ISOLASI DAN IDENTIFIKASI MIKROORGANISME PADA TAPE KETAN YANG DIBUNGKUS DAUN BUAH TROPIKA DENGAN DIFERMENTASI RAGI LOKAL

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI MIKROORGANISME PADA TAPE KETAN YANG DIBUNGKUS DAUN BUAH TROPIKA DENGAN DIFERMENTASI RAGI LOKAL ISOLATION AND IDENTIFICATION OF MICROORGANISMS FROM FERMENTED GLUTINOUS RICE WRAPPED LEAVES OF TROPICAL FRUIT FERMENTED BY LOCAL “RAGI” SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

Oleh : FIFI LIA RAHARDJO 08.70.0070

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2013

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI MIKROORGANISME PADA TAPE KETAN YANG DIBUNGKUS DAUN BUAH TROPIKA DENGAN DIFERMENTASI RAGI LOKAL ISOLATION AND IDENTIFICATION OF MICROORGANISMS FROM FERMENTED GLUTINOUS RICE WRAPPED LEAVES OF TROPICAL FRUIT FERMENTED BY LOCAL “RAGI” Oleh: FIFI LIA RAHARDJO NIM : 08.70.0070 Program Studi : Teknologi Pangan

Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan di hadapan sidang penguji pada tanggal: 21 Februari 2013

Semarang,

Februari 2013

Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata Pembimbing I,

Dekan,

Ir. Lindayani, MP., PhD.

Ita Sulistyawati, STP., MSc.

Pembimbing II,

Dra. Laksmi Hartayanie, MP.

ii

RINGKASAN Tape ketan adalah makanan tradisional Indonesia yang difermentasi dengan ragi, memiliki rasa manis-asam dan berbau alkohol. Ragi mengandung berbagai macam mikroorganisme penting yang berperan dalam proses fermentasi. Pada umumnya tape ketan dibungkus dengan menggunakan daun buah tropika seperti daun pisang. Pada penelitian ini, digunakan daun buah tropika yang jarang dimanfaatkan oleh masyarakat seperti daun jambu mete dan daun mangga sebagai pembungkus tape ketan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengisolasi dan mengidentifikasi mikroorganisme (kapang, bakteri asam laktat, dan khamir) pada tape ketan yang dibungkus daun buah tropika (daun jambu mete dan daun mangga) yang difermentasi menggunakan ragi lokal (Na Kok Liong, Gedang, dan Sidojoyo). Penelitian pendahuluan dilakukan dengan evaluasi sensori 3 merk ragi lokal yaitu Gedang, Na Kok Liong, dan Sidojoyo dengan 2 jenis daun buah tropika (daun mangga dan daun jambu mete). Tape ketan yang paling disukai oleh panelis adalah tape ketan yang dibungkus daun jambu mete dengan ragi NKL konsentrasi 0,2%. Pada penelitian utama dilakukan analisa kimia dan mikrobiologi. Analisa kimia meliputi uji pH, total asam, dan kandungan gula pada fermentasi hari ke 3, 5, 7, 9. Analisa mikrobiologi meliputi identifikasi kapang dengan metode slide culture, identifikasi bakteri asam laktat dengan uji karakteristik morfologi (bentuk sel, spora, dan pewarnaan gram), produksi gas, aktivitas katalase, uji motilitas, uji kemampuan tumbuh pada berbagai suhu, pH dan konsentrasi NaCl, serta diidentifikasi dengan menggunakan alat API 20 Strep test kit, dan identifikasi khamir dengan alat API 20 C AUX test kit. Hasil dari uji kimia menunjukkan bahwa terjadi peningkatan total asam, sedangkan pH dan kadar gula mengalami penurunan selama 9 hari fermentasi. Pada identifikasi mikrobiologi tape ketan diperoleh 8 isolat kapang yaitu Mucor sp. dan Aspergillus sp; 8 isolat bakteri asam laktat yang diuji kemampuan tumbuhnya pada berbagai suhu, pH dan konsentrasi NaCl. Dua isolat bakteri asam laktat dengan pertumbuhan terbaik diidentifikasi dengan API 20 Strep test kit. Hasil dari identifikasi menunjukkan bahwa isolat 3 dan 5 merupakan Lactoccocus lactis ssp lactis dengan tingkat signifikansi 94%. Pada khamir diperoleh 8 isolat yang selanjutnya 2 isolat diidentifikasi menggunakan API 20 C AUX test kit, dengan diketahui bahwa isolat 2 merupakan Candida famata dengan tingkat signifikansi 99% dan isolat 3 merupakan Pichia angusta dengan tingkat signifikansi 99%.

