsi Sumatera Barat. Tahun 2007 penulis mendapatkan beasiswa dari Departemen Agama Republik Indonesia melalui program Peningkatan Mutu Guru Madarasah untuk melanjutkan studi pada mayor Mikrobiologi, Sekolah Pascasarjana IPB. Penulis menikah dengan Sumintarto Nurwahyudi. Spd pada tahun 1996 dan dikaruniai 4 orang anak, Syafiq Wahyu Hidayat (12 tahun), Fadhel Ghalib Wahyudi (10 tahun), A.Nouval Dzakwan Wahyudi (5 tahun) dan Ghina Nasywa Fauzana (2 tahun). Alamat Rumah sekarang di Perumahan Arai Pinang II Blok A No 2 Batusangkar telp (0752) 574185 Tanah Datar-Sumbar. Alamat sekolah MAN 2 Batusangkar jl Sudirman Lima Kaum (0752) 71640. Email minarnipb@yahoo.com.

DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 2 Manfaat... 2 TINJAUAN PUSTAKA... 4 Mikroflora Usus... 4 Probiotik... 6 Prebiotik... 8 Bacillus sp... 8 Escherichia coli... 10 Salmonella sp... 12 Antibiotik... 14 Enzim... 15 Protease... 16 Amilase... 17 Lipase... 19 Selulase... 19 Molase... 20 Tepung kedelai... 21 BAHAN DAN METODE... 22 Waktu dan Tempat... 22 Bahan dan Alat... 22 Metode... 23 Isolasi Bakteri Saluran Pencernaan Ayam... 23 Pemurnian Bakteri Hasil Isolasi... 23 Peremajaan Bakteri Target... 24 Uji Antagonis Langsung Bakteri Asal Saluran Pencernaan Ayam terhadap EPEC K1-1, Salmonella enteric dan E. coli Asal Ayam serta Salmonella subsp.2 Asal Ayam... 24 Identifikasi / Karakterisasi Isolat Bakteri... 24 Esei Antagonis Isolat Terpilih Terhadap Pertumbuhan E. coli, Salmonella subsp.2, EPEC K1-1, Salmonella enteric dengan Metode Kirby-Bauer... 25 Optimasi Produksi Senyawa Bioaktif... 25 Uji Kualitatif Aktivitas Amilase, Protease, Lipase, Selulase... 26 HASIL DAN PEMBAHASAN... 27 Isolasi dan Pemurnian Bakteri Asal Saluran Pencernaan Ayam Broiler... 27 vi vii viii

Peremajaan Bakteri target... 30 Kemampuan Penghambatan Bakteri Asal Saluran Pencernaan Ayam Terhadap EPEC K1-1, Salmonella enteric dan E. Coli Asal Ayam Serta Salmonella subsp.2 Asal Ayam... 31 Identifikasi Bakteri Asal Saluran Pencernaan Ayam Broiler... 32 Esei Antagonis Isolat Terpilih Terhadap Pertumbuhan E. coli, Salmonella subsp.2, EPEC K1-1, Salmonella enteric Dengan Metode Kirby-Bauer... 37 Optimasi Produksi Senyawa Bioaktif... 40 Optimasi Media... 40 Optimasi Waktu Produksi... 45 Pertumbuhan Isolat... 46 Optimasi Suhu... 47 Optimasi ph... 49 Aktivitas Amilase, Protease, Lipase, Selulase... 51 SIMPULAN DAN SARAN... 58 DAFTAR PUSTAKA... 59 LAMPIRAN... 67

DAFTAR TABEL Halaman 1 Mikroorganisme dalam saluran pencernaan ternak... 5 2 Tabel 2 Hasil Isolasi Bakteri Asal Saluran Pencernaan Ayam Broiler... 28 3 Tabel 3 Aktivitas penghambatan bakteri asal saluran pencernaan ayam broiler erhadap E.coli, EPEC K1-1, Salmonella enteric... 31 4 Tabel 4 Hasil uji katalase isolat 7n, 25n, 27n, 34n... 35 5 Tabel 5 Hasil uji penghambatan ekstrak kasar isolat 7n, 25n, 27n, 34n terhadap EPEC K1-1, E. coli, Salmonella enteric,dan Salmonella subsp.2... 37 6 Tabel 6 Indeks amilolitik, proteolitik, lipolitik, selulolitik isolat 7n, 25n, 27n, 34n... 51

DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur amilosa dengan ikatan α-1.4 D-glukosidik... 17 2 Struktur amilopektin dengan ikatan α-1.4 dan α-1.6- D glikosidik... 18 3 Strutur selulosa dengan ikatan β- (1,4)... 20 4 Hasil pewarnaan Gram a (isolat 7n) diisolasi dari jejenum, (isolat 25n) dari intestinum crasum ayam broiler berbentuk batang (perbesaran 40 x 100)... 33 5 Hasil pewarnaan Gram a (isolat 27n) b (isolat 34n) diisolasi dari intestinum crasum ayam broiler berbentuk batang Gram positif (perbesaran 40 x 100)... 33 6 Hasil pewarnaan spora (isolat 7n), b (isolat 25n) diisolasi dari intestinum crasum ayam broiler (perbesaran 40 x 100)... 34 7 Hasil pewarnaan spora (a) isolat 27n, (b) isolat 34n diisolasi dari intestinum crasum ayam broiler (perbesaran 40 x 100)... 34 8 Aktifitas penghambatan isolat terpilih terhadap bakteri target (a)epec K1-1, (b) E.coli Ф cakram kertas 8mm... 38 9 Aktifitas penghambatan isolat terpilih terhadap bakteri target (a) Salmonella enteric (b) Salmonella sp. asal ayam, Ф cakram kertas 8mm... 38 10 Perbandingan aktivitas penghambatan antara sel dan filtrat kultur dari isolat 7n, 25n, 27n, 34n terhadap E.coli... 39 11 Aktifitas penghambatan isolat terpilih terhadap (a) EPEC K1-1 (b) E. coli asal ayam... 41 12 Aktifitas penghambatan isolat terpilih terhadap (a) Salmonella enteric (b) Salmonella subsp.2 asal ayam... 42 13 Hubungan lama inkubasi dengan aktivitas penghambatan terhadap E.coli (a) filtrat kultur (b) sel... 45 14 Kurva tumbuh Isolat 7n, 25n, 27n, 34n pada media NB... 46 15 Aktivitas penghambatan isolat terhadap (a) EPEC K1-1 (b) E. coli... 47 16 Aktivitas penghambatan isolat terhadap (a) Salmonella enteric,

