TINJAUAN PUSTAKA Lactobacillus plantarum Bakteri L. plantarum

TINJAUAN PUSTAKA
Lactobacillus plantarum
Bakteri L. plantarum termasuk bakteri dalam filum Firmicutes, Ordo
Lactobacillales, famili Lactobacillaceae, dan genus Lactobacillus. Lactobacillus
dicirikan dengan bentuk batang, umumnya dalam rantai-rantai pendek. Lactobacillus
merupakan bakteri Gram positif, tidak menghasilkan spora, anaerob fakultatif, dan
sering ditemukan dalam produk susu, serelia, produk daging, air, limbah, bir, anggur,
buah-buahan, dan sayur-mayur. Genus ini tumbuh baik atau optimum pada suhu 300
sampai 40 0C (Pelczar dan Chan, 2008).
Bakteri L. plantarum umumnya lebih tahan terhadap keadaan asam dan oleh
karena ketahanan tersebut, bakteri ini menjadi lebih banyak terdapat pada tahapan
terakhir dari fermentasi tipe asam laktat. Bakteri ini sering digunakan dalam
fermentasi susu, daging, dan sayuran. Ray (2004) menyatakan bahwa, bakteri L.
plantarum memproduksi bakteriosin yang dapat digunakan sebagai biopreservatif
pangan. Fermentasi dari L. plantarum merupakan tipe homofermentatif.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 1. Lactobacillus plantarum 1A5 (a), 1B1 (b), 2B2 (c), dan 2C12 (d)
Sumber : Firmansyah (2009)
Bakteri L. plantarum 1A5, 1B1, 2B2, dan 2C12 (Gambar 1) merupakan isolat
indigenus yang diisolasi dari daging sapi lokal Indonesia. Arief et al. (2007)
menyatakan bahwa suatu senyawa antimikrob diproduksi oleh bakteri asam laktat
yang diidentifikasi sebagai L. plantarum 1A5, 1B1, 2B2, dan 2C12. Senyawa
antimikrob tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen E. coli, S.
Typhimurium dan S. aureus. Senyawa antimikrob yang diproduksi oleh L. plantarum
ini mengandung bakteriosin yang disebut sebagai plantaricin. Penelitian sebelumnya
oleh Firmansyah (2009), menyatakan bahwa L. plantarum 1A5, 1B1, 2B2, dan 2C12
merupakan bakteri yang berbentuk batang, Gram positif, mesofilik, dan hasil uji
katalase yang dilakukan berupa katalase negatif.
Bakteriosin
Bakteriosin merupakan protein antimikrob yang dihasilkan oleh bakteri yang
dapat membunuh atau menghambat pertumbuhan dari bakteri lain (Cleaveland et al.,
2001). Kusmiati dan Malik (2002) menyatakan bahwa, bakteriosin merupakan
senyawa protein yang diekskresikan oleh bakteri yang yang memiliki sifat
menghambat pertumbuhan bakteri lain terutama yang memiliki kekerabatan erat
secara filogenik. Senyawa ini mudah terdegradasi oleh enzim proteolitik dalam
pencernaan manusia dan hewan. Bakteriosin yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat
mudah diterima sebagai bahan tambahan dalam makanan baik oleh ahli kesehatan
maupun oleh konsumen karena bakteri ini secara alami berperan dalam proses
fermentasi makanan.
Bakteriosin diproduksi oleh beberapa strain bakteri termasuk bakteri asam laktat
(BAL). Substansi ini disintesis oleh bakteri asam laktat yang berhubungan dengan
asam organik. Bakteriosin bersifat mudah dicerna, berpengaruh positif terhadap
kesehatan, dan aktif pada konsentrasi rendah (Cleaveland et al., 2001). Ogunbanwo
et al. (2003) menyatakan bahwa, bakteriosin yang dihasilkan oleh suatu organisme
tidak akan memiliki efek penghambatan bagi organisme itu sendiri.
Plantaricin merupakan bakteriosin yang dihasilkan oleh bakteri L. plantarum
yang dapat menghambat dan membunuh bakteri patogen (Gong et al., 2010; AboAmer, 2007). Penelitian sebelumnya oleh Ayuningtyas (2012) menunujukan adanya
aktivitas antimikrob yang dilakukan oleh supernatan bebas sel netral asal empat galur
Lactobacillus plantarum yang diduga plantaricin terhadap bakteri indikator sebagai
uji antimikrob awal disajikan pada Tabel 1. Besarnya diameter zona hambat berkisar
antara 7,46 mm hingga 18,00 mm.
4
Tabel 1. Nilai Diameter Zona Hambat Supernatan Netral Asal Empat galur L.
plantarum terhadap Bakteri Indikator
Galur L. plantarum
1A5
Bakteri Indikator
1B1
2B2
2C12
------------------------------(mm)-----------------------Pseudomonas aeruginosa
ATCC 27853
16,86
13,37
13,50
10,32
Bacillus cereus
16,30
15,02
11,05
7,46
Staphylococcus aureus
ATCC 25923
17,72
16,21
15,01
10,46
Escherichia coli ATCC
25922
15,73
15,22
9,74
10,93
Salmonella enterica ser.
