UJI VIABILITAS BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI HASIL FERMENTASI SAWI PAHIT PADA KADAR GARAM 5% SEBAGAI STARTER MINUMAN PROBIOTIK AIR KELAPA MUDA VIABILITY TEST OF LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM FERMENTED “SAWI PAHIT” IN 5% SALT AS STARTER FOR PROBIOTIC COCONUT DRINK SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan
Oleh: VIVI RINANDA 11.70.0065
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2015
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya yang bertandatangan di bawah ini: Nama : Vivi Rinanda NIM : 11.70.0065 Fakultas : Teknologi Pertanian Program Studi : Teknologi Pangan Menyatakan bahwa skripsi “Uji Viabilitas Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Hasil Fermentasi Sawi Pahit pada Kadar Garam 5% sebagai Starter Minuman Probiotik Air Kelapa Muda” adalah karya saya dan 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 saya tidak jujur, maka gelar dan ijazah yang saya peroleh dinyatakan batal dan akan saya kembalikan pada Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang. Demikian pernyataan ini saya buat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Semarang, Maret 2015
Vivi Rinanda
UJI VIABILITAS BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI HASIL FERMENTASI SAWI PAHIT PADA KADAR GARAM 5% SEBAGAI STARTER MINUMAN PROBIOTIK AIR KELAPA MUDA VIABILITY TEST OF LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM FERMENTED “SAWI PAHIT” IN 5% SALT AS STARTER FOR PROBIOTIC COCONUT DRINK Oleh: VIVI RINANDA NIM: 11.70.0065
Program Studi: Teknologi Pangan
Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan di hadapan sidang penguji pada tanggal: 5 Maret 2015
Semarang, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata
Pembimbing I,
Dekan,
Dra. Laksmi Hartayanie, MP.
Dr. V. Kristina Ananingsih. ST., MSc.
Pembimbing II,
Ir. Lindayani, MP., PhD.
RINGKASAN Aplikasi bakteri asam laktat (BAL) dalam industri pangan hingga saat ini sudah sangat berkembang, karena berperan dalam memperpanjang umur simpan, serta efek probiotiknya bagi tubuh. Bakteri asam laktat dapat ditemukan pada produk hasil fermentasi sayur pahit dengan perlakuan garam 5% (hasil penelitian sebelumnya oleh Silviana (2014)). Pada penelitian ini, bakteri asam laktat asal sawi asin tersebut akan diuji kemurniannya, diremajakan, serta diidentifikasi spesiesnya dengan menggunakan metode Analytical Profile Index (API) 50 CHL test kit. Bakteri asam laktat selanjutnya diuji potensinya sebagai bakteri probiotik. Bakteri asam laktat dengan potensi sebagai probiotik memiliki kemampuan untuk beradaptasi dengan kondisi sistem pencernaan manusia. Pembuktian potensi bakteri asam laktat sebagai bakteri probiotik dilakukan melalui uji garam empedu, uji ketahanan terhadap asam, dan uji antimikrob (terhadap bakteri patogen Escherichia coli FNCC 0091 dan Staphylococcus aureus FNCC 0047). Isolat uji yang menunjukkan kemampuan probiotik akan diaplikasikan ke dalam bahan pangan berupa air kelapa muda. Air kelapa muda termasuk ke dalam pangan komersial dengan komposisi nutrisi yang tepat untuk dijadikan media pertumbuhan isolat uji. Pertumbuhan isolat uji di dalam air kelapa didasarkan pada pengujian viabilitas secara kualitatif. Pada pembuatan air kelapa probiotik, akan digunakan asam sitrat sebagai pengatur keasaman. Pada akhir penelitian, diperoleh hasil bahwa bakteri asam laktat yang diisolasi dari hasil fermentasi sawi pahit memiliki potensi sebagai bakteri probiotik. Selain itu, penambahan asam sitrat pada air kelapa muda justru memiliki efek meningkatkan pertumbuhan bakteri probiotik di dalamnya.