iii

SUMMARY Fermented glutinous rice is a traditional Indonesian food fermented with “ragi” that has a sweet-sour taste and the smell of alcohol. “Ragi” contains a variety of important microorganisms that play role in fermentation process. Fermented glutinous rice usually wrap with leaves of tropical fruits such as banana leaves. In this study, other leaves of tropical fruit can be used as fermented glutinous rice wrapper such as cashew and mango leaves that was rarely used by people. The aim of this research was to isolate and identify microorganisms (mold, lactic acid bacteria and yeast) on fermented glutinous rice wrapped leaves of tropical fruit (cashew and mango leaves) are fermented using local “ragi” (Na Kok Liong, Gedang, and Sidojoyo). Preliminary study conducted by the sensory evaluation were 3 brands of local “ragi” (Gedang, Na Kok Liong, and Sidojoyo) with 2 types of leaves of tropical fruit (mango and cashew leaves). Fermented glutinous rice wrapped cashew leaves with NKL concentration of 0,2% was preferred by panelists with sensory analysis. The main study conducted chemical and microbiological analysis. Several chemical analysis such as pH, total acid and sugar content in fermentation day 3, 5, 7, 9. Microbiological analysis were used in this study, as follows: identification of mold using slide culture method; identification of lactic acid bacteria including morphological characteristics (cell shape, formation of spores, and gram stain), gas production, catalase test, motility test, and test of ability to grow at various temperatures, pH, and NaCl concentration, and API 20 STREP test kit; identification of yeast using API 20 C AUX test kit. The results of chemical testing fermented glutinous rice showed that the total acid increased, while pH and sugar levels decreased during the 9 days of fermentation. Microbiological identification found 8 isolates of mold i.e. Mucor sp. and Aspergillus sp; 8 isolates of lactic acid bacteria ability to grow at various temperatures, pH and NaCl concentration. The highest growth of 2 isolates lactic acid bacteria (isolate 3 and 5) were identified by API 20 Strep test kit. It showed that isolate 3 and 5 are Lactoccocus lactis ssp lactis with level of significance 94%. The yeast obtained 8 isolates in the next 2 isolates were identified using API 20 C AUX test kit indicate that isolate 2 is Candida famata with level of significance 99% and isolate 3 is Pichia angusta with level of significance 99%.

iv

KATA PENGANTAR Puji syukur Penulis panjatkan kepada Thian YME, karena atas berkat, pertolongan, pendampingan, rahmat, dan kasihNya, Penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “Isolasi dan Identifikasi Mikroorganisme Pada Tape Ketan Yang Dibungkus Daun Buah Tropika Dengan Difermentasi Ragi Lokal”. Skripsi ini dibuat dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Teknologi Pertanian, UNIKA Soegijapranata Semarang. Selama penulisan skripsi ini, Penulis menerima pengarahan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Ibu Ita Sulistyawati, STP., MSc. selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian UNIKA Soegijapranata yang telah memberi kesempatan dan dukungan kepada Penulis dalam penyusunan skripsi. 2. Ibu Ir. Lindayani, MP., PhD. selaku pembimbing I yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing, memberikan saran, dan dukungan dari awal hingga akhir penyusunan skripsi ini. 3. Ibu Dra. Laksmi Hartayanie, MP. selaku pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu, membimbing dan memberikan saran kepada Penulis selama penyusunan skripsi. 4. Papa di surga, Mama, keponakan-keponakanku tersayang, dan semua keluarga yang tiada henti memberikan dukungan doa dan semangat bagi Penulis selama penyusunan skripsi. 5. Gladys yank sebagai partner kerja Penulis yang telah menemani dalam suka dan duka, bekerjasama, setia, dan memberi dukungan semangat dari pembuatan proposal, pelaksanaan penelitian, dan penyusunan skripsi ini. 6. Victor Andika yang telah memberi dukungan semangat pada Penulis selama penyusunan skripsi. 7. Big Family (Novita, Heny, Ria, Citra, Bita, Awei, Amel Kosasih, Dea) yang telah memberi dukungan semangat dan membantu Penulis selama penyusunan skripsi. 8. Elke Novionalita Hartanto dan Tommy Santoso yang telah membantu dan memberikan dukungan semangat pada Penulis dalam pelaksanaan penelitian di laboratorium. 9. Mbak Endah, Mas Soleh, dan Mas Pri yang telah membantu dan membimbing Penulis v

