perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
SELEKSI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI CAIRAN RUMEN SAPI DAN SILASE RUMPUT RAJA (Pennisetum hybrid) SERTA EFEKTIVITASNYA TERHADAP PENGHAMBATAN BAKTERI PATOGEN
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains
Disusun oleh: Anne Nindi Aswari M0409007
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila dikemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/ atau dicabut.
Surakarta, Juli 2013
Anne Nindi Aswari M0409007
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
SELEKSI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI ASAM LAKTAT YANG DIISOLASI DARI CAIRAN RUMEN SAPI DAN SILASE RUMPUT RAJA (Pennisetum hybrid) SERTA EFEKTIVITASNYA TERHADAP PENGHAMBATAN BAKTERI PATOGEN
Anne Nindi Aswari Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta ABSTRAK Probiotik merupakan kultur mikroba hidup yang dapat memberikan efek positif terhadap performa ternak dengan cara memperbaiki keseimbangan mikroorganisme alami di dalam saluran pencernaan. Salah satu bakteri yang berperan sebagai probiotik adalah bakteri asam laktat (BAL) yang mampu menghasilkan asam laktat dan bakteriosin. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi, menyeleksi dan mengidentifikasi bakteri asam laktat indigenous dari cairan rumen sapi dan silase rumput raja (Pennisetum hybrid) sebagai kandidat probiotik dengan mengetahui ketahanan beberapa isolat pada pH rendah dan efektivitas penghambatannya terhadap bakteri patogen (seleksi II). Isolasi menggunakan metode spread plate pada media MRSA dengan menambah CaCO3 0,2% sebagai indikator terbentuknya zona jernih disekitar koloni, seleksi isolat dilakukan dengan mengukur besar diameter zona jernih isolat, pewarnaan Gram, morfologi BAL, uji katalase, uji motilitas (seleksi I). Hasil penelitian diperoleh 5 isolat BAL (2 isolat berasal cairan rumen sapi, 2 isolat dari silase dan 1 isolat dari rumput raja). Kelima isolat menunjukkan efektivitasnya dalam menghambat pertumbuhan bakteri patogen Escherichia coli FNCC 194, Clostridium acetobutylicum ATCC 824, Bacillus subtilis FNCC 0060, Staphylococcus aureus FNCC 6049 dan memiliki ketahanan hidup pada pH rendah (pH 2 dan 3) selama 1 dan 2 jam. Identifikasi biokimia menggunakan Kit Standard Analytical Profile Index (API) 50 CHL. Isolat terseleksi sebagai probiotik ialah isolat CR1(Lactobacillus paracasei ssp. paracasei 3 (91,5%)) dan Sil.9 (Lactobacillus collinoides (92,5%)). Isolat lain hasil identifikasi ialah Lactobacillus brevis (95,1%) berasal dari silase (Sil.3) dan Lactobacillus paracasei ssp paracasei 3 (76,5%) berasal dari cairan rumen sapi (CR2).
