SKRIPSI. Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan. Oleh : TESYARA DANESH ANGELINA

SELEKSI DAN KARAKTERISASI BAKTERI ASAM LAKTAT DARI ASINAN REBUNG BAMBU BETUNG (Dendrocalamus asper) SEBAGAI INOKULUM PADA DAGING SAPI CINCANG PROBIOTIK SELECTION AND CHARACTERIZATION OF LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM YELLOW BAMBOO SHOOT PICKLES (Dendrocalamus asper) USED AS INOCULUM IN PROBIOTIC MINCED BEEF SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan Oleh : TESYARA DANESH ANGELINA 11.70.0091

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG

2015 i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Tesyara Danesh Angelina NIM : 11.70.0091 Fakultas : Teknologi Pertanian Program Studi : Teknologi Pangan Menyatakan bahwa skripsi “Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Asam Laktat Dari Asinan Rebung Bambu Betung (Dendrocalamus asper) Sebagai Inokulum Pada Daging Sapi Cincang Probiotik” merupakan karya saya dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi. Sepanjang pengetahuan saya juga 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 saya tidak jujur, maka gelar dan ijazah yang saya peroleh dinyatakan batal dan akan saya kembalikan kepada Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang. Demikian pernyataan ini saya buat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.

Semarang, Maret 2015

Tesyara Danesh Angelina

ii

SELEKSI DAN KARAKTERISASI BAKTERI ASAM LAKTAT DARI ASINAN REBUNG BAMBU BETUNG (Dendrocalamus asper) SEBAGAI INOKULUM PADA DAGING SAPI CINCANG PROBIOTIK SELECTION AND CHARACTERIZATION OF LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM YELLOW BAMBOO SHOOT PICKLES (Dendrocalamus asper) USED AS INOCULUM IN PROBIOTIC MINCED BEEF Oleh : TESYARA DANESH ANGELINA NIM : 11.70.0091 Program Studi : Teknologi Pangan

Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan di hadapan sidang penguji pada tanggal : 4 Maret 2015

Semarang, 19 Maret 2015

Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata Pembimbing I,

Dra. Laksmi Hartayanie, MP.

Dekan,

Dr. V. Kristina Ananingsih, ST., MSc.

Pembimbing II,

Ir. Lindayani, MP., PhD.

iii

RINGKASAN Bakteri asam laktat memiliki berbagai manfaat bagi kesehatan yaitu sebagai probiotik di dalam saluran pencernaan yang dapat meningkatkan sistem kekebalan tubuh manusia. Selain itu metabolit yang dihasilkan dapat digunakan untuk pengawetan makanan. Metode pengawetan pada bahan pangan dapat dilakukan dengan menambahkan bahan pengawet sintetis yang mempunyai efek toksik jika dikonsumsi secara berlebihan. Oleh karena itu, penambahan kultur bakteri asam laktat sebagai probiotik pada daging sapi cincang dapat memberikan efek pengawetan alami dan menambah nilai fungsional. Dalam penelitian ini dilakukan verifikasi isolat yang meliputi pewarnaan gram, uji aktivitas katalase, uji motilitas serta pengujian pada berbagai suhu, pH dan kadar NaCl serta pengujian spesies menggunakan API CHL 50 strep kit. Setelah itu, dilanjutkan dengan pengujian kemampuan probiotik yang meliputi uji aktivitas antimikrobia, uji toleransi terhadap pH 3 dan pH 7, serta uji toleransi kandungan garam empedu 0,3%. Isolat bakteri asam laktat yang sudah terseleksi sebagai bakteri probiotik, kemudian diaplikasikan sebagai inokulum pada daging sapi cincang dengan dua perlakuan yaitu penambahan starter BAL saja serta kombinasi starter BAL dan nitrit. Setelah itu, masing-masing dilihat viabilitas BAL selama 4 hari penyimpanan dalam suhu refrigerator. Hasil penelitian dapat diketahui bahwa isolat 6.2.S teridentifikasi sebagai Lactobacillus plantarum dan sebanyak 5 isolat bakteri asam laktat mempunyai kemampuan probiotik karena menghasilkan aktivitas antimikrobia terhadap Staphylococcus aureus dan E. coli, toleran terhadap pH 3 dan pH 7 pada jam ke-0, 1,5, dan 3, serta garam empedu 0,3% pada jam ke-0, 2, dan 4. Pada perlakuan daging sapi cincang dengan penambahan kombinasi nitrit dan kultur starter, viabilitas bakteri asam laktat selama 4 hari penyimpanan pada suhu refrigerator semakin menurun apabila dibandingkan dengan perlakuan penambahan inokulum BAL.

