PENGARUH KADAR GARAM TERHADAP KARAKTERISTIK

KIMIAWI DAN KERAGAMAN PROBIOTIK BAKTERI ASAM

LAKTAT YANG DIFERMENTASIKAN DARI REBUNG APUS

(Gigantochloa apus) DALAM AIR KELAPA PADA SUHU 30 OC

THE EFFECT OF SALINITY ON CHEMICAL CHARACTERISTICS

AND PROBIOTIC LACTIC ACID BACTERIA DIVERSITY

FERMENTED FROM APUS (Gigantochloa apus) BAMBOO SHOOTS

IN COCONUT WATER AS MEDIUM AT 30OC

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna

memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan

Oleh:

ANASTASIA LAMTARA

12.70.0108

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG

2016

i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Dengan ini saya yang bertandatangan di bawah ini:

Nama : Anastasia Lamtara

NIM : 12.70.0108

Fakultas : Teknologi Pertanian

Program Studi : Teknologi Pangan

Menyatakan bahwa dalam skripsi yang berjudul “Pengaruh Kadar Garam terhadap

Karakteristik Kimiawi dan Keragaman Bakteri Asam Laktat Probiotik yang

Difermentasikan dari Rebung Apus (Gigantochloa apus) dalam Air Kelapa pada Suhu

30oC” ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan

di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila dikemudian hari terbukti bahwa skripsi ini sebagian atau seluruhnya merupakan

hasil dari plagiasi, maka saya rela untuk dibatalkan dengan segala akibat hukumnya sesuai

peraturan yang berlaku pada Universitas Katolik Soegijapranata dan/atau peraturan

perundang-undangan yang berlaku.

Semarang, 16 November 2016

Anastasia Lamtara

ii

RINGKASAN

Di Indonesia keberadaan tanaman bambu tersebar secara meluas, salah satunya di

Kabupaten Semarang dimana banyak ditemukan jenis bambu apus (Gigantochloa apus).

Hampir seluruh bagian pada bambu dapat dimanfaatkan, salah satu bagiannya adalah

rebung. Rebung adalah tunas muda dari tanaman bambu yang tumbuh pada dasar rumpun.

Rebung dapat dimanfaatkan sebagai bahan pangan karena memiliki rasa yang enak, di

Semarang sendiri rebung digunakan untuk isian dari lumpia. Salah satu kekurangan dari

rebung apus adalah memiliki kandungan asam sianida (HCN) yang tinggi sehingga jarang

dimafaatkan untuk makanan. Maka dari itu, untuk memanfaatkannya dilakukan penelitian

mengenai pengolahan bambu apus. Dimana salah satu metode yang dapat menurunkan

kandungan HCN adalah dengan fermentasi. Proses fermentasi pada bahan pangan

khususnya pada sayuran dapat berjalan secara spontan, karena adanya kandungan gula.

Selama proses fermentasi akan tumbuh bakteri asam laktat (BAL). Dimana bakteri ini

dapat memberikan efek pengawetan makanan dan mempunyai sifat probiotik yaitu

berperan untuk memelihara kesehatan sistem pencernaan manusia. Maka dari itu

dilakukan penelitian ini yang bertujuan untuk mengetahui potensi probiotik isolat bakteri

asam laktat yang diisolasi dari fermentasi acar rebung apus dan melihat perubahan secara

kimiawi yang terjadi selama proses fermentasi. Fermentasi rebung dilakukan dengan

menggunakan air kelapa dan menambahkan garam dengan kadar 2,5% dan 5%, pada suhu

30oC selama 10 hari. Penambahan air kelapa bertujuan untuk memberikan tambahan

nutrisi awal yang dapat dimanfaatkan oleh bakteri asam laktat untuk tumbuh. Metode

yang dilakukan meliputi isolasi, identifikasi, uji aktivitas probiotik, dan uji kimiawi (pH,

total asam, dan konsentrasi HCN). Hasil uji kimiawi menunjukkan bahwa setelah 14 hari

fermentasi, nilai pH menurun baik pada kadar garam 2,5% dan 5% yaitu dari 5,41 menjadi

3,31 dan 5,25 menjadi 3,32. Sedangkan untuk total asam meningkat baik pada kadar

garam 2,5% dan 5% yaitu 0,23% sampai 1,31% dan 0,24% sampai 1,20%. Proses

fermentasi juga berpengaruh secara signifikan dalam menurunkan konsentrasi HCN dari

