Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
AKTIVITAS PROBIOTIK BAKTERI ASAM LAKTAT
HASIL FERMENTASI ACAR KUBIS PUTIH (Brassica
oleracea) TAWANGMANGU, SURAKARTA DENGAN
PERLAKUAN GARAM 5% DAN 7,5%
PROBIOTIC ACTIVITY OF LACTIC ACID BACTERIA
FROM FERMENTATION OF WHITE CABBAGE (Brassica
oleracea) FROM TAWANGMANGU, SURAKARTA IN 5%
AND 7,5% SALT CONCENTRATION
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna
memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan
Oleh:
SYLVESTER AGATHON MARGONO
13.70.0040
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
2017
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya yang bertandatangan di bawah ini:
Nama : Sylvester Agathon Margono
NIM : 13.70.0040
Fakultas : Teknologi Pertanian
Program Studi : Teknologi Pangan
Menyatakan bahwa skripsi “Aktivitas Probiotik Bakteri Asam Laktat Hasil Fermentasi
Acar Kubis Putih (Brassica oleracea) Tawangmangu, Surakarta Dengan Perlakuan
Garam 5% dan 7,5%” 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 telah
disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari terbukti bahwa saya tidak
jujur, maka gelar dan ijazah yang saya peroleh dapat dinyatakan batal dan kebijakan-
kebijakan yang berlaku akan saya kembalikan kepada Universitas Katolik
Soegijapranata, Semarang.
Demikian pernyataan ini saya buat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Semarang, 11 Juli 2017
Sylvester Agathon Margono
iii
AKTIVITAS PROBIOTIK BAKTERI ASAM LAKTAT
HASIL FERMENTASI ACAR KUBIS PUTIH (Brasicca
oleracea) DARI TAWANGMANGU, SURAKARTA
DENGAN PERLAKUAN GARAM 5% DAN 7,5%
PROBIOTIC ACTIVITY OF LACTIC ACID BACTERIA
FROM FERMENTATION OF WHITE CABBAGE (Brasicca
oleracea) FROM TAWANGMANGU, SURAKARTA IN 5%
AND 7,5% SALT CONCENTRATION
Oleh:
SYLVESTER AGATHON MARGONO
NIM : 13.70.0040
Program Studi : Teknologi Pangan
Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan
dihadapan sidang penguji pada tanggal : 11 Juli 2017
Semarang, 31 Juli 2017
Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Katolik Soegijapranata
Pembimbing I, Dekan,
Dra. Ir. Lindayani, MP. Dr. V. Kristina Ananingsih, ST., MSc.
Pembimbing II,
Dra. Laksmi Hartayanie, MP.
iv
RINGKASAN
Bakteri asam laktat (BAL) dapat dihasilkan secara alami pada proses fermentasi, seperti
pada pembuatan acar kubis putih. BAL berpotensi sebagai bakteri probiotik. BAL yang
berperan sebagai bakteri probiotik memiliki kemampuan untuk hidup dalam pencernaan
manusia yang dapat menjaga keseimbangan jumlah mikroba dalam pencernaan manusia
dan memberikan manfaat kesehatan pada saluran pencernaan manusia. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui genus bakteri asam laktat yang tumbuh pada proses
fermentasi acar kubis putih Tawangmangu, Surakarta dengan kondisi garam 5% dan
7,5% yang difermentasikan pada suhu ruang (30⁰C), serta untuk mengetahui aktivitas
probiotiknya. Pada kondisi fermentasi yang berbeda dapat menghasilkan BAL yang
beragam. Oleh karena itu proses fermentasi dilakukan dengan kadar garam yang
berbeda yaitu kadar garam 5% dan 7,5% dengan menggunakan kubis putih yang
diambil dari Tawangmangu, Surakarta yang difermentasikan pada suhu ruang (30⁰C).