SUMMARY
Application of lactic acid bacteria (LAB) in food industry has been widely used, for its ability to prolong the shelf-life of food and probiotic effect. Lactic acid bacteria can be found in fermented “sawi pahit” in 5% of salt concentration (based on previous research on Silviana (2014)). In this research, lactic acid bacteria is obtained, purified, and identified with Analytical Profile Index (API) 50 CHL test kit. Their potential as probiotic will also be tested. Lactic acid bacteria with probiotic ability can adapt to the condition of digestive system. Their potential as probiotic will be tested by bile-salt test, acid test, and antimicrobes test (Escherichia coli FNCC 0091 and Staphylococcus aureus FNCC 0047 is used as the pathogenic bacteria) on the probiotic bacteria. Isolate that have potential as probiotic will be applied in food (coconut water). Coconut water is one commercial product with a great number of nutrition to be used as growing medium for probiotic bacteria. The growth of probiotic bacteria inside coconut water will qualitatively be tested based on its viability. To produce probiotic drinks, citric acid will be added into the coconut water as pH controller. The test results showed that there are high potential for lactic acid bacteria isolated from fermented “sawi pahit” to be used as probiotic. Besides, the addition of citric acid in coconut water will promote the growth of probiotic bacteria inside.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat, kuasa, dan perlindungan-Nya yang telah memberikan kekuatan dan ketegaran kepada penulis untuk dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “Uji Viabilitas Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Hasil Fermentasi Sawi Pahit pada Kadar 5% sebagai Starter Minuman Probiotik Air Kelapa Muda” dengan baik dan tepat pada waktunya.
Penulis menyadari bahwa penulisan laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna, dikarenakan keterbatasan kemampuan dan pengetahuan penulis. Namun puji dan syukur, selama pelaksanaan dan penyusunan laporan skripsi, penulis memperoleh bantuan secara moral dan material dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih yang tiada terhingga kepada: 1.
Tuhan Yesus Kristus yang telah memberkati, melindungi, dan menguatkan Penulis setiap waktu sehingga laporan skripsi dapat terselesaikan.
2.
Ibu Dr. Victoria Kristina Ananingsih, ST., MSc. selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian UNIKA Soegijapranata yang telah memberi kesempatan dan dukungan dalam penulisan skripsi ini.
3.
Ibu Dra. Laksmi Hartayanie, MP. dan Ibu Ir. Lindayani, MP., PhD. selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing, memberikan saran, dan dukungan semangat dari awal proposal hingga akhir penulisan skripsi ini.
4.
Ibu Ivonne E. Fernandez, S. Si., M. Sc. selaku koordinator skripsi yang telah membimbing, membantu, dan mengarahkan Penulis mengenai skripsi.
5.
Seluruh Dosen, Laboran, dan Staf Karyawan FTP yang telah membantu dan mendukung dengan saran dan pengarahan pelaksanaan penelitian di Laboratorium maupun dalam penulisan skripsi.
6.
Keluarga yang terus mendukung, mendoakan, dan memberikan semangat kepada Penulis untuk tetap tegar menyelesaikan penulisan skripsi hingga akhir.
7.
Teman-teman seperjuangan yang telah banyak mengajari arti persahabatan dan hidup, selaku besi menajamkan besi, orang menajamkan sesamanya, Cynthia C. S.,
Cindy K., Amadea T G., Melany I. D. C., T. Danesh, Monica S., Ikke N., Gracia C., Melita D. S.. 8.
Cik Ameju yang telah banyak membantu dan menyemangati Penulis.
9.
Teman-teman sekos Republik FTP, Chaterine M. S., Metta M., G. Vina, Vania B., dan Velin S. yang telah memberikan banyak dukungan dan membantu Penulis.