Typhimurium ATCC 14028
18,00
13,09
9,13
14,55
Keterangan: Diameter lubang sumur (5 mm) termasuk ke dalam diameter zona hambat.
Bakteri Patogen
Mikroorganisme pada bahan pangan dapat menyebabkan perubahan yang
menguntungkan dan diinginkan seperti perbaikan bahan pangan secara gizi, daya
cerna, maupun daya simpan. Pertumbuhan mikroorganisme dalam bahan pangan juga
dapat berakibat pada perubahan fisik dan kimia yang tidak diinginkan sehingga
bahan pangan tersebut menjadi tidak layak untuk dikonsumsi. Banyak jenis bakteri
yang mampu menjadi penyebab keracunan makanan. Menurut Ray (2004), bakteri di
sinyalir sebagai penyebab utama dari kerusakan pangan dan penyakit yang
disebabkan akibat keracunan pangan karena kemampuan mereka untuk dapat hidup
di berbagai tempat serta grafik pertumbuhan yang cepat, bahkan pada kondisi dimana
ragi dan kapang tidak dapat tumbuh.
Salmonella enterica ser.Typhimurium
Bakteri S. Typhimurium digolongkan ke dalam famili Enterobacteriaceae,
yang termasuk ke dalam golongan bakteri Gram negatif, berbentuk batang dan tidak
berspora. Bakteri ini bersifat motil, anaerob fakultatif, menghasilkan H2S,
menghasilkan asam hasil fermentasi glukosa, maltosa, manitol, dan sorbitol. Bakteri
5
ini juga mampu menggunakan sitrat sebagai sumber karbon, tetapi tidak dapat
memfermentasi salisin, sukrosa dan laktosa (Fardiaz, 1992).
Bakteri S. Typhimurium bersifat mesofilik, pertumbuhan optimum pada suhu
antara 35 dan 37 0C, tetapi umumnya suhu yang masih dapat diterima bakteri ini
sekitar adalah 5 sampai 46 0C. Bakteri ini dapat terbunuh oleh suhu pasteurisasi
dengan waktu tertentu serta sensitif pada pH rendah (4,5 atau lebih rendah). Jay
(2000) menyatakan bahwa, nilai pH minimum untuk pertumbuhan bakteri S.
Typhimurium adalah pH 4,05. Sel-sel S. Typhimurium tahan terhadap keadaan beku
dan panas kering untuk jangka waktu yang panjang, dan merupakan penyebab utama
kerusakan bahan pangan (Ray, 2004). Bakteri ini sangat sensitif terhadap suhu
pemasakan yang umum digunakan rumah tangga.
Bakteri dari jenis Salmonella merupakan bakteri penyebab infeksi. Jika
tertelan oleh manusia dan masuk ke dalam tubuh dapat menimbulkan gejala
salmonelosis. Gejala salmonelosis yang sering terjadi adalah gastroentritis. Selain
gastroentritis beberapa spesies salmonella juga dapat menimbulkan berbagai macam
penyakit, demam enterik, demam tifoid, dan demam paratifoid, serta infeksi lokal
(Fardiaz, 1992).
Staphylococcus aureus
Bakteri S. aureus merupakan bakteri Gram positif, berbentuk kokus dengan
diameter 0,5-1,5 mikrometer. Bakteri ini terdapat dalam bentuk tunggal,
berpasangan, dan secara khas membelah diri pada lebih dari satu bidang sehingga
membentuk gerombol yang tidak teratur (hidup berkelompok). Bakteri ini tumbuh
secara anaerobik fakultatif dan tumbuh lebih cepat serta lebih banyak dalam keadaan
aerobik. Metabolisme dengan respirasi dan fermentatif, serta memiliki suhu optimum
35-40 0C (Pelczar dan Chan, 2008). Menurut Ray (2004), S. aureus merupakan
bakteri yang non motil, mesofilik, dan sering dikaitkan dengan foodbourne disease.
Habitat utama dari bakteri ini adalah kulit manusia, hewan, dan unggas. Jay (2000)
menyatakan bahwa, nilai pH minimum untuk pertumbuhan bakteri S. aureus adalah
pH 4.
Bakteri S. aureus memiliki beberapa karakteristik yang menarik. Bakteri ini
hidup berkelompok menyerupai kumpulan anggur. Nama didapatkan karena koloni
yang berpigmen kuning (aureus=golden). Apabila dibandingkan dengan bakteri lain,
6
mereka hidup dengan baik pada kondisi dimana tekanan osmotik tinggi dan
kelembaban rendah. Ini menjelaskan bagaimana S. aureus (Gambar 2) dapat hidup
pada makanan dengan tekanan osmotik tinggi (seperti ham dan beberapa cured meats
lainnya) atau dalam pangan dengan kelembaban rendah yang dimana malah
menghambat pertumbuhan organisme lain (Tortora et al., 2006).