Pengujian dilakukan beberapa tahap, yaitu isolasi; uji morfologikal (pewarnaan gram,
pewarnaan spora, bentuk, dan motilitas); uji biokimia (uji katalase dan produksi gas);
uji genus yang terdiri dari uji ketahanan terhadap garam (6,5% dan 18%), pH (4,4 dan
9,6), dan suhu (10⁰C dan 45⁰C); dan uji probiotik yang terdiri dari uji ketahanan
terhadap garam empedu 0,3%, pH asam (pH 3 dan pH 7), dan aktivitas antimikroba
yang menggunakan metode sumuran dengan bakteri patogen Escherichia coli FNCC
0091 dan Staphylococcus aureus FNCC 0047. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
sebanyak 27 isolat dari fermentasi dengan kadar garam 5% dan 27 isolat dari fermentasi
dengan kadar garam 7,5% memiliki ciri-ciri sebagai BAL yaitu tidak menghasilkan
spora, gram positif, dan katalase negatif. Sebanyak 3 isolat yang berasal dari fermentasi
7,5% merupakan bakteri homofermentatif dan isolat lainnya merupakan
heterofermentatif. Hasil pengujian ketahanan genus menunjukkan bahwa seluruh isolat
termasuk dalam genus Lactobaccillus. Hasil uji probiotik menunjukkan bahwa seluruh
isolat yang diuji memiliki ketahanan terhadap garam empedu 0,3% dan pH asam. Pada
hasil uji aktivitas antimikroba, isolat hasil fermentasi 7,5% memiliki nilai rata-rata dan
ukuran zona hambat terbesar pada bakteri patogen Escherichia coli FNCC 0091 dan
Staphylococcus aureus FNCC 0047 dibandingkan dengan isolat hasil fermentasi 5%.
Perbedaan kemampuan aktivitas antimikroba dapat disebabkan oleh perbedaan kadar
garam yang digunakan. Pada kadar garam 7,5% bakteri asam laktat yang tumbuh lebih
terseleksi dan hanya bakteri asam laktat yang kuat yang dapat bertahan dibandingkan
dengan isolat dari hasil fermentasi dengan kadar garam 5%.
v
SUMMARY
Lactic acid bacteria (LAB) is a type of bacteria can appear naturally in the
fermentation process, as in the manufacture of pickled white cabbage or sauerkraut.
BAL is a bacterium that plays a role in the fermentation process of pickling white
cabbage and has the potential as a probiotic bacteria. LABs that are included in
probiotic bacteria have the ability to live in human digestion which can maintain the
balance of the amount of microbial in human digestion and provide health benefits to
the human digestive tract. The purpose of this research is to know the genus of lactic
acid bacteria that grow in fermentation process of pickled cabbage from
Tawangmangu, Surakarta with 5% and 7.5% salt solution which fermented at room
temperature (30⁰C), and to know its probiotic activity. Different fermentation conditions
can result in a variety of LABs. Therefore, the fermentation process is done with
different salt content in 5% and 7.5% salt concentration by using white cabbage taken
from Tawangmangu, Surakarta which fermented at room temperature (30⁰C). Tests
carried out several stages, namely isolation; Morphological tests (gram staining, spore
staining, shape, and motility); Biochemical tests (catalase and gas production test);
Genus test consisting of salt resistance test (6.5% and 18%), pH (4.4 and 9.6), and
temperature (10⁰C and 45⁰C); and probiotic test consisting of bile salt resistance test of
0.3%, acidic pH (pH 3 and pH 7), and antimicrobial activity using wells method with
pathogenic bacteria Escherichia coli FNCC 0091 and Staphylococcus aureus FNCC
0047. The results showed that as many as 24 Isolates from fermentation with 5% salt
concentration and 24 isolates of fermentation with salt concentration of 7.5% have
characteristics as LAB that does not produce spores, gram positive, and negative
catalase. A total of 3 isolates from 7.5% fermentation are homofermentative bacteria
and other isolates are heterofermentative. The results of genus resistance testing
showed that all isolates were included in the genus Lactobaccillus. The probiotic test
showed that all isolates tested had resistance to 0.3% bile salt and acidic pH. In the
antimicrobial activity test results, the isolates from fermentation with 7.5% salt
concentration had the mean values and the largest inhibitory zone sizes in the
pathogenic bacteria Escherichia coli FNCC 0091 and Staphylococcus aureus FNCC
0047 if compared with isolat from fermentation with 5% salt concentration. Differences
in the ability of antimicrobial activity can be caused by differences in salt content used.
