isolasi dan identifikasi bakteri asam laktat dari organ saluran

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI ASAM LAKTAT
DARI ORGAN SALURAN PENCERNAAN AYAM
SEBAGAI PENGHASIL SENYAWA ANTIMIKROBA
ISOLATION AND IDENTIFICATION OF LACTIC ACID
BACTERIA FROM CHICKEN GASTROINTESTINAL
TRACT AS ANTIMICROBIAL COMPOUNDS PRODUCER
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna
memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan
Oleh:
ARYA WIDINATHA
06.70.0058
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
2013
i
ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI ASAM LAKTAT
DARI ORGAN SALURAN PENCERNAAN AYAM
SEBAGAI PENGHASIL SENYAWA ANTIMIKROBA
ISOLATION AND IDENTIFICATION OF LACTIC ACID
BACTERIA FROM CHICKEN GASTROINTESTINAL
TRACT AS ANTIMICROBIAL COMPOUNDS PRODUCER
Oleh:
ARYA WIDINATHA
NIM: 06.70.0058
Program Studi: Teknologi Pangan
Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan
di hadapan sidang penguji pada tanggal: 29 Juli 2013
Semarang, 29 Juli 2013
Pembimbing I
Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Katolik
Soegijapranata
Dekan
Ir. Lindayani, MP, PhD.
Ita Sulistyawati, STP, MSc.
Pembimbing II
Dra. Laksmi Hartayanie, MP.
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi yang berjudul “Isolasi dan
Identifikasi Bakteri Asam Laktat dari Organ Saluran Pencernaan Ayam sebagai
Penghasil Senyawa Antimikroba” ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk
memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan
saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh
orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam
daftar pustaka.
Apabila di kemudian hari ternyata terbukti bahwa skripsi ini sebagian atau seluruhnya
merupakan hasil plagiasi, maka saya rela untuk dibatalkan, dengan segala akibat
hukumnya sesuai peraturan yang berlaku pada Universitas Katolik Soegijapranata
dan/atau peraturan perundang-undangan yang berlaku
Semarang, Juli 2013
(Arya Widinatha)
NIM: 06.70.0058
iii
RINGKASAN
Bakteri Asam Laktat (BAL) dalam industry pangan mampu diaplikasikan sebagai
biopreservatif karena kemampuannya menghasilkan senyawa yang bersifat antagonis
terhadap mikroba lain, misalnya: bakteriosin, hidrogen peroksida, dan diasetil. Beberapa
studi telah dilaporkan bahwa BAL memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan
bakteri enteropatogenik, misalnya Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria
monocytogenes, and Salmonella sp. Salah satu habitat bakteri asam laktat terdapat
didalam organ saluran pencernaan hewan. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi
dan mengidentifikasi bakteri asam laktat dari organ saluran pencernaan ayam yang
mempunyai aktivitas antimicrobial terhadap bakteri pathogen, khususnya
Staphylococcus aureus dan Eschericia coli. Tahapan yang dilakukan dalam penelitian
ini meliputi isolasi BAL; tahap pemurnian dan pembuatan stok BAL; identifikasi BAL,
pengujian antimikrobial menggunakan metode difusi sumuran (well diffusion). Dari
seluruh proses tersebut didapatkan 19 isolat BAL, yang terdiri dari genus Lactobacillus
sebanyak 3 isolat, genus Aerococcus 2 isolat dan genus Enterococcus 14 isolat. Dalam
pengujian antimikrobial, seluruh isolat mampu menghambat pertumbuhan bakteri
patogen. Isolat 411 memiliki kemampuan penghambatan paling baik terhadap S. aureus
(zona bening = 24,70mm) dan E. coli (zona bening = 15,50mm). Berdasarkan uji
menggunakan instrument API 20 STREP diketahui bahwa isolat 411 adalah Aerococcus
viridans I
iv
SUMMARY
Lactic Acid Bacteria (LAB) in food industry have an important role for food
preservation because of the ability of some strains to produce antimicrobial
compounds, including organic acids, hydrogen peroxide and bacteriocins. A number of
studies have reported that the LAB has antagonistic properties by inhibit the growth of
enteric pathogensi.e. Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria monocytogenes,
and Salmonella sp. Lacticacid bacteria are commonly found in the gastrointestinal tract
of various endothermic animals andhumans. The aim of this researchwas to isolate and
to characterize lactic acid bacteria from small intestine of chickensthat have
antimicrobial activity against entericpathogenic i.e. Staphylococcus aureus and
Escherichia coli. Four steps in this research were LAB isolation, purification,
characterization and antimicrobial activity testing using diffusion method. Nineteen
strains were isolated and identified as lactic acid bacteria based on their morphology
and biochemical characteristics. All isolates were Gram-positive, non-sporulating, nonmotile, catalase negative, did not produce gas and classified as Lactobacillus (3
isolates), Aerococcus (2 isolates) and Enterococcus (14 isolates). In antimicrobial
testing, all isolates produced antimicrobial compounds which were active against
pathogenic bacteria, indicated by the formation of clear zones around the well (9-15
mm diameter zones). Isolate number of 411 had the highest inhibitory zone, which
produced more than 15 mm clear zone. Based on API 20 STREP assay, isolate number
of 411 known as Aerococcus viridians I.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat-Nya, penulis berhasil
menyelesaikan skripsi dengan judul “Isolasi dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat dari
Organ Saluran Pencernaan Ayam sebagai Penghasil Senyawa Antimikroba”.