96,24 ppm hingga 13,75 ppm pada kadar garam 2,5% dan pada kadar garam 5%

konsenstrasi HCN menurun dari 121,45 ppm hingga 12,61 ppm. Penambahan garam 5%

lebih berpengaruh efektif dalam menurunkan HCN. Bakteri asam laktat yang tumbuh

pada garam 2,5% lebih banyak jika dibandingkan dengan bakteri asam laktat yang

tumbuh pada garam 5%. Hal ini ditunjukkan dari total kepadatan sel BAL pada 2,5%

garam adalah 8,7x102 CFU/ml dan pada 5% garam adalah 7,4x102 CFU/ml. Dari proses

isolasi didapatkan 100 isolat yang akan diujikan. Isolat BAL diidentifikasi memiliki

genus Lactobacillus, dimana bakteri dapat tumbuh pada pH 4,4, suhu (10oC dan 45oC),

dan konsentrasi NaCl 6,5%. Didapatkan 22 isolat BAL, dimana isolat yang bersifat

homofermentatif dan heterofermentatif masing-masing sebanyak 11 isolat. Seluruh isolat

dapat tumbuh pada pH asam (pH 3 dan 7) dan garam empedu 0,3%, tetapi tidak semua

isolat memiliki daya hambat terhadap Eschericia coli dan Staphylococcus aureus. Hanya

6 isolat yang memenuhi kriteria sebagai bakteri probiotik. Dimana isolat H25

memberikan daya hambat terbesar baik dalam menghambat E.coli sebesar 4,83 mm dan

pada S.aureus sebesar 3,45 mm.

iii

SUMMARY

In Indonesia the existence of bamboo is widely spread and one of it is in District

Semarang, which bamboo apus (Gigantochloa apus) easily found. Almost part of bamboo

parts can be used, and one of it is the bamboo shoots. Bamboo shoots is the young bamboo

that grows in the base of clump. Bamboo shoots can be used as food because it tastes

delicious. In Semarang, bamboo shoots is used for lumpia filler. Apus bamboo shoots is

rarely used as food because it contains hydrogen cyanogenic (HCN), which is one

diadvantages of bamboo shoots. Therefore, a research of bamboo apus process is needed.

One of the methods that able to decline the HCN content is to ferment it. The fermentation

process in food especially in vegetable can be work spontaneously, because of the

existence of sugar content. During the fermentation process, lactic acid bacteria (LAB)

will grow. Lactic acid bacteria is able to give food preservatives effect and has probiotic

characteristic which is to maintain the health of human digestive system. The purpose of

this research is to find out the probiotic potential of lactic acid bacteria isolate that

isolated from the bamboo shoots’s pickles fermentation and to see the chemical change

that happens during the fermentation process. The bamboo shoots fermentation was done

using coconut water and with the addition of 2.5% and 5% of salt in the temperature of

30oC for 10 days. The reason coconut water addition is to give an initial nutrition addition

that can be used by the lactic acid bacteria to grow. The methods used were isolation,

identification, probiotic activity test, and chemical test (pH, total acid, and HCN

concentration). The chemical test result showed that after 14 days of fermentatiom, the

pH is declining both on 2.5% salinity and 5% salinity with range 5.41 to 3.31 and 5.25 to

3.32. On the other hand, the total acid is increasing both on 2.5% and 5% with range

from 0.23% to 1.31% and from 0.24% to 1.20%. The fermentation process gave effect

significantly in the decreasing of HCN concentration from 96.24 ppm to 13.75 ppm on

2.5% salinity and on 5% salinity it also decreasing from 121.45 ppm to 12.61 ppm.

Addition of 5% salt is more effective on decreasing of cyanide content. On 2.5% salinity,

lactic acid bacteria is growing better than on 5% salinity. It can be seen from total density

of LAB, which on 2.5% salinity was 8.7x102±2.8x102 CFU/ml and on 5% salinity was

7.4x102±3.8x102 CFU/ml. There were 100 isolate that will be examined. Lactic acid

bacteria isolate is identified to have lactobacillus genus, which makes bacteria can grow

in pH level of 4.4 with temperature of (10oC dan 45oC), and 6.5% NaCl concentration.

Therefore, 22 isolate match to the characteristic of LAB, which there were 11 isolate

each that both homofermentative and heterofermentative. Moreover, all of the isolate can

be grown in acid pH (pH 3 and 7) and bile salt 0.3%, but not all of the isolate have

inhibitory ability towards Eschericia coli and Staphylococcus aureus. Only 6 isolate can

be spesified as probiotic bacteria. Isolate H25 showed the best inhibitory ability both on

E.coli (4.83 mm) and S.aureus (3.45 mm).

