Isolasi, Identifikasi, dan Karakterisasi Bakteri Asam Laktat Indigenus asal Dangke serta Aplikasinya pada Pembuatan Minuman Model Whey Fermentasi

Abstract

Satu di antara banyaknya kearifan lokal yang ada di Sulawesi Selatan dan perlu dipertahankan adalah “Dangke”. Dangke adalah produk olahan susu tradisional sejenis keju tanpa pemeraman yang dibuat oleh masyarakat di Kabupaten Enrekang, Provinsi Sulawesi Selatan. Dangke merupakan warisan budaya dan kearifan lokal masyarakat Enrekang. Peningkatan usaha produksi dangke di Kabupaten Enrekang dapat memberikan sumbangsih terhadap masalah lingkungan, terutama terhadap limbah whey yang dihasilkan. Oleh karena itu, pengembangan pengolahan whey yang mudah dan murah sangat diperlukan agar dapat meningkatkan nilai ekonomi whey dan dapat memberi daya tarik bagi industri pengolahan susu. Salah satu upaya yang murah, dan mudah serta dapat dilakukan untuk memperkaya dan memberikan nilai tambah pada whey adalah dengan menggunakan bakteri asam laktat melalui proses fermentasi. Proses fermentasi dengan BAL berpotensi dikembangkan untuk menghasilkan produk yang bernilai gizi tinggi, dan memiliki fungsi kesehatan (probiotik), dengan cita rasa produk yang khas. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi, mengidentifikasi, dan karakterisasi probiotik BAL indigenus asal dangke susu sapi serta mengeksplorasi potensinya dalam pembuatan minuman whey fermentasi. Penelitian dilakukan dalam empat tahapan yaitu: 1) Isolasi dan identifikasi BAL dari dangke susu sapi, meliputi: isolasi BAL, identifikasi morfologi, fisiologi, dan biokimia, 2) Pengujian sifat probiotik BAL indigenus asal dangke susu sapi secara in vitro, meliputi: ketahanan hidup pada pH (2, 3, 4, dan 7.2), ketahanan pada media dengan garam empedu 0.3%, toleransi terhadap artificial gastric fluids (AGF) dan artificial intestinal fluids (AIF), aktivitas anti mikroba, dan kemampuan auto-agregasi, 3) Identifikasi BAL indigenus asal dangke susu sapi secara molekuler dengan analisis urutan basa gen 16S rRNA menggunakan primer universal 9 F (5'- GAGTTTGATCCTGGCTCAG-3') dan 1541 R (5'-AGGAGGTGATCCAGCC- 3'), dan 4) Pembuatan minuman whey fermentasi (MWF) menggunakan BAL indigenus kandidat probiotik asal dangke susu sapi dan pengujian karakteristiknya meliputi kualitas mikrobilogi, karakteristik fisik dan kimia, serta uji sensori. Penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan nilai tambah whey dangke, menambah diversifikasi produk pangan dan tersedianya pangan fungsional probiotik berbasis whey. Penelitian tahap pertama berhasil diisolasi dan diidentifikasi 30 isolat BAL asal dangke susu sapi dengan karakteristik umum yaitu: Gram positif, katalase negatif, bersifat homofermentatif maupun heterofermentatif, mampu tumbuh pada NaCl 6.5% dan tumbuh baik pada suhu 37 °C. Semua isolat yang teridentifikasi sebagai BAL kemudian dipilih untuk pengujian tahap selanjutnya yaitu pengujian karakteristik probiotik secara in vitro. Pada pengujian karakterisasi probiotik dipilih 10 isolat BAL indigenus asal dangke susu sapi. Kesepuluh isolat (A123K, A113L, A323L, B111K, B212K, B221L, B312K, B323K, C113L, dan C222L) memiliki ketahanan terhadap pH, dan garam empedu yang bervariasi. Pada pH 2, dari 10 isolat yang diuji hanya 8 isolat yg memiliki ketahanan hidup yang > 50%. Kesepuluh isolat memiliki ketahanan hidup yang baik pada garam empedu 0.3% dengan tingkat ketahanan hidup > 50%. Selanjutnya dipilih lima isolat untuk dilakukan pengujian terhadap AGF dan AIF. Kelima isolat (A323L, B323K, B111K, C113L, dan C222L) memiliki ketahanan hidup yang baik terhadap AIF dan AGF, serta memiliki aktivitas antimikroba yang baik terhadap Bacillus cereus ATCC 13061, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922, dan Salmonella Typhimurium ATCC 14028 (aktivitas anti mikroba sedang – kuat). Kelima isolat BAL juga memperlihatkan kemampuan auto-agregasi yang baik (sedang – kuat). Dengan demikian, kelima isolat BAL indigenus asal dangke susu sapi memiliki sifat sebagai kandidat probiotik. Kelima isolat BAL indigenus asal dangke susu sapi berhasil diidentifikasi secara molekuler menggunakan PCR dan analisis urutan basa gen 16S rRNA sampai pada tingkat genus, spesies, dan strain. Gen 16S rRNA dari kelima isolat BAL berhasil diisolasi secara spesifik dengan PCR menggunakan primer universal yang ditandai dengan diperolehnya pita tunggal pada elektroforesis agarose 1%. Berdasarkan hasil sekuensing parsial gen pengkode 16S rRNA, dan pensejajaran ganda (multiple alignment) sekuen 16S rRNA dengan isolat Internasional di Genbank dengan analisis BLAST, menunjukkan bahwa kelima isolat BAL memiliki kemiripan dengan strain Lactobacillus fermentum (indeks kemiripan 99 – 100%). Begitupula pada visualisai kekerabatan dengan pohon filogenetik, kelima isolat memiliki kekerabatan yang sangat dekat dengan strain L. fermentum yang terbagi ke dalam 4 klaster. Minuman whey fermentasi (MWF) diproduksi melalui fermentasi whey dangke dengan BAL indigenus kandidat probiotik asal dangke susu sapi. Kualitas mikrobilogi bahan baku whey dangke yang digunakan telah memenuhi standar SNI. BAL indigenus asal dangke susu sapi dapat tumbuh dengan baik pada media whey dangke dan telah memenuhi standar jumlah bakteri yang harus ada di dalam produk probiotik yaitu sebesar 106 – 107 cfu mL-1 (6 log cfu mL-1 – 7 log cfu mL-1). Nilai pH, %TAT, dan aW MWF hampir sama pada setiap perlakuan, namun untuk menyesuaikan standar pH dan keasaman (sesuai dengan produk yoghur), maka fermentasi MWF harus dihentikan pada jam ke-20. Kadar air MWF mengalami peningkatan, sedangkan kadar abu, dan karbohidratnya mengalami penurunan setelah fermentasi. Pengujian sensori MWF memperlihatkan bahwa MWF yang difermentasi dengan BAL indigenus asal dangke susu sapi lebih disukai oleh panelis dibandingkan dengan kontrol (Whey + 8% sukrosa, tanpa penggunaan strain BAL indigenus kandidat probiotik). MWF yang diproduksi melalui fermentasi dengan BAL indigenus kandidat probiotik asal dangke susu sapi berpotensi untuk dikembangkan sebagai pangan fungsional.