Kata kunci: Isolasi, seleksi, probiotik, bakteri patogen, rumen sapi, silase
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
SCREENING AND IDENTIFICATION OF LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM CATTLE RUMEN LIQUID AND KING GRASS (Pennisetum hybrid) SILAGE AND BACTERIA INHIBITION EFFECTIVENESS AGAINST PATHOGENIC BACTERIA Anne Nindi Aswari Department of Biologi, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sebelas Maret University, Surakarta
ABSTRACT Probiotics is live microbial culture which has positive effect on animal by improving natural balance microorganisms in the digestive tract. Lactic acid bacteria could be used as probiotic because its able to produce lactic acid and bacteriocins. This experiment aimed to isolate, screen and identify indigenous lactic acid bacteria from the cattle rumen liquid and the king grass (Pennisetum hybrid) silage as a probiotic candidate by evaluating isolates resistance in low pH and inhibitory effectiveness against pathogenic bacteria (second selection). Isolation using the spread plate method on MRSA medium containing CaCO3 0.2% as an indicator of the formation of clearing zones around the colonies. Selected isolates was screened by measuring the diameter of the clearing zone, characterized by Gram staining, catalase test, motility and morphology test (first selection). This experiment obtained 5 LAB isolates (2 isolates from cattle rumen liquid, 2 isolates from silage and 1 isolate from king grass). These five isolates shown effectivity in inhibiting pathogenic bacteria Escherichia coli FNCC 194, Clostridium acetobutylicum ATCC 824, Bacillus subtilis FNCC 0060, Staphylococcus aureus FNCC 6049 and they were viable in low pH (pH 2 and 3) during 1 and 2 hours. Biochemical identification was performed by Standard Analytical Profile Index (API) 50 CHL Kit. Selected isolates as a probiotics are CR1(Lactobacillus paracasei ssp. paracasei 3 (91,5%)) and Sil.9 (Lactobacillus collinoides (92,5%)). Other isolate from silage (Sil.3) was identified as Lactobacillus brevis (95.1%) and isolate from cattle rumen (CR2) was identified as Lactobacillus paracasei ssp. paracasei 3 (76.5%).
Keywords: Isolation, screening, probiotics, pathogenic bacteria, cattle rumen, silage
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
"Jadilah seperti karang di lautan yang kuat dihantam ombak dan kerjakanlah hal yang bermanfaat untuk diri sendiri dan orang lain, karena hidup hanyalah sekali. Ingat hanya pada Allah apapun dan di manapun kita berada kepada Dia-lah tempat meminta dan memohon"
Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi bangkit kembali setiap kali kita jatuh ( Confusius )
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Pertama-tama penulis memanjatkan puji syukur kepada Allah SWT Rabb Alam Semesta karena tanpa cinta, kasih sayang dan keridhaan-Mu hamba takkan pernah mampu menyelesaikan karya kecilku ini. Kupersembahkan karya kecil ini kepada:
Yang tercinta Keluargaku Bapak Hartono, Ibu Siti Rusminah dan Adikku Andiar Agung Syahputra, Ayudya Wijayaningrum dan Nimas Wahyu Silaningtyas Atas dukungan, bimbingan, kasih sayang dan pengorbanan yang tak dapat dinilai dengan apapun. Semangat juangmu adalah dorongan bagiku untuk berani menatap tantangan kehidupan.
UPT. BPPTK LIPI Gunungkidul Yogyakarta Terima kasih atas bantuan dan fasilitas yang telah diberikan
Bapak Ibu Dosen Biologi FMIPA UNS Atas bekal ilmu pengetahuan untukku dalam menapaki masa depan
Sahabat-sahabatku seperjuangan Anggun, Anis, Dea, Sari, Tyas, Saili dan Ita Keluarga baruku desa Gading Gunungkidul Yogyakarta Almamaterku UNS serta teman-temanku angkatan Biologi 2009 Terima kasih atas segala dukungan , semangat dan kehangatan persahabatan yang kalian berikan dalam hidupku
Semua pihak yang telah membantu
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
limpahan nikmat dan karuniaNya yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul Seleksi dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Cairan Rumen Sapi dan Silase Rumput Raja (Pennisetum hybrid) serta Efektifitasnya terhadap Penghambatan Bakteri Patogen. Penyusunan skripsi ini merupakan syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 ( S1 ) pada jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret. Dalam melakukan penelitian maupun penyusunan skripsi ini penulis telah banyak mendapatkan saran, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak yang sangat berguna dan bermanfaat baik secara langsung maupun tidak langsung.Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih yang seabesar-besarnya kepada: Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc. (Hons), Ph.D. selaku Dekan FMIPA UNS yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi. Dr. Agung Budiharjo, M.Si. selaku Ketua Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan saran, bimbingan dan arahan selama perkuliahan. Tjahjadi Purwoko, S.Si., M.Si. selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan saran, bimbingan dan arahan selama penyusunan proposal, penelitian sampai terselesainya penyusunan skripsi. Ahmad Sofyan, S.Pt., M.Sc. selaku pembimbing II yang telah memberikan saran, bimbingan dan arahan selama penyusunan proposal, penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi, serta atas ijin yang telah diberikan bagi penulis untuk melakukan penelitian di UPT. BPPTK LIPI Yogyakarta. Dr. Ari Susilowati, M.Si. selaku dosen penelaah I yang telah memberikan saran, bimbingan dan arahan selama penyusunan proposal sampai selesainya penyusunan skripsi.