10. Kakak rohani dan pendengar yang baik Shannon N. S. yang selalu setia mendukung dan menyemangati Penulis. 11. Ko Ary dan Ci Mande sebagai senior yang selalu memberi dukungan semangat dan doa bagi Penulis. 12. Sahabat tercinta, Prawini P. D. dan Cherry C. yang selalu memberi dukungan dan semangat bagi penulis. 13. Semua pihak yang telah memberikan saran dan kritik yang sangat membantu dalam pelaksanaan dan penyusunan laporan skripsi yang tidak dapat Penulis sebutkan satu per satu.
Penulis berharap agar laporan skripsi ini dapat bermanfaat secara umum bagi masyarakat dan secara khusus bagi Fakultas Teknologi Pangan UNIKA Soegijapranata sebagai pengetahuan. Penulis juga menyadari masih lemahnya penulisan dan penyusunan laporan skripsi ini, oleh karena itu, berbagai kritik dan saran dari para pembaca dan semua pihak diharapkan.
Semarang, Maret 2015 Penulis,
Vivi Rinanda
DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN ........................................................................................................... iv SUMMARY ................................................................................................................ v KATA PENGANTAR .............................................................................................. vi DAFTAR ISI .......................................................................................................... viii DAFTAR TABEL .................................................................................................. x DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xiii 1.
PENDAHULUAN ......................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1 1.2. Tinjauan Pustaka ..................................................................................... 3 1.2.1.Bakteri Asam Laktat ................................................................... 3 1.2.2.Bakteri Probiotik ............................................................................ 5 1.2.3.Bakteri Patogen .............................................................................. 7 1.2.4.Minuman Probiotik Air Kelapa ..................................................... 8 1.2.5.Pengatur Keasaman Asam Sitrat ................................................... 9 1.3.Tujuan Penelitian .................................................................................. 10
2.
MATERI DAN METODE .......................................................................... 2.1. Tempat dan Waktu ............................................................................... 2.2. Materi ................................................................................................... 2.2.1.Alat ............................................................................................. 2.2.2. Bahan ......................................................................................... 2.3. Metode ................................................................................................. 2.3.1.Peremajaan Isolat ........................................................................ 2.3.2.Pengujian Kemurnian Isolat Bakteri Asam Laktat ..................... a.Pengujian Pewarnaan Gram ...................................................... b.Pengujian Katalase .................................................................. c.Pengujian Motilitas .................................................................. 2.3.3.Pengujian Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat ....... a.Pertumbuhan BAL pada Kadar NaCl 6,5% dan 18% .............. b.Pertumbuhan BAL pada pH 4,4 dan pH 9,6 ........................... c.Pertumbuhan BAL pada suhu 10oC, 45 oC, dan 50 oC ............. 2.3.4.Pengujian Kemampuan Probiotik ............................................... a.Pengujian Garam Empedu ....................................................... b.Pengujian Asam ....................................................................... c.Pengujian Antimikroba ............................................................ 2.3.5.Pengujian Spesies Bakteri Asam Laktat ..................................... 2.3.6.Pengujian Viabilitas Probiotik .................................................... a.Preparasi Air Kelapa Muda ...................................................... b.Pembuatan Starter ................................................................... c.Pengujian Viabilitas ................................................................. 2.3.7.Pembuatan Kultur Stok Bakteri Asam Laktat ............................
11 11 11 11 11 14 14 14 14 15 15 15 15 16 16 16 16 17 17 17 18 18 18 19 19
3.