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yesus atas kasih dan karunia yang diberikan

sehingga penulis mampu menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Pengaruh

Kadar Garam terhadap Karakteristik Kimiawi dan Keragaman Bakteri Asam Laktat

Probiotik yang Difermentasikan dari Rebung Apus (Gigantochloa apus) dalam Air

Kelapa pada Suhu 30oC”. Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Universitas Katolik Soegijapranata

Semarang.

Skripsi ini dapat terselesaikan tidak terlepas dari bantuan beberapa pihak yang terus

memberikan dukungan semangat dan juga moril selama penulisan laporan ini. Oleh

karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyatakan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada:

1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu mencurahkan berkat dan memampukan penulis

sehingga dapat menyelesaikan penulisan laporan skripsi ini dengan lancar.

2. Dr. V. Kristina Ananingsih, ST, MSc selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian

Unika Soegijapranata.

3. Dra. Laksmi Hartayanie, MP., selaku dosen pembimbing I dan Dr. Ir. Lindayani, MP.,

selaku dosen pembimbing II yang selalu penuh sabar meluangkan waktu,

membimbing, memberikan saran dan semangat dari awal penelitian ini hingga akhir

terselesaikannya laporan skripsi ini.

4. Mbak Agata, Mas Soleh, Mas Pri, dan Mas Lilik selaku laboran yang telah membantu

dan memberikan arahan sehingga penelitian ini terselesaikan dengan baik.

5. Mama dan Michael Pujianto untuk semua cinta kasih, dukungan doa, motivasi,

dukungan moril maupun materiil yang diberikan hingga terselesaikan laporan ini.

6. Seluruh tim dosen Fakultas Teknologi Pertanian Unika Soegijapranata yang telah

memberikan ilmunya selama penulis melakukan studi.

7. Staff dan karyawan TU Fakultas Teknologi Pertanian Unika Soegijapranata yang

telah membantu hal-hal non teknis untuk mendukung terlaksananya penelitian ini.

8. Cicilia Tembang, Ega Diasita dan Lely Prima yang menjadi teman seperjuangan baik

dalam suka dan duka selama penelitian ini berlangsung hingga akhir.

v

9. Hana Melinda, Liana, Melinda Gabriella dan Yulia Meutia yang sudah seperti saudara

penulis, yang selalu ada dan mendukung tanpa lelah.

10. Ivan Septian yang selalu memberikan motivasi, masukan, dan doa kepada penulis

sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.

11. Livia Novenia dan Elim Yuyana yang membantu dan memberikan arahan kepada

penulis selama penelitian berlangsung.

12. Teman-teman angkatan 2012, kakak-kakak angkatan TP 2011 serta 2010, dan seluruh

kakak angkatan yang penulis kenal, yang memberi dukungan sehingga skripsi ini bisa

berjalan lancar.

13. Seluruh sahabat-sahabat penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang selalu

memberikan semangat dan penghiburan ketika penulis sedang kehilangan semangat.

Penulis juga meminta maaf, apabila selama penulisan terdapat kesalahan, kekurangan,

dan hal-hal yang kurang berkenan bagi pembaca. Penulis amat menyadari bahwa pada

laporan ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan

hati, penulis menerima kritik dan saran apabila terjadi kesalahan dalam penulisan laporan

ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis, serta pembaca. Tuhan memberkati.

Semarang, 16 November 2016

Penulis,

Anastasia Lamtara

vi

DAFTAR ISI

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ........................................................................... i

RINGKASAN ................................................................................................................... ii SUMMARY....................................................................................................................... iii KATA PENGANTAR ..................................................................................................... iv DAFTAR ISI ................................................................................................................... vi DAFTAR TABEL ......................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... ix DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................... x

1. PENDAHULUAN .................................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ................................................................................................. 1

1.2. Tinjauan Pustaka .............................................................................................. 3 1.2.1. Bambu Apus (Gigantochloa apus) ......................................................... 3

1.2.2. Air Kelapa .............................................................................................. 5 1.2.3. Bakteri Asam Laktat (BAL) ................................................................... 5 1.2.4. Fermentasi Acar Rebung ........................................................................ 7 1.2.5. Aktivitas Probiotik ................................................................................. 9

1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................................ 10

2. MATERI METODE ............................................................................................... 11

2.1. Pelaksanaan Penelitian ................................................................................... 11 2.2. Materi ............................................................................................................. 11

2.2.1. Alat ....................................................................................................... 11 2.2.2. Bahan .................................................................................................... 11

