TUGAS 1PENGAWETAN PANGAN SECARA BIOLOGIS :

PENGGUNAAN BAKTERIOSIN SEBAGAI BIOPRESERVATIFDAGING SAPI SEGAR

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliahPENGEMBANGAN PROSES DAN PRODUK PANGANDosen Pengampu : Aji Prasetyaningrum, ST., MT..Oleh :

Lucia Hermawati Rahayu

Anis RoihatinRr. Dewi Artanti Putri

PROGRAM MAGISTER TEKNIK KIMIA

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

2010

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS DIPONEGORO

PROGRAM PASCASARJANA

PROGRAM MAGISTER TEKNIK KIMIA

Jl. Prof. H. Soedarto, SH. Kampus Tembalang Semarang 50239

Telp. (024) 7460058, Fax. (024) 7460055

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas ini telah diselesaikan oleh:

Nama: Lucia Hermawati Rahayu

Anis Roihatin

Rr. Dewi Artanti PutriProgram : Reguler

Semarang, Oktober 2010

Mengetahui,

Dosen Pengampu

.Aji Prasetyaningrum, ST., MT.PENGAWETAN PANGAN SECARA BIOLOGIS :

PENGGUNAAN BAKTERIOSIN SEBAGAI BIOPRESERVATIF

DAGING SAPI SEGARA. PENDAHULUANSalah satu kebutuhan pokok yang sangat penting dalam kehidupan manusia adalah pangan. Pengolahan dan pengawetan bahan pangan memiliki keterkaitan erat terhadap pemenuhan gizi masyarakat, sehingga tidak mengherankan jika semua negara baik negara maju maupun berkembang selalu berusaha untuk menyediakan suplai pangan yang cukup, aman dan bergizi. Salah satunya dengan melakukan berbagai cara pengolahan dan pengawetan pangan yang dapat memberikan perlindungan terhadap bahan pangan yang akan dikonsumsi.Salah satu sektor pangan yang harus tersedia untuk memenuhi kebutuhan gizi protein bagi manusia adalah daging. Daging berperanan cukup besar dalam konteks ketahanan pangan nasional karena merupakan salah satu komoditas sumber protein hewani yang penting untuk kesehatan dan pertumbuhan. Kesehatan daging merupakan bagian yang penting bagi keamanan pangan dan selalu menjadi pokok permasalahan yang mendapatkan perhatian khusus dalam penyediaan daging untuk konsumen. Daging yang disimpan pada suhu kamar pada waktu tertentu akan mengalami kerusakan. Hal ini karena daging merupakan bahan pangan yang bergizi tinggi dan media yang baik untuk pertumbuhan mikroba. Kerusakan daging oleh mikroba mengakibatkan penurunan mutu daging. Besarnya kontaminasi mikroba pada daging menentukan kualitas dan masa simpan daging. Untuk menghindari kerusakan, daging perlu diawetkan dengan memperhatikan persyaratan keamanan pangan.Namun, saat ini masih sering dijumpai adanya penggunaan bahan kimia berbahaya, seperti formalin, untuk pengawet daging yang bertujuan untuk mempertahankan kesegaran daging yang sebenarnya hanya tampak secara fisik dari luar. Pada dasarnya proses pembusukan dalam daging tetap berlangsung mengingat terjadinya degradasi protein secara alamiah selama penyimpanan. Salah satu alternatif untuk mempertahankan kesegaran daging secara aman adalah secara biologis dengan penggunaan biopreservatif (pengawetan alami) menggunakan bakteriosin yang dapat disintesis oleh bakteri asam laktat (BAL) yang cukup banyak di Indonesia. Biopreservasi menarik perhatian karena potensial untuk diaplikasikan dalam pengawetan daging dan produk pangan yang lain, yaitu dengan mengontrol bakteri pembusuk dan patogen secara alami. Dengan biopreservasi maka waktu penyimpanan daging/produk pangan dapat diperpanjang dan keamanan pangan dapat meningkat. Tersedianya bakteriosin diharapkan menjadi solusi agar pengawet kimia yang berbahaya bagi kesehatan konsumen tidak digunakan lagi.B. METODE PENGAWETAN DAGING1. Penggunaan Asam Asetat.Penggunaan asam asetat tidak ada batas maksimal. Beberapa peneliti menyatakan, penggunaan asam asetat untuk makanan dalam jangka waktu lama tidak berbahaya karena dapat dimetabolisir kemudian dikeluarkan dari tubuh. Penggunaannya sangat mudah, hanya dicelupkan terakhir sebelum daging didistribusikan. Dari hasil penelitian, asam asetat 4% dapat mengurangi jumlah bakteri penyebab pembusukan serta bakteri patogen seperti Escherichia coli, Staphylococcus aureus, dan Salmonella sp, dan belum menyebabkan cita rasa daging berubah. Namun perlu diperhatikan tingginya konsentrasi yang digunakan, karena dapat mempengaruhi rasa daging yaitu menjadi asam. Pada skala industri, asam asetat menyebabkan korosi pada peralatan besi (Usmiati, 2009).2. Pengasapan.Pengasapan merupakan salah satu metode pengawetan yang lebih banyak dikerjakan dengan asap kayu bakar. Ada dua cara pengasapan yaitu pengasapan panas dan dingin. Pengasapan panas yaitu dengan cara memanggang ikan secara perlahan-lahan sehingga bahan tersebut menjadi masak, daya awetnya 1-3 hari. Pada pengasapan dingin suhunya antara 30-40 C dan lamanya 1-2 minggu.