At a salt level of 7.5% lactic acid bacteria that grow more selected and only strong
lactic acid bacteria can survive compared to isolates from fermentation with 5% salt
concentration.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa
berkat rahmat dan kasih-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi
yang berjudul “Aktivitas Probiotik Bakteri Asam Laktat (BAL) Hasil Fermentasi Acar
Kubis Putih (Brassica oleracea) Tawangmangu, Surakarta dengan Perlakuan Garam 5%
dan 7,5%”. Laporan tersebut merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi agar
Penulis dapat mencapai gelar kesarjanan strata satu (S1) program studi Teknologi
Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Soegijapranata Semarang.
Dalam menyelesaikan laporan ini, Penulis menghadapi berbagai jenis hambatan
dan juga mendapatkan bantuan, arahan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, Penulis menyampaikan rasa terimakasih terkhususnya kepada :
1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu menyertai, menemani, membimbing,
melindungi, memberkati, dan membukakan jalan bagi Penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.
2. Dr. Victoria Kristina Ananingsih, ST., MSc., selaku Dekan Fakultas Teknologi
Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata.
3. Ir. Lindayani, MP., PhD., selaku pembimbing I dan Dra. Laksmi Hartayanie,
MP., selaku pembimbing II, yang telah membimbing, menyemangati, dan
memberikan saran serta doa, sehingga terselesainya skripsi ini.
4. Mbak Agata, Mas Soleh, dan Mas Pri, selaku Staf Laboran yang telah membantu
selama melakukan penelitian di Laboratorium.
5. Orang Tua (Fredy Tjutjut Margono dan Patricia Samini), Kakak (Stevano
Agusta Margono), segenap Keluarga Linda Rusnanny, dan Theresia Intan Ika
Putri yang telah memberikan dukungan moral dan doa selama menyelesaikan
skripsi ini.
6. Milka Melinda, Agata Meiliawai, Agatha Dewi, dan Hans Christian sebagai
teman seperjuangan yang telah menyelesaikan skripsi ini bersama.
7. Ci Livia, Ci Elim, Ci Velin, Ko Simon, Donna Larissa, dan Agatha Putri yang
telah membantu memberikan arahan selama penelitian.
vii
8. Seluruh Dosen, Staf, Teman FTP Unika Soegijapranata Semarang, yang telah
memberikan dukungan sehingga terselesainya skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini memiliki banyak kekurangan dan jauh dari kata
sempurna. Oleh karena itu Penulis mengharapkan adanya masukan berupa kritik dan
saran yang membangun dari semua pihak. Penulis berharap, laporan ini dapat
menyumbangkan peran dalam menambah ilmu pengetahuan dan berguna bagi pembaca
dan semua pihak yang membutuhkan.