iv

SUMMARY Lactic acid bacteria have a health benefits as a probiotics in the digestive tract that can boost the human immune system. The metabolites can be used for food preservation. Preservation methods in food can be done by adding synthetic preservatives but its have toxic effects if consumed excess. The addition of lactic acid bacteria culture as probiotics in minced beef have natural preservation effect and also can add functional value. In this research, verification isolates include gram staining, catalase activity test, motility testing and testing at various temperatures, pH and NaCl concentration and species identification using API 50 CHL kit strep. Then followed by testing the ability of probiotics include antimicrobial activity, a test of tolerance to pH 3 and pH 7, bile salt content of 0.3%. Isolates of lactic acid bacteria that have been selected as probiotic bacteria, then applied as starter cultures in minced beef with two treatments, first is the addition of starter LAB and second is combination starter and nitrite. After that, the viability of LAB during 4 days of storage in refrigerator temperature was seen in qualitative analysis. Results of this research are isolates 6.2.S identified as Lactobacillus plantarum and 5 isolates of lactic acid bacteria have ability to produce antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and E. coli, tolerant to pH 3 and pH 7 on 0, 1.5, and 3 hours, and 0.3% bile salts on 0, 2, and 4 hours. The treatment of the minced beef with the addition of nitrite and starter culture, viability of LAB during 4 days of storage at refrigerator temperature decreases when compared with the first treatment.

v

KATA PENGANTAR Segala ucapan syukur dan terima kasih Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yesus karena atas berkat-Nya yang berlimpah, Penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan skripsi dengan judul “Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Asam Laktat Dari Asinan Rebung Bambu Betung (Dendrocalamus asper) Sebagai Inokulum Pada Daging Sapi Cincang Probiotik” dengan lancar dan tepat waktu. Skripsi ini dibuat dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Penelitian skripsi ini merupakan bagian dari penelitian terapan yang berjudul “Efek Probiotik dan Mikrostatik dari Bakteri Asam Laktat yang Berperan dalam Fermentasi Acar Rebung” tahun 2014 yang didanai oleh Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi.

Selama proses penulisan laporan skripsi, Penulis banyak menerima pengarahan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Dr. Victoria Kristina Ananingsih, ST., MSc. selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian UNIKA Soegijapranata yang telah memberi kesempatan dan dukungan kepada Penulis dalam penyusunan skripsi. 2. Ibu Dra. Laksmi Hartayanie, MP. selaku pembimbing I yang telah bersedia meluangkan waktu, membimbing dan memberikan saran kepada Penulis selama penyusunan skripsi. 3. Ibu Ir. Lindayani, MP., PhD. selaku pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing, memberikan saran, dan dukungan dari awal hingga akhir penyusunan skripsi ini. 4. Mbak Endah, Mas Soleh, dan Mas Pri yang telah membantu dan membimbing Penulis dalam pelaksanaan penelitian di laboratorium 5. Seluruh Dosen dan Staf Karyawan Fakultas Teknologi Pertanian yang telah membantu dan memberi dukungan semangat kepada Penulis dalam pelaksanan penelitian di laboratorium maupun dalam penyusunan skripsi.

vi

6. Orang tua dan kakak yang selalu memberikan dukungan baik dalam bentuk doa serta semangat selama penelitian serta pembuatan skripsi ini. 7. Monica, Ikke, Melita, Melany, Amadea, Vivi, Cindy, Cynthia dan Grace (BAL’ers 2014) sebagai partner kerja Penulis yang telah menemani, bekerjasama, dan memberi dukungan semangat dari pembuatan proposal, pelaksanaan penelitian di laboratorium, dan dalam penyusunan skripsi ini. 8. Ci Ameju, Gandhes, Christa, Tyak, Nerrisa, Theia, Allicia, Meirista, Errisha, Anis, Maya, Livia, Meli, Anna dan teman-teman TP’11 yang selalu memotivasi penulis untuk segera menyelesaikan penulisan laporan skripsi dan mendukung penulis dalam menjalankan ujian skripsi. 9. Pihak-pihak lain yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu, yang telah membantu Penulis.