Bahan bakar yang digunakan adalah yang tidak mengandung toksik. Keuntungannya yaitu daging menjadi kompak (penarikan air dan penggumpalan protein daging ikan), hal itu akan menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk. Namun efeknya mutu daging menurun(Usmiati, 2009)..

3. Penggunaan Bakteri (Bakteriosin)Salah satu alternatif untuk mempertahankan kesegaran daging secara aman adalah dengan penggunaan biopreservatif diantaranya bakteriosin yang dapat disintesis oleh bakteri asam laktat (BAL). Tersedianya bakteriosin diharapkan menjadi solusi agar pengawet kimia yang berbahaya bagi kesehatan konsumen tidak digunakan lagi. (Usmiati, 2009)C. BAKTERI PENYEBAB KEBUSUKAN DAN KERUSAKAN DAGING

Keberadaan mikroba Eschericia coli, Salmonella sp. dan Listeria sp pada daging sangat dimungkinkan. Hal ini dapat menyebabkan penyakit dan bahkan kematian. Strain patogen E.coli menimbulkan penyakit diare berdarah, pembengkakan dan kelainan ginjal, demam, kelainan syaraf, bahkan kematian. Di Amerika, dalam setahun terdapat 110.220 kasus infeksi akibat E.coli, 158.840 kasus infeksi E.coli, dan diarrheogenic E. coli.

Salmonella sp. selain sebagai bakteri patogen juga pembusuk. Salah satu strain Salmonella yang terdapat pada daging yaitu Salmonella typhimurnium. Salmonella dapat menyebabkan gastroenteritis, demam enteric (thypoid dan parathypoid), septicemia (mikroorganisme berkembangbiak dalam aliran darah), diare, nausea dan muntah.

Listeria monocytogenes merupakan bakteri penyebab listeriosis (food borne disease) yang terdapat pada daging dan produk mentah serta mampu bertahan pada suhu rendah. Kasus infeksi L.monocytogenes terdapat 228 kasus di Perancis tahun 1997 dan 2002, yaitu pasien sebanyak 63% bacteriemia dan 26% bermasalah dengan sistem syaraf.

D. BAKTERIOSINBacteriocin merupakan substansi protein, umumnya mempunyai berat molekul kecil serta memiliki aktivitas sebagai bakterisidal (Abdelbasset dkk., 2008). Senyawa antimikroba atau bacteriocin telah banyak dimanfaatkan sifat antagonistiknya dalam bidang biopreservatif pangan, kemampuannya dalam menghambat bakteri Gram positif dan atau Gram negatif dan sebagai terapeutik (Ali dkk., 1998)

Bacteriocin pertama ditemukan oleh A. Gratia pada tahun 1925, untuk pertama kalinya dia memberi nama zat tersebut adalah colicine karena zat tersebut memiliki kemampuan membunuh E. coli.

Jumlah spesies bakteri asam laktat yang telah dimanfaatkan cukup banyak akan tetapi tidak semua spesies menghasilkan bacteriocin (Ali dkk., 1993).Beberapa spesies dari genus Lactobacillus dilaporkan menghasilkan bakteriosin seperti lactocin 27 oleh L. helveticus LP27 10; lactacin F oleh L. acidophilus 88 11; plantacin B oleh L. plantarum NCDO 1193 12; sakacin A oleh L.sake Lb 706 2; brevicin 37 oleh L brevis B37 13; Enterococcus faecum, Lactococcus lactis (Aymerich, dkk., 1996).1. Klasifikasi Bacteriosin

Menurut Klaenhammer (1988) bakteriosin yang dihasilkan oleh beberapa galur BAL dapat dikelompokkan menjadi empat, yaitu:

a. Lantibiotik, merupakan bakteriosin yang mengandung cincin lantionin dalam molekulnya, contohnya nisin, Lacticin 481, Lactacin S, Streptococcin SA-FF22.

b. Bakteriosin kecil (< 10 kDa), relatif tahan panas, peptide pada sisi aktifnya tidak mengandung lantionin. Kelompok kedua ini dibagi lagi dalam tiga sub kelas. Kelas IIa mempunyai peptide listria-active dengan sekumpulan sekuen N-terminal. Kelas IIb adalah kelompok bakteriosin yang biasanya membentuk komplek berpori dengan aktifitas dua peptida yang berbeda. Kelas IIc adalah bakteriosin yang memerlukan peptide teraktifasi-tiol untuk mengurangi residu sistein dalam aktivitasnya.

