IDENTIFIKASI DAN POTENSI ANTIMIKROBA BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI ASINAN REBUNG BAMBU AMPEL (Bambusa vulgaris) DENGAN LAMA FERMENTASI 5 DAN 13 HARI IDENTIFICATION AND ANTIMICROBIAL POTENTIAL OF LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM BAMBOO AMPEL (Bambusa vulgaris) SHOOT PICKLE IN 5 AND 13 DAYS FERMENTATION SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan Oleh : ITA MARIANA 12.70.0048 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2016
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya yang bertandatangan di bawah ini : Nama : Ita Mariana NIM : 12.70.0048 Fakultas : Teknologi Pertanian Program Studi : Teknologi Pangan Menyatakan bahwa skripsi Identifikasi dan Potensi Antimikroba Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Asinan Rebung Bambu Ampel (Bambusa vulgaris) dengan Lama Fermentasi 5 dan 13 Hari 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 kebijakankebijakan yang berlaku akan saya kembalikan kepada Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang. Demikian pernyataan ini saya buat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Semarang, 1 Juli 2016 Ita Mariana ii
IDENTIFIKASI DAN POTENSI ANTIMIKROBA BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI ASINAN REBUNG BAMBU AMPEL (Bambusa vulgaris) DENGAN LAMA FERMENTASI 5 DAN 13 HARI IDENTIFICATION AND ANTIMICROBIAL POTENTIAL OF LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM BAMBOO AMPEL (Bambusa vulgaris) SHOOT PICKLE IN 5 AND 13 DAYS FERMENTATION Oleh : ITA MARIANA NIM : 12.70.0048 PROGRAM STUDI : Teknologi Pangan Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan di hadapan sidang penguji pada tanggal : 17 Juni 2016 Semarang, 1 Juli 2016 Fakultas Teknologi Pertanian Program Studi Teknologi Pangan Universitas Soegijapranata Semarang Pembimbing I, Dekan Dra. Laksmi Hartayanie, MP Dr. V. Kristina Ananingsih, ST, M.Sc Pembimbing II, Dr. Ir. Lindayani, MP iii
RINGKASAN Bambu Ampel (Bambusa vulgaris) merupakan salah satu jenis bambu yang rebungnya dapat dikonsumsi. Rebung yang difermentasi dengan penambahan garam disebut sebagai asinan rebung. Dalam fermentasi asinan rebung, bakteri asam laktat dapat tumbuh dan menghasilkan senyawa antimikroba seperti asam laktat, bakteriosin, dan hidrogen peroksida. Senyawa senyawa antimikroba yang dihasilkan dapat berpotensi untuk memperpanjang umur simpan bahan pangan karena dapat menghambat dan menginaktivasi mikroorganisme patogen dan pembusuk pada makanan. Pertumbuhan bakteri asam laktat yang dihasilkan selama proses fermentasi asinan rebung dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti suhu inkubasi, temperatur perlakuan panas, ph dan kandungan nutrisi. Fermentasi asinan rebung dapat dilakukan pada suhu ruang maupun suhu rendah. Perbedaan perlakuan yaitu perbedaan suhu fermentasi dan lama waktu fermentasi akan mempengaruhi genus bakteri asam laktat yang tumbuh. Bakteri asam laktat dengan genus yang berbeda dapat memiliki potensi antimikroba yang berbeda pula. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi dan mengetahui potensi antimikroba bakteri asam laktat yang diisolasi dari asinan rebung bambu ampel dengan lama fermentasi 5 dan 13 hari. Fermentasi dilakukan pada suhu rendah yaitu sekitar 15 0 C. Pengujian yang dilakukan meliputi uji total plate count, identifikasi bakteri asam laktat berdasarkan morfologikal, pewarnaan Gram, pewarnaan spora, uji katalase, uji motilitas, uji produksi gas, dan pengujian kemampuan pertumbuhan bakteri asam laktat pada kadar NaCl 6,5% dan 18%, ph 4,4 dan 9,6 serta suhu 10 0 C dan 45 0 C. Untuk mengetahui potensi antimikroba dari bakteri asam laktat, dilakukan pengujian terhadap bakteri patogen Staphylococcus aureus (FNCC 0047) dan Escherichia coli (FNCC 0091) dengan metode difusi agar. Hasil pengujian total