----- -------

LAPORAN AKHIR PENELITIAN HmAH BERSAING

EKSPLORASI DAN ASAM LAKTAT ISOLAT LOKAL SUMATERA UTARA SEBAGAI

BIOKONTROL BAKTERIPATOGEN PADA lKAN AIR TAWAR

Tabuo ke-2 dari reocaoa 2 tabuo

Ketua : Dr. It Jamilah, M.Sc. NIDN: 0012106305

Aoggota: Prof. Dr. Dwi Suryaoto NIDN: 0009046404

Dibiayai oleh DIP A Direktorat Penelitian Pengabdian Pada Masyarakat Tahun Anggaran 2015, sesuai dengan Surat Petjanjian Penugasan Pelaksanaan Hibah

Penelitian Bagi Dosen Perguruan Tinggi Batch I USU Nomor: 120/SP2HIPLlDit.LitabmasIII12015, tanggal 05 Pebruari 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Oktober, 2015

HALAMAN PENGESAHAN

Judul

PenelitilPelaksana Nama Lengkap Perguruan Tinggi NIDN Jabatan Fungsional Program Studi NomorHP Alamat sure 1 (e-mail) Anggota (1) Nama Lengkap NIDN Perguruan Tinggi Institusi Mitra (jika ada) Nama Institusi Mitra Alamat Penanggung Jawab Tahun Pelaksanaan Biaya Tahun BeIjalan Biaya Keseluruhan

Mengetahu' Dekall FMIP -USU

: Eksplorasi dan Pengembangan Bakteri Asam Laktat Isolat Lokal Sumatera Utara sebagai Biokontrol Bakteri Patogen pada Budi Daya Ikan Air Tawar

: Dra. IT JAMILAH M.Sc. : Universitas Surnatera Utara : 0012106305 : Lektor : Biologi : 081387839793 : itjamilah@yahoo.com

: DWI SURY ANTO : 0009046404 : Universitas Sumatera Utara

: Tahun ke 2 dari rencana 2 tahun : Rp 61.000.000,00 : Rp 132.000.000,00

Me/ian, Sumatera Utara, 1 - 12 - 2015 Ketua,

4k (Dr. Suta ... ?fl, M.Sc.)

NIP/NIK·196310261991 031 00 1 (Dra. IT JAMILAH M.Sc.)

NIP~IK196310121991032003

Copyright(c): Ditlitabmas 2012. 1lpdaled 2015

DAFTARISI

Halaman

HALAMAN SAMPUL ............................................................................................... .

LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................... 11

RINGKASAN ........ ........... ................. ........................................................ .... ..... ....... 111

PRAKATA.................................................................................................................. IV

DAFTAR lSI ............................................................................................................... v

DAFTAR TABEL ....................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. vi

DAFT AR LAMPIRAN ........................................................................... .................... vii

BAB 1. PENDAHULUAN.......................................................................................... 1

BAB 2. TINJAUANPUSTAKA ................................................................................. 4

BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ................................................... 9

BAB 4. METODE PENELITIAN .............................................................................. 10

BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................... 16

BAB 6. RENCANA T AHAP BERIKUTNY A....... ............... ...................... ....... ....... 25

BAB 7. KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 26

DAFT AR PUST AKA ................................................................................................. 27

LAMPIRAN ............................................................................................................... 31

vi

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Allah Tuhan Yang Maha Esa, penelitian ini dapat

dilaksanakan sampai selesai. Penelitian ini merupakan penelitian Tahap II (tahun ke-2)

dari 2 tahun yang direncanakan. Eksplorasi isolat-isolat bakteri lokal Indonesia sangat

dianjurkan untuk digali dan dilihat karakteristiknya. Hal ini dapat dijadikan landasan

dasar baik untuk konservasi keanekaragaman hayati, iklim dan pemanfatanya dalam

pertanian, industri dan kesehatan. Kelompok bakteri asam laktat (BAL) sudah sangat

banyak dilaporkan merupakan bakteri-bakteri yang sangat bermanfaat atau sering

disebut "bakteri haik" atau bakteri «probiotik". Awalnya pemanfaatanya lebih terfokus

terhadap kesehatan manusia kemudian ke hewan, tetapi tiga dekade terakhir sudah

dilaporkan probiotik juga berperan besar dalam mendukung kehidupan di lingkungan

budi daya perairan (akuakultur). Aplikasi probiotik pada akuakultur berbeda dengan

pada manusia dan hewan teresteria1. Penelitian ini merupakan salah satu upaya mencari

isolat-isolat BAL yang akan dimanfaatkan sebagai biokontrol pada lingkungan

akuakultur, untuk mendukung produksi ikan budi daya air tawar di Indonesia umumnya

dan Sumatera Utara khususnya.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kementrian Ristek-Dikti yang telah

menggagas dan mendukung proyek ini, selanjutnya kepada Universitas Sumatera Utara

khususnya Lembaga Penelitian yang sudah bekeIja keras melakukan pengarahan dan

pengawasan terhadap pelaksanaan penelitian ini. Selanjutnya kepada semua pihak

yang telah membantu terlaksananya penelitian ini, penulis mengucapkan terima kasih

dan mohon maaf jika terdapat kekurangan dari kami.