c. Bakteriosin bermolekul protein besar (>30 kDa) dengan protein tidak tahan panas, contoh Helvetion J dan Brevicin 27. d. Bakteriosin yang mengandung protein kompleks, terdiri atas komponen karbohidrat maupun lipid, contoh plantarisin S yang mengandung glikoprotein (Usmiati, 2009). 2. Keuntungan bioperservatif dengan bakteriosin

Bacteriocin dari bakteri asam laktat yang digunakan sebagai biopreservatif mempunyai beberapa keuntungan, antara lain :

bakteriocin bukan merupakan bahan toksin mudah mengalami biodegradasi karena merupakan senyawa protein. tidak membahayakan mikroflora usus karena mudah dicerna oleh enzim-enzim dalam saluran pencernaan dapat mengurangi penggunaan bahan kimia yang selama ini digunkan sebagai bahan pengawet telah terseleksi dan mampu menghasilkan senyawa antimikrobia terhadap bakteri patogen tertentu atau memanfaatkan senyawa antimikrobia yang telah dipurifikasi / semipurifikasi sebagai bahan pengawet pada makanan atau sebagai bahan aditif (Abdelbasset dkk., 2008).

3. Sifat-sifat bakteriosin

Mudah didegradasi enzim proteolitik.

Mampu menghambat pertumbuhan mikroba yang secara filogenik dekat dengan bakteri penghasil bakteriosin.

Berupa protein, bersifat bakterisidal, bakteri target memiliki sifat pengikatan spesifik, gen pengkode bakteriosin ada dalam plasmid, aktif terhadap bakteri yang dekat secara filogenik.

Tahan terhadap panas, 100C atau 121C selama 15 menit, pada suhu rendah tidak berpengaruh, sensitif terhadap protease.

Memiliki aktivitas bakterisidal terhadap kelompok bakteri Gram positif dalam sistem makanan (Usmiati, 2009).

4. Sintesis bakteriosin dari bakteri asam laktat

Bakteriosin diproduksi oleh bakteri asam laktat (BAL), didefinisikan sebagai protein yang aktif secara biologi atau kompleks protein (agregat protein, protein lipokarbohidrat, glikoprotein) yang disintesis secara ribosomal, dan menunjukkan aktivitas antibakteri. Bakteriosin disintesis selama fase eksponensial pertumbuhan sel mengikuti pola klasik sintesis protein. Sistem ini diatur oleh plasmid DNA ekstra kromosomal dan dipengaruhi oleh beberapa faktor terutama pH. Umumnya bakteriosin disintesis melalui jalur ribosomal, sedangkan kelompok antibiotik disintesis secara ribosomal sebagai prepeptida kemudian mengalami modifikasi. Sekresi prepeptida dilakukan pada fase eksponensial dan diproduksi secara maksimal pada fase stasioner. Prinsip regulasi sintesis bakteriosin diatur oleh adanya gen pengkode produksi dan pengkode immunitas.Sejumlah BAL yang ditumbuhkan pada media kompleks semi sintetis seperti MRS (deMann Rogosa Sharpe) dapat menghasilkan populasi sel bakteri yang tinggi dan bakteriosin yang relatif banyak. Media komersial mengandung protein tinggi seperti tripton, pepton, ekstrak daging, dan ekstrak khamir yang akan tersisa karena tidak dikonsumsi oleh bakteri. Harga media tersebut mahal sehingga tidak ekonomis untuk produksi bakteriosin. Oleh karena itu perlu ada formula media produksi bakteriosin yang lebih murah. Penggunaan beberapa limbah industri pangan sebagai basis media pertumbuhan kultur tampaknya lebih ekonomis, misalnya whey dari limbah pembuatan keju, jus jaitun, jerohan ikan.Produksi bakteriosin umumnya dilakukan dalam kultur substrat cair. Berbagai faktor dapat mempengaruhi produksi bakteriosin dalam media tersebut. Aktivitas produksi bakteriosin oleh BAL dipengaruhi oleh faktor pH, suhu, sumber karbon, serta fase pertumbuhan. Jenis sumber karbon maupun sumber nitrogen yang digunakan dalam medium produksi mempengaruhi laju pertumbuhan sel BAL, selanjutnya berpengaruh terhadap metabolisme produksi bakteriosin, selain itu tingkat salinitas medium produksi seperti kandungan garam dari media turut mempengaruhi metabolisme produksi bakteriosin. Secara umum kondisi optimum produksi bakteriosin selain dipengaruhi oleh fase pertumbuhan, pH media, suhu inkubasi, jenis sumber karbon dan sumber nitrogen juga konsentrasi NaCl (Luc De Vuyst dkk, 2007).Secara garis besar prosedur sintesis bakteriosin dari bakteri asam laktat terdiri atas 5 (lima) tahap, yaitu :

a). Pembuatan kultur bakteri asam laktatKultur Bakteri Asam Laktat menggunakan dalam media MRS broth, penyegaran isolate dilakukan menggunakan media MRS agar, media untuk produksi bakteriocin digunakan medium TGE (Tripton-glukosa-yeast ekstrak). Proses fermentasi untukmemproduksi bacteriocin dilakukan pada suhu 30oC selama 72 jam denga pH awal medium pH 7. b). Isolasi bakteriosin

Isolasi bakteriosin dilakukan sebagai berikut : broth fermentasi disentrifuse (10.000 rpm selama 20 menit pada suhu 4oC), selanjutnya filtrat fermentasi disaring dan dijenuhkan dengan ammonium sulfat sampai dengan 80% dalam kondisi dingin.

