Analisis Ketahanan Bakteriosin dari Lactobacillus plantarum 1A5, 1B1, 2B2, dan 2C12 pada pH Asam dalam Menghambat Aktivitas Bakteri Patogen

Abstract

Nowadays microbial researchers in Indonesia are having great attention on Lactobacillus plantarum in producing plantaricin as a food biopreservative. However, acidic condition is often a main consideration factor for preservative material, especially for food with low pH condition. The aims of this research was to study the bacteriocin durability produced by Lactobacillus plantarum as Indonesian indigenous isolate (L. plantarum 1A5, 1B1, 2B2, and 2C12) in the acid condition and also the antimicrobial activity to inhibit the pathogenic bacteria (Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus cereus, Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella enterica ser. Typhimurium ATCC 14028, and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27852). The pure plantaricin were obtained from purification steps, consisted of partial purification using ammonium sulphate precipitation, dialysis, and purification using chromatography cation exchange. The result showed that plantaricins were still active to inhibit the activity of the pathogenic bacteria after the acid pH (4 and 5) treatment. There was no difference (P>0,05) in the inhibition zone diameter was recorded, except for E. coli ATCC 25922 on the pH 4 treatment. Plantaricin 2C12 showed the highest antimicrobial activity againts the P. aeruginosa ATCC 27853. In conclusion, the broad of inhibition spectrum and have the durability on the acid pH, indicated that plantaricin 1A5, 1B1, 2B2, and 2C12 had potential for application as a biopreservative to control pathogens in foods

Mikroorganisme dapat dimanfaatkan oleh manusia sebagai bahan dalam memproduksi pangan yang difermentasi secara alami, akan tetapi mikroorganisme juga dapat menyebabkan kerusakan serta menjadi penyebab keracunan karena bahan pangan tersebut. Oleh karena itu, keberadaan mikroorganisme pada bahan pangan perlu dikontrol. Salah satu cara yang dapat dilakukan yaitu dengan mengawetkan (preservasi) pangan agar terhindar dari pembusukan akibat cemaran mikroorganisme pembusuk dan patogen. Penambahan zat antimikrob pada bahan pangan merupakan salah satu metode pengawetan secara alami. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis ketahanan bakteriosin pada kondisi pH asam yang dihasilkan oleh empat galur L. plantarum dan menganalisis aktivitas antimikrobnya terhadap beberapa bakteri patogen (Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus cereus, Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella enterica ser. Typhimurium ATCC 14028, dan Pseudomonas aeruginosa ATCC 27852). Bakteri L. plantarum 1A5, 1B1, 2B2, dan 2C12 merupakan isolat lokal asal daging yang diidentifikasi dapat menghasilkan zat antimikrob. Karakteristik morfologis keempat galur L. plantarum dan kelima bakteri indikator diidentifikasi melalui uji pewarnaan Gram. Keempat galur L. plantarum ditumbuhkan pada media de Man Rogosa and Sharpe broth (MRSb) yang ditambah yeast extract (YE) 3%, diinkubasi selama 20 jam, kemudian disentrifugasi pada kecepatan 10.000 rpm untuk mendapatkan supernatan antimikrob. Supernatan antimikrob disaring menggunakan membran saring sartorius untuk mendapatkan supernatan bebas sel, yang kemudian pH supernatan bebas sel dinetralkan menjadi 5,8 – 6,2. Proses purifikasi parsial dilakukan dengan menjenuhkan larutan menggunakan ammonium sulfat hingga kejenuhan mencapai 80%. Presipitat bakteriosin didapat dan didialisis menggunakan membran dialisis. Proses dialisis menghasilkan ekstrak kasar bakteriosin yang kemudian dimurnikan dengan teknik kromatografi kolom pertukaran kation untuk mendapatkan plantaricin. Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian produksi plantaricin dan ketahanan plantaricin 1A5, 1B1, 2B2, dan 2C12 terhadap pH asam adalah rancangan acak lengkap (RAL) dengan tiga kali ulangan. Rancangan acak lengkap (RAL) pola faktorial 3x4 digunakan pada penelitian uji antagonistik plantaricin 1A5, 1B1, 2B2, dan 2C12 terhadap bakteri indikator dengan tiga kali ulangan. Faktor perlakuan pertama adalah perlakuan pH asam (pH 4, 5, dan 6), dan faktor perlakuan kedua adalah plantaricin asal galur L. plantarum yang berbeda. Analisis data diameter zona hambat dianalisis menggunakan analisis ragam. Data yang diperoleh juga dianalisis secara deskriptif untuk memperjelas pembahasan terhadap hasil yang telah didapatkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, plantaricin asal empat galur L. plantarum memiliki ketahanan terhadap perlakuan pH asam. Hal ini dibuktikan dengan masih adanya aktivitas penghambatan oleh plantaricin 1A5, 1B1, 2B2, dan 2C12 terhadap bakteri patogen meskipun nilai pH plantaricin telah diturunkan. Tidak terlihat perbedaan (P<0,05) pada nilai diameter zona hambat akibat perlakuan pH dalam menghambat bakteri patogen, kecuali pada bakteri E. coli ATCC 25922. Plantaricin 2C12 memperlihatkan nilai aktivitas antimikrob terbesar terhadap bakteri P. aeruginosa ATCC 27853. Spektrum penghambatan yang luas dan ketahanan yang baik pada kondisi pH asam mengindikasikan bahwa plantaricin 1A5, 1B1, 2B2, dan 2C12 memiliki potensi untuk dapat diaplikasikan sebagai bahan biopreservatif pada produk pangan, khususnya pangan hasil peternakan yang memiliki pH rendah (asam).