Akhimya penuJis berharap semoga laporan penelitian ini dapat bermanfaat

walaupun masih banyak kekurangan. Penulis sedang berusaha menulis artikel ilmiah

yang baik untuk dapat diterbitkan di jurnal bereputasi haik.

Medan,l Desember 20] 5

jAPe.nulis

/ ('--

Jy/1)~ -------

It Jamilah

v

L. plan/arum dilakukan terhadap bibit ikan Nila in vitro. Produk penelitian tahap-2 ini

ialah model kapsul probion untuk budi daya ikan air tawar.

Hasil penelitian menunjukan bahwa bola kapsul yang dihasilkan berukuran d=

2.0-5 mm, warna krem keputihan, tekstur kenyal. Jumlah sel terperangkap ± 9 log

CFU/ml/gram kapsul. Pengeringan kapsul selama 4 jam pada suhu 40 DC masih dapat

mempertahankan viabilitas sel dalam kapsul sekitar 8 log CFU/ml. Setelah itu viabilitas

mulai menurun. Penyimpanan kapsul pada suhu ruang dan suhu 4 DC ( dalam

refrigerator) selama 4 minggu dapat mempertahankan sel probiotik hingga 85-90%.

Kontaminasi kapang tidak ditemukan selama penyimpanan, namun ditemukan ragi pada

penyimpanan pada suhu ruang (28°C) mulai minggu ke-3 sampai minggu ke-4 dalam

jumlah yang sangat rendah (1,0 -1,5 log CFU/ml/g bola kapsul). Kecepatan

Pembebasan sel dari kapsul pada simulasi pH usus (PBS pH 7.4) mulai 30 menit

sebanyak 45-50% dan maksimal pada jam ke 2,5 dan ke-3, setelah itu stabil sampai 4

jam (±100%). Kapsul sinbiotik dapat melindungi sel dari pH asam lambung dan

membebaskan sel pada pH cairan usus. Kapsul sinbiotik yang diperoleh sangat

berpotensi dapat digunakan sebagai probiotik pada budi daya perikanan air tawar.

iv

RlNGKASAN

Perkembangan penyakit bakteri pada sistim budi daya ikan dapat menurunkan

produksi ataupun kualitas produk perikanan. Tingkat pencemaran air pada budi daya

perikanan oleh berbagai limbah masih sangat tinggi di Indonesia. Sistim budi daya

perikananan intensif, dapat pula berdampak negatif terhadap tingginya polutan organik

di air, karena pasokan pakan hampir 100% dari luar kolam. Pakan yang sebagian besar

terdiri atas protein dapat memacu perkembangan bakteri patogen di perairan.

Isolat BAL lokal Sumatera Utara yang diisolasi dari lingkungan kolam ikan Nila

yaitu Lactobacillus aCidophilus, Lactobacillus plantarum dan Lactobacillus agi/is

dilaporkan potensial dalam menghambat perkembangan bakteri patogen ikan air tawar

berturut-turut Aeromonas hydrophila (Harahap et al. 2013), Streptococcus agalactiae

(Mayasari et al. 2013) dan Mycobacterium fortuitum (Sitepu et al. 2013). Tiga laporan

di atas merupakan sebahagian penelitian Tahap I dari penelitian ini. Selain itu telah

diperoleh pula dua isolat BAL lokal Sumatera Utara yang potensial dalam menghambat

patogen ikan yang diisolasi dari ikan Mas (kode UMl) dan ikan Gurame (Kode SP 7)

yang masing-masing menghambat patogen Aeromonas salmonicida dan Edwarsiella

tarda dengan zona hambat 8 mm dan 8.15 mm pada uji tantang in vitro. Kedua isolat

ini diidentifikasi berdasarkan sekuen gcn 16S rRNA (Hasil sekuen belum membcrikan

hasil yang memuaskan dan sedang dilakukan pengulangan, hasil akan diterbitkan dalam

artikel).