plate count menunjukkan bahwa jumlah koloni bakteri asam laktat mengalami penurunan dari perlakuan lama fermentasi 5 hari ke 13 hari yaitu 6,1 x 10 6 CFU/ml menjadi 7,6 x 10 5 CFU/ml. Berdasarkan hasil pengujian identifikasi bakteri asam laktat, diperoleh 26 isolat pada perlakuan 5 hari fermentasi dan 20 isolat pada perlakuan 13 hari fermentasi merupakan bakteri asam laktat. Berdasarkan hasil pengujian kemampuan pertumbuhan, seluruh bakteri asam laktat kedua perlakuan yaitu perlakuan 5 hari fermentasi dan 13 hari fermentasi merupakan bakteri asam laktat genus Lactobacillus karena dapat tumbuh dengan baik pada kadar NaCl 6,5%, ph 4,4 dan suhu 45 C. Hasil pengujian potensi antimikroba menunjukkan bakteri asam laktat genus Lactobacillus lebih efektif menghambat patogen Staphylococcus aureus (FNCC 0047) yang merupakan bakteri Gram positif dibandingkan Escherichia coli (FNCC 0091) yang merupakan bakteri Gram negatif. Selain itu, potensi antimikroba dari bakteri asam laktat genus Lactobacillus yang difermentasi 5 hari lebih efektif menghambat kedua jenis bakteri patogen yang diuji dibandingkan dengan yang difermentasi selama 13 hari. iv
SUMMARY Ampel bamboo shoot (Bambusa vulgaris) is one of the bamboo s species that its bamboo shoot can be comsumed. Bamboo shoot is fermented by adding of salt that can be called as bamboo shoot pickle. In the bamboo shoot s fermentation, lactic acid bacteria can grow and produce antimicrobial agents like lactic acid, bacteriocin, and hydrogen peroxide. Those antimicrobial agents have the potential to extend the food shelf life because the antimicrobial agents can inhibit and inactivate pathogen and spoilage organisms on food. The growth of lactic acid bacteria that produced during bamboo shoot pickles fermentation are influenced by some factors like incubation temperature, heat condition, ph and nutritions. The bamboo shoot fermentation can be done in room temperature or low temperature. The different conditions which is difference in fermentation temperature and fermentation period will influence the genus of lactic acid bateria that grow in. Different genus of lactic acid bacterias will produce different antimicrobial potential too. The aim of this research was to identify and know the antimicrobial potential of the lactic acid bacteria that isolated from ampel bamboo shoot pickle in 5 dan 13 days fermentation. The fermentation was done in low temperature that was 15 0 C. The tests consisted of total plate count test, identification of lactic acid bacteria based on morfological, Gram-stainning test, spore test, catalase test, motility test, gas forming test dan the growth ability at 6.5% and 18% of NaCl solutions, ph 4.4 and 9.6 and also temperature at 10 0 C and 45 0 C. To know the antimicrobial potential of the lactic acid bacteria, an against test had been done to pathogenic bacteria that were Staphylococcus aureus (FNCC 0047) and Escherichia coli (FNCC 0091) with the agar diffusion method. The test result of total plate count showed that the colony number had decreased from the 5 days to 13 days fermentation that were 6.1 x 10 6 CFU/ml to 7.6 x 10 5 CFU/ml. Based on the identification test, 26 isolates from 5 days fermentation dan 20 isolates from 13 days fermentation were lactic acid bacteria. Based on the growth ability test, all isolates from those fermentation condition were identified as Lactobacillus because those could grow well at 6.5% NaCl solution, ph 4.4 and temperature at 45 0 C. The antimicrobial potential of the lactic acid bacteria from Lactobacillus was more effectively inhibited Staphylococcus aureus (FNCC 0047) which was a Gram-positive bacteria than Escherichia coli (FNCC 0091) which was a Gram-negative bacteria. Beside that, the antimicrobial potential from Lactobacillus at 5 days fermentation was more effective to inhibit pathogenic bacteria than 13 days fermentation. v