HASIL PENELITIAN ................................................................................ 3.1.Hasil Pemilihan dan Peremajaan Kultur Isolat ..................................... 3.2.Hasil Pemurnian Isolat Bakteri Asam Laktat ....................................... 3.2.1.Hasil Pengujian Pewarnaan Gram ............................................... 3.2.2.Hasil Pengujian Katalase ............................................................. 3.2.3.Hasil Pengujian Motilitas ............................................................ 3.3.Hasil Pengujian Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat ....... 3.3.1.Hasil Pertumbuhan BAL pada Kadar NaCl 6,5% dan Kadar NaCl 18% .................................................................................... 3.3.2.Hasil Pertumbuhan BAL pada pH 4,4 dan pH 9,6 ..................... 3.3.3.Hasil Pertumbuhan BAL pada suhu 10oC, 45 oC, dan Suhu 50 oC .................................................................................. 3.4.Hasil Pengujian Probiotik ..................................................................... 3.4.1.Hasil Pengujian Garam Empedu ................................................ 3.4.2.Hasil Pengujian Ketahanan BAL terhadap Asam ....................... 3.4.3.Hasil Pengujian Kemampuan Antimikrob BAL ......................... 3.5.Hasil Pengidentifikasian Spesies Bakteri Asam Laktat ....................... 3.6.Hasil Pengujian Viabilitas Probiotik .................................................... 3.6.1.Hasil Preparasi Air Kelapa Muda ................................................ 3.6.2.Hasil Pembuatan Starter .............................................................. 3.6.3.Hasil Pengujian Viabilitas Probiotik dalam Air Kelapa Muda ....
20 20 20 21 22 22 23
4.
PEMBAHASAN ......................................................................................... 4.1.Kemurnian Isolat Bakteri Asam Laktat ................................................ 4.2.Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat ................................. 4.3.Kemampuan Probiotik .......................................................................... 4.4.Spesies Bakteri Asam Laktat ................................................................ 4.5.Viabilitas Probiotik dalam Air Kelapa Muda ....................................... 4.5.1.Pembuatan Starter ....................................................................... 4.5.2.Viabilitas Probiotik pada Air Kelapa Muda ................................ 4.6.Pembuatan Kultur Stok .........................................................................
39 40 42 44 47 49 49 51 51
5.
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 5.1.Kesimpulan ........................................................................................... 5.2.Saran .....................................................................................................
53 53 53
6.
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
54
7.
LAMPIRAN ...............................................................................................
60
24 24 24 24 26 27 28 30 33 33 33 34
DAFTAR TABEL
Tabel 1.
Halaman Hasil Pemurnian Isolat Bakteri Asam Laktat .............................................. 21
Tabel 2.
Hasil Pengujian Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Kondisi NaCl, pH, dan Suhu yang Beragam ...................................... 23
Tabel 3.
Hasil Pengujian Bakteri Asam Laktat sebagai Bakteri Probiotik ............... 25
Tabel 4.
Range Diameter Zona Bening yang Terukur dari Isolat Uji terhadap Bakteri Patogen ........................................................................................... 28
Tabel 5.
Komponen Aktif sebagai Sumber Karbon pada Fermentasi Isolat 21 Menggunakan API 50 CHL ........................................................................ 32
Tabel 6.
Kepadatan Sel Starter yang Terbentuk pada Pengenceran 10-8 .................. 34
Tabel 7.
Hasil Pengujian Viabilitas Bakteri Probiotik pada Dua Macam Perlakuan Air Kelapa Muda Probiotik Selama Empat Hari Penyimpanan. .............................................................................................. 35
Tabel 8.
Hasil Identifikasi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Kondisi Suhu ............................................................................................................ 62
Tabel 9.
Hasil Identifikasi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Kadar NaCl ............................................................................................................. 62
Tabel 10.
Hasil Identifikasi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Kadar pH................................................................................................................. 63
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Halaman Tahapan Peremajaan, Pemurnian, Pengujian Kemampuan Pertumbuhan, Probiotik, dan Pengaplikasian isolat BAL dalam Air Kelapa Muda. ........................................................................................ 12
Gambar 2.
Tahapan Pengaplikasian BAL dalam Air Kelapa Muda untuk Uji Viabilitas (secara kualitatif) ........................................................................ 13
Gambar 3.
Isolat Bakteri Asam Laktat Sebelum Diinkubasi (a.), Sesudah Diinkubasi (b.). ........................................................................................... 20
Gambar 4.
Hasil Pengamatan terhadap Isolat 18 pada Mikroskop Perbesaran 40x100 Menunjukkan Bakteri Tergolong Gram Positif. ............................ 21
Gambar 5.