Skripsi ini dapat selesai atas adanya bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis
ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Ita Sulistyawati, STP., MSc. selaku Dekan FTP Unika Soegijapranata.
2.
Ir. Lindayani, MP., PhD. dan Dra. Laksmi Hartayanie, MP. sebagai pembimbing
yang telah banyak meluangkan waktu dalam membimbing, member saran,
kesempatan, dan semangat dari awal hingga akhir penulisan skripsi ini.
3.
Papa Abuk Agus Widjaja, Mama Ina Kristiani, Aditya Widinatha, dan Wisnu
Widinatha, yang selalu memberikan dukungan, perhatian, doa, dan cinta.
4.
Seluruh staf pengajar FTP Unika Soegijapranata yang telah mendidik dan mengajar
penulis selama ini.
5.
Mbak Endah, Mas Soleh, dan Mas Pri yang telah mendampingi dan memberikan
informasi yang berguna selama berlangsungnya penelitian di laboratorium.
6.
Seluruh tenaga kependidian FTP Unika Soegijapranata yang telah banyak
membantu dalam urusan administrasi hingga terselesaikannya skripsi ini.
7.
Adhiprana Waraputra yang telah setia menemani dalam suka dan duka selama
proses penelitian dan penyusunan skripsi.
8.
Seluruh teman-teman FTP Unika Soegijapranata angkatan 2004 s.d. 2012 yang
tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Semoga laporan skripsi ini dapat bermanfaat dan member informasi bagi semua pihak
yang membutuhkan dan saran bagi penelitian selanjutnya.
Semarang, Juli 2013
Penulis
vi
DAFTAR ISI
Halaman
iv
v
vi
vii
ix
x
xii
RINGKASAN
SUMMARY
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Tinjauan Pustaka
1.2.1. Bakteri Asam Laktat (BAL)
1.2.1.1. Genus Lactobacillus
1.2.1.2. Genus Pediococcus
1.2.1.3. Genus Leuconostoc
1.2.1.4. Genus Steptococcus
1.2.2. Isolasi, Karakterisasi, dan Penentuan Aktivitas Antimikroba
1.2.3. Peranan Bakteri Asam Laktat
1.2.4. Organ Pencernaan Ayam
1.3. Tujuan
1
1
2
2
5
6
6
7
7
8
10
11
BAB 2. MATERI DAN METODE
2.1. Materi
2.1.1. Alat
2.1.2. Bahan
2.2. Proses Penelitian
2.3. Metode
2.3.1. Isolasi Bakteri Asam Laktat dari Organ Saluran Pencernaan Ayam
2.3.2. Pembuatan Kultur Stok dan Kultur Kerja
2.3.3. Konfirmasi Isolat Bakteri Asam Laktat
2.3.3.1. Uji Katalase
2.3.3.2. Pengamatan Morfologi
2.3.3.2.1. Pengecatan Gram (Pengecatan Hucker)
2.3.3.2.2. Pengamatan Bentuk Sel dan Bentuk Koloni
2.3.3.3. Pengecatan Spora (Pengecatan Bartholomew & Mittew)
2.3.3.4. Uji Motilitas
2.3.3.5. Uji Pembentukan Gas
2.3.3.6. Kemampuan Pertumbuhan Bakteri pada Berbagai Kondisi
Lingkungan (suhu, pH, dan NaCl)
2.3.3.6.1. Pertumbuhan Bakteri pada Suhu 10 oC, 45oC, dan 50 oC
2.3.3.6.2. Pertumbuhan Bakteri pada pH 4,4 dan 9,6
12
12
12
12
12
14
14
14
15
15
15
15
16
16
16
17
vii
17
17
17
viii
2.3.3.6.3. Pertumbuhan Bakteri pada Kadar NaCl 6,5% dan 18%
2.3.4. Pengujian Senyawa Antimikroba (metode difusi sumur)
2.3.5. Identifikasi Bakteri Asam Laktat menggunakan API 20 STREP test
kit
BAB 3. HASIL PENELITIAN
3.1. Isolasi dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat dari Organ Saluran Pencernaan
Ayam
3.2. Aktivitas Antimikroba
3.3. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Menggunakan API 20 STREP test kit
17
18
18
19
19
24
26
BAB 4. PEMBAHASAN
4.1. Isolasi dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat dari Organ Saluran Pencernaan
Ayam
4.2. Aktivitas Antimikroba dari Bakteri Asam Laktat
