Dinamika populasi dan keragaman Bakteri Asam Laktat (BAL) dan khamir selama produksi tempe.

Abstract

Tempe adalah makanan fermentasi tradisional Indonesia. Sebagian besar tempe dibuat dari kedelai melalui fermentasi kapang (Rhizopus oligosporus). Di Indonesia tempe diproduksi dalam skala kecil oleh pengrajin tempe. Beberapa inovasi telah mengubah cara membuat tempe. Metode produksi tempe, berbeda antara satu daerah dengan daerah lainnya dan antara pengrajin satu dengan pengrajin lainnya. Bakteri asam laktat (BAL) dan khamir pada tempe telah lama dilaporkan menjadi bagian mikro-flora tempe selain R. oligosporus. Namun informasi tentang BAL dan khamir yang berasosiasi dengan proses produksi tempe kedelai masih sedikit. Dinamika populasi BAL dan khamir yang berasosiasi selama proses produksi tempe di pengrajin Indonesia belum pernah dilaporkan. Keragaman BAL dan khamir yang berasosiasi selama proses produksi tempe terbatas pada beberapa BAL dan khamir yang pernah ditemukan pada tempe. Hingga saat ini keragaman BAL dan khamir dianalisis belum berdasarkan pendekatan molekular, terutama pendekatan molekular metagenom komunitas mikrob langsung dari sampel. Oleh sebab itu penelitian ini bertujuan untuk memperoleh informasi dinamika populasi BAL dan khamir selama proses produksi tempe di pengrajin Indonesia dan keragamannya. Penelitian ini juga ditujukan untuk menganalisis pengaruh perbedaan metode produksi tempe yang diterapkan antara pengrajin terhadap kehadiran mikrob ini. Pada penelitian ini, analisis dinamika populasi dan keragaman BAL dan khamir dilakukan terhadap sampel yang diambil dari lima tahap proses produksi tempe pada produksi tempe metode A dan B di pengrajin Indonesia. Analisis dilakukan dengan metode perhitungan koloni pada media selektif yang dilanjutkan dengan analisis Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) terhadap total koloni. Analisis T-RFLP metagenom (langsung dari sampel) juga dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) BAL dan khamir merupakan bagian komunitas mikrob yang umum selama produksi tempe dan tetap ada pada produk tempe segar, baik pada produksi tempe metode A maupun B. (2) Populasi BAL dan khamir selama produksi tempe berubah dari satu tahap ke tahap lainnya selama produksi tempe dan berbeda pada kedua metode. Metode produksi tempe mempengaruhi kehadiran BAL dan khamir dalam jumlah koloni pada cawan. (3) Populasi maksimun BAL dan khamir ditemukan pada tempe segar, yaitu berturut turut 7.91 log cfu/g dan 9.70 log cfu/g pada produksi tempe metode A serta 6.54 log cfu/g dan 6.58 log cfu/g pada metode B. (4) Amplikon kompleks ITS khamir dapat mengambarkan keragaman khamir selama produksi tempe, namun filotipe hasil analisis T-RFLPnya menggambarkan keragaman yang lebih baik. (5) Jumlah filotipe BAL dan khamir berubah dari satu tahap ke tahap lainnya dan berbeda pada kedua metode produksi tempe. Metode produksi tempe mempengaruhi keragaman BAL dan khamir yang tumbuh pada cawan dalam hal jumlah filotipe setiap tahap, jumlah filotipe selama produksi tempe, jumlah filotipe tertinggi dan jumlah filotipe spesifik metode. (6) Selama produksi tempe 82 filotipe BAL dan 88 filotipe khamir terdeteksi setelah pencawanan. Jumlah filotipe BAL tertinggi terjadi pada tahap T3 produksi tempe metode A yaitu 54 BAL dan 55 filotipe khamir pada tahap T2 metode B. (7) Jumlah filotipe BAL dan khamir berubah dari satu tahap ke tahap lainnya dan berbeda pada kedua metode produksi tempe juga terdeteksi pada analisis metagenom sampel. Metode produksi tempe selain mempengaruhi keragaman BAL dan khamir dalam hal jumlah filotipe setiap tahap, jumlah filotipe selama produksi tempe, jumlah filotipe tertinggi dan jumlah filotipe spesifik metode, juga mempengaruhi filotipe spesifik tahapan, filotipe unik metode dan kelimpahan masing-masing filotipe. (8) Tiga filotipe BAL unik metode A (64, 121 dan 264 bp) hadir dominan dengan kelimpahan > 50% pada tahap T1, dan > 80% pada tahap T2 hingga T5 produksi tempe metode A. Dua filotipe unik metode B (50 dan 178 bp) hadir dengan kelimpahan > 40% pada tahap T1 hingga T4 dan kelimpahan rendah di tahap T5 produksi tempe metode B. Filotipe-filotipe unik dan dominan ini kemungkinan memiliki karakter khusus untuk tempe yang dihasilkan. (9) Filotipe khamir umum tahapan dan metode (114 bp) hadir dominan dengan kelimpahan relatif pada tahap T1, T3 dan T5 metode A berturut turut 47%, 41% dan 83% dan tahap T1, T2, T3 dan T4 metode B berturut-turut 71%, 70% , 51% dan 1%. Filotipe khamir umum tahapan dan metode yang lain yaitu filotipe 161 bp, hanya dominan dengan kelimpahan relatif 41% dan 42% di tahap T3 dan T4 metode B dan < 25% di 4 tahap lainnya. Kedua filotipe ini adalah khamir umum di komunitas tempe dan mungkin adalah filotipe khamir utama yang memiliki fungsi fisiologis tertentu pada proses produksi tempe. (10) Penerapan kedua analisis T-RFLP (setelah pencawanan dan langsung dari sampel) saling melengkapi dan meningkatkan profil BAL dan khamir yang hadir selama produksi tempe dan mendeteksi 100 filotipe BAL dan 104 filotipe khamir yang terdiri dari 82 filotipe culturable BAL dan 18 filotipe unculturable BAL serta 88 filotipe culturable khamir dan 16 filotipe unculturable khamir. (11) Identifikasi filotipe menemukan selama produksi tempe terdapat beberapa spesies dan galur BAL yang termasuk dalam genera Aerococcus, Enterococcus, Lactobacillus, Leuconostoc Streptococcus, dan Weissella. Informasi mengenai struktur, komposisi dan keragaman BAL dan khamir selama produksi tempe ini dapat digunakan sebagai dasar penelitian lainnya. Sebagian besar filotipe belum teridentifikasi dan filotipe-filotipe yang diperoleh perlu diidentifikasi serta dieksplorasi lebih lanjut.