Teknologi enkapsulasi probiotik dapat meningkatkan ketahanan atau viabilitas

sel probiotik selama proses penyimpanan maupun aplikasi. Tujuan penelititian ini ialah

mengembangkan teknologi enkapsulasi terhadap sel BAL potensial probiotik yang

sudah diperoleh pada tahun I; Lactobacillus plantarum, L. agilis, isolat UMI dan Sp7

dengan bahan kalsiurn alginat, penyalut tambahan tepung gum Arab dan atau susu skim

dan penambahan prebiotik (tepung inulin). Produk ini dikenal sebagai "sinbiotik".

Selanjutnya dilakukan karakterisasi kapsul simbiotik dan uji viabilitasnya selama masa

pengeringan, penyimpanan pada suhu ruang dan 4°C, melihat waktu pembebasan sel,

dan ketahanan sel pada simulasi kond;si pH asam lambung (pH 2), dan pH cairan usus

(pH 6,8). Selain itu dilihat juga tingkat kontaminasi kapang/khamir selama

penyimpanan. Uji patogenitas dan potensi sebagai agen biokontrol dari isolat

iii

BABI. PENDAHULUAN

Penyakit ikan yang ditimbulkan akibat serangan bakteri patogen merupakan

salah satu permasalahan serius karena sangat berpotensi menimbulkaan kerugian yang

besar. Penurunan tingkat produksi, kualitas bahkan kegagalan panen akibat kematian

dapat teIjadi. Moti! Aeromonas Septicemia (MAS) merupakan penyakit ikan yang

disebabkan oleh bakteri Aeromonas merupakan rnikroorganisme yang banyak

ditemukan pada perairan tawar terutarna yang mengandung bahan organik tinggi

(Ayuningtyas, 2008). Bakteri ini dapat menginfeksi banyakjenis ikan air tawar seperti

Catfish, Cyprinidae, Cichlidae, Rainbow trout, Salmodae, katak, siput dan udang air.

Selain itu bakteri patogen penyebab penyakit ikan ialah Streptococcus agalactiae yang

menyebabkan penyakit streptococcosis (Taukhid, 2009).

Laporan penelitian tentang usaha untuk mengatasi perkembangan bakteri

patogen pada sistim akuakultur sudah banyak dilakukan, salah satunya adalah dengan

pemanfaatan bakieri probiotik (Veschuere et af. 2000). Pengkajian bakteri probiotik

telah dilakukan dalarn berbagai disiplin ilmu rnikrobiologi, mulai dari eksplorasi dan

penapisan (Widiyanto et al. 1998, Widiyanto 2005, Laloo et af. 2007, Jamilah et af

2009, Jamilah & Nunuk 2012), rekayasa (Widanarni et af. 2005), karakterisasi (Vmar et

af.2001, Jamilah 2011 dan aplikasi (Wang et al. 1998, Vaseharan & Ramasamy 2003,

ZiaiNejad et af. 2006, Zhou et af. 2009).

Pemanfaatan probiotik pada sistim akuakultur berbeda dengan pada manusia

dan hewan teresterial. Pada inang ini probiotik diaplikasikan pada saluran pencemaan

sedangkan pada budi daya perairan probiotik diaplikasikan pada air, permukaan tubuh

hewan, maupun melalui makanan (Verschuere et al. 2000). Aksi bakteri probiotik pada

akuakultur dapat melalui beberapa cara (i) menghasilkan senyawa antimikrob, (ii)

kompetisi senyawa kimia, atau energi tersedia (iii) kompetisi daerah pelekatan, (iv)

memacu respon imun, (v) meningkatkan kualitas air, (vi) interaksi dengan fitoplankton,

(vii) sllmber makro dan mikronutrient dan (viii) kontribusi enzimatik untuk pencernaan.

Kehadiran bakteri penghasil senyawa antimikrob di usus, media kultur, pennukaan

tubuh memberikan perlindungan terhadap perkembangan patogen maupun oportunis

(Veschuere et af. 2000).

Bakteri asam laktat (BAL) dikenal sebagai salah satu bakteri probiotik yang

umumnya digunakan untuk pemerosesan makanan dari bahan susu, sayuran, daging,

dan ikan. Saat ini BAL tidak hanya dikenal sebagai probiotik pada usus hewan dan

manusia tetapi juga dapat berperan sebagai probiotik pada sistim budi daya air

(akuakultur) (Veschuere et aZ. 2000). Bakteri Asam Laktat (BAL) dikenal sebagai

bakteri probiotik yang salah satu perananya sebagai agen biokontrol patogen. Efektifitas

BAL sebagai probiotik di perairan sudah banyak dilaporkan (Gracia de la Banda et al.