4.3. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Menggunakan API 20 STREP test kit
27
30
32
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2.Saran
33
33
33
BAB 6. DAFTAR PUSTAKA
34
BAB 7. LAMPIRAN
38
viii
27
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Tabel uji konfirmasi Bakteri Asam Laktat
Halaman
15
Tabel 2. Hasil uji karakteristik Bakteri Asam Laktat
23
Tabel 3. Hasil pengukuran zona hambat dari isolat bakteri asam laktat terhadap
bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus
25
Tabel 4. Hasil absorbansi pertumbuhan bakteri asam laktat pada berbagai
kondisi lingkungan (suhu, pH, dan NaCl) pada panjang gelombang
700nm
40
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Proses biokimia pembentukan asam laktat pada bakteri
homofermentatif
3
Gambar 2. Proses biokimia pembentukan asam laktat pada bakteri
heterofermentatif
4
Gambar 3. Diagram Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat
5
Gambar 4. Organ saluran pencernaan ayam
11
Gambar 5. Diagram alir proses penelitian
13
Gambar 6. Koloni bakteri yang menghasilkan zona bening pada media
MRS agar + 1% CaCO3 (tanda panah) (a) dan koloni yang tidak
menghasilkan zona bening (b)
19
Gambar 7. Hasil uji katalase negatif (tidak membentuk gelembung) pada
isolat 412
20
Gambar 8. Hasil uji identifikasi bakteri asam laktat berdasarkan jenis gram dan
morfologi bakteri isolat 522 (cocci) (a) dan isolat 412 (bacill) (b).
Kedua isolat merupakan bakteri gram positif. Pengamatan dengan
mikroskop trinokuler Olympus BX41 dengan kamera Olympus DP20,
perbesaran 10 x 100.
20
Gambar 9. Hasil uji identifikasi bakteri asam laktat berdasarkan pembentukan
spora isolat 522 (cocci) (a) dan isolat 412 (bacill) (b). Kedua isolat
tidak menghasilkan spora. Pengamatan dengan mikroskop trinokuler
Olympus BX41 dengan kamera Olympus DP20, perbesaran 10 x 100.
21
Gambar 10. Hasil uji identifikasi bakteri asam laktat terhadap isolat 522 dan 412
berdasarkan pembentukan gas (tanda panah) (a) dan motilitas
(lihat panah) (b).
21
Gambar 11. Hasil uji pertumbuhan isolat bakteri asam laktat pada berbagai
kondisi lingkungan. Isolat BAL mampu tumbuh pada suhu 10oC (a-i)
dan 45oC (a-ii) tetapi tidak pada 50oC (a-iii); beberapa isolat tumbuh
pada pH 4,4 (b-i) sedangkan isolat lainnya tumbuh pada pH 9,6 (b-ii);
tumbuh pada 6,5% NaCl (c-i) tetapi tidak pada 18% NaCl (c-ii).
Pertumbuhan isolat ditandai dengan munculnya kekeruhan.
22
Gambar 12. Aktivitas antimikroba isolat Bakteri Asam Laktat terhadap bakteri
Escherichia coli (kuning) dan Staphylococcus aureus (ungu)
25
x
xi
Gambar 13. Hasil aktivitas antimikroba paling tinggi oleh isolat 411 terhadap
Escherichia coli yaitu 15,50 mm (a) dan terhadap Staphylococcus
aureus yaitu 24,17 mm (b), yang ditandai dengan tampaknya zona
bening (panah kuning) disekitar lubang sumuran (panah merah)
xi
27
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Komposisi Media MRS mercks (Agar dan Broth)
Halaman
38
Lampiran 2. Komposisi Media Nutrient Agar (NA)
38
Lampiran 3. Komposisi Larutan Standar McFarland 0.5 dan McFarland 3
38
Lampiran 4. Hasil Pengujian Isolat 411 menggunakan instrument API 20
STREP test kit
39
Lampiran 5. Kemampuran Bakteri Asam Laktat Tumbuh pada Berbagai Kondisi
Lingkungan
40
xii