Endapan yang terbentuk disaring dan dikeringkan. Selanjutnya dilarutkan kembali dengan buffer potassium fosfat pada pH 7. Larutan bacteriocin tersebut yang digunakan untuk karakterisasi dan uji antimikrobia (Ali dkk., 1998). c). Uji aktivitas antimikrobia dari larutan bacteriocinUji aktivitas antimikrobia dilakukan menggunakan metode diffusi sumuran. sejumlah bakteri uji dituangkan ke dalam petridish bersamaan dengan agar bacteriological dalam kondisi hangat yang sudah disterilisasi. Selanjutnya ditunggu sampai keras dengan mendinginkan pada suhu 4oC selama 1 jam, selanjutnya dibuat sumur dengan diameter 4 mm. Filtrat bacteriosin diteteskan pada sumuran dan didiamkan pada suhu 4 C selama 1 jam dan dilanjutkan dengan inkubasi pada suhu 30 C selama 24 jam. Zona bening yang terbentuk diukur diameternya menggunakan jangka sorong. (Abdelbasset dkk., 2008). d). Uji karakterisasi bacteriosin

Karakterisasi bacteriocin diuji dengan cara supernatan bacteriocin hasil isolasi dikarakterisasi yang meliputi uji kestabilan terhadap variasi pH, suhu, enzim, serta cairan surfaktan, dan beberapa parameter yang lain. e). Purifikasi bacteriosin

Untuk purifikasi bacteriosin dilakukan dengan elektroforesis untuk mengetahui besarnya molekul dengan SDS-PAGE, dan dilanjutkan dengan penetuan jenis asam aminonya. Bacteriocin diketahui disusun oleh jenis-jenis asam amino Asparagin 7.5%, Histidine 3.8%, glycin 0.3%, alanine 2.3%, Valine 2.8%, leucine 6.1%, isoleucine 33.0%, Serin 4.3%, methionine 16.0%, lysine 11.0%, proline 6.6%. (Ali dkk., 1998; Adetunji dkk., 2007).

Mekanisme biosintesis bakteriosin dapat dilihat pada Gambar 2.

5. Kinerja bakteriosin dalam aktivitas penghambatan

Target kerja bakteriosin dari bakteri asam laktat adalah membran sitoplasma sel bakteri yang sensitif. Target utama bakteriosin adalah membran sitoplasma sel bakteri karena reaksi awal bakteriosin adalah merusak permeabilitas membran dan menghilangkan proton motive force (PMF) sehingga menghambat produksi energi dan biosintesis protein atau asam nukleat. Aktivitas penghambatan bakteriosin membutuhkan reseptor spesifik permukaan sel, contohnya pada pediocin AcH. Selain itu mengakibatkan terjadinya lisis pada sel. Hal ini adalah efek sekunder dari aktivitas pediocin AcH melalui depolimerisasi lapis peptidoglikan, sehingga secara tidak langung dapat mengaktifkan sistem autolisis sel (Barasubramanyam, dkk., 1999). Mekanisme aktivitas bakterisidal bakteriosin adalah sebagai berikut: (1) molekul bakteriosin kontak langsung dengan membran sel, (2) proses kontak ini mampu mengganggu potensial membran berupa destabilitas membran sitoplasma sehingga sel menjadi tidak kuat, dan (3) ketidakstabilan membran mampu memberikan dampak pembentukan lubang atau pori pada membran sel melalui proses gangguan terhadap PMF (Proton Motive Force) (Barefoot dkk., 1993) Kebocoran yang terjadi akibat pembentukan lubang pada membran sitoplasma ditunjukkan oleh adanya aktivitas keluar masuknya molekul seluler. Kebocoran ini berdampak pada penurunan gradien pH seluler. Pengaruh pembentukan lubang sitoplasma merupakan dampak adanya bakteriosin yang menyebabkan terjadinya perubahan gradien potensial membran dan pelepasan melekul intraseluler maupun masuknya substansi ekstraseluler (lingkungan). Efeknya menyebabkan pertumbuhan sel terhambat dan menghasilkan proses kematian pada sel yang sensitif terhadap bakteriosin.Mekanisme aksi penghambatan bakteriosin terhadap bakteri target dapat dilihat pada gambar 3.