1992; Gatesoupe 1991; Harzevelli et al. 1998). BAL berpotensi memproduksi senyawa

antibakteri seperti bakteriosin yang potensial menjadi biopreservatif yang menghambat

mikroorganisme patogen yang berbahaya (Savadogo et aI., 2006). Hasil penelitian

Wardani (2013) menunjukkan bahwa bakteri Lactobacillus dan Micrococcus mampu

mengbambat Vibrio aZginolyticus sehingga mampu memproteksi ikan bandeng melalui

mekanisme produksi senyawa antibakteri. Hasil penelitian Ratentondok (2011 )

menunjukkan bahwa udang windu mempunyai beberapa macam bakteri di dalam

salman pencemaannya dimana berdasarkan uji in vitro diperoleh tiga isolat potensial

bakteri sebagai agen probiotik yang memiliki daya hambat terhadap perkembangan V.

harveyi, yakui bakteri dari genus Bacillus, Lactobacillw; dan Staphylococcus.

Teknologi mikroenkapsulasi sudah digunakan secara luas untuk melindungi

mikroorganisme, sel maupun jaringan dari degradasi lingkungan maupun fisiologi.

Mikroenkapsulasi dapat meningkatkan ketahanan atau viabilitas sel probiotik selama

proses penyimpanan maupun aplikasi. Teknik yang tersedia untuk imobilisasi sel hidup

ialah penjeratan dalam bola-bola kalsium alginat yang sering dilakukan terhadap bakteri

asam laktat (Chandramouli et al. 2004). Alginat tidak toksik terhadap sel yang

diimobilisasi, dan sudah diterima sebagai zat tambahan pada makanan (Prevost dan

Divies, 1992).

Enkapsulasi adalah proses dimana bahan aktif (contoh probiotik) dijerat atau

dibungkus dengan bahan matrik (mis. protein dan/polisakarida) (Risch 1995). Probiotik

yang digabung dengan bahan prebiotik pada enkapsulasi dapat meningkatkan ketahanan

sel dalam simulasi asam lambung (Wood 2010). Bahan yang membentuk bungkus

disebut dengan bahan penyalut, membran atau jaket. Hidrokoloid adalah bahan

penyalut yang sering digunakan untuk makanan (Roberfroid 2000; Anal & Singh 2007).

Bahan alami lebih disukai untuk membuat pembungkus bahan aktif (sel probiotik)

untuk makanan terdiri atas pati, maltodekstrin, tepung gum (Arabic gum), selulosa,

gelatin, karagenan, alginat ect. (Sheu & Marshall, 1993).

Tujuan penelititian ini ialah : mengembangkan teknologi enkapsulasi terhadap sel BAL

potensial menghambat patogen (penelitian Tahap I) yang ditambahkan dengan prebiotik

(sinbiotik) dan karakterisasi kapsul simbiotik untuk uji viabilitasnya selama masa

pengeringan, penyimpanan pada suhu ruang dan 4°C, mengetahui waktu pembebasan

sel, dan melihat ketahanan sel pada simulasi kondisi pH lambung (asam) dan usus

(netral). Produk tahap ke-2 penelitian ini ialah model kapsul probion untuk budi daya

ikan air tawar. Metode enkapsulasi sel BAL terpilih dilakukan dengan penambahan

konsentrasi sel dengan bahan prebiotik (tepung inulin), bahan penyalut tambahan

(tepung gum atau susu skim) kemudian ditambahkan kalsium alginat (Reyed, 2007

dengan modifikasi penambahan prebiotik). Kapsul sinbiotik kemudian dikarakterisasi

sesuai kondisi aplikasi penyimpanan (suhu, kadar air dan tingkat pencernaranjamur).

Bakteri Asam Laktat (BAL)

Bakteri asam laktat adalah sejumlah bakteri Gram positif, tidak membentuk

spora, memproduksi asam laktat sebagai hasil akhir fermentasi glukosa. Bakteri asam

laktat bersifat katalase negatif. Fermentasi glukosa dibedakan dalam dua jalur utama

yaitu glikolisis (Embden-Meyer Pathway) yang menghasilkan produk akhir asam laktat

secara keseluruhan (homofermentatif) dan jalur 6-phosphogluconatl phosphoketolase

yang juga menghasilkan sejumlah besar produk akhir lainnya, seperti etanol, asam

asetat dan CO2. Beberapa genus penting yang tergolong dalam bakteri asam laktat

antara lain Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc,

Paralactobacillus, Pediococcus, Streptococcus dan Weissella (Leistner, 2000). Genus

Leuconostoc dan beberapa spesies anggota genus Lactobacillus dikategorikan dalam

jenis heterofermentatif obligat (Caplice and Fitzgerald, 1999), bakteri genus ini

mendegradasi heksosa menjadi asam laktat dan produk sampingan lainnya seperti asam

asetat, etanol, CO2, H20 2 dan bakteriosin serta mendegradasi pentosa menjadi asam

laktat dan asