Stabilitas dan Aktivitas Antimikrob Plantaricin asal Galur Lactobacillus plantarum terhadap pH Alkali

Abstract

Plantaricin produced by L. plantarum is known to display an adaptive response to alkali stress that enhances its capacity to more effectively stable at alkali condition. The aim of the research was to examine the stability of plantaricin produced by L. plantarum 1A5, 1B1, 2B2 and 2C12 and its antimicrobial activity at alkaline pH. The experiment was done based on completely randomized design (CRD) with factorial arrangement 2 x 4, two levels of pH value and four levels of L. plantarum strains in three replications. Variables analyzed were protein concentration, inhibition zone of the antagonistic test was assayed by agar well diffusion and antimicrobial activity of plantaricin against indicator bacteria at alkaline pH. Plantaricin was found to be sensitive to alkaline treatment. No interaction between pH and strains of L. plantarum to antimicrobial activity of plantaricin (P>0.05). Plantaricin showed antimicrobial activity against Gram positif and Gram negatif bacteria including S. typhimurium ATCC 14028, S. aureus ATCC 25923, E. coli ATCC 25922, P. aeruginosa ATCC 27853 and B. cereus. Plantaricin produced by L. plantarum 1A5, 1B1, 2B2 and 2C12 was stable at alkaline pH but the stability of plantaricin decreased because of alkaline treatment to S. typhimurium ATCC 14028 (P<0.01). Stability of plantaricin after alkaline treatment showed plantaricin potentially could be used as biopreservative on alkali products.

Produk pangan alkali banyak terdapat di buah, sayuran dan beberapa produk pangan asal ternak, contohnya albumin telur. Konsumsi terhadap produk pangan alkali sangat bermanfaat untuk menjaga keseimbangan pH tubuh, menjaga kesehatan tulang dan menurunkan resistensi tubuh terhadap penyakit kronis, seperti kanker, hipertensi dan stroke. Bakteri patogen dalam produk pangan alkali dapat menyebabkan kerusakan produk, menurunkan daya simpan produk serta beresiko terhadap kesehatan apabila dikonsumsi. Penelitian terhadap senyawa antimikrob yang berpotensi untuk digunakan sebagai biopreservatif khususnya untuk tipe pengolahan produk pangan alkali perlu dilakukan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui stabilitas dan aktivitas antimikrob plantaricin asal galur L. plantarum terhadap pH alkali. Penelitian dimulai dengan melakukan karakterisasi morfologi sel kultur L. plantarum (1A5, 1B1, 2B2 dan 2C12) dan bakteri indikator (Salmonella typhimurium ATCC 14028, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 dan Bacillus cereus), produksi plantaricin asal galur L. plantarum serta pengujian stabilitas dan aktivitas antimikrob plantaricin terhadap pH alkali. Produksi plantaricin asal L. plantarum meliputi purifikasi parsial menggunakan amonium sulfat, dialisis dan kromatografi kolom. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium Terpadu, Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor dari Maret 2011 hingga Oktober 2011. Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan acak lengkap (RAL) pola searah terhadap aktivitas antimikrob supernatan bebas sel, konsentrasi protein plantaricin dari masing-masing tahap produksi plantaricin serta stabilitas protein plantaricin terhadap pH alkali dengan tiga ulangan. Pengujian aktivitas antimikrob plantaricin asal galur L. plantarum pada pH alkali dilakukan terhadap bakteri indikator dengan metode difusi sumur, menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) pola faktorial 2x4 dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah pH dan faktor kedua adalah galur L. plantarum. Data dianalisis dengan sidik ragam untuk data yang memenuhi uji asumsi, dan uji non parametrik Kruskal-Wallis untuk data yang tidak memenuhi uji asumsi. Rancangan percobaan lainnya yang digunakan adalah secara deskriptif untuk memperjelas pembahasan terhadap hasil yang diperoleh. Hasil kuantitatif konsentrasi protein plantaricin dari setiap tahap purifikasi menunjukan bahwa rataan konsentrasi protein plantaricin asal galur L. plantarum 2C12 merupakan nilai yang lebih kecil dibandingkan dengan galur L. plantarum lainnya. Plantaricin asal galur L. plantarum 1A5, 1B1, 2B2 dan 2C12 sensitif terhadap perlakuan pH alkali yang ditunjukkan dengan menurunnya konsentrasi ii protein plantaricin. Stabilitas dan aktivitas antimikrob plantaricin asal galur L. plantarum terhadap bakteri indikator, tidak dipengaruhi oleh interaksi antara perlakuan pH dan galur L. plantarum (P>0,05). Hal ini menunjukkan bahwa plantaricin dari keempat galur L. plantarum stabil terhadap perlakuan pH alkali namun aktivitas antimikrob plantaricin menurun akibat perlakuan pH alkali terhadap S. typhimurium ATCC 14028 (P<0,05). Plantaricin mempunyai aktivitas antimikrob yang berbeda akibat perlakuan galur L. plantarum terhadap P. aeruginosa ATCC 27853 (P<0,01). Stabilitas dan aktivitas antimikrob plantaricin terhadap pH alkali menunjukkan potensi plantaricin untuk dapat digunakan sebagai biopreservatif dalam produk pangan alkali.