(b) Salmonella subsp.2 asal ayam... 48 17 Aktifitas penghambatan isolat terhadap (a) EPEC K1-1 (b) E. coli... 49 18 Aktifitas penghambatan isolat terhadap (a) Salmonella enteric (b) Salmonella subsp.2 asal ayam... 50 19 Zona bening yang dihasilkan isolat 7n, 25n, 27n, 34n pada uji enzim (a) amilase (b) protease... 52 20 Zona bening yang dihasilkan isolat 7n, 25n, 27n, 34n pada uji enzim (a) lipase (b) selulase... 54 DAFTAR LAMPIRAN

Halaman 1 Komposisi kimia molase... 68 2 Komposisi kimia tepung kedelai... 68 3 Komposisi media peremajaan, produksi, serta uji daya hambat isolat. asal saluran pencernaan ayam broiler terhadap EPEC K1-1, E. coli asal ayam, Salmonella enteric, Salmonella subsp.2 asal ayam... 69 4 Komposisi Pereaksi Pewarnaan... 71 5 Hasil isolasi dan identifikasi bakteri asal saluran pencernaan ayam broiler pada media NA ph 7.0... 72 6 Hasil isolasi dan identifikasi bakteri asal saluran pencernaan ayam broiler pada media NA ph 7.0... 73 7 Kurva Standar Isolat 7n... 74 8 Kurva Standar Isolat 25n... 75 9 Kurva Standar Isolat 27n... 76 10 Kurva Standar Isolat 34n... 77 11 Diameter (Ф) zona bening Isolat 7n, 25n, 27n, 34n yang diantagonis dengan EPEC K1-1 diinkubasi pada berbagai tingkatan suhu... 78 11 Diameter (Ф) zona bening Isolat 7n, 25n, 27n, 34n yang diantagonis dengan E. coli diinkubasi pada berbagai tingkatan suhu... 78 11 Diameter (Ф) zona bening Isolat 7n, 25n, 27n, 34n yang diantagonis dengan Salmonella enteric diinkubasi pada berbagai tingkatan suhu... 78 11 Diameter (Ф) zona bening Isolat 7n, 25n, 27n, 34n yang diantagonis dengan Salmonella subsp.2 diinkubasi pada berbagai tingkatan suhu... 78

PENDAHULUAN Latar Belakang Indonesia merupakan negara berkembang dengan tingkat pertumbuhan penduduk cukup tinggi. Peningkatan jumlah penduduk serta meningkatnya kesadaran masyarakat akan kebutuhan gizi yang baik untuk keluarga, menyebabkan meningkatnya permintaan akan bahan pangan hewani sebagai sumber protein. Salah satu bahan pangan hewani yang bermutu tinggi adalah produk asal ayam. Akan tetapi pemenuhan akan bahan pangan ini sering mendapat kendala. Masalah utama dalam peningkatan produksi ternak termasuk ayam pedaging (broiler) adalah penyediaan pakan. Pakan merupakan 70% biaya pemeliharaan. Pakan yang diberikan harus memberikan nutrisi yang dibutuhkan ayam, yaitu karbohidrat, protein, lemak, vitamin dan mineral, sehingga pertambahan berat badan perhari Average Daily Gain (ADGnya) akan tinggi..pada saat ini pakan terutama sebagai sumber protein dan energi dipenuhi dari impor dan sebagai konsekuensinya harga pakan menjadi mahal. Untuk meningkatkan efisiensi pakan biasanya dilakukan dengan cara memberi bahan tambahan (feed additive) sebagai zat pemacu tumbuh (growth promotant). Zat pemacu tumbuh yang umum dipakai berasal dari kelompok antibiotik seperti zinkbasitrasin, monensin, tetrasiklin dan penicilin. Selain untuk pemacu tumbuh antibiotik juga digunakan untuk megendalikan penyakit yang disebabkan oleh mikroba. Akan tetapi penggunaan antibiotik yang berlebihan mengandung resiko yaitu ikut hadirnya residu antibiotik dalam produk yang dihasilkan (telur dan daging) yang bersifat teratogenik, karsinogenik dan mutagenik. Resiko lainnya yaitu terjadinya resistensi mikroorganisme patogen seperti Salmonella sp. resisten streptomisin, E. coli resisten Enrofloxasin, dan membunuh bakteri yang menguntungkan. Pakar nutrisi (nutritionist) telah mengalihkan penggunaan zat pemacu tumbuh yang berasal dari antibiotik ke bahan bioaktif alami dan probiotik. Bahan bioaktif alami adalah bahan bahan pemacu pertumbuhan yang bersumber dari organisme. Probiotik adalah makanan tambahan berupa mikroba hidup, baik bakteri maupun kapang/yeast yang dapat menguntungkan bagi inangnya dengan