Semarang, 11 Juli 2017
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAAN .................................................................................. iii
RINGKASAN .............................................................................................................. iv
SUMMARY ................................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ................................................................................................. vi
DAFTAR ISI ............................................................................................................. viii
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ x
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. xii
1. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1. Identifikasi Masalah ..................................................................................... 1
1.2. Tinjauan Pustaka .......................................................................................... 3
1.2.1. Fermentasi Kubis Putih (Brassica oleracea) ........................................ 3
1.2.2. Bakteri Asam Laktat ............................................................................. 4
1.2.3. Probiotik ................................................................................................ 5
1.3. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 7
2. MATERI DAN METODE ........................................................................... 8
2.1. Tempat dan Waktu ....................................................................................... 8
2.2. Materi ........................................................................................................... 8
2.2.1. Alat ........................................................................................................ 8
2.2.2. Bahan .................................................................................................... 8
2.3. Metode ......................................................................................................... 9
2.3.1. Fermentasi Kubis Putih ......................................................................... 9
2.3.2. Isolasi Bakteri Asam Laktat .................................................................. 9
2.3.3. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Uji Karakter
Morfologikal & Biokimia ................................................................... 10
a. Pewarnaan Gram ................................................................................. 10
b. Pewarnaan Spora ................................................................................. 10
c. Uji Motilitas ........................................................................................ 11
d. Uji Katalase ......................................................................................... 11
e. Uji Produksi Gas ................................................................................. 11
2.3.4. Identifikasi Genus BAL Berdasarkan Kemampuan Pertumbuhan
Bakteri ................................................................................................. 12
a. Uji Kemampuan Pertumbuhan BAL pada Kadar NaCl 6,5% dan
18% ..................................................................................................... 12
b. Uji Kemampuan Pertumbuhan BAL pada pH 4,4 dan 9,6 ................ 12
c. Uji Kemampuan Pertumbuhan BAL pada Suhu 10oC dan 45oC ........ 12
2.3.5. Pengujian Potensi Probiotik Bakteri Asam Laktat.............................. 13
a. Uji Aktivitas Antimikroba .................................................................. 13
b. Uji Ketahanan terhadap Asam ............................................................ 13
c. Uji Ketahanan terhadap Garam Empedu ............................................ 14
ix
3. HASIL PENELITIAN ............................................................................... 15
3.1. Fermentasi Acar Kubis .............................................................................. 15
3.2. Isolasi Bakteri Asam Laktat ....................................................................... 15
3.3. Uji Morfologikal dan Biokimia Bakteri Asam Laktat ............................... 16
3.3.1. Pewarnaan Gram ................................................................................. 20
3.3.2. Pewarnaan Spora ................................................................................. 21
3.3.3. Uji Motilitas ........................................................................................ 22
3.3.4. Uji Katalase ......................................................................................... 22
3.3.5. Uji Produksi Gas ................................................................................. 23
3.4. Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat dengan Uji Pertumbuhan pada
Kadar Garam, Suhu, dan pH Berbeda ........................................................ 24
3.5. Uji Potensi Aktivitas Probiotik Bakteri Asam Laktat ................................ 26
3.5.1. Uji Aktivitas Probiotik ........................................................................ 26
a. Uji Ketahanan terhadap Asam ............................................................ 28
b. Uji Ketahanan terhadap Garam Empedu ............................................ 29