Hasil Pengujian Aktivitas Katalase terhadap Bakteri Asam Laktat Menunjukkan Hasil Negatif (Lihat tanda panah) ....................................... 22
Gambar 6.
Hasil Pengujian Motilitas Menunjukkan Kelima Isolat Bersifat Non-motil yang Ditandai dengan Pertumbuhan Isolat di Daerah Tusukan ...................................................................................................... 22
Gambar 7.
Hasil Pengujian Toleransi Bakteri Asam Laktat Kode 18 terhadap 0,3% Garam Empedu pada jam ke-0 (a.), jam ke-2 (b.), dan jam ke-3 (c.) yang ditandai dengan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Permukaan Media ......................................................... 26
Gambar 8.
Hasil Pengujian Toleransi Bakteri Asam Laktat Kode 22 terhadap pH 3 pada jam ke-0 (a.), jam ke-1,5 (b.), jam ke-3 (c.), pH 7 pada jam ke-0 (d.), jam ke-1,5 (e.), jam ke-3 (f.) yang Ditandai dengan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Permukaan Media ....................................................................................... 27
Gambar 9.
Diameter Zona Bening yang Terbentuk dari Isolat Uji terhadap Bakteri Patogen ......................................................................................... 29
Gambar 10.
Hasil Pengujian Kemampuan Aktivitas Antimikrobia oleh Isolat kode 18 terhadap Bakteri Gram Positif (Staphylococcus aureus) (a.) dan Isolat kode 21 terhadap Bakteri Gram Negatif (Escherichia Coli) (b.) ................................................................................ 30
Gambar 11.
Hasil Pengujian Spesies Bakteri Asam Laktat Kode 21 dengan API 50 CHL Sebelum Diinkubasi (a.), Sesudah Diinkubasi (b.), Hasil Analisa Perubahan Warna untuk Diidentifikasi Lebih Lanjut dengan API Software (c.) ................................................................ 31
Gambar 12.
Pertumbuhan BAL Probiotik Dideteksi dengan Terbentuknya Koloni BAL pada Platting Starter Isolat Pengenceran 10-8. ....................... 33
Gambar 13.
Hasil Pengujian Viabilitas Menunjukkan Bakteri Probiotik Kode 21 mampu Bertumbuh dalam Air Kelapa Muda dengan Perlakuan Tanpa Penambahan Asam Sitrat pada hari ke-1 (a.), hari ke-2 (b.), hari ke-3 (c.), hari ke-4 (d.) yang ditunjukkan dengan Pertumbuhan Bakteri pada Permukaan Media ............................... 36
Gambar 14.
Hasil Pengujian Viabilitas Menunjukkan Bakteri Probiotik Kode 21 mampu Bertumbuh dalam Air Kelapa Muda dengan Perlakuan Penambahan Asam Sitrat dalam Air Kelapa Muda pada hari ke-1 (a.), hari ke-2 (b.), hari ke-3 (c.), hari ke-4 (d.) yang ditunjukkan dengan Pertumbuhan Bakteri pada Permukaan Media . ......................................................................................................... 37
Gambar 15.
Kenampakan Minuman Probiotik Air Kelapa Muda Setelah Mengalami Penyimpanan Selama Empat Hari pada Suhu Refrigerator dengan Perlakuan 1 (Air Kelapa Muda + BAL) (a.), Perlakuan 2 (Air Kelapa Muda + BAL + Asam Sitrat) (b.), dan Sampel Kontrol (c.) .................................................................................... 38
Gambar 16.
Hasil Identifikasi Genus dan Spesies APILAB software ............................ 64
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Halaman Media yang Digunakan untuk Pertumbuhan dan Uji Aktivitas Antimikroba Bakteri Asam Laktat ............................................................. 60
Lampiran 2.
Hasil Identifikasi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai Kondisi Suhu, NaCl, dan pH ...................................................... 62
Lampiran 3.
Hasil Identifikasi Genus dan Spesies Bakteri Asam Laktat (Isolat kode 21) Berdasarkan Uji API 50 CHL test kit .............................. 64
xiii 13
