SKRIPSI
AKTIVITAS PENGHAMBATAN BUBUK BAKTERIOSIN DARI BAKTERI ASAM LAKTAT GALUR SCG 1223
Oleh
NUR ANNISA UTAMI F24050090
2009 DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
AKTIVITAS PENGHAMBATAN BUBUK BAKTERIOSIN DARI BAKTERI ASAM LAKTAT GALUR SCG 1223
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh
NUR ANNISA UTAMI F24050090
2009 DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
AKTIVITAS PENGHAMBATAN BUBUK BAKTERIOSIN DARI BAKTERI ASAM LAKTAT GALUR SCG 1223
SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh NUR ANNISA UTAMI F24050090 Dilahirkan pada tanggal 8 Juni 1988 Di Bengkalis, Riau Tanggal Lulus : 19 Agustus 2009 Menyetujui Bogor,
Agustus 2009
Prof. Dr. Winiati P. Rahayu
Sri Usmiati, SPt, M.Si.
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Mengetahui
Dr. Ir. Dahrul Syah Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul “AKTIVITAS PENGHAMBATAN BUBUK BAKTERIOSIN DARI BAKTERI ASAM LAKTAT GALUR SCG 1223”
merupakan hasil karya asli saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademik dan dosen pembimbing lapangan, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
yang membuat pernyataan,
NUR ANNISA UTAMI F24050090
RIWAYAT DIRI PENULIS
Penulis merupakan anak pertama dari enam putra dan putri pasangan Aris Supriyanto dan Siti Usriyah. Penulis yang dilahirkan di Bengkalis Riau, 8 Juni 1988 memulai pendidikan formal pada tahun 1993 di SD Negeri 007 Bagan Besar, Dumai, Riau. Penulis kemudian melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 3 Dumai pada tahun 1999 dan di SMA Negeri 1 Dumai pada tahun 2002. Tahun 2005, penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor melaui program Beasiswa Utusan Daerah (BUD) dari Provinsi Riau. Selama menjalankan pendidikan S1 di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian IPB, penulis pernah bergabung dalam UKM Lingkung Seni Sunda Gentra Kaheman IPB, Ikatan Keluarga Pelajar Mahasiswa Riau (IKPMR)-Bogor, Bina Desa BEM KM IPB, Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan (HIMITEPA), Food Chat Club-HIMITEPA, Food Processing Club-HIMITEPA. Selain itu, penulis juga sering bergabung dalam berbagai kepanitiaan, salah satunya adalah sebagai Ketua Panitia Penyelenggara The 7th National Student Paper Competition di bawah FCC HIMITEPA pada bulan Desember 2008. Beberapa kegiatan ilmiah yang pernah diikuti, yaitu sebagai finalis pada Lomba Inovasi Teknologi Lingkungan (LITL) 2009 di ITS Surabaya dengan judul “Produksi Bioetanol sebagai Sumber Energi Alternatif dengan Memanfaatkan Limbah Tongkol Jagung” dan New Food Technology Competition (NFTC) 2009 di Unika Widya Mandala Surabaya dengan judul “Studi Sifat Fisiko-kimia Produk Cookies Berbahan Baku Pati Garut (Maranta arundinacea L.) Termodifikasi”. Tugas akhir pendidikan Strata 1 penulis dilakukan melalui penelitian yang berjudul “Aktivitas penghambatan bubuk bakteriosin dari bakteri asam laktat galur SCG 1223”, yang merupakan proyek penelitian pada Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pasca Panen Pertanian Cimanggu, Bogor, dibimbing oleh Ibu Prof. Dr. Winiati P. Rahayu dan Sri Usmiati, SPt, M.Si.
Nur Annisa Utami. F24050090. Aktivitas Penghambatan Bubuk Bakteriosin dari Bakteri Asam Laktat Galur SCG 1223. Di Bawah Bimbingan Winiati P. Rahayu dan Sri Usmiati. 2009. RINGKASAN Bakteri asam laktat (BAL) dikenal luas dalam pengawetan pangan (fermentasi) karena berbagai jenis metabolit yang dapat dihasilkannya, antara lain berupa senyawa asam laktat dan peptida. Senyawa peptida tersebut dikenal sebagai bakteriosin dan memiliki aktivitas antibakteri, baik bakteristatik maupun bakterisidal. Bakteriosin dalam bentuk supernatan sangat dipengaruhi oleh kondisi penyimpanan, terutama pH dan suhu. Efektifitas antibakteri bakteriosin dapat dipertahankan, salah satunya dengan teknik enkapsulasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas hambat bubuk bakteriosin dari BAL galur SCG 1223 pada berbagai suhu dan pH pelarutan, serta kondisi penyimpanan (suhu dan umur simpan). Penentuan kondisi optimum pelarutan dan penyimpanan bubuk bakteriosin dari BAL galur SCG 1223 dilakukan dengan mengatur pH dan suhu pelarutan serta umur dan suhu penyimpanan. Pengujian aktivitas dilakukan terhadap dua bakteri uji, yaitu Escherichia coli dan Pediococcus acidilactici. Aktivitas bakteriosin dinyatakan sebagai AU/mL, yaitu luas daerah hambat per satuan volume contoh bakteriosin yang diuji (mm2/mL). Terhadap kedua bakteri uji, bubuk bakteriosin dari BAL galur SCG 1223 tanpa penyimpanan menunjukkan aktivitas optimum setelah dilarutkan dalam air dan diatur pH-nya menjadi pH 10 dan dipanaskan hingga suhu 55oC, yaitu dengan daya hambat sebesar 1862,5 AU/mL untuk Escherichia coli dan 1303,5 AU/mL untuk Pediococcus acidilactici. Dalam aplikasinya, bubuk bakteriosin yang telah disimpan pada suhu 4oC selama 12 minggu, menunjukkan aktivitas hambat terhadap kedua bakteri uji masing-masing sebesar 1303,5 dan 1324 AU/mL dengan penurunan masing-masing sebesar 24,5 dan 44,4% setelah disimpan selama 12 minggu.