dalam pelaksanaan penelitian di laboratorium. 10. Pak Agus, Mbak Susi, Pak War, Pak Lilik, dan Pak Joko yang telah sangat membantu Penulis dalam hal administrasi selama penyusunan skripsi ini. 11. Seluruh Dosen dan Staf Karyawan Fakultas Teknologi Pertanian yang telah membantu dan memberi dukungan semangat kepada Penulis dalam pelaksanan penelitian di laboratorium dan selama penyusunan skripsi. 12. Seluruh teman-teman Fakultas Teknologi Pertanian yang telah meberi saran, kritik, dan membantu Penulis dari awal penelitian sampai penyusunan 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 yang yang bermanfaat bagi Penulis dari para pembaca dan semua pihak sangat Penulis harapkan. Akhir kata, Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan memberikan pengetahuan bagi para pembaca dan semua pihak yang membutuhkan.

Semarang,

Februari 2013 Penulis,

Fifi Lia Rahardjo

vi

DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN ………………………….......................…………………………...…… ii SUMMARY ………………………………............................………...………….....……iii KATA PENGANTAR ……………………………………………....…………………..iv DAFTAR ISI ………………………………………………………………………….... vi DAFTAR TABEL ……………………………………………………...……................. ix DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………………... x DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………………………….... xii 1. PENDAHULUAN ……………………………………………................................... 1 1.1. Latar Belakang ................................................................................................... 1 1.2. Tinjauan Pustaka ................................................................................................ 2 1.2.1. Fermentasi ................................................................................................ 2 1.2.2. Ketan Putih ............................................................................................... 3 1.2.3. Tape Ketan ................................................................................................ 4 1.2.4. Ragi Tape .................................................................................................. 5 1.2.5. Daun Jambu Mete dan Daun Mangga ...................................................... 6 1.2.6. Mikroorganisme pada Tape dan Ragi Tape .............................................. 7 1.3. Tujuan ................................................................................................................ 8 2. MATERI dan METODE …………………………………….................................... 9 2.1. Materi ................................................................................................................. 9 2.1.1. Alat ........................................................................................................... 9 2.1.2. Bahan ........................................................................................................ 9 2.2. Metode ............................................................................................................... 10 2.2.1. Pembuatan Tape Ketan ............................................................................. 10 2.2.2. Penelitian Pendahuluan .............................................................................11 2.2.3. Penelitian Utama ....................................................................................... 11 2.2.3.1. Analisa Kimia .................................................................................... 12 2.2.3.1.1. Total Asam ................................................................................. 12 2.2.3.1.2. Nilai pH ...................................................................................... 13 2.2.3.1.3. Kadar Gula...................................................................................13 2.2.3.2. Analisa Mikrobiologi ........................................................................ 13 2.2.3.2.1. Analisa Mikrobiologi Kapang .................................................... 13 2.2.3.2.1.1. Isolasi Pemurnian Koloni Kapang .................................... 13 2.2.3.2.1.2. Identifikasi Kapang........................................................... 14 2.2.3.2.2. Analisa Mikrobiologi Bakteri Asam Laktat................................ 14 2.2.3.2.2.1. Isolasi Pemurnian Koloni Bakteri Asam Laktat ............... 14 2.2.3.2.2.2. Identifikasi Bakteri Asam Laktat...................................... 15 2.2.3.2.2.2.1. Penampakan Fisiologis ............................................ 15 2.2.3.2.2.2.2. Pewarnaan Gram.......................................................15 2.2.3.2.2.2.3. Pewarnaan Spora ..................................................... 15 2.2.3.2.2.2.4. Uji Katalase.............................................................. 15 2.2.3.2.2.2.5. Uji Motilitas ............................................................. 16 2.2.3.2.2.2.6. Uji Produksi Gas....................................................... 16 vii