E. APLIKASI BAKTERIOSIN SEBAGAI BIOPRESERVATIF PANGAN

Secara umum pengawetan secara biologis merupakan cara yang aman dalam pengawetan bahan pangan dengan menurunkan kadar garam, gula, lemak, dan asam dalam bahan makanan yang merupakan fakltor penyebab pertumbuhan mikroba.

Bacteriocin yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat sangat menguntungkan untuk diterapkan pada industri makanan pada umumnya dan terutama makanan-makanan hasil fermentasi, dikarenakan aktivitasnya yang mampu menghambat pertumbuhan beberapa bakteri kontaminan penyebab pembusukan makanan dan penyakit yang ditularkan melalui makanan (food borne illness) (Abdelbasset dkk., 2008).

Beberapa stategi yang mungkin untuk dilakukan dalam aplikasi bakteriosin untuk pengawetan pangan :

1) Inokulasi bakteri asam laktat dalam makanan yang memproduksi bakteriosin pada makanan (produksi in situ)

Contohnya pada proses fermentasi makanan.

2) Penambahan bakteriosin sebagai pengawet makanan

Cara ini biasanya digunakan dalam pengawetan bahan makanan segar, seperti daging, ikan, dan buah segar.3) Menggunakan produk hasil fermentasi dengan bakteriosin yang menghasilkan strain sebagai bahan formulasi makanan.

Contohnya pada pembuatan keju (Adetunji dkk., 2007)

F. BAKTERIOSIN SEBAGAI PENGAWET ALAMI PADA DAGING

Saat ini, kualitas mikrobiologi daging telah menjadi salah satu perhatian masyarakat dalam hal keamanan pangan. Daging yang sehat seharusnya tidak mengandung mikroba patogen, kalaupun mengandung mikroba non patogen maka jumlahnya harus sedikit. Jika kandungan bakteri daging melebihi 106 bakteri/g maka daging tersebut dianggap berkualitas rendah. Batas jumlah mikroba daging selama dilayukan tidak boleh lebih dari 105 bakteri/cm2 daging.

Pertumbuhan mikroba berhubungan erat dengan kualitas daging segar. Peningkatan jumlah mikroba pembusuk/patogen berpengaruh terhadap keamanan dan daya tahan atau masa simpan serta kandungan awal mikroba dalam daging segar. Kandungan mikroba awal dalam jumlah sedikit dalam bahan pangan dicapai melalui aplikasi sanitasi yang efektif selama penanganan bahan pangan serta penggunaan biopreservatif yaitu zat untuk pengawetan secara biologi untuk mencegah mikroba patogen/pembusuk. Bakteriosin yang dihasilkan oleh beberapa bakteri asam lakatat telah diuji untuk biopreservatif bahan pangan yang potensial. Bakteriosin ini digunakan sebagai bahan pengawet untuk bahan pangan yang memerlukan daya tahan selama proses pengolahan, distribusi dan penyimpnana dalam waktu yang cukup lama. Aplikasi bakteriosin sebagai biopreservatif pada bahan pangan tidak merubah rasa dan tekstur tetapi dapat menghambat pertumbuhan mikroba patogen. Oleh karena itu bakteriosin menjadi perhatian khusus sebagai biopreservatif yang potensial dan aman untuk kesehatan.

Hasil penelitian peran bakteriosin sebagai biopreservatif pada daging dan produk daging banyak dilaporkan. Bakteriosin dari Pediococcus acidilactic dapat digunakan untuk mengontrol mikroba patogen pada produk daging fermentasi. Kultur Leuconostoc carnosum 4010 dapat digunakan sebagai biopreservatif daging dan produk olahannya karena menghasilkan bakteriosin yang serupa dengan leucocin A dan B. Bakteriosin yang secara alamiah dihasilkan oleh bakteri asam laktat dalam suatu bahan pangan tidak menghambat pertumbuhan bakteri asam laktat endogenous yang ada dalam bahan pangan tersebut.

Senyawa serupa bakteriosin (bacteriocin-like) dari bakteri Vagococcus carniphilus dan Lactococcus garvieae yang diisolasi dari sosis kering aktif menyerang L.monocytogenes dan Staphylococcus aureus. Antimikrobial ini merupakan senyawa untuk mencegah pertumbuhan mikroba yang tidak diinginkan yang mengkontaminasi peralatan selama pengolahan produk daging. Beberapa BAL yang menghasilkan senyawa serupa bakteriosin dapat menekan pertumbuhan mikroba yang tidak diharapkan sehingga merupakan barrier terjadinya kontaminasi dari alat-alat dan lingkungan selama penanganan daging segar.