Kata kunci: Bubuk bakteriosin, bakteri asam laktat galur SCG 1223, aktivitas hambat, Pediococcus acidilactici, Escherichia coli
Nur Annisa Utami. F24050090. Inhibitory Activity of Bacteriocin Powder Produced by Lactic Acid Bacteria Strain SCG 1223. Superviced by Winiati P. Rahayu and Sri Usmiati. 2009. SUMMARY Lactic acid bacteria (LAB) compound such as lactic acid and peptide are well-known in food preservation. The peptide compound, later called as bacteriocin, is known as antibaterial agent, with both bacteristatic and bactericidal effects. Crude bacteriocin is temperature and pH-labile, hence it needs to be stabilized by encapsulation technique. This research was conducted to characterize the inhibory activity of bacteriocin powder produced by LAB strain SCG 1223. In addition, inhibitory activity after storage (period and temperature) and rehydration conditions (pH and temperature) is also be the main focus. The determination of optimum rehydration condition of bacteriocin powder of LAB strain SCG 1223 was conducted by several treatments of pH (which were 2, 7, and 10) and temperature (which were 55 and 85oC), thus followed by the determination of optimum storage condition that was done in several treatments of period (which were 0, 6, and 12 weeks) at 4 and 25-31oC. These assays were applied towards Escherichia coli and Pediococcus acidilactici. Inhibitory activity of bacteriocin was shown as AU/mL, as same as a ratio between width of inhibitory zone and volume of bacteriocin sample that was used (mm2/mL). Fresh-powdered bacteriocin produced by LAB strain SCG 1223 has showed its inhibitory activity towards both of bacteria optimally after rehydrated then conditioned at pH 10 and heated at temperature 55oC, which the activity was 1862,5 AU/mL towards Escherichia coli and 1303,5 AU/mL towards Pediococcus acidilactici. Bacteriocin powder that had been stored at 4oC in 12 weeks, showed optimum inhibitory activity which was 984 AU/mL towards Escherichia coli and 736 AU/mL towards Pediococcus acidilactici or 24,5 and 44,4% lower than the inhibitory activities of bacteriocin before storage. Keywords: Bacteriocin powder, Lactic acid bacteria strain SCG 1223, inhibitory activity, Pediococcus acidilactici, Escherichia coli
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada ALLAH SWT atas segala ridha, rahmat, kasih sayang, dan kemudahan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, yang merupakan syarat bagi penulis untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Skripsi ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan di laboratorium mikrobiologi dan kimia pada Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pasca Panen Pertanian, Cimanggu Bogor. Atas kelancaran dan kemudahan dalam pelaksanaan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Prof. Winiati P. Rahayu selaku Dosen Pembimbing I yang telah dengan sabar memberikan arahan dan bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. 2. Ibu Sri Usmiati, SPt, M.Si selaku Dosen Pembimbing II yang dengan sabar memberikan waktu, tenaga, dan pikiran selama penelitian hingga penyusunan skripsi ini. 3. Ibu Dian Herawati STP, M.Si selaku Dosen Penguji yang telah bersedia memberikan waktu, tenaga, dan masukan pada ujian akhir penulis. 4. Papa, Mama, Riska, Risky, Firda, Dhimas, Dinda, atas cinta dan doa yang tidak pernah putus. 5. Ibu dan Bapak Dosen Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, atas ilmu yang telah diberikan. 6. Ade Fajar Wirawan S., B. Sc, atas doa, bantuan, dukungan, dan dorongan positif setiap saat. 7. Para teknisi laboratorium se-ITP dan Pilot Plan-SEAFAST . 8. Bapak Sugiarto, Bapak Yudi, Bapak Triono, dan para pegawai laboratorium BB Litbang Pascapanen yang telah banyak membantu dengan tenaga, pikiran, dan waktu selama pelaksanaan penelitian. 9. Teman-teman ITP 42 yang telah banyak mengajarkan ilmu persahabatan, perjuangan, dan kehidupan.
10. F-ITP. 11. Kakak Harist Gustiar dan Galih Ika Safitri, atas perhatian dan dukungan yang selalu ada dari kalian. 12. Sobur, Rheiner, dan Upik atas kekompakan yang selalu terjaga. 13. Bude Ponco Dewi, Bude Linda, Tante Kerry, dan keluarga besar, atas kasih sayang, doa, nasehat, dan dorongannya. Penulis berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca. Bogor,
Agustus 2009
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang B. Tujuan Penelitian C. Manfaat Penelitian II. TINJAUAN PUSTAKA A. Bakteriosin B. Mekanisme Penghambatan Bakteriosin C. Enkapsulasi D. Bakteri Uji 1. Escherichia coli 2. Pediococcus acidilactici III. METODOLOGI A. Bahan dan Alat B. Waktu dan Tempat C. Metode Penelitian IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengaruh Kondisi Pelarutan Terhadap Aktivitas Hambat Bubuk Bakteriosin B. Pengaruh Penyimpanan Terhadap Aktivitas Hambat Bubuk Bakteriosin C. Perbandingan Penghambatan Bakteriosin Bubuk Terhadap Bakteri Pediococcus acidilactici dan Escherichia coli V. PENUTUP A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
i iii iv v vi 1 1 2 2 3 3 7 10 12 12 13 14 14 14 15 24 24 28 31 34 34 34 36 43
