SKRIPSI
KAJIAN METODE DETEKSI BAKTERI PATOGEN PENYEBAB PENYAKIT ASAL PANGAN DI PUSAT RISET OBAT DAN MAKANAN BADAN POM RI
Oleh : TRI OCTORA ANGELIA F24051927
2009 DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
KAJIAN METODE DETEKSI BAKTERI PATOGEN PENYEBAB PENYAKIT ASAL PANGAN DI PUSAT RISET OBAT DAN MAKANAN BADAN POM RI
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh : TRI OCTORA ANGELIA F24051927
2009 DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Tri Octora Angelia. F24051927. Kajian Metode Deteksi Bakteri Patogen Penyebab Penyakit Asal Pangan di Pusat Riset Obat dan Makanan Badan POM RI. Di bawah bimbingan Ratih Dewanti-Hariyadi dan Winiati P. Rahayu. RINGKASAN Mikroorganisme sering mencemari pangan dan deteksinya dapat dilakukan dengan metode konvensional dan metode cepat. Metode konvensional memerlukan waktu yang lama karena berbasiskan morfologi dan sifat biokimiawi, dan kadangkadang memerlukan konfirmasi berdasarkan uji serologi. Metode cepat yang berbasiskan Polymerase Chain Reaction (PCR) dapat mengidentifikasi dengan cara memperbanyak DNA target pada patogen. Perbanyakan DNA tersebut dapat berlangsung dengan adanya fragmen oligonukleotida yang komplementer terhadap DNA target tersebut (primer), enzim DNA polimerase, deoksinukleotida, Mg2+, buffer dan thermal cycler. Deteksi patogen dalam pangan juga dilakukan oleh Pusat Riset Obat dan Makanan, Badan POM RI. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari uji serologi untuk konfirmasi Salmonella spp., metode deteksi berbasiskan DNA terhadap B. cereus dalam pangan, dan menetapkan limit deteksi B. cereus dalam nasi goreng. Konfirmasi Salmonella spp. dilakukan dengan uji serologi antigen O dengan Slide Agglutination Test (SAT). Reaksi positif SAT adalah terbentuknya aglutinasi karena antigen dan antibodi saling mengkompleks. Deteksi B. cereus dengan amplifikasi gen penyandi enterotoksin T menggunakan real-time PCR. Isolat DNA yang digunakan sebagai DNA target dalam amplifikasi diperoleh dari tiga metode isolasi, yaitu metode pendidihan, metode dengan pelarut fenol:kloroform, dan metode dengan kit komersial. Isolat DNA yang sudah diamplifikasi, kemudian ditetapkan limit deteksinya berdasarkan threshold cycle (Ct) amplikon. Uji serologi terhadap sepuluh isolat Salmonella spp. menunjukkan bahwa masing-masing isolat memiliki antigen O dan motilitas yang berbeda-beda. Hal ini memungkinkan spesies Salmonella spp. tersebut diklasifikasikan ke dalam subspesies yang lebih spesifik. Isolasi DNA dengan menggunakan metode ekstraksi fenol:kloroform menghasilkan isolat DNA yang lebih murni. Hal tersebut ditunjukkan oleh puncak kurva peleburan produk amplifikasi DNA B. cereus terpusat pada suhu 81.5°C. Limit deteksi B. cereus dalam nasi goreng adalah 1.3 CFU/ml. Optimasi suhu annealing, konsentrasi primer, dan konsentrasi Mg2+ perlu dilakukan untuk memperoleh hasil optimal dalam proses amplifikasi PCR.
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN KAJIAN METODE DETEKSI BAKTERI PATOGEN PENYEBAB PENYAKIT ASAL PANGAN DI PUSAT RISET OBAT DAN MAKANAN BADAN POM RI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh: TRI OCTORA ANGELIA F24051927 Dilahirkan di Medan, 6 Oktober 1987 Tanggal lulus : 28 Agustus 2009
Menyetujui, Bogor, 7 September 2009
Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc Dosen Pembimbing I
Prof. Dr. Winiati P. Rahayu Dosen Pembimbing II / Lapang
Mengetahui,
Dr. Ir. Nurheni Sri Palupi, Msi A.n. Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Sekretaris
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 6 Oktober 1987 di Medan dari pasangan Hisar P. Samosir dan Tiodor Agustina Saragi. Kedua orangtua memberi penulis seorang kakak lelaki, dr. Andre Somba Gugun Samosir dan seorang kakak perempuan Andika Putri Listiawati, STP. Pendidikan penulis dimulai dari TK Anging Mamiri, dilanjutkan ke SD Negeri Setia Mulya 1, SLTP Negeri 1 Cimahi, dan SMA Negeri 2 Cimahi. Kemudian penulis melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor Fakultas Teknologi Pertanian dengan mayor Ilmu dan Teknologi Pangan dan minor Perkembangan Anak. Selama menempuh pendidikan di Institut Pertanian Bogor, penulis mengimbangi studi dengan kegiatan ekstrakurikuler, antara lain: menyuluh para pedagang pangan dan warga sekitar kampus IPB mengenai keamanan pangan, mengepalai Departemen Peduli Pangan Indonesia dalam Himpunan Profesi HIMITEPA, mengurus komisariat Himpunan Mahasiswa Peduli Pangan (HMPPI), mengikuti Paduan Suara Fakultas, dan mengambil peran dalam sejumlah kegiatan Persekutuan Mahasiswa Kristen. Kegemaran penulis mempelajari hal-hal yang baru dan menciptakan hubungan sosial dengan orang lain dapat dipenuhi melalui kegiatakegiatan tersebut.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Pengasih. Kebaikan-Nya dan kekuasaan-Nya telah memberi penulis kemampuan untuk menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga ingin menyampaikan ungkapan terima kasih yang tulus kepada: 1. Mama dan Papa tersayang, Abang Andre sebagai panutanku, Kakak Andika Putri sebagai pengaduanku. 2. Ibu Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, M.Sc sebagai pembimbing yang senantiasa menuntun dan mengarahkan penulis selama studi hingga memperoleh kelulusan ini. 3. Ibu Prof. Dr. Winiati P. Rahayu sebagai pembimbing yang memberi kesempatan magang bagi penulis di Pusat Riset Obat dan Makanan Badan POM RI dan memberi saran-saran untuk penelitian dan penyelesaian skripsi ini. 4. Ibu Siti Nurjanah, STP, M.Si sebagai penguji yang memberi masukan bagi penulis demi kelayakan skripsi ini. 5. Seluruh Dosen dan Staf Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan (ITP) atas bantuan dan bimbingan yang diberikan kepada penulis selama menempuh pendidikan di Departemen ITP. 6. Saudara-saudara yang selalu mendukungku, Uda Ridwan beserta Inanguda, Abang Jon, Eda Ika beserta Nate dan Naomi, Nastry, dan Dian yang terkasih. Terima kasih atas doa kalian. 7. Golden Generation ITP 42 yang telah berjuang bersama-sama dalam menempuh studi di ITP. Yanka, Tiyu, Icha, Fahmi, Kamlit, Hesti, Galih, Dina, Ester, Tere senang dapat memiliki pengalaman dan mempelajari hal-hal baru bersama kalian. 8. Ntet, Nonk, Mpe, Ditol, Dini yang terus bersamaku dari awal berada di asrama IPB hingga studi kita untuk strata-1 ini berakhir. 9. Ibu Ida, Ibu Suci, Ibu Novi, Ibu Ning, Ibu Khusnul, Ibu Wiwi serta para staf Pusat Riset Obat dan Makanan Badan POM yang menjadi rekan sekaligus pembimbing teknis.