Penggunaan biopreservatif berhubungan dengan makin maraknya penggunaan pengawet kimia formalin pada daging segar akhir-akhir ini yang membahayakan kesehatan konsumen. Pengawet tersebut digunakan untuk mencegah terjadinya pembusukan oleh bakteri patogen pada bahan pangan terutama yang berkadar air dan gizi tinggi seperti daging. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian telah menghasilkan bakteriosin cair yang dapat digunakan sebagai biopreservatif pada daging ayam. Hasil aplikasi bakteriosin cair pada daging ayam menunjukkan bahwa daging ayam dapat dipertahankan kesegarannya selama 18 jam, padahal daging ayam secara normal tanpa pengawet dapat bertahan segar selama 10 jam (bila ditangani relatif bersih) dan 6 jam (bila ditangani tidak bersih).F. PENUTUP (SIMPULAN)1. Bacteriocin yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat tertentu memiliki kemampuan menghambat jenis bakteri tertentu juga.

2. Bacteriocin yang dihasilkan oleh Bakteri Asam laktat mempunyai potensi untuk dipergunakan sebagai bahan pengawet makanan dan bahan antimikrobia terhadap beberapa bakteri pembusuk dan bakteri patogen.

3. Bacteriosin akan bekerja aktif pada kisaran pH tertentu (5 8), dan bersifat stabil pada pemanasan sampai 80oC. Aktifitasnya dirusak oleh keberadaan enzim proteolitik. 4. Bakteriosin diproduksi oleh bakteri asam laktat. Bakteriosin disintesis selama fase eksponensial pertumbuhan sel mengikuti pola klasik sintesis protein. Sistem ini diatur oleh plasmid DNA ekstra kromosomal dan dipengaruhi oleh beberapa faktor terutama pH.

5. Bakteriosin membentuk lubang pada membran. Kebocoran ini berdampak pada penurunan gradien pH seluler. Pengaruh pembentukan lubang sitoplasma merupakan dampak adanya bakteriosin yang menyebabkan terjadinya perubahan gradien potensial membran dan pelepasan molekul intraseluler maupun masuknya substansi ekstraseluler (lingkungan). Efeknya menyebabkan pertumbuhan sel terhambat dan menghasilkan proses kematian pada sel yang sensitif terhadap bakteriosin6. Bakteriosin digunakan sebagai biopreservatif untuk mencegah terjadinya pembusukan oleh bakteri patogen pada bahan pangan terutama yang berkadar air dan gizi tinggi seperti daging. DAFTAR PUSTAKA1) Abdelbasset M and Kirane Djamila., 2008., Antimicrobial activity of autochthonous lactic acid bacteria isolated from Algerian traditional fermented milk Rab African Journal of Biotechnology Vol. 7 (16), pp. 2908-2914, 18 August, 2008 Available online at http://www.academicjournals.org/AJB ISSN 16845315 2008 Academic Journals.

2) Adetunji dkk., 2007. Bacteriocin and Cellulose production by Lactic Acid Bacteria Isolated, Afican Journal of Biotechnology, Vol. 6 (22), pp. 2616-2619.3) Ali. G.R.R. and S. Radu. 1998. Isolation and Screening of Bacteriocin Producing LAB from Tempeh. University of Malaysia.

4) Aymerich, T., Holo, H., Havarstein, L.S., Hugas, M., Garriga, M. and Nes, I.F. 1996. Biochemical and Genetic Characterization of Enterocin A from Enterococcus faecium, a New Anti listerial Bacteriocin in the Pediocin Family of Bacteriocins. App. and Environ. Microbiol. 62(5): 1676-1682.

5) Barasubramanyam, B.V and M.C. Varadaraj., 1999, Antibacterial effect of Lactobacillus spp. On foodborne pathogenic bacteria in an Indian milk based fermented culinary food item. Culture Dairy Product J 30:22-24, 26-27.

6) Barefoot SF, Klaenhammer TR (1993).Detection and activity of lactacin B, bacteriocin produced by Lactobacillus acidophilus. Appl. Environ. Microbiol. 45: 1808-1815. Buckle, K.A., R.A Adwards, G.H Fleet, M Wooton., 1985., Ilmu Pangan (terjemahan Hari Purnomo dan adiono)., UI Press Jakarta.

7) Intrapichet K, et al., 2006, The use of crude bacteriosins from Lactococcus lactis TISTR 1401 as biopreservative to extend shelf life of aerobically packed pork meatballs, Int. J. Food Microbiol. 26, 133-15-45

8) Luc De Vuyst dkk, 2007, Bacteriocins from Lactic Acid Bacteria : Production, Purification, and Food Apllication, Journal of Molecular Micribiology and Biotechnology, 13, 194-1999) Siswanto D. dan Ilham, 2009, Penggunaan Bakteriosin sebagai Alternatif Pengawetan Daging Ayam, Universitas Brawijaya.