2 jalan meningkatkan keseimbangan mikroflora dalam saluran pencernaan ternak (Fuller 1992). Probiotik menggantikan penggunaan antibiotik sebagai pemacu tumbuh telah terbukti dapat meningkatkan produktivitas ternak. Mikroba yang sudah dinyatakan aman sebagai bahan pakan untuk ayam yaitu golongan bakteri seperti Lactobacillus sp., Bacillus subtilis, serta dari golongan kapang seperti Saccharomyces sp. (Martin 1995; Haddadin et al. 1996; Jin et al. 1996). Untuk produksi mikroba sebagai probiotik dari segi industri harus memperhatikan efisiensi sehingga diperlukan optimasi produksi metabolit dari mikroba. Pertumbuhan mikroba sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti suhu, ph, oksigen, tekanan osmosis dan faktor nutrisi terdiri dari sumber karbon, nitrogen, mineral (unsur makro dan mikro), vitamin (Stainer et al. 1976; Fardiaz 1989). Kebutuhan akan karbon untuk pertumbuhan mikroba yang paling baik diperoleh dari sumber karbohidrat yang dapat larut seperti glukosa, dan sumber nitrogen yang mudah larut seperti kasein. Namun penggunaan glukosa dan kasein memerlukan biaya yang tinggi, oleh karena itu untuk produksi sel mikroba dengan biaya yang lebih murah dan mudah didapat pada umumnya digunakan sumber karbon lain seperti molase dan sumber nitrogen dari tepung kedelai. Optimasi aktivitas senyawa bioaktif dari bakteri terpilih dilakukan terhadap media produksi yang menggunakan molase dan tepung kedelai, agitasi dan tanpa perlakuan agitasi, ph, dan suhu. Tujuan Penelitian ini bertujuan mengkaji aktivitas antibakteri dan aktivitas enzimatik dari metabolit bakteri asal saluran pencernaan ayam broiler. Aktivitas antibakteri dilakukan terhadap Escherichia coli dan Salmonella sp., sedangkan aktivitas enzimatik meliputi proteolitik, amilolitik, lipolitik, selulolitik. Optimasi produksi metabolit yang dihasilkan bakteri dilakukan pada berbagai media, aerasi, ph, dan suhu. Manfaat Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan bakteri unggul asal saluran pencernaan ayam broiler yang berpotensi sebagai probiotik pada kondisi

3 pertumbuhan optimum untuk menghasilkan senyawa anti bakteri. Penggunaan bakteri asal saluran pencernaan ini diharapkan dapat menjadi alternatif penggunaan antibiotik sebagai pemacu pertumbuhan, sehubungan kemampuannya dalam menghasilkan enzim ekstraseluler yang membantu konversi pakan secara optimal sehingga penggunaan pakan lebih efisien dan pertumbuhan menjadi optimum.

TINJAUAN PUSTAKA Mikroflora Usus Mahluk hidup sebelum lahir atau menetas berada dalam keadaan steril, Ketika sudah berhubungan dengan dunia luar berbagai tipe mikroba masuk ke dalam tubuh baik dalam proses kelahiran atau menetas, maupun lewat makanan dan kontak dengan lingkungan. Mikroorganisme tersebut tinggal pada saluran pencernaan sampai makhluk hidup itu mati. Bagian dari saluran pencernaan yang paling banyak dihuni oleh bakteri adalah saluran usus. Mikroorganisme yang menempel pada saluran usus tersebut dinamakan mikroflora usus (Nakazawa 1992). Mikroflora usus merupakan ekosistem yang kompleks terdiri dari sejumlah besar bakteri. Zat yang terdapat dalam ekosistem usus dapat berasal dari bahan luar yang berupa pakan dan dapat berasal dari dalam tubuh (endogeneus) seperti produk metabolisme yang harus dibuang. Mikroflora detrimental umumnya sangat aktif merombak zat yang terdapat dalam usus besar baik berasal dari bahan makanan beracun, obat obatan, steroid, maupun metabolit yang berasal dari bahan makanan (Hasono 2002). Hasil akhirnya adalah metabolit yang bersifat toksik (beracun), karsinogenik (menyebabkan kanker) atau metagenik (membentuk gas metan). Metabolit ini sering menyebabkan kerusakan mukosa usus bahkan membentuk tumor atau beberapa penyakit lain. Dalam kaitan ini proporsi bakteri baik akan mendesak atau mengencerkan mikroflora aktif diatas, sehingga zat toksik yang akan dibentuk tidak jadi karena, bahan pembentuknya sudah dibuang terlebih dahulu. Menurut Savage yang dikutip oleh Nakazawa (1992) mikroflora normal usus mempunyai sifat (1) dapat tumbuh dalam kondisi anaerobik, (2) terdapat pada saluran pencernaan dewasa normal, (3) dapat mengkolonisasi pada bagian specifik saluran pencernaan, (4) dapat membangun habitat sendiri selama proses perantian dari manusia dan hewan muda, (5) dapat menjaga populasi pada dewasa normal, (6) dapat melekatkan diri dengan permukaan epitel usus. Kemampuan bakteri untuk melekat pada jaringan epitel usus (lapisan lendirnya), dapat dibuktikan dengan kemampuannya megkolonisasi saluran usus dan menjaga