i
10. Mike, Tiwi, Upik, dan Fauzan yang telah bersama-sama dengan penulis melaksanakan magang di Pusat Riset Obat dan Makanan, Badan POM. 11. Seluruh pihak yang telah membantu penulis hingga sampai di titik akhir Strata-1 ini.
Penulis menyadari kekurangan ataupun kesalahan tak lekang dari skripsi ini. Oleh karena itu, penulis sangat menghargai dan mengharapkan kritik dan saran bagi skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kemajuan pendidikan dan perkembangan ilmu pengetahuan.
Bogor, 7 September 2009
Penulis
ii
DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR ......................................................................................
i
DAFTAR ISI .....................................................................................................
iii
DAFTAR TABEL ............................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................
vi
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................
viii
I.
PENDAHULUAN .....................................................................................
1
A. LATAR BELAKANG ............................................................................
1
B. TUJUAN ................................................................................................
4
C. MANFAAT ............................................................................................
4
II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................
5
A. KEADAAN UMUM INSTANSI MAGANG ........................................
5
1. Sejarah dan Perkembangan Instansi ..................................................
5
2. Lokasi dan Tata Letak Instansi ..........................................................
6
3. Visi dan Misi Instansi ........................................................................
6
4. Struktur Organisasi Instansi ...............................................................
6
B. KERACUNAN PANGAN .....................................................................
8
C. Bacillus cereus .......................................................................................
9
D. Salmonella spp. ......................................................................................
11
E. METODE DETEKSI KONVENSIONAL .............................................
14
F. METODE DETEKSI CEPAT (RAPID METHOD) BAKTERI PATOGEN DENGAN PCR ...................................................................
17
1. Tahap Pra-Amplifikasi Real-Time PCR ............................................
19
2. Pembacaan Produk Hasil Real-Time PCR .........................................
23
III. METODOLOGI PENELITIAN ..............................................................
27
A. TEMPAT DAN WAKTU MAGANG ....................................................
27
B. LINGKUP KEGIATAN PENELITIAN ................................................
27
C. BAHAN DAN ALAT ............................................................................
29
iii
1. Identifikasi Serovar Salmonella spp. ...............................................
29
2. Metode Deteksi B. cereus Berbasiskan DNA .................................
30
D. METODE PENELITIAN .......................................................................
31
1. Identifikasi Serovar Salmonella spp. ...............................................
31
2. Metode Deteksi B. cereus Berbasiskan DNA .................................
32
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................
41
A. Identifikasi Serovar Salmonella spp. ......................................................
41
B. Metode Deteksi B. cereus Berbasiskan DNA .........................................
45
1. Tahap Persiapan Sampel ..................................................................
45
2. Tahap Isolasi DNA ..........................................................................
48
3. Tahap Amplifikasi ...........................................................................
57
4. Evaluasi Kinerja Real-Time PCR .....................................................
59
V. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................
69
A. KESIMPULAN ......................................................................................
69
B. SARAN ..................................................................................................
69
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................
70
LAMPIRAN ......................................................................................................
74
iv
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Pembagian subgenus Salmonella berdasarkan karakteristik biokimia ............................................................................................
12
Tabel 2. Distribusi serovar dalam genus Salmonella pada tahun 2007 ...........
13
Tabel 3. Data uji serologi antigen O dan motilitas...........................................
41
Tabel 4
Data kurva standar dari metode isolasi pendidihan, ekstraksi dengan fenol:kloroform, dan ekstraksi dengan kit komersial DNA ..............
61
Tabel 5. Limit deteksi kultur murni B. cereus dan B. cereus dalam nasi goreng ........................................................................................
62
v