10) Usmiati S, 2009, Penggunaan Bakteriosin sebagai Alternatif Pengawetan Daging Ayam (Kasus Daging Ayam Berformalin), JITV 14(1) : 145-15411) Usmiati S. dkk., 2009, Pengaruh Penggunaan Bakteriosin dari Lactobacillus sp. Galur SCG 1223 terhadap Kualitas Mikrobiologi Daging Sapi Segar, JITV 14(2) : 150-16612) Yoneyama dkk, 2004, Bacteriocins Produced by Lactic Acid Bacteria and Their Use for Food Preservation, Tohoku Journal of Agriculture Research, vol. 55, n0 1-2, pp. 51-54Pengaruh Penggunaan Bakteriosin dari Lactobacillus sp. Galur SCG 1223 terhadap Kualitas Mikrobiologi Daging Sapi Segar

SRI USMIATI1, MISKIYAH 1 dan RARAH R.A.M. 2

1Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian

Jl. Tentara Pelajar No. 12 Cimanggu Bogor 16114

2Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor, Dramaga BogorPENDAHULUAN

Kualitas mikrobiologi daging segar dapat dilihat dari kandungan beberapa jenis mikroba patogen dan perusak pada daging segar diantaranya Escherichia coli, Salmonella thypimurium dan Listeria monocytogenes. Kandungan mikroba yang tinggi pada daging segar dapat menyebabkan umur simpan menjadi lebih singkat. Teknologi penghambatan jumlah mikroba dalam daging antara lain dilakukan secara biologis dan kimiawi. Secara kimiawi, umumnya dilakukan dengan penambahan asam melalui proses fermentasi sehingga dapat menghambat pertumbuhan mikroba dalam daging. Secara biologis dapat dilakukan dengan penambahan zat antimikroba, misalnya bakteriosin yang bersifat sebagai biopreservatif.

Bakteriosin umumnya dihasilkan oleh Bakteri Asam Laktat (BAL), yang memproduksi asam laktat sebagai produk utama metabolismenya. Asam laktat memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan mikroba dalam makanan, sehingga meningkatkan keamanan dan daya simpan pangan (KLAENHAMMER, 1998). Bakteriosin merupakan substansi protein, umumnya mempunyai berat molekul kecil serta memiliki aktivitas sebagai bakterisidal dan bakteriostatik. Bakteriosin telah banyak dimanfaatkan sifat antagonistiknya dalam bidang biopreservatif pangan, karena kemampuannya dalam menghambat bakteri Gram positif atau Gram negatif dan mempunyai efek terapeutik. Saat ini bakteriosin sudah mulai diterapkan sebagai salah satu biopreservatif karena sifatnya yang alami dan tidak menyebabkan efek negatif pada konsumen.Penelitian bertujuan untuk mengamati kualitas mikrobiologi daging sapi segar dengan penambahan bakteriosin dari Lactobacillus sp. galur SCG 1223. Hasil penelitian diharapkan bermanfaat untuk memberikan informasi mengenai kemampuan bakteriosin yang dihasilkan Lactobacillus sp. Galur SCG 1223 sebagai biopreservatif yang dapat menekan pertumbuhan mikroba patogen.MATERI DAN METODEBahan yang digunakan adalah daging sapi segar bagian Rump (dari RPH Dinas Pertanian Bidang Peternakan di kota Sukabumi), isolat sel produser Lactobacillus sp. SCG 1223 yang diisolasi dari susu sapi segar, kultur bakteri uji (Salmonella thypimurium, Eschericia coli, dan Listeria monocytogenes).Penelitian ini dilakukan dengan tahap-tahap sebagai berikut :

Penentuan konsentrasi ekstrak bakteriosin

Tahap ini bertujuan untuk menentukan konsentrasi ekstrak bakteriosin yang diproduksi berdasarkan titik optimasi produksi bakteriosin pada suhu 33,50C selama 9 jam.

Tahap produksi ekstrak bakteriosin dari Lactobacillus sp. SCG 1223

Penelitian utamaPenelitian utama dilakukan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial 3 x 4 untuk daging yang disimpan pada suhu ruang (270C) dan 3x3 untuk daging yang disimpan pada suhu dingin (40C) dengan 3 kali ulangan. Faktor pertama adalah perbedaan penambahan biopreservatif: penambahan bakteriosin (B), tanpa penambahan bakteriosin (TB), dan penambahan nisin (N) pada daging sapi segar. Faktor kedua adalah lama penyimpanan pada suhu ruang (270C) dengan periode pengamatan hari ke 0 (H0), hari ke-6 (H6), hari ke-12 (H12), dan hari ke-18 (H18) dan suhu dingin (40C) dengan periode pengamatan hari ke 0 (D0), hari ke-14 (D14), dan hari ke-28 (D28). Sebagai indikator pengamatan adalah penambahan bakteri uji (S. thypimurium, E. coli, L. monocytogenes).