5 populasi tetapnya. Bakteri bakteri ini dapat diselidiki keberadaannya dengan menguji feses dari hostnya. Pada saluran pencernaan ayam terdapat sekitar 100-400 mikroba yang menguntungkan dan merugikan. Mikroba menguntungkan seperti E. Coli, Lactobacillus, Streptococcus, Bacteroides, Enterococcus, Clostridia, dan yang merugikan seperti Salmonella sp. Bakteri bakteri itu hidup dalam keseimbangan. Kestabilan flora usus bisa terganggu antara lain oleh antibiotik, infeksi bakteri dan virus, kemoterapi, radiasi, pola makan, stres dan iklim (Gsianturi 2002). Menurut Utomo (2002 ) mikroorganisme pada saluran pencernaan ternak terdiri dari mikroorganisme seperti tercantum pada (Tabel 1). Tabel 1 Mikroorganisme dalam saluran pencernaan ternak Hewan Bakteri Ileum Seikum Feses Lambung (CFU) (CFU) (CFU) (CFU) Ayam E.coli - - 10 6 10 6 Lactobacillus 10 9 10 9 10 6 10 9 Streptococcus 10 4 - - - Bacteroides - - 10 9 10 7 Enterococcus - 10 4 10 7 10 7 Clostridia - - - - Babi E.coli 10 5 10 6 10 7 10 5 Lactobacillus - 10 9 10 9 10 9 Streptococcus 10 6 - - 10 6 Bacteroides - - - - Enterococcus - 10 7 10 7 - Clostridia - 10 7 10 8 - Kucing E.coli 10 4 - - 10 5 Lactobacillus 10 7 10 8 10 9 - Streptococcus - - - 10 7 Bacteroides - 10 9 10 9 - Enterococcus 10 6 10 8 10 8 - Clostridia 10 6 10 8 10 8 10 8

6 Dari tabel terlihat pada saluran pencernaaan ayam Lactobacillus ditemui hampir diseluruh saluran pencernaan, bakteri ini kelompok bakteri baik. Sementara E.coli dan Bacteroides banyak ditemui pada pada lambung dan pada ileum dan seikum tidak ditemui dan pada feses kembali ditemui dengan jumlah yang sama dengan di lambung. Enterococcus ditemui pada lambung dan pada seikum jumlahnya menurun kemudian pada feses jumlahnya meningkat kembali. Streptococcus hanya ditemui pada saluran pencernaan bagian ileum Mikroflora usus ayam pada umumnya bersumber dari permukaan telur yang tidak steril sebagai hasil kontak induk dengan sangkarnya. Sedangkan pada peternakan komersial, kolonisasi pada saluran usus ada hubungannya dengan kebersihan di hatchery dan kontak dengan lingkungan bebas. Jika saluran usus terkolonisasi dengan mikroba yang merugikan, maka akan berdampak patogen bagi tubuh. Untuk mengantisipasi serangan patogen, bakteri menguntungkan (probiotik) akan membangun pertahanan tanpa memberi ruang bagi bakteri patogen untuk menyerang tubuh (Gsianturi 2002). Probiotik Probiotik berasal dari bahasa Yunani yang artinya for life (untuk hidup) memiliki pemahaman yang berbeda-beda. Istilah probiotik pertama kali digunakan oleh Lilley dan Stiwell pada tahun (1965) menyatakan bahwa substansi yang dihasilkan mikroba untuk menstimulir pertumbuhan mikroba lainnya dalam saluran pencernaan. Lebih lanjut Fuller (1989) mendefinisikan probiotik sebagai bahan pangan yang mengandung mikroorganisme dalam keadaan hidup yang mempunyai pengaruh menguntungkan bagi inangnya dengan meningkatkan keseimbangan mikroflora usus. Definisi probiotik berkembang setelah adanya data hasil penelitian ilmiah, seperti yang dikemukakan oleh Fuller (1992) bahan probiotik itu adalah makanan tambahan (feed suplement) berupa jasad hidup yang mempunyai pengaruh menguntungkan bagi ternak induk semangnya. Dan mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan sebagai probiotik antara lain tidak toksik, mampu bertahan pada suasana asam dan cairan empedu, dapat berkoloni dan melakukan kegiatan metabolisme di dalam usus dan dapat tumbuh lama dan menghambat mikroba patogen dan dapat hidup pada berbagai kondisi dalam tubuh ternak. Pernyataan ini

7 kemudian diperbaharui oleh Salminen et al. (1999) probiotik yaitu sediaan sel mikroba atau komponen dari sel mikroba yang mempunyai pengaruh menguntungkan pada kesehatan dan kehidupan inangnya. Menurut Fuller (1991) bakteri probiotik harus memiliki persyaratan yaitu memberikan efek yang menguntungkan pada host, tidak patogenik dan tidak toksik, mengandung sejumlah besar sel hidup, mampu bertahan dalam kondisi yang tidak menguntungkan dan melakukan kegiatan metabolisme dalam usus, tetap hidup selama dalam penyimpanan sampai waktu digunakan, mempunyai sifat sensori yang baik, diisolasi dari host. Beberapa penelitian mengungkapkan pengaruh positif dari probiotik terhadap kesehatan adalah: 1. Memperbaiki keluhan malabsorbsi laktosa (Legowo 2003) 2. Meningkatkan ketahana alami terhadap infeksi di usus (Siswono 2002) 3. Mencegah diare yang diakibatkan oleh antibiotik (Gsianturi 2002) 4. Menurunkan resiko terjadinya penyakit tumor dan kanker kolon (Prangdimurti 2001) 5. Mengurangi kadar kolesterol darah (Tannock 1999) 6. Memperbaiki pencernaan (Fuller 1997) 7. Stimulasi imunitas gastrointestinal (Mc Cracken dan Gaskin 1999; Mc Farlane dan Cummings 1999). Probiotik dapat digolongakan menjadi dua yakni golongan bakteri dan golongan cendawan. Menurut Mujiasih (2001) mikroorganisme yang sering digunakan sebagai probiotik dari kedua kelompok ini adalah Aspergilus niger, A. oryzae, Bacillus coagulans, B. lentis, B.pumilus, B. brevis, B. alvei, B. circulans, Bifidobacterium adolescentis, B. animalis, B. bifidum, B. infantis, B. longum, B. thermopilus, Bacteroides amylophilus, B. ruminicola, Lactobacillus acidophilus, L. brevis, Streptococcus oremoris, S. faecium, S. lactis, S. thermophilus, Leiconostoc mesenteroides, Pediococcus acidolacticii, Propionibacterium shemani dan Saccharomyces cerevisiae. Penggunaan probiotik pada ternak unggas bertujuan untuk memperbaiki saluran pencernaan dengan cara: (1) menekan reaksi pembentukan racun dan metabolit yang bersifat karsinogenik (penyebab kanker), (2) merangsang reaksi