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Dr. Artini Pangastuti, M.Si. selaku dosen penelaah II yang telah memberikan saran, bimbingan dan arahan selama penyusunan proposal sampai selesainya penyusunan skripsi. Dra. Marti Harini, M.Si. selaku pembimbing akademik yang telah memberikan saran, bimbingan dan arahan selama perkuliahan. Seluruh dosen, karyawan, staff Laboratorium Jurusan Biologi yang telah membantu penulis. Peneliti UPT. BPPTK LIPI Yogyakarta Bapak Ahmad Sofyan dan Ibu Ema Damayanti, staff Laboratorium UPT. BPPTK LIPI Yogyakarta Ibu Madina, Mas Andri Suwanto, Pak Nana Hidayat yang telah membantu penulis melakukan penelitian di laboratorium, serta saudara-saudara LIPI Pak ari, Pak Mamat, Mas Ribut Widodo, Mas Barno, Mas Totok, Mas Nunung yang telah membantu penulis melakukan penelitian di lapangan. Teman-teman seperjuangan dan teman-teman kost Gading yang telah memberikan semangat, dukungan dan kehangatan persahabatan. Teman-teman angkatan Biologi 2009 yang selalu memberikan dukungan dan doa. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu dalam membantu penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan dan kesalahan. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat diharapkan demi perbaikan penyusunan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat dan dapat menjadi sumbangan bagi kemajuan ilmu pengetahuan. Amin.
Surakarta, Juli 2013
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ..........................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ...........................................................................
ii
HALAMAN PERNYATAAN ...........................................................................
iii
ABSTRAK ..........................................................................................................
iv
ABSTRACT .......................................................................................................
v
HALAMAN MOTTO .........................................................................................
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................
vii
KATA PENGANTAR .......................................................................................
viii
DAFTAR ISI ......................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................
xii
DAFTAR TABEL ..............................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................
xiv
BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ...............................................................
1
B. Perumusan Masalah ......................................................................
4
C. Tujuan Penelitian ..........................................................................
4
D. Manfaat Penelitian ........................................................................
5
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................
6
A. Tinjauan Pustaka ...........................................................................
6
1.
Rumen sapi ............................................................................
6
2.
Silase rumput raja ..................................................................
7
3.
Bakteri Asam Laktat (BAL) ..................................................
9
4.
Patogen ...................................................................................
16
5.
Kinetika Pertumbuhan BAL ..................................................
21
B. Kerangka Pemikiran .....................................................................
22
C. Hipotesis Penelitian ......................................................................
24
BAB III METODE PENELITIAN......................................................................
25
A. Waktu dan Tempat Penelitian .......................................................
25
B. Alat dan Bahan ..............................................................................
25
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
C. Cara Kerja .....................................................................................
27
1.
Pembuatan silase rumput raja ................................................
27
2.
Isolasi bakteri asam laktat ......................................................
28
3.
Karakterisasi awal isolat bakteri asam laktat .........................
31
4.
Uji Ketahanan Asam...............................................................
32
5.
Efektivitas penghambatan isolat bakteri asam laktat terhadap bakteri patogen ........................................................
33
6.
Kurva pertumbuhan bakteri asam laktat .................................
34
7.
Pengukuran Produksi Asam Laktat ........................................
34
8.
Uji Biokimia ...........................................................................
35
D. Rancangan Penelitian ....................................................................
36
E. Analisis Data .................................................................................
36
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..........................................................