2.3. Metode ............................................................................................................ 12 2.3.1. Fermentasi Rebung ............................................................................... 13

2.3.2. Uji Kimiawi .......................................................................................... 13 a. Uji pH ................................................................................................ 13 b. Uji Total Asam ................................................................................. 13 c. Uji Kandungan Asam Sianida ........................................................... 14

2.3.3. Isolasi Bakteri Asam Laktat ................................................................. 14 2.3.4. Identifikasi Bakteri Asam Laktat ......................................................... 15

a. Uji Karaktertik Morfologikal ............................................................ 15 a.1. Pewarnaan Gram ....................................................................... 15 a.2. Pewarnaan Spora ....................................................................... 15

a.3. Uji Motilitas .............................................................................. 16 b. Uji Karakteristik Biokimia ............................................................... 16

b.1. Uji Katalase ............................................................................... 16 b.2. Uji Produksi Gas ....................................................................... 16

2.3.5. Identifikasi Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kondisi

Pertumbuhannya .................................................................................... 17 a. Uji Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat pada Suhu 10oC dan 45oC .. 17

b. Uji Pertumbuhan Bakteri pada pH 4,4 dan 9,6 ................................. 17 c. Uji Pertumbuhan Bakteri pada Kadar NaCl 6,5% dan 18% ............. 17

vii

2.3.6. Pengujian Kemampuan Probiotik ........................................................ 18 a. Terhadap Asam ................................................................................. 18

b. Terhadap Garam Empedu ................................................................. 18 c. Aktivitas Antimikroba ...................................................................... 18

3. HASIL PENELITIAN ............................................................................................ 20 3.1. Fermentasi Acar Rebung ................................................................................ 20

3.2. Perubahan Kimiawi ........................................................................................ 21 3.3. Isolasi Bakteri Asam Laktat ........................................................................... 23 3.4. Identifikasi Bakteri Asam Laktat ................................................................... 25

3.4.1. Uji Karakteristik Morfologikal ............................................................ 25 a. Uji Pewarnaan Gram ......................................................................... 26

b. Uji Pewarnaan Spora ........................................................................ 27

c. Uji Motilitas ...................................................................................... 28

3.4.2. Uji Karakteristik Biokimia ................................................................... 28 a. Uji Katalase ....................................................................................... 29 b. Uji Produksi Gas ............................................................................... 30

3.5. Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kondisi

Pertumbuhannya............................................................................................. 31 3.6. Pengujian Kemampuan Probiotik ................................................................... 32

a. Aktivitas Antimikroba ................................................................................ 33 b. Terhadap Asam .......................................................................................... 34 c. Terhadap Garam Empedu ........................................................................... 35

4. PEMBAHASAN ..................................................................................................... 36

4.1. Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Karakteristik Kimiawi ........................ 36

4.2. Isolasi Bakteri Asam Laktat ........................................................................... 38

4.3. Seleksi Bakteri Asam Laktat .......................................................................... 39 4.3.1. Karakterisitik Morfologi ...................................................................... 39 4.3.2. Karakteristik Biokimia ......................................................................... 40

4.4.Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kondisi Pertumbuhan 41

4.5. Kemampuan Probiotik .................................................................................... 42

5. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................................. 46 5.1. Kesimpulan ..................................................................................................... 46 5.2. Saran ............................................................................................................... 46

6. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 47

7. LAMPIRAN ........................................................................................................... 55

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Hasil Perubahan Karakteristik Kimiawi selama Proses Fermentasi dengan

Kadar Garam 2,5% dan 5% .............................................................................. 21

Tabel 2. Kepadatan Sel Setiap Perlakuan Garam ........................................................... 24

Tabel 3. Hasil Uji Seleksi Isolat Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Karakteristik

Morfologi .......................................................................................................... 25

Tabel 4. Hasil Uji Seleksi Isolat Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Karakteristik

Biokimia ........................................................................................................... 29

Tabel 5. Hasil Uji Identifikasi Genus Bakteri Asam Laktat Berdasarkan Kemampuan

Pertumbuhannya ............................................................................................... 32

Tabel 6. Hasil Uji Kemampuan Probiotik Isolat BAL ................................................... 33

Tabel 7. Karakteristik Berbagai Jenis Bakteri Asam Laktat .......................................... 55

Tabel 8. Hasil Absorbansi Kemampuan Tumbuh BAL pada Kadar Garam 6,5%

dan 18% ............................................................................................................. 58

Tabel 9. Hasil Absorbansi Kemampuan Tumbuh BAL pada Kadar pH 4,4 dan

pH 9,6 ................................................................................................................ 59