2.2.3.2.2.2.7. Pertumbuhan Bakteri pada Berbagai pH, Suhu, dan Kadar NaCl ...................................................... 16 2.2.3.2.2.2.7.1. Pertumbuhan Bakteri pada Suhu (10ºC, 45ºC, dan 50ºC) ......................................................... 16 2.2.3.2.2.2.7.2. Pertumbuhan Bakteri pada pH (4,4 dan 9,6).................................................................... 16 2.2.3.2.2.2.7.3. Pertumbuhan Bakteri pada Kadar NaCl (6,5% dan 18%)........................................................... 17 2.2.3.2.2.2.8. Identifikasi Bakteri Asam Laktat dengan API 20 Strep test kit ............................................................ 17 2.2.3.2.3. Analisa Mikrobiologi Khamir..................................................... 17 2.2.3.2.3.1. Isolasi Pemurnian Koloni Khamir .....................................17 2.2.3.2.3.2. Identifikasi Khamir........................................................... 17 3. HASIL PENELITIAN ……………………………………........................................ 19 3.1. Penelitian Pedahuluan ........................................................................................ 19 3.2. Penelitian Utama ................................................................................................ 19 3.2.1. Hasil Uji Kimia ......................................................................................... 20 3.2.2. Penelitian Utama Mikrobiologi ................................................................ 22 3.2.2.1. Identifikasi Kapang ............................................................................22 3.2.2.2. Identifikasi Bakteri Asam Laktat ....................................................... 26 3.2.2.2.1. Isolasi dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Karakteristik .............................................................................. 26 3.2.2.2.1.1. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Pewarnaan Gram ................................................................................... 27 3.2.2.2.1.2. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Pewarnaan Spora ................................................................................... 28 3.2.2.2.1.3. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Aktivitas Katalase .............................................................................. 29 3.2.2.2.1.4. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Motilitas .............................................................................................. 30 3.2.2.2.1.5. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Produksi Gas ...................................................................................... 31 3.2.2.2.2. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kemampuan Tumbuh ...................................................................................... 32 3.2.2.2.2.1.1. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kemampuan Tumbuh pada Suhu 10oC, 45oC, dan 50oC ......................................................................................... 33 3.2.2.2.2.1.2. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kemampuan Tumbuh pada pH 4,4 dan 9,6 ........................................................................................ 34 3.2.2.2.2.1.3. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kemampuan Tumbuh pada Konsentrasi NaCl 6,5% dan 18% ......................................................................... 34 3.2.2.2.3. Identifikasi Bakteri Asam Laktat dengan API 20 Strep test kit...35 3.2.2.3. Identifikasi Khamir ............................................................................ 36

viii

4. PEMBAHASAN ……………………………………................................................. 39 4.1. Penelitian Uji Pendahuluan ............................................................................... 39 4.2. Penelitian Uji Utama .......................................................................................... 39 4.2.1. Analisa Kimia ........................................................................................... 39 4.2.2. Analisa Mikrobiologi ................................................................................ 40 4.2.2.1. Identifikasi Kapang ............................................................................40 4.2.2.2. Identifikasi Bakteri Asam Laktat ....................................................... 41 4.2.2.3. Identifikasi Khamir ............................................................................ 44 5. KESIMPULAN dan SARAN ...................................................................................... 46 5.1. Kesimpulan ........................................................................................................ 46 5.2. Saran ...................................................................................................................46 6. DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 47 7. LAMPIRAN ............................................................................................................... 51

ix

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Rata-rata Hasil Sensori 12 Sampel Tape Ketan ............................................ 19 Tabel 2. Analisa Kimia Tape Ketan yang Dibungkus Daun Jambu Mete dengan Ragi NKL 0,2% ............................................................................................ 20 Tabel 3. Karakteristik Makroskopik Kapang pada Tape Ketan .................................. 22 Tabel 4. Identifikasi Kapang pada Tape Ketan secara Mikroskopik ...........................23 Tabel 5. Karakteristik Bakteri Asam Laktat pada Tape Ketan .................................... 27 Tabel 6. Analisa Kemampuan Tumbuh Bakteri Asam Laktat pada Tape Ketan ........ 32 Tabel 7. Hasil Fermentasi Sumber Karbon dengan API 20 Strep test kit ................... 35 Tabel 8. Hasil Fermentasi Sumber Karbon dengan API 20 C AUX .......................... 38

x

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.