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, Maret 2015 Penulis

Tesyara Danesh Angelina

vii

DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN..................................................................................................................... iv SUMMARY ......................................................................................................................... v KATA PENGANTAR ........................................................................................................ vi DAFTAR ISI ...................................................................................................................... viii DAFTAR TABEL .............................................................................................................. x 1. PENDAHULUAN ........................................................................................................ 1 1.1.Latar Belakang........................................................................................................ 1 1.2.Tinjauan Pustaka .................................................................................................... 3 1.2.1. Bakteri Asam Laktat (BAL) ....................................................................... 3 1.2.2. Potensi Probiotik Bakteri Asam Laktat ...................................................... 4 1.2.3. Senyawa Antimikrob Bakteri Asam Laktat ................................................ 5 1.2.4. Aplikasi Bakteri Asam Laktat Pada Daging Sapi Cincang ........................ 6 1.3.Tujuan Penelitian .................................................................................................... 8 2. MATERI DAN METODE ........................................................................................... 9 2.1.Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................................ 9 2.2.Materi ..................................................................................................................... 9 2.2.1. Alat ............................................................................................................. 9 2.2.2. Bahan .......................................................................................................... 9 2.3.Metode .................................................................................................................... 12 2.3.1. Peremajaan.................................................................................................. 12 2.3.2. Pembuatan Kultur Stok............................................................................... 12 2.3.3. Pengecekan Kemurnian .............................................................................. 12 2.3.4. Optimasi pada Berbagai Perlakuan pH, Suhu, dan NaCl ........................... 13 2.3.5. Pengujian Kemampuan Probiotik ............................................................... 14 2.3.6. Pengujian Spesies ....................................................................................... 15 2.3.7. Aplikasi Bakteri Asam Laktat Pada Daging Sapi Cincang ........................ 16 3. HASIL PENELITIAN .................................................................................................. 19 3.1.Verifikasi Kemurnian Isolat ................................................................................... 19 3.1.1. Verifikasi Isolat Berdasarkan Pewarnaan Gram ......................................... 19 3.1.2. Verifikasi Isolat Berdasarkan Uji Katalase ................................................ 20 3.1.3. Verifikasi Isolat Berdasarkan Uji Motilitas ................................................ 21 3.2.Optimasi pada Berbagai Perlakuan pH, Suhu, dan NaCl ....................................... 21 3.3.Pengujian Kemampuan Probiotik ........................................................................... 22 3.3.1. Uji Kemampuan Aktivitas Antimikrobia Bakteri Asam Laktat Terhadap Bakteri Gram Positif (Staphylococcus aureus) dan Bakteri Gram Negatif (Escherichia coli)................................ 23

viii

3.3.2. Uji Toleransi Bakteri Asam Laktat Terhadap Garam Empedu 0,3% ............................................................................................. 24 3.3.3. Uji Toleransi Bakteri Asam Laktat Terhadap pH 3 dan pH 7 .................... 25 3.4.Identifikasi Spesies Menggunakan API CHL 50 .................................................... 27 3.5.Viabilitas Bakteri Asam Laktat Sebagai Starter Pada Daging Sapi Cincang ................................................................................................................... 29 4. PEMBAHASAN........................................................................................................... 34 4.1.Verifikasi Kemurnian Isolat dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat dari Asinan Rebung Bambu Betung (Dendrocalamus asper) ................................ 34 4.1.1. Verifikasi Kemurnian Isolat Bakteri Asam Laktat ..................................... 34 4.1.2. Identifikasi Spesies Bakteri Asam Laktat ................................................... 36 4.2.Pengujian Kemampuan Probiotik Bakteri Asam Laktat......................................... 37 4.2.1. Aktivitas Antimikrobia Bakteri Asam Laktat Terhadap Bakteri Gram Positif (Staphylococcus aureus) dan Bakteri Gram Negatif (Escherichia coli) ................................................................ 38 4.2.2. Toleransi Bakteri Asam Laktat Terhadap pH 3 dan pH 7 .......................... 38 4.2.3. Toleransi Bakteri Asam Laktat Terhadap Garam Empedu 0,3% ............................................................................................................ 39 4.3.Viabilitas Bakteri Asam Laktat Sebagai Starter Pada Daging Sapi Cincang ................................................................................................................... 40 5. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................................... 43 5.1.Kesimpulan ............................................................................................................. 43 5.2.Saran ....................................................................................................................... 43 6. DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 44 7. LAMPIRAN ................................................................................................................. 50

ix

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Kandungan Nutrisi dalam 100 g Daging Sapi ...................................................... 7 Tabel 2. Verifikasi Kemurnian Isolat Bakteri Asam Laktat ............................................... 19 Tabel 3. Optimasi Kemampuan Tumbuh Isolat Bakteri Asam Laktat pada Suhu, Konsentrasi Garam (NaCl) dan pH yang Berbeda ................................................ 22 Tabel 4. Pengujian Kemampuan Probiotik Bakteri Asam Laktat ...................................... 23 Tabel 5. Aktivitas Antimikrobia Bakteri Asam Laktat Terhadap Bakteri Gram Positif (Staphylococcus aureus) dan Bakteri Gram Negatif (Escherichia coli) ....................................................................................................................... 24 Tabel 6. Hasil Identifikasi Fermentasi Berbagai Sumber Karbon Menggunakan API 50 CHL test kit Pada Isolat 6.2.S .......................................................................... 27 Tabel 7. Viabilitas Bakteri Asam Laktat pada Dua Macam Perlakuan Daging Sapi Cincang Probiotik Selama Empat Hari Penyimpanan .......................................... 31 Tabel 8. Perbedaan Karakteristik Bakteri Asam Laktat ..................................................... 51 Tabel 9. Hasil Absorbansi Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai Suhu ....................................................................................................... 52 Tabel 10. Hasil Absorbansi Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai Konsentrasi NaCl ................................................................................... 53 Tabel 11. Hasil Absorbansi Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai pH .......................................................................................................... 54

x

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.