37
A. Isolasi dan seleksi bakteri asam laktat ..........................................
37
B. Uji ketahanan isolat BAL terhadap pH asam ................................
40
C. Kurva pertumbuhan isolat bakteri asam laktat .............................
44
D. Produksi asam laktat ......................................................................
46
E. Efektivitas penghambatan isolat BAL terhadap bakteri patogen...
48
F.
Identifikasi isolat bakteri asam laktat potensial .............................
57
BAB V. PENUTUP.............................................................................................
59
A. Kesimpulan ...................................................................................
59
B. Saran .............................................................................................
60
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................
61
LAMPIRAN .......................................................................................................
66
RIWAYAT HIDUP PENULIS ..........................................................................
84
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Rumput raja (Pennisetum hybrid) dan silase rumput raja .................
8
Gambar 2. Kurva pertumbuhan bakteri...............................................................
21
Gambar 3. Bagan alur kerangka pemikiran.........................................................
24
Gambar 4. Pengamatan morfologi pewarnaan Gram isolat BAL dengan mikroskop OpticLab perbesaran 400x .............................................
39
Gambar 5. Persentase bakteri asam laktat hidup pada uji pH 2..........................
41
Gambar 6. Persentase bakteri asam laktat hidup pada uji pH 3 ..........................
42
Gambar 7. Grafik kurva pertumbuhan isolat BAL..............................................
44
Gambar 8. Diameter zona hambat aktivitas antimikroba isolat BAL terhadap E. coli FNCC 194 ............................................................................
50
Gambar 9. Diameter zona hambat aktivitas antimikroba isolat BAL terhadap S. aureus FNCC 6049 ......................................................................
51
Gambar 10. Diameter zona hambat aktivitas antimikroba isolat BAL terhadap Clostridium acetobutylicum ATCC 824 ............................
53
Gambar 11. Diameter zona hambat aktivitas antimikroba isolat BAL terhadap Bacillus subtilis FNCC 0060 .............................................
xii
54
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Rancangan penelitian uji ketahanan pH rendah ....................................
36
Tabel 2. Besar zona jernih isolat pada media MRSA dan CaCO3 0,2% .............
38
Tabel 3. Karakterisasi isolat bakteri asam laktat.................................................
38
Tabel 4. Jumlah log cfu/ml koloni isolat hidup terhadap uji ketahanan pH .......
43
Tabel 5. Produksi asam laktat dan tingkat keasaman media tumbuh isolat BAL.......................................................................................................
xiii
48
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Konfirmasi jumlah sel dengan TPC dari pengukuran OD..............
66
Lampiran 2. Komposisi media ............................................................................
66
Lampiran 3. Aktivitas penghambatan bakteri patogen .......................................
67
Lampiran 4. Nilai absorbansi isolat BAL dengan spektrofotometer 625 nm .....
68
Lampiran 5. Hasil identifikasi isolat CR1 ...........................................................
69
Lampiran 6. Hasil identifikasi isolat CR2 ..........................................................
69
Lampiran 7. Hasil identifikasi isolat Sil.3...........................................................
70
Lampiran 8. Hasil identifikasi isolat Sil.9...........................................................
70
Lampiran 9. Hasil analisis kadar asam laktat isolat BAL ...................................
71
Lampiran 10. Hasil analisis nilai pH isolat BAL ................................................
71
Lampiran 11. Hasil analisis aktivitas antimikroba ..............................................
72
Lampiran 12. Hasil analisis data nilai absorbansi isolat BAL ............................
75
Lampiran 13. Hasil analisis uji ketahanan asam .................................................
79
Lampiran 14. Dokumentasi penelitian ................................................................
81
Lampiran 15. Dokumentasi zona hambat BAL terhadap bakteri patogen ..........
83
®
Lampiran16.Hasil karakterisasi isolat BAL dengan APIWEB (Biomerieux ) ..
xiv
84
