Isolasi dan seleksi bakteri asam laktat penghasil manitol dari fermentasi biji kakao asal Sukabumi

Abstract

Manitol merupakan gula alkohol atau poliol yang banyak digunakan pada berbagai industri, seperti industri makanan, farmasi, medis serta kimia. Senyawa ini dapat diproduksi oleh berbagai macam organisme. Salah satu organisme yang dapat memproduksi manitol secara alami pada kondisi tertentu adalah bakteri asam laktat (BAL). Mikroba ini sendiri banyak terdapat pada produk-produk fermentasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi serta menyeleksi isolat BAL penghasil manitol dari fermentasi biji kakao asli Indonesia sehingga dapat digunakan sebagai alternatif cara produksi manitol komersial saat ini. BAL diisolasi dari awal fermentasi biji kakao (0 jam) hingga akhir fermentasi (96 jam). Isolat yang diperoleh kemudian diseleksi dengan indikator pembentukan zona bening pada media MRS yang mengandung CaCO3 1% (b/v) dan aktivitas enzim katalasenya. Seleksi awal pembentukan manitol oleh isolat BAL dilakukan dengan metode thin layer chromatography (TLC). Analisis lebih lanjut dilakukan dengan high performance liquid chromatography (HPLC). Isolat BAL penghasil manitol yang potensial kemudian ditumbuhkan pada media whey tahu, untuk dilihat pembentukan manitolnya pada media pertumbuhan alternatif. Identifikasi molekuler berdasarkan gen 16S rRNA selanjutnya dilakukan untuk mengetahui spesies dari isolat yang potensial tersebut. Isolasi dari fermentasi biji kakao menghasilkan 170 isolat yang kemudian terseleksi menjadi 94 isolat setelah dilakukan seleksi awal terhadap aktivitas katalase dan pembentukan zona bening pada media dengan CaCO3. Sebanyak 94 isolat yang terpilih kemudian diseleksi kembali berdasarkan produksi manitolnya dengan metode TLC. Sepuluh isolat penghasil manitol terseleksi pada tahap ini. Optimasi produksi manitol dengan penggunaan tiga variasi konsentrasi substrat fruktosa dan lama fermentasi dilakukan menunjukkan bahwa konsentrasi fruktosa 20 g/L cukup menjadi substrat untuk produksi manitol pada media dengan volume 5 mL selama 48 jam. Hasil analisis dengan HPLC menunjukkan bahwa isolat AYN4.32 menghasilkan manitol dengan konsentrasi paling tinggi (1.873 g/L) pada media MRS dengan penambahan fruktosa 20 g/L selama 48 jam. Isolat 4.32 juga dapat memproduksi manitol pada media whey tahu dengan penambahan (NH4)2SO4 1% (b/v) dan mencapai konsentrasi tertinggi (0.719 g/L) dengan penambahan fruktosa 5% (b/v). Analisis filogenetik menunjukkan bahwa isolat AYN4.32 berada pada klad pertama dan satu kluster bersama Lactobacillus plantarum. Oleh karena itu, isolat AYN4.32 diidentifikasikan sebagai L. plantarum. Berdasarkan hasil penelitian, isolat AYN4.32 berpotensi digunakan sebagai mikroorganisme penghasil manitol.