Tabel 10. Hasil Absorbansi Kemampuan Tumbuh BAL pada Suhu 10oC dan 45oC ..... 60

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Tanaman Rebung Apus (Gigantochloa apus) ................................................ 3

Gambar 2. Diagram Alir Penelitian pada Fermentasi Acar Rebung Apus ..................... 12

Gambar 3. Fermentasi acar rebung apus pada kadar garam 2,5% (a); Fermentasi acar

rebung apus pada kadar garam 5% (b). ........................................................ 20

Gambar 4. Pengaruh Lama Fermentasi dengan nilai pH ................................................ 22

Gambar 5. Pengaruh Lama Fermentasi dengan nilai Total Asam .................................. 22

Gambar 6. Pengaruh Lama Fermentasi dengan Konsentrasi HCN ................................ 23

Gambar 7. Zona bening yang dihasilkan oleh isolat H3 dari hasil fermentasi rebung

dengan kadar garam 2,5% (a); Zona bening yang dihasilkan oleh isolat

I1 dari hasil fermentasi rebung dengan kadar garam 5% (b). ....................... 24

Gambar 8. Hasil uji pewarnaan Gram pada Isolat H7 dengan perbesaran 10x100

menunjukkan Gram positif (a); Hasil uji pewarnaan Gram pada Isolat

H34 dengan perbesaran 10x100 menunjukkan Gram negatif (b). ................ 27

Gambar 9. Hasil uji pewarnaan spora pada Isolat H32 dengan perbesaran 10x100

menunjukkan hasil positif. ............................................................................ 27

Gambar 10. Hasil uji motilitas pada Isolat I49 menunjukkan hasil non-motil (a); Hasil

uji motilitas pada Isolat H39 menunjukkan hasil motil (b). ......................... 28

Gambar 11. Hasil uji katalase pada Isolat H1 menujukkan katalase negatif (a); Hasil

uji katalase pada Isolat I35 menunjukkan katalase positif (terbentuk

gelembung pada lingkaran) (b). .................................................................... 30

Gambar 12. Hasil uji produksi gas pada Isolat H27 menujukkan hasil negatif (a);

Hasil uji produksi gas pada Isolat H12 menujukkan hasil positif (b). .......... 31

Gambar 13. Zona bening yang dihasilkan oleh Isolat H25 pada Uji Aktivitas

Antimikroba dalam menghambat Eschericia coli (a); Zona bening yang

dihasilkan oleh Isolat H25 pada Uji Aktivitas Antimikroba dalam

menghambat Staphylococcus aureus (b). ..................................................... 34

Gambar 14. Hasil uji ketahanan asam pH 3 jam ke-0 pada Isolat I2 menujukkan hasil

positif (a1); Hasil uji ketahanan asam pH 3 jam ke-1,5 pada Isolat I2

menujukkan hasil positif (a2); Hasil uji ketahanan asam pH 3 jam ke-3

pada Isolat I2 menujukkan hasil positif (a3); Hasil uji ketahanan asam

pH 7 jam ke-0 pada Isolat H16 menujukkan hasil positif (b1); Hasil uji

ketahanan asam pH 7 jam ke-1,5 pada Isolat H16 menujukkan hasil

positif (b2); Hasil uji ketahanan asam pH 7 jam ke-3 pada Isolat H16

menujukkan hasil positif (b3). ...................................................................... 35

Gambar 15. Hasil uji ketahanan garam empedu jam ke-0 pada Isolat H31

menunjukkan kemampuan positif (a); Hasil uji ketahanan garam empedu

jam ke-1,5 pada Isolat H31 menunjukkan kemampuan positif (b); Hasil

uji ketahanan garam empedu jam ke-3 pada Isolat H31 menunjukkan

kemampuan positif (c). ................................................................................. 35

x

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Karakteristik Berbagai Jenis Bakteri Asam Laktat .................................... 55

Lampiran 2. Media yang Digunakan Untuk Uji Pertumbuhan dan Aktivitas

Antibakteri .................................................................................................. 55

Lampiran 3. Larutan Standar McFarland No.3 dan No.5 ............................................... 56

Lampiran 4. Larutan Kimia yang digunakan dalam Uji Kimia ...................................... 56

Lampiran 5. Hasil Kemampuan Tumbuh BAL pada Kadar Garam, pH, dan Kondisi

Suhu yang Berbeda .................................................................................... 58

Lampiran 6. Hasil Analisa Kimiawi terhadap pH, Total Asam, dan HCN .................... 61