Gambar 2. Staphylococcus aureus
Sumber : Tortora et al. (2006)
Escherichia coli
Bakteri E. coli tergolong dalam famili Enterobacteriaceae dan termasuk
bakteri Gram negatif, berbentuk batang lurus dengan ukuran panjang 1,1-1,5 μm x
2,0-6,0 μm. Bakteri ini terdapat dalam bentuk tunggal atau berpasangan, bersifat
motil dengan flagelum peritrikus atau non motil. Tumbuh dengan mudah pada
medium nutrien sederhana (Pelczar dan Chan, 2008). Menurut Ray (2004), beberapa
strain dari Escherichia merupakan patogen bagi manusia dan hewan serta terlibat
dalam penyebab kerusakan bahan pangan. Jay (2000) menyatakan bahwa, nilai pH
minimum untuk pertumbuhan bakteri E. coli adalah pH 4.
Bakteri E. coli merupakan spesies bakteri yang seringkali ditemukan pada
saluran pencernaan manusia dan kemungkinan merupakan organisme yang paling
dikenal dalam dunia mikrobiologi. Tortora et al. (2006) menyatakan bahwa,
kehadiran E. coli dalam air ataupun pangan merupakan indikasi dari fecal
contamination atau disebut sebagai indikator sanitasi. Bakteri ini tidak selalu
patogen, akan tetapi dapat menjadi penyebab dari infeksi saluran urin, serta beberapa
strain memproduksi enterotoksin yang menyebabkan penyakit diare dan juga
penyakit keracunan makanan serius lainnya (Gambar 3).
7
Gambar 3. Escherichia coli
Sumber : Tortora et al. (2006)
Bacillus cereus
Bakteri B. cereus seringkali ditemukan sebagai saprofit pada tanah, air,
vegetasi,
udara,
dan
tempat
dimana
bakteri
ini
dapat
dengan
mudah
mengkontaminasi pangan, baik dari bahan mentah maupun pada saat proses
pengolahan berlangsung. Bakteri B. cereus dapat memproduksi endospora yang
membuatnya dapat tahan terhadap proses pasteurisasi dan banyak jenis desinfektan.
Bakteri ini juga membentuk enzym seperti lipase, protease, xylanase, serta enzym
lainnya (Torkar dan Bojana, 2003).
Ray (2004) menyatakan bahwa, B. cereus merupakan bakteri Gram positif
yang bersifat motil. Merupakan penyebab kerusakan dan keracunan bahan pangan
karena dapat memproduksi enzim ekstraselullar yang dapat menghidrolisis
karbohidrat, protein, dan lemak. Sel sensitif terhadap proses pasteurisasi dan spora
dapat bertahan pada perlakuan suhu tinggi seperti yang digunakan pada banyak cara
memasak bahan pangan. Bakteri ini bersifat aerobik, dan dapat memperbanyak diri
pada rentang suhu 4 sampai 50 0C dengan suhu optimum antara 35 sampai 40 0C
(mesofilik). Selain itu, bakteri ini dapat tumbuh pada pH lingkungan antara 4,9
sampai 9,3 serta aktivitas air (Aw) 0,95 dan diatasnya (Gambar 4).
Gambar 4. Bacillus cereus
Sumber : Tortora et al. (2006)
8
Pseudomonas aeruginosa
Bakteri Pseudomonas merupakan bakteri patogen bagi manusia. Bakteri ini
dapat menyebabkan infeksi pada manusia apabila sistem pertahanan tubuh inang
tersebut sedang melemah atau menurun. Tortora et al. (2006) menyatakan bahwa,
Pseudomonas merupakan bakteri Gram negatif, bersifat aerobik dan motil dengan
polar flagella. Menurut Pelczar dan Chan (2008), Pseudomonas merupakan bakteri
yang berupa sel tunggal (baik batang lurus atau melengkung namun tidak berbentuk
heliks), pada umumnya berukuran 0,5-1,0 μm x 1,5-4 μm. Bakteri ini motil dengan
flagelum polar, Gram negatif, katalase positif, metabolisme dengan respirasi dan
tidak pernah fermentatif. Jay (2000) menyatakan bahwa, nilai pH minimum untuk
pertumbuhan bakteri Pseudomonas adalah pH 5.
Salah satu spesies yang tergolong dalam genus Pseudomonas yaitu
Pseudomonas aeruginosa. Bakteri P. aeruginosa merupakan salah satu bakteri yang
dapat menyebabkan infeksi nosokomial. Infeksi nosokomial merupakan infeksi yang
diperoleh selama perawatan di rumah sakit (Tortora et al., 2006). Ray (2004) juga
menyatakan bahwa P.aeruginosa merupakan bakteri perusak pangan yang penting
karena dapat memetabolisme berbagai variasi dari karbohidrat, protein, dan lemak
dalam pangan.
9