8 enzim yang dapat menetralisir senyawa beracun yang tertelan atau dihasilkan oleh saluran pencernaan, (3) merangsang produksi enzim (enzim protease dan alfaamilase) yang digunakan untuk mencerna pakan, (4) memproduksi vitamin dan zat zat yang tidak terpenuhi oleh tubuh (Seifert dan Gessler 1997). Menurut Sartika et al. (1994) penggunaan probiotik dapat memperbaiki performance ayam broiler meliputi rataan bobot hidup, konversi pakan dan menurunkan mortalitas. Prebiotik Prebiotik pada umumnya adalah karbohidrat yang tidak tercerna dan tidak tidak diserap biasanya dalam bentuk oligosakarida (oligofruktosa) dan inulin (dietary fiber) (Reddy 1998; Grizard dan Barthomeuf 1999; Reddy 1999). Zat ini akan mengalami proses peragian di dalam usus besar, untuk menghasilkan makanan bagi bakteri yang menguntungkan (Karyadi 2003). Makanan tersebut sangat berguna bagi perkembangbiakan bakteri baik menjadi lebih banyak sehingga dapat mendominasi populasi bakteri dalam usus. Prebiotik dikenal juga sebagai nutrisi yang sesuai bagi bakteri baik akan tetapi tidak cocok bagi bakteri jahat. Bacillus sp. Bacillus sp. merupakan bakteri Gram positif, berbentuk batang, dapat tumbuh pada kondisi aerob dan anaerob. Sporanya tahan terhadap panas (suhu tinggi), mampu mendegradasi Xylan dan karbohidrat (Cowan dan Stell s 1973). Bacillus spp mempunyai sifat : (1) mampu tumbuh pada suhu lebih dari 50 0 C dan suhu kurang dari 5 0 C, (2) mampu bertahan terhadap pasteurisasi, (3) mampu tumbuh pada konsentrasi garam tinggi (>10%), (4) mampu menghasilkan spora dan (5) mempunyai daya proteolitik yang tinggi dibandingkan mikroba lainnya. Bacillus adalah salah satu genus bakteri yang berbentuk batang dan merupakan anggota dari divisi Firmicutes. Menurut Turnbull (1996) Bacillus merupakan bakteri aerob obligat atau fakultatif, dan positif terhadap uji enzim katalase. Bacillus secara alami terdapat di mana-mana, dan termasuk spesies yang hidup bebas atau bersifat patogen. Beberapa spesies Bacillus menghasilkan enzim ekstraseluler seperti protease, lipase, amilase, dan selulase yang bisa membantu pencernaan dalam tubuh hewan (Wongsa dan Werukhamkul 2007). Jenis Bacillus (Bacillus cereus, Bacillus clausii, Bacillus pumilus) termasuk dalam lima produk

9 probiotik komersil terdiri dari spora bakteri yang telah dikarakterisasi dan berpotensi untuk kolonisasi, immunostimulasi, dan aktivitas anti mikrobanya (Duc et al. 2004). Beberapa penelitian telah berhasil mengisolasi dan memurnikan bakteriosin Bacillus sp. Gram positif diantaranya yaitu subtilin yang dihasilkan oleh Bacillus subtilis (Klein et al. 1993), megacin yang dihasilkan oleh B. megaterium (Tagg et al. 1976), coagulin dihasilkan oleh B. coagulans I 4 (Hyronimus 1998), cerein dihasilkan oleh B. cereus (Oscariz dan Pisabarro 2000), dan tochicin yang dihasilkan oleh B. thuringiensis (Paik et al. 1997). Senyawa antimikrob lain yang dihasilkan oleh Bacillus sp adalah basitrasin, pumulin, laterosporin, gramisidin, dan tirocidin yang efektif melawan bakteri Gram positif serta kolistin dan polimiksin bersifat efektif melawan bakteri Gram negatif. Sedangkan difficidin memiliki spektrum lebar, mikobacilin dan zwittermicin bersifat anti jamur (Todar 2005). Bakteriosin yang dihasilkan oleh bakteri Gram positif biasanya merupakan polipeptida bermuatan positif yang dapat menembus membran sel dan tersusun kurang dari 60 residu asam amino. Berdasarkan struktur asam aminonya bakteriosin dapat diklasifikasikan ke dalam dua kelompok, yaitu: 1. Lantibiotik, yaitu kelompok bakteriosin yang dikarakterisasi oleh adanya jembatan sulfur intra rantai dan mengandung asam amino yang tidak lazim yaitu dehidrolanin, lantionin, dan β-metil lantionin, misalnya pada nissin yang dihasilkan oleh bakteri Lactococcus lactis (Hurst 1981) dan variacin (Pridmore et al. 1996). 2. Non-lantibiotik, yaitu kelompok bakteriosin yang dapat dibagi dua berdasarkan bobot molekulnya, yaitu: a. Bakteriosin dengan berat molekul relatif kecil yaitu sekitar 2 6 kda (Lozano et al. 1992), misalnya pediocin Ach yang dihasilkan oleh Pediococcus acidilactici. b. Bakteriosin dengan berat molekul relatif besar biasanya di atas 30 kda (Benoit et al. 1994), contohnya helveticin J yang dihasilkan oleh Lactobacillus helviticus.