Gambar 1. Diagram alir perlakuan aplikasi bakteriosin dan nisin sebagai biopreservatif pada daging sapi segar pada penyimpanan di suhu dingin dan suhu ruangHASILHasil menunjukkan bahwa penggunaan bakteriosin dari isolat sel produser Lactobacillus sp. SCG 1223 yang diisolasi dari susu sapi pada daging sapi segar mampu menghambat pertumbuhan bakteri S. thypimurium, L. monocytogenes, dan E. coli. Bakteriosin yang dihasilkan oleh Lactobacillus sp. mampu bekerja pada suhu ruang (270C) dan suhu dingin (40C). Efektifitas nisin hampir sama dengan bakteriosin yang dihasilkan dari isolat sel produser Lactobacillus sp. SCG 1223 yang diisolasi dari susu sapi dalam penghambatannya terhadap bakteri Gram positif L. monocytogenesG. PENGGUNAAN BAKTERIOSIN DARI LACTOBACILLUS sp. GALUR 1223 TERHADAP KUALITAS MIKROBIOLOGI DAGING SAPI SEGARSaat ini, kualitas mikrobiologi daging telah menjadi salah satu perhatian masyarakat dalam hal keamanan pangan. Daging yang sehat seharusnya tidak mengandung mikroba patogen, kalaupun mengandung mikroba non patogen maka jumlahnya harus sedikit. Kandungan mikroba yang tinggi pada daging segar dapat menyebabkan umur simpan menjadi lebih singkat. Teknologi penghambatan jumlah bakteri dalam daging antara lain dapat dilakukan secara biologis yaitu dengan penambahan zat antimikrobia, misalnya bakteriosin yang bersifat biopreservatif.

Sebagai studi kasus tentang penggunaan bakteriosin sebagai pengawet alami daging segar, akan disajikan hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Usmiati dkk. (2009), yang meneliti pengaruh penambahan bakteriosin dari Lactobacillus sp. Galur SCG 1223 terhadap kualitas mikrobiologi daging sapi segar.

Penelitian ini terdiri atas dua tahap. Tahap pertama adalah tahap pendahuluan, yaitu produksi ekstrak bakteriosin dari Lactobacillus sp. SCG 1223. Tahap kedua adalah penelitian utama, yakni pengamatan kualitas mikrobiologi daging sapi segar dengan penambahan biopreservatif.

Variabel penelitian yang diamati dalam tahap penelitian utama adalah :

1). Perbedaan penambahan biopreservatif : penambahan bakteriosin (B), tanpa penambahan bakteriosin (TB), dan penambahan nisin (N) pada daging sapi segar;

2). Lama penyimpanan :

pada suhu kamar (27 C) dengan periode pengamatan hari ke-0 (H0), ke-6 (H6), ke-12 (H12), dan hari ke-18 (H18);

pada suhu dingin (4 C) dengan periode hari ke-0 (H0), ke-14 (H14), dan hari ke-28 (H28).

Sebagai indikator pengamatan adalah : penambahan bakteri uji (S. thypimurium, E. coli, L. monocytogenes). Peubah yang diamati adalah TPC (Total Plate Count) awal dan total awal bakteri uji S. thypimurium (Apha, 1992); E. coli (Fardiaz,1993); L. monocytogenes (Fardiaz, 1993) pada daging sapi segar, sertauji kualitas daging yang meliputi total bakteri uji, nilai pH daging, dan kadar protein (Horwitz dan Latimer, 2005).Skema aplikasi biopreservatif pada daging sapi segar pada penyimpanan suhu dingin dan suhu ruang seperti terlihat pada diagram alir pada gambar 1.

Gambar 1. Diagram alir perlakuan aplikasi bakteriosin dan nisin sebagi biopreservatif pada daging sapi segar pada penyimpanan suhu dingin dan suhu ruang.

HASIL DAN PEMBAHASAN1. Laju pertumbuhan bakteri pada daging sapi segar

Jumlah bakteri dalam daging yang disimpan pada suhu dingin menunjukkan adanya pertumbuhan bakteri yang lebih lambat dibandingkan pertumbuhan bakteri dalam daging yang disimpan pada suhu ruang. Jumlah bakteri dalam daging sapi pada hari ke-0 adalah 4,131 log10 cfu/g. Berarti pada daging sapi segar terdapat mikroba yang telah ada di dalam daging, yang dapat berasal dari kontaminasi lingkungan ataupun bakteri indigenous pada saat sapi masih hidup. Pertumbuhan mikroba pada suhu dingin dapat dihambat sehingga mempertahankan masa simpan daging sapi.2. Pengaruh penambahan biopreservatif bakteriosin terhadap jumlah bakteri dalam daging sapi pada suhu yang berbeda

Hasil penelitian menunjukkan bahwa bakteriosin mempunyai kemampuan penghambatan yang berbeda terhadap ketiga bakteri uji. Hal ini kemungkinan dipengaruhi oleh jenis dinding sel bakteri ataupun karakteristik khusus bakteri uji. Jenis dinding sel bakteri berpengaruh karena adanya perbedaan struktur dinding selnya. Umumnya bakteri Gram negatif (seperti E. coli dan S. thypimurium) memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap senyawa antimikroba dibanding Gram positif (seperti L. Monocytogenes)Escherichia coli

Total bakteri E. coli pada penyimpanan ruang didapatkan nyata (P