KATA PENGANTAR Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia yang telah diberikan-nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan Penulisan skripsi yang berjudul Identifikasi dan Potensi Antimikroba Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Asinan Rebung Bambu Ampel (Bambusa vulgaris) dengan Lama Fermentasi 5 dan 13 Hari. Skripsi ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Kelancaran dan keberhasilan dalam penulisan dan penyusunan skripsi ini tentunya tidak terlepas dari arahan, bimbingan, bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah terlibat, khususnya kepada : 1. Tuhan Yang Maha Esa, atas rahmat dan karunia-nya kepada Penulis. 2. Ibu Dr. V. Kristina Ananingsih, ST, M.Sc selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian, Program Studi Teknologi Pangan, Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. 3. Ibu Dra. Laksmi Hartayanie, MP, selaku pembimbing I dan Ibu Dr. Ir. Lindayani, MP, selaku pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing, memberikan saran dan dukungan kepada Penulis dari awal Penulis melakukan penelitian hingga penyusunan dan penulisan skripsi ini. 4. Orang tua serta keluarga Penulis yang telah memberikan dukungan baik dalam bentuk doa maupun semangat selama penelitian dan penyusunan skripsi. 5. Simon Armando sebagai partner kerja Penulis yang telah menemani, memberikan dukungan tenaga dan semangat serta selalu bersama dalam penyusunan proposal, pelaksanaan penelitian hingga penyusunan skripsi ini. 6. Mbak Agatha dan Mas Soleh yang telah membantu, mendampingi dan memberikan arahan kepada Penulis selama penelitian di laboratorium. 7. Livia, Elim, Lorentia, Deanna dan Kak Amelia yang telah banyak memberi bantuan dan dukungan selama penelitian. vi
8. Teman-teman yang tidak dapat Penulis sebutkan satu per satu yang telah banyak memberikan dukungan selama pelaksanaan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa penulisan dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna dan masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, berbagai kritik dan saran dari para pembaca dan semua pihak sangat diharapkan Penulis. Akhir kata, Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan memberikan pengetahuan bagi para pembaca dan pihak-pihak yang membutuhkan. Semarang, 1 Juli 2016 Penulis Ita Mariana vii
DAFTAR ISI HALAMAN PERNYATAAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii RINGKASAN...iv SUMMARY... v KATA PENGANTAR...vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR...xi DAFTAR LAMPIRAN... xii 1.PENDAHULUAN... 1 1.1.Latar Belakang... 1 1.2.Tinjauan Pustaka... 2 1.2.1.Rebung Bambu Ampel (Bambusa Vulgaris)... 2 1.2.2.Bakteri Asam Laktat (BAL)... 3 1.3.Tujuan... 4 2.MATERI DAN METODE... 5 2.1.Alat dan Bahan... 5 2.1.1.Alat... 5 2.1.2.Bahan... 5 2.2.Metode... 7 2.2.1.Pembuatan Asinan Rebung... 7 2.2.2.Isolasi dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat... 7 2.2.3.Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Pewarnaan Gram... 8 2.2.4.Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Pewarnaan Spora... 8 2.2.5.Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Aktivitas Katalase... 9 2.2.6.Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Motilitas... 9 2.2.7.Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Produksi Gas... 9 2.2.8.Kemampuan Pertumbuhan Bakteri pada Berbagai Kadar NaCl, ph dan Suhu... 9 a.pertumbuhan Bakteri pada Kadar NaCl (6,5% dan 18%)... 9 b.pertumbuhan Bakteri pada ph (4,4 dan 9,6)... 10 c.pertumbuhan Bakteri pada Suhu (10 C dan 45 C)... 10 2.2.9.Pengujian Potensi Antimikroba... 10 3.HASIL PENELITIAN... 11 3.1.Asinan Rebung... 11 3.2.Total Plate Count... 11 viii
