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