10 Bakteriosin merupakan zat antimikroba berupa polipeptida, protein, atau senyawa yang mirip protein. Bakteriosin disintesis di ribosom oleh bakteri selama masa pertumbuhannya dan umumnya hanya menghambat pertumbuhan galurgalur bakteri yang berkerabat dekat dengan bakteri penghasil bakteriosin (Kone & Fung 1992; Jack et al. 1995). Menurut Tagg et al. (1976), kriteria yang merupakan ciri-ciri bakteriosin adalah sebagai berikut: (1) memiliki spektra aktivitas yang lebih sempit, (2) senyawa aktif merupakan polipeptida atau protein, (3) bersifat bakterisida, (4) mempunyai reseptor spesifik pada sel sasaran, (5) gen determinan terdapat pada plasmid. Escherichia coli E. coli tergolong bakteri Gram negatif, an aerob fakultatif, berbentuk batang, tidak membentuk spora, tidak tahan asam dan ukuran 2 3 x 0.6 μm (Gordon dan Jordan 1982). Bakteri ini hidup dalam saluran pencernaan hewan. Uji fisiologis menunjukkan bereaksi positif terhadap indol dan merah metil, negatif terhadap Vogues-Proskauer, serta tidak menggunakan sitrat sebagai sumber karbon satusatunya (Krieg dan Holt 1984). Penyakit yang ditimbulkan oleh E. coli dapat digolongkan menjadi dua kelompok. Pertama E. coli yang bersifat oportunistik, artinya dapat menyebabkan penyakit dalam keadaan tertentu, misalnya kekurangan makanan atau mengikuti penyakit lain. Kedua bersifat enteropatogenic/enterotoksigenic, E. coli yang mempunyai antigen perlekatan dan memproduksi enterotoksin sehingga dapat menimbulkan penyakit. (Lay dan Hastowo 1992). Faktor virulensi E. coli dipengaruhi oleh ketahanannya terhadap pagositosis, kemampuan perlekatan terhadap epitel sel pernafasan dan ketahanannya terhadap daya bunuh oleh serum. E.coli yang patogen mempunyai struktur dinding sel yang disebut pili, yang tidak ditemukan pada serotipe yang tidak patogen (Tabbu 2000), dan pili inilah yang berperan dalam kolonisasi (Lay dan Hastowo 1992). Ada tiga macam struktur antigen yang penting dalam klasifikasi E. coli yaitu, antigen O (Somatik), antigen K (Kapsel) dan antigen H (Flagella) (Gupte 1990; Lay dan Hastowo 1992). Determinan antigen (tempat aktif suatu antigen) O terletak pada bagian liposakarida bersifat tahan panas dan dalam

11 pengelompokannya diberi nomor 1,2,3 dan seterusnya. Antigen K merupakan polisakarida atau protein, bersifat tidak tahan panas dan berinterferensi dengan aglutinasi O, Antigen H mengandung protein, terdapat pada flagella yang bersifat termolabil. Pada saat ini telah diketahui ada 173 grup serotipe antigen O74 jenis antigen K dan 53 jenis antigen H (Barnes dan Gross 1997). Serotipe yang banyak menyebabkan penyakit pada unggas adalah O1, O2, O35 dan O78 (Tabbu 2000), dan dikenal patogenitasnya cukup tinggi (Charlton et al. 2000). Kolibasilosis adalah penyakit pada unggas yang disebabkan oleh bakteri E. coli yang patogen, sebagai agen primer ataupun sekunder. Infeksi E. coli atau koliseptikemia ini dapat terjadi pada ayam pedaging dan petelur dari semua kelompok umur, serta unggas lain seperti kalkun dan itik (Charlton et al. 2000). Tanda klinis kolibasilosis tidak spesifik dan dipengaruhi oleh umur ayam, lama infeksi, organ yang terserang dan adanya penyakit lain bersamanya. Pada ayam pedaging umur 4 8 minggu dan ayam petelur umur ±20 minggu dapat terjadi septikemia akut dan menimbulkan kematian, yang didahului dengan hilangnya nafsu makan, malas bergerak/inaktif dan mengantuk (Lee dan Lawrence 1998). Penularan kolibasilosis biasanya terjadi secara oral melalui pakan, air minum atau debu/kotoran yang tercemar oleh E. coli. Debu dalam kandang ayam dapat mengandung 105 106 E. coli/gram dan bakteri ini dapat tahan lama, terutama dalam keadaan kering. Apabila debu tersebut terhirup oleh ayam, maka dapat menginfeksi saluran pernafasannya (Tabbu 2000). Penyakit kolibasilosis dapat dimanifestasikan dalam bentuk kelainan organ, seperti: septikemia, enteritis, granuloma, omfalitis, sinusitis, airsacculitis, rithritis/synovitis, peritonitis, pericarditis, selulitis dan Swollen Head Syndrome/SHS (Zanella et al. 2000), oovoritis,salpingitis, panopthalmitis dan bursitis sternalis (Barnes dan Gross 1997; Tabbu 2000). Kolibasilosis mempunyai arti penting bagi industri perunggasan, karena dapat menimbulkan gangguan pertumbuhan, penurunan produksi, penurunan kualitas karkas dan telur, serta, kualitas anak ayam (DOC). Di samping itu, adanya infeksi E. coli dapat merupakan faktor pendukung timbulnya penyakit komplek pada saluran pernafasan, pencernaan atau reproduksi yang sulit ditanggulangi (Tabbu 2000).