c. Uji Aktivitas Antimikroba .................................................................. 30
4. PEMBAHASAN ........................................................................................ 31
4.1. Isolasi Bakteri Asam Laktat Hasil Fermentasi Acar Kubis ....................... 31
4.2. Identifikasi Morfologi dan Biokimia Bakteri Asam Laktat ....................... 31
4.3. Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat .................................................... 33
4.4. Kemampuan Probiotik Bakteri Asam Laktat ............................................. 34
5. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 38
5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 38
5.2. Saran .......................................................................................................... 38
6. DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 39
7. LAMPIRAN ............................................................................................... 42
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Hasil Identifikasi Morfologi Bakteri Asam Laktat dari Fermentasi
dengan Kadar Garam 5% ................................................................... 17
Tabel 2. Hasil Identifikasi Morfologi Bakteri Asam Laktat dari Fermentasi
dengan Kadar Garam 7,5% ................................................................ 19
Tabel 3. Hasil Identifikasi Genus Isolat dari Fermentasi dengan Kadar
Garam 5% ........................................................................................... 24
Tabel 4. Hasil Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat dari Fermentasi
dengan Kadar Garam 7,5% ................................................................ 25
Tabel 5. Uji Aktivitas Probiotik pada Bakteri Asam Laktat dari Hasil
Fermentasi dengan Kadar Garam 5% dan 7,5% ................................. 27
Tabel 6. Data Absorbansi Uji Genus Bakteri Asam Laktat dari Fermentasi
dengan Kadar Garam 5% ................................................................... 44
Tabel 7. Data Nilai Absorbansi Uji Genus Bakteri Asam Laktat dari
Fermentasi dengan Kadar Garam 7,5% .............................................. 48
Tabel 8. Perbedaan Karakteristik Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Bentuk
Sel dan Kemampuan Pertumbuhan pada Kondisi yang Berbeda ....... 52
Tabel 9. Hasil Uji Pendahuluan Pengukuran pH Proses Fermantasi Kubis
Putih Tawangmangu, Surakarta pada Kadar Garam 5% dan 7,5% .... 53
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Lahan Pertanian Kubis di Gondosuli, Tawangmangu, Surakarta (a);
Tanaman Kubis (b) .................................................................................. 2
Gambar 2. Rancangan Percobaan dari Tahap Fermentasi, Isolasi, dan Identifikasi
Bakteri Asam Laktat .............................................................................. 14
Gambar 3. Acar Kubis Hasil Fermentasi : dengan Kadar Garam 5% (a); dan
Kadar Garam 7,5% (b) ........................................................................... 15
Gambar 4. Hasil Isolasi Bakteri Asam Laktat dari Acar Kubis dengan Kadar
Garam 5% dengan Pengenceran 10-5 ..................................................... 16
Gambar 5. Hasil Pewarnaan Gram pada Isolat S3C19 Mengguankan Mikroskop
dengan Perbesaran 100 x 10 dengan Sel Berwarna Ungu ..................... 21
Gambar 6. Hasil negatif Pengamatan Pewarnaan Spora Menggunakan
Mikroskop dengan Perbesaran 100 x 10 pada Isolat T2C2 ................... 21
Gambar 7. Hasil Uji Motilitas : Isolat T1C9 sebagai Bakteri Nonmotil (a); dan
Isolat S3C37 sebagai Bakteri Motil (b) (lihat tanda panah) .................. 22
Gambar 8. Hasil Uji Katalase Negatif dari Isolat T1C3, T1C8, dan T1C18 ............ 23
Gambar 9. Hasil Uji Produksi Gas; Isolat S3C20 sebagai Bakteri yang
Memproduksi Gas (a); Isolat T2C12 sebagai Bakteri yang Tidak
Memproduksi Gas (b) ............................................................................ 23
Gambar 10. Hasil Uji Ketahanan Asam pada Isolat T1C30 terhadap pH 3 pada
Jam ke 0 (a.1); 1,5 (b.1); dan 3 (c.1); serta pH 7 pada Jam ke 0 (a.2);
1,5 (b.2); dan 3 (c.2) yang Ditunjukkan dengan Adanya Titik-Titik
didalam Media ....................................................................................... 29
Gambar 11. Hasil Uji Ketahanan Garam Empedu pada Isolat S3C33 pada Jam ke
0 (a); 2 (b); dan 4 (c) .............................................................................. 30
Gambar 12. Hasil Uji Aktivitas Antimikroba pada Isolat T2C8 menggunakan
Escherichia coli FNCC 0091 (a); Staphylococcus aureus FNCC 0047
(b) ........................................................................................................... 30
xii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1. Pembuatan Media untuk Isolasi hingga Uji Probiotik .................................. 42
LAMPIRAN 2. Larutan Standar Mc Farland 3 dan 5 ............................................................ 43
LAMPIRAN 3. Data Nilai Absorbansi Uji Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada
Kondisi NaCl, Suhu, dan pH yang Berbeda ............................................... 44
LAMPIRAN 4. Perbedaan Karakteristik Bakteri Asam Laktat ............................................. 52
LAMPIRAN 5. Uji Pendahuluan Pengukuran pH Proses Fermentasi Kubis Putih
Tawangmangu, Surakarta pada Kadar Garam 5% dan 7,5% ..................... 53