3.3.Isolat Bakteri Asam Laktat... 12 3.4.Identifikasi Bakteri Asam Laktat... 13 3.5.Identifikasi Berdasarkan Kemampuan Pertumbuhan pada Berbagai Kadar NaCl, ph dan Suhu... 20 3.6.Pengujian Potensi Antimikroba... 22 4.PEMBAHASAN... 25 4.1.Isolasi dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat... 25 4.2.Pengujian Potensi Antimikroba... 29 5.KESIMPULAN DAN SARAN... 31 5.1.Kesimpulan... 31 5.2.Saran... 31 6.DAFTAR PUSTAKA... 32 7.LAMPIRAN... 35 ix
DAFTAR TABEL Tabel 1. Komposisi Gizi Rebung Ampel dalam 100 g... 2 Tabel 2. Hasil Uji Identifikasi Bakteri Asam Laktat pada Asinan Rebung 5 Hari Fermentasi... 13 Tabel 3. Hasil Uji Identifikasi Bakteri Asam Laktat pada Asinan Rebung 13 Hari Fermentasi... 15 Tabel 4. Hasil Uji Identifikasi Berdasarkan Kemampuan Pertumbuhan pada Berbagai Kadar NaCl, ph dan Suhu pada Asinan Rebung 5 Hari Fermentasi... 20 Tabel 5. Hasil Uji Identifikasi Berdasarkan Kemampuan Pertumbuhan pada Berbagai Kadar NaCl, ph dan Suhu pada Asinan Rebung 13 Hari Fermentasi... 21 Tabel 6. Hasil Pengujian Potensi Antimikroba pada Asinan Rebung 5 Hari Fermentasi... 22 Tabel 7. Hasil Pengujian Potensi Antimikroba pada Asinan Rebung 13 Hari Fermentasi... 23 Tabel 8. Hasil Absorbansi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Asinan Rebung 5 Hari Fermentasi pada Berbagai Kadar NaCl... 37 Tabel 9. Hasil Absorbansi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Asinan Rebung 5 Hari Fermentasi pada Berbagai ph... 38 Tabel 10. Hasil Absorbansi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Asinan Rebung 5 Hari Fermentasi pada Berbagai Suhu... 39 Tabel 11. Hasil Absorbansi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Asinan Rebung 13 Hari Fermentasi pada Berbagai Kadar NaCl... 40 Tabel 12. Hasil Absorbansi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Asinan Rebung 13 Hari Fermentasi pada Berbagai ph... 41 Tabel 13. Hasil Absorbansi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Asinan Rebung 13 Hari Fermentasi pada Berbagai Suhu... 42 x
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Tahap Isolasi dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat dari Asinan Rebung... 6 Gambar 2. Asinan rebung yang difermentasi 13 hari... 7 Gambar 3. Isolat BAL (perlakuan 13 hari fermentasi pengenceran 10-4 )... 12 Gambar 4. Hasil pengamatan pewarnaan Gram menunjukkan sel bakteri berwarna ungu (bakteri Gram positif) dengan mikroskop pada perbesaran 10 x 100 (isolat perlakuan 5 hari fermentasi nomor 40)... 17 Gambar 5. Hasil pengamatan pewarnaan spora menunjukkan sel bakteri tidak berwarna hijau (tidak membentuk spora) dengan mikroskop pada perbesaran 10 x 100 (isolat perlakuan 5 hari fermentasi nomor 40)... 17 Gambar 6. Hasil pengamatan uji aktivitas katalase menunjukkan katalase negatif pada isolat perlakuan 5 hari fermentasi nomor 39 (a) dan nomor 40 (b)... 18 Gambar 7. Hasil uji motilitas menunjukkan isolat bersifat non-motil yang ditandai dengan pertumbuhan pada daerah sekitar tusukan (isolat perlakuan 5 hari fermentasi nomor 22)... 18 Gambar 8. Hasil uji produksi gas : heterofermentatif (isolat 13 hari fermentasi nomor 5) (a) dan homofermentatif (isolat 13 hari fermentasi nomor 49) (b)... 19 Gambar 9. Zona bening yang terbentuk oleh isolat hasil 5 hari fermentasi nomor 5 pada pengujian terhadap : S. aureus (FNCC 0047) (a) dan E. coli (FNCC 0091) (b)... 24 Gambar 10. Zona bening yang terbentuk oleh isolat hasil 13 hari fermentasi nomor 7 pada pengujian terhadap : S. aureus (FNCC 0047) (a) dan E. coli (FNCC 0091) (b)... 24 Gambar 11. Identifikasi Awal untuk Menentukan Genus Bakteri Asam Laktat... 36 xi
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Komposisi Media... 35 Lampiran 2. Identifikasi Awal untuk Menentukan Genus Bakteri Asam Laktat... 36 Lampiran 3. Hasil Uji Identifikasi Berdasarkan Kemampuan Pertumbuhan pada Berbagai Kadar NaCl, ph dan Suhu... 37 xii