12 Sekitar 10 15% dari seluruh E. coli yang ditemukan di dalam usus ayam yang sehat tergolong serotipe patogen. Bagian usus yang paling banyak mengandung kuman tersebut adalah jejunum, ileum dan sekum. Jenis E. coli yang terdapat di dalam usus tidak selalu sama dengan jenis yang ditemukan pada jaringan lain. Sebagai agen penyakit sekunder, E. coli sering mengikuti penyakit lain, misalnya pada berbagai penyakit pernafasan dan pencernaan yang menyerang ayam. Kenyataan di lapangan, timbulnya kasus kolibasilosis, terutama akibat pengaruh imunosupresif dari Gumboro (ayam pedaging lebih dominan dibanding petelur) dan sebagai penyakit ikutan pada Chronic Respiratory Disease (CRD), Infectious Coryza (Snot), Swollen Head Syndrome (SHS), Infectious Laryngo Tracheitis (ILT) dan koksidiosis (Tabbu 2000). Galur E. coli yang menyebabkan diare dibedakan dalam enam kategori, yaitu enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC), enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC), enteroaggregative Escherichia. coli (EAEC), enteropathogenic Escherichia coli (EPEC), enteroinvasive Escherichia. coli (EIEC), dan celldetaching Escherichia. coli (CDEC) (Nataro & Kaper 1998). EPEC merupakan penyebab utama diare pada anak-anak di negara berkembang. Studi yang dilakukan di Brazil, Meksiko, dan Afrika Selatan memperlihatkan bahwa 30-40% diare pada anak-anak disebabkan oleh EPEC. Terapi yang dilakukan terhadap diare bertujuan untuk menjaga keseimbangan cairan tubuh, diantaranya melalui pemberian cairan (rehidrasi) secara oral dan konsumsi beberapa antibiotik (Nataro & Kaper 1998). Budiarti et al.(1998) mengisolasi EPEC dari feses anak-anak penderita diare. Salah satu isolat yaitu EPEC K1-1 diketahui memiliki resistensi terhadap ampisilin dengan menghasilkan enzim β-laktamase secara ekstraseluler (Wahyuni 2006). Salmonella sp. Salmonella sp. adalah bakteri berbentuk batang Gram negatif, bersifat anaerob fakultatif tidak membentuk spora dan dapat bergerak. Uji fisiologis Salmonella sp. menunjukkan H 2 S, merah metil, reduksi nitrat, sitrat, dulcitol, lisin, dekarboksilasi dan ornitin dekarboksilasi bersifat positif. Reaksi biokimia lain seperti oksidasi, indol, Vogues-Proskauer (VP), urease, glukonat, laktosa, dan fenilalanin deaminasi bersifat negatif (Krieg dan Holt 1984). Salmonella sp.

13 termasuk ke dalam famili Enterobactericeae tribus escherichea (Fardiaz 1985). Bakteri ini dapat tumbuh pada suhu 5 0-47 0 C dengan suhu optimum 35 0-37 0 C, dan kisaran ph 4.1-9.0 dengan ph optimum 6.5-7.5. Pada ph dibawah 4.0 dan diatas 8.0 sel Salmonella sp akan mati secara perlahan. Tempat hidup primer dari Salmonella sp. adalah saluran pencernaan burung, reptil dan mamalia. Salmonella sp. dapat ditemukan dalam berbagai makanan asal ternak. Karena hidup dalam saluran pencernaan, maka adanya Salmonella sp. pada manusia dan hewan dapat terjadi tanpa disertai tanda tanda infeksi. Manusia dan hewan dapat dikatakan pembawa (carier). Pembawa sering menjadi masalah dalam kesehatan masyarakat karena dapat menularkan penyakit tetapi sulit untuk mendeteksinya. Pada unggas dapat ditemukan pembawa sebesar tiga-lima persen (Anonim 2008). Menurut Jay (1986) Salmonella sp. diklasifikasikan berdasarkan pada analisis antigen, dan ini pertama kali dilakukan oleh Kauffmann dan White, sehingga klasifikasi ini disebut skema Kauffmann-White. Klasifikasi ini menggunakan dua macam antigen yaitu antigen somatik yang disebut antigen O dan antigen flagella yang disebut antigen H. Dengan klasifikasi ini maka spesies dan varietas ditempatkan pada kelompok A,B,C, dan seterusnya sesuai dengan persamaan dalam kandungan satu atau lebih antigen O. Hasilnya adalah Salmonella schottmuellerri winlow dan Salmonella typhimurium loeffler ditempatkan pada kelompok B, karena menunjukkan antigen O4 dan 12. Salmonella typhi, Salmonella enteridis dan Salmonella gallinarum ditempatkan pada kelompok D dengan antigen O.9 dan 12. Antigen H dipisahkan menjadi fase spesifik atau fase satu dan fase kelompok atau fase dua. Fase spesifik hanya dimiliki oleh beberapa spesies atau varietas, sedang fase kelompok dimiliki oleh hampir semua spesies. Penyakit yang disebabkan oleh Salmonella sp. yaitu salmonelosis dengan gejala gastroenteritis yaitu Salmonella yang menyerang saluran gastrointestin (lambung, usus halus dan usus besar) dan demam typus. Salmonelosis pada ayam muda (umur 2 minggu ) gejalanya seperti berak putih dan pada ayam dewasa gejalanya tidak terlihat. Salmonellosis dapat juga menyerang manusia dengan gejala demam, diare dan nyeri pada daerah abdomen. Gastroenteritis akut terjadi