Diagram Penelitian Terhadap Uji Kemampuan Probiotik dari Isolat Bakteri Asam Laktat yang Diisolasi dari Asinan Rebung Bambu Betung (Dendrocalamus asper) .................................................................... 10

Gambar 2.

Aplikasi Bakteri Asam Laktat dari Fermentasi Rebung Bambu Betung (Dendrocalamus asper) pada Daging Sapi Cincang ......................... 11

Gambar 3.

Hasil Pengamatan Uji Pewarnaan Gram Menunjukkan Isolat 6.2.S Termasuk Golongan Bakteri Gram Positif dengan Mikroskop pada Perbesaran 10x100......................................................................................... 20

Gambar 4.

Hasil Uji Aktivitas Katalase Bakteri Asam Laktat Tidak Menunjukkan Aktivitas Katalase................................................................... 20

Gambar 5.

Hasil Uji Motilitas Kelima Isolat Bersifat Non Motil yang Ditandai dengan Pertumbuhan Isolat pada Lokasi Tusukan ........................................ 21

Gambar 6.

Hasil Uji Kemampuan Aktivitas Antimikobia terhadap (a) Bakteri Gram Positif (Staphylococcus aureus) Isolat 4.1.S dan (b) Bakteri Gram Negatif (Escherichia coli) Isolat 2.1.S ................................................ 24

Gambar 7.

Hasil Uji Toleransi Bakteri Asam Laktat Isolat 5.1.S Terhadap Garam Empedu 0,3% pada (a) Jam ke-0, (b) Jam ke-2, dan (c) Jam ke-4 yang Ditandai dengan Pertumbuhan BAL pada Permukaan Media ............................................................................................................. 25

Gambar 8.

Hasil Uji Toleransi Isolat Terhadap pH 3 (a. 6.2.S jam ke-0; b. 6.2.S jam ke-1,5; c. 6.2.S jam ke-3) dan pH 7 (d. 6.2.S jam ke-0; e. 6.2.S jam ke-1,5; f. 6.2.S jam ke-3) yang Ditandai dengan Pertumbuhan BAL pada Permukaan Media ........................................................................ 26

Gambar 9.

Hasil Perubahan Warna Medium pada Microtube API CHL 50 (a) Sebelum Inkubasi dan (b) Setelah Inkubasi 48 jam (c) Hasil Analisa Perubahan Warna Untuk Diidentifikasi Lebih Lanjut dengan API web ................................................................................................................. 28

Gambar 10. Total Bakteri Starter Isolat 2.1.S Pengenceran 10-8 Menunjukkan Jumlah Spreader (>300) ................................................................................ 29

xi

Gambar 11. Daging Sapi Cincang dengan (a) Penambahan Starter BAL dan (b) Penambahan Starter BAL yang Dikombinasi dengan Nitrit ......................... 30 Gambar 12. Hasil Viabilitas Bakteri Asam Laktat Isolat 2.1.S dengan Penambahan Starter BAL pada (a) Hari ke-1, (b) Hari ke-2, (c) Hari ke-3, dan (d) Hari ke-4 yang Ditunjukkan dengan Pertumbuhan Bakteri pada Permukaan Media ..................................................................... 32 Gambar 13. Hasil Viabilitas Bakteri Asam Laktat Isolat 4.1.S dengan Perlakuan Kombinasi Starter BAL dan Nitrit pada (a) Hari ke-1, (b) Hari ke-2, (c) Hari ke-3, dan (d) Hari ke-4 yang Ditunjukkan dengan Pertumbuhan Bakteri pada Permukaan Media .............................................. 33

xii

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Media yang Digunakan untuk Pertumbuhan dan Uji Aktivitas Antimikroba Bakteri Asam Laktat ................................................................ 50 Lampiran 2. Identifikasi untuk Menentukan Genus Bakteri Asam

Laktat ........... 51

Lampiran 3. Nilai Absorbansi Kemampuan Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Berbagai Suhu, Konsentrasi NaCl, dan pH ........................................... 52 Lampiran 4. Hasil Identifikasi Spesies Bakteri Asam Laktat Menggunakan API WEB .............................................................................................................. 55

xiii