Karakterisasi Bakteri Probiotik Indigenus Susu Kerbau Sungai Sumatera Utara dan Aplikasinya pada Produk Keju Mozzarella Probiotik

Abstract

Penelitian tentang potensi Bakteri Asam Laktat (BAL) sebagai probiotik dari bahan-bahan indigenus terus dilakukan terutama untuk dimanfaatkan sebagai pangan fungsional. Susu kerbau merupakan salah satu bahan pangan yang secara alami mengandung BAL dan umumnya digunakan untuk pembuatan kultur starter pada berbagai produk olahan. Bakteri asam laktat asal susu kerbau diduga juga berpotensi dikembangkan sebagai probiotik untuk pengembangan pangan fungsional. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi, mengidentifikasi dan mengkarakterisasi BAL darisusu kerbau sungai Sumatera Utara dan mengeksplorasi potensinya untuk pembuatan keju mozzarella probiotik. Penelitian dikerjakan dalam empat tahap dengan rincian tahapan penelitian sebagai berikut : (1) Isolasi dan identifikasi BAL dari susu kerbau sungai, meliputi : isolasi BAL, identifikasimorfologi, fisiologi dan biokimia, (2)Pengujian sifat probiotik BAL secara in vitro, meliputi :ketahanan pada pH rendah, ketahanan pada kondisi garam empedu, aktivitas antibakteridan kemampuan BAL menempel pada sel mukosa usus serta identifikasi species BAL probiotik terpilih dengan API test CHL 50, (3)Pengujian molekuler BAL menggunakan PCR dan analisis urutan basa gen pengkode molekul 16S rRNA, (4) Pembuatan kejumozzarella probiotik dan pengujian karakteristiknya, meliputi pengujian sifat kimia, pengujian ketahanan dan viabilitas BAL pada produk keju probiotik (uji mikrobiologis) serta pengujian sifat organoleptik (sensori). Penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan nilai tambah susu kerbau di Indonesia (khususnya di Sumatera Utara), menambah diversifikasi produk dan tersedianya pangan fungsional probiotik berbasis susu kerbau. Penelitian tahap pertama berhasil mengisolasi dan mengidentifikasi 41 isolat BAL asal susu kerbau sungai Sumatera Utara yang mempunyai karakteristik Gram positif, berbentuk batang dan bulat, bisa tumbuh pada pH 4.5 dan suhu 45ᵒC, katalase negatif, bersifat homofermentatif maupun heterofermentatif, tidak memproduksi NH3 dan dekstran. Semua isolat yang teridentifikasi BALtersebut dipilih untuk pengujian tahap selanjutnya yaitu pengujian karakteristik probiotik. Hasil penelitian tahap kedua menunjukkan bahwa 41 isolat BAL dari susu kerbau sungai Sumatera Utara mempunyai ketahanan yang berbeda terhadap pH 2.0, dengan penurunan populasi 1.24±0.68 log cfuml-1. Sebanyak 10 isolat (L12, L16, L17, L19, L20, M10, P8, S3, S19 dan S20) mempunyai ketahanan terbaik pada pH 2.0. Kesepuluh isolat BAL tersebut juga mampu tahan terhadapgaram empedu 0.5%. Penurunan populasi semua isolat pada saat dipapar garam empedu sebesar 1.1-3.3 log cfuml-1. Kesepuluh isolat BAL yang diuji mempunyai aktivitas antimikroba yang baik terhadap bakteri patogen Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus 5 danBacillus cereus (dengan diameter penghambatan 6-13 mm) serta mampu menempel pada permukaan sel mukosa usus sebesar 0.7-1.7 log cfu cm-2. Sebanyak 10 isolat BAL indigenus yang diisolasi dari susu kerbau sungai Sumatera Utaramempunyai sifat sebagai kandidat probiotik. Hasil pengujian spesies dari 10 isolat BAL terpilih menggunakan API test CHL 50, menunjukkan BAL dari susu kerbau sungai Sumatera Utara teridentifikasi sebagaiLactobacillus brevis, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus plantarumdan Lactococcus lactis. Pengujian molekuler berhasil mengekstraksi, amplifikasi, dan sekuensing isolat S3. Berdasarkan hasil sekuensing parsial basa gen pengkode molekul 16S rRNA, pensejajaran sekuen DNA pengkode molekul 16S rRNA isolat S3 dan berdasarkan analisis program BLAST-N menunjukkan isolat S3 memiliki kemiripan dengan isolat L.plantarum strain JCM 1149 dengan kemiripan 100% dan memiliki query coverage 100%. Pohon filogenetik BAL juga menunjukkan hubungan kekerabatan yang dekat dari isolat S3 dengan isolat L.plantarum JCM 1149. Keju mozzarella probiotik dari susu kerbausungai Sumatera Utara yang diproduksidengan perlakuan penambahan probiotik L.plantarumS3menghasilkan sifat kimia yang sama untuk semua perlakuan pada kandungan kadar air, kadar protein dan kadar lemak, perbedaan hanya terdapat pada kadar abu. Pada pengujian kesukaan menghasilkan nilai kesukaan yang sama untuk rasa, aroma, tekstur dan sifat keseluruhan keju mozzarella, perbedaan hanya pada kesukaan terhadap warna, dimana semakin tinggi konsentrasi probiotik menyebabkan warna keju semakin disukai. Viabilitas BAL probiotik pada keju mozzarella yang memenuhi syarat sebagai pangan fungsional adalah padapenambahan probiotik minimal 3% (w/v) dengan populasi BAL probiotik dalam keju sebesar 8 log cfu g-1. Keju mozzarella probiotik yang dibuat dengan isolat probiotik indigenus susu kerbau sungai Sumatera Utara (isolat L.plantarumS3) berpotensi untuk dikembangkan sebagai pangan fungsional.