14 dengan gejala muntah dan diare, sebagian kecil penderita mengalami pendarahan (septikemia). Pada orang-orang yang memiliki daya tahan tubuh yang sangat rendah, bakteri Salmonella dapat menginvasi aliran darah dan menyebabkan infeksi yang akan mengancam jiwa (Anonim 2008). Antibiotik Antibiotik berasal dari kata antibiosis yang berarti substansi yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme atau zat yang sama, sebagian atau seluruhnya dibuat secara sintetis kimia, yang dalam jumlah kecil dapat menghambat pertumbuhan atau mematikan mikroorganisme lain dengan cara menghentikan suatu proses biokimia sehingga terputusnya satu mata rantai metabolisme di dalam tubuh mikroorganisme. Penemuan antibiotik diawali oleh Alexander Fleming pada tahun 1928 yang mengamati adanya penghambatan pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus pada cawan petri oleh kontaminan yang akhirnya dikenal dengan Penicillium notatum. Zat aktif yang kemudian diisolasi dari P. notatum ini diberi nama penicillin (Crueger dan Crueger 1984). Sifat kerja antibiotik secara umum menurut Brander et al. (1991) dibagi dua yaitu bakteriostatik dimana sifat kerja antibiotik meghambat pertumbuhan bakteri lain, yang termasuk kedalam kelompok ini adalah sulfadinamid, tetrasiklin, kloramfenikol dan eritromisin. Bakterisidal adalah antibiotik menghambat pertumbuhan bakteri patogen sekaligus membunuh bakteri tersebut, sehingga banyak dipakai untuk terapi, yang termasuk kedalam kelompok ini adalah penisilin dan derifatnya, streptomisin, flavomisin, kolostin, vankomisin,, basitrasin, dan sefalosporin. Dalam dunia peternakan kegunaan antibiotik ada dua yaitu antibiotik untuk pemacu pertumbuhan dab antibiotik untuk terapi. Antibiotik untuk pemacu tumbuh dapat menekan pertumbuhan bakteri patogen yang berakibat meningkatnya populasi bakteri menguntungkan dalam saluran pencernaan. Penggunaan antibiotik untuk pemacu tumbuh terbukti dapat meningkatkan produksi ternak (Wiryosuharto 1990). Antibiotik untuk terapi digunakan untuk mengembalikan kondisi ternak secepat mungkin, agar ternak tersebut dapat berproduksi kembali secara penuh dan menghilangkan penderitaan ternak serta mencegah penyebaran patogen ke

15 lingkungan. Antibiotik untuk terapi ada beberapa macam, diantaranya antibiotik berspektrum sempit yang bertujuan untuk membunuh bakteri negatif atau gram positif saja, antibiotik berspektrum luas yang mampu mengatasi kedua jenis bakteri tersebut (Brander et al. 1991). Antibiotika yang ditambahkan ke dalam pakan atau air minum mempunyai potensi tinggi menimbulkan residu antibiotika dalam produk hewan (daging, telur) untuk manusia (FAO/WHO 1992). Seperti yang dilaporkan oleh Rusiana (2008) dengan meneliti 80 ekor ayam broiler di Jabotabek menemukan 85% daging ayam broiler dan 37% hati ayam tercemar residu antibiotik tylosin, penicilin, oxytetracycline dan kanamycin. Antibiotika yang sering dicampur kedalam pakan adalah : Bacitracin, kuramisin, higromisin, kolistin, kiamisin, spiramisin, tiamulin, tilosin, virginiamisin, avilamisin, enramisin, flavomisin (bambermisin), tetrasiklin (Dirjen Peternakan 1990). Penggunaan antibiotik yang terus menerus pada peternakan berakibat buruk bagi ternak, munculnya mikroba target yang resisten antibiotik tetapi juga mikroba lain yang memiliki habitat yang sama dengan mikroba target. Hal ini dimungkinkan karena adanya transfer materi genetik (plasmid resisten) di antara genus bakteri yang berbeda yang masih memiliki hubungan dekat, meliputi bakteri E. coli, Klebsiella, dan Salmonela. Resistensi kolonisasi (colonization resistance) adalah istilah yang menggambarkan imunitas alami yang diperoleh manusia /hewan melalui keberadaan flora normal dalam saluran pencernaan sehingga manusia/hewan akan terlindungi dari kolonisasi/infeksi mikroorganisme dari luar tubuh (Naim 2007). Enzim Merupakan senyawa protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk mempercepat reaksi pemecahan senyawa komplek menjadi sederhana yang tersusun dari serangkaian asam amino dalam susunan yang teratur dan tetap Sebagai protein, enzim diproduksi dan digunakan oleh sel hidup untuk mengkatalisis reaksi, antara lain konversi energi dan metabolisme pertahanan sel (Grisham et al 1999).