Efektivitas Antibakteri Kombinasi Minyak Atsiri Zingiber officinale var. Rubrum dan Alpinia purpurata K. Schum dan Aplikasinya Pada Model Pangan

Abstract

Meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya keamanan pangan dan kesehatan menyebabkan mulai dihindarinya penggunaan bahan kimia untuk pengawetan pangan dan beralih ke pengawet alami. Berbagai jenis minyak atsiri dari rempah-rempah dilaporkan berpotensi untuk dikembangkan sebagai bahan pengawet pangan karena memiliki aktivitas antimikroba dengan spektrum luas, diantaranya terhadap bakteri patogen dan perusak pangan, kapang, dan khamir. Minyak atsiri aman digunakan pada pangan karena berstatus GRAS (Generally Recognized as Safe). Penggunaan minyak atsiri sebagai pengawet pangan umumnya memerlukan konsentrasi yang cukup tinggi untuk mendapatkan pengaruh antimikroba yang sama seperti dalam in vitro. Kombinasi berbagai minyak atsiri dapat menurunkan tingkat konsentrasi dan mengurangi pengaruhnya terhadap sensori, karena kombinasi berbagai komponen minyak atsiri yang bersifat lemah atau sedang dapat menghasilkan efek yang sinergis atau saling menguatkan. Banyak informasi/data yang diperlukan sebelum minyak atsiri dapat diaplikasikan pada pengawetan pangan. Informasi tersebut diantaranya adalah karakteristik fisik, kimia, biokimia, genetika, aktivitas antimikroba, mekanisme kerja dan efektivitasnya di dalam bahan pangan. Jahe dan lengkuas merupakan jenis rempah-rempah dari keluarga Zingiberaceae yang hidup secara indigenus di daratan Asia Tenggara yang beriklim tropis. Rimpang jahe dan lengkuas menghasilkan aroma yang cukup menyengat, sehingga banyak digunakan sebagai bahan pemberi aroma pada makanan, sebagai bumbu, diolah segar, maupun sebagai bahan herbal (jamu) dan obat-obatan. Berdasarkan data statistik produksi jahe di Indonesia pada tahun 2012 mencapai 114.537,65 ton per tahun, sedangkan lengkuas 58.186,488 ton per tahun (BPS 2012). Dengan ketersediannya yang tinggi di Indonesia, jahe dan lengkuas dapat menjadi sumber minyak atsiri yang potensial sebagai bahan antimikroba untuk pengawetan pangan. Beberapa peneliti terdahulu melaporkan minyak atsiri jahe dan lengkuas lebih efektif menghambat mikroba dibandingkan oleoresinnya, dengan aktivitas antimikroba yang cukup tinggi/moderat. Berbagai jenis jahe dan lengkuas yang telah dikenal, diantaranya adalah jahe merah (Z. officinale var. Rubrum) dan lengkuas merah (A. purpurata K. Schum), dikenal sebagai bahan baku dalam pengobatan tradisional. Jahe merah mengandung minyak atsiri lebih tinggi dari jahe putih. Sementara itu aktivitas antimikroba lengkuas merah dilaporkan lebih tinggi daripada lengkuas putih. Kegunaan minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah secara kombinasi untuk pengawetan pangan belum banyak diinformasikan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi efektivitas kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah, serta aplikasinya sebagai pengawet pangan. Penelitian ini dilakukan melalui tiga tahapan yaitu: (1) kajian karakteristik dan aktivitas antibakteri minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah terhadap bakteri patogen dan perusak pangan, (2) kajian efek kombinasi dan mekanisme kerja kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah, dan (3) kajian efektivitas antibakteri kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah pada media model pangan dan pada bahan pangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah yang dihasilkan memiliki kadar ester yang relatif tinggi. Komponen mayor minyak atsiri jahe merah terdiri dari trimethyl-heptadien-ol, ar-curcumene, camphene,carbaldehyde, β-sesquiphellandrene, dan nerol; sedangkan komponen mayor minyak atsiri lengkuas merah terdiri dari 1.8-cineole, chavicol,9-desoxo-9-xi-hydroxy-3,5,7,8,9,12-pentaacetat-ingol, β-caryophyllene dan α-selinene. Minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah memiliki aktivitas antibakteri yang bersifat moderat terhadap bakteri patogen dan perusak pangan. Berdasarkan nilai MIC-MBC sensitivitas bakteri uji terhadap minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah menurun berturut-turut dari B. cereus > E. coli > S. Typhimurium > P. aeruginosa. Aktivitas antibakteri kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah dipengaruhi oleh rasio dan bakteri target. Kombinasi minyak atsiri pada rasio konsentrasi 1:1 v/v menunjukkan efektivitas terbaik terhadap bakteri Gram positif daripada Gram negatif, dengan menghasilkan efek synergistic terhadap B. cereus, efek additive terhadap E. coli dan S. Typhimurium, serta efek indifferent terhadap P. aeruginosa. Kombinasi minyak atsiri tersebut menunjukkan efek bakteriostatik terhadap semua bakteri uji setelah pertumbuhan 24 jam, dan berpotensi dapat mengontrol bakteri patogen dan perusak. Kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah menyebabkan kerusakan membran sitoplasma yang ditandai dengan kebocoran materi genetik, protein dan ion-ion seluler, yang lebih tinggi dibandingkan dengan akibat minyak tunggalnya. Aktivitas antibakteri kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah menyebabkan kerusakan sub-letal pada sel bakteri. Efektivitas kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah sebagai antibakteri dipengaruhi oleh tipe media pangan. Komponen karbohidrat dan lemak pada konsentrasi tinggi dapat menurunkan efektivitas antibakteri kombinasi minyak atsiri. Sebaliknya, kombinasi minyak atsiri terbukti efektif pada media model protein dan jus daging ayam. Kombinasi minyak atsiri kurang efektif terhadap bakteri perusak, tetapi efektif terhadap bakteri patogen yang mengontaminasi daging ayam. Aplikasi kombinasi minyak atsiri pada daging ayam menghasilkan efek bakteriostatik terhadap B. cereus dan S.Typhimurium setelah waktu penyimpanan 8 jam. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kombinasi minyak atsiri jahe merah dan lengkuas merah berpotensi digunakan sebagai bahan pengawet pada produk pangan segar khususnya pangan berbasis protein.