Ketan Putih yang Digunakan Sebagai Bahan Penelitian ......................... 4

Gambar 2.

Ragi Tape: (a) Na Kok Liong, (b) Gedang, dan (c) Sidojoyo yang Digunakan Sebagai Bahan Penelitian ...................................................... 6

Gambar 3.

Daun: (a) Jambu mete, (b) Mangga yang Digunakan Sebagai Bahan Penelitian ................................................................................................. 7

Gambar 4.

Diagram Alir Proses Pembuatan Tape Ketan .......................................... 10

Gambar 5.

Rancangan Penelitian Utama ................................................................... 12

Gambar 6.

Tape Ketan yang Dibungkus Daun Jambu Mete dengan Ragi NKL Konsentrasi 0,2% .................................................................................... 20

Gambar 7.

Perubahan Selama Proses Fermentasi Tape Ketan hari ke 3, 5, 7, dan 9 : (a) pH dan Total Asam dan (b) Kandungan Gula ................................. 21

Gambar 8.

Hasil Uji Koloni Bakteri Asam Laktat Hasil Isolasi yang Membentuk Zona Bening dan Koloni Tunggal ........................................................... 26

Gambar 9.

Pewarnaan Gram isolat 3 yang Termasuk Bakteri Gram Positif dengan Perbesaran 100x10 ................................................................................... 27

Gambar 10. Pewarnaan Spora Isolat 3 yang Tidak Membentuk Spora dengan Perbesaran 100x10 .................................................................................... 28 Gambar 11. Hasil Uji Aktivitas Katalase yang Ditandai Dengan Tidak Terbetuknya Gelembung : (a) Isolat 1-3, (b) Isolat 4-6, dan (c) Isolat 7-8 ................... 29 Gambar 12. Hasil Uji Motilitas yang Ditandai Dengan Pertumbuhan Bakteri di Sepanjang Garis Tusukan Inokulasi : (a) Isolat 1-4 dan (b) Isolat 5-8..... 30 Gambar 13. Hasil Uji Produksi Gas yang Ditandai Dengan Tidak adanya Gelembung pada Tabung Durham : (a) Isolat 1-4 dan (b) Isolat 5-8....... 31 Gambar 14. Isolat 3 (a) Tumbuh pada Suhu 10oC, tetapi Tidak Tumbuh pada Suhu (b) 45oC, dan (c) 50oC .............................................................................. 33 Gambar 15. Isolat 3 (a) Tumbuh pada pH 4,4, (b) tetapi Tidak Tumbuh pada pH9,6. 34 Gambar 16. Isolat 3 Tidak Tumbuh pada Konsentrasi NaCl (a) 6,5% dan (b) 18%.... 34

xi

Gambar 17. Hasil Identifikasi Bakteri Asam Laktat dengan API 20 Strep test kit : (a) isolat 3 dan (b) isolat 5 ....................................................................... 35 Gambar 18. Hasil Pemurnian Koloni Khamir : (a) isolat 2 dan (b) isolat 3................. 36 Gambar 19. Pengamatan Mikroskopik Khamir dengan Perbesaran 40x10 : (a) isolat 2 dan (b) isolat 3....................................................................................... 37 Gambar 20. Hasil Identifikasi Khamir dengan API 20 C AUX : (a) isolat 2 dan (b) isolat 3....................................................................................................... 38

xii

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Kemampuan Bakteri Asam Laktat Tumbuh pada Berbagai Suhu, pH dan NaCl................................................................................................... 51 Lampiran 2. Hasil Pembacaan Identifikasi Bakteri Asam Laktat API 20 Strep test kit menggunakan API software ..................................................................... 52 Lampiran 3. Hasil Pembacaan Identifikasi Khamir API 20 C AUX menggunakan API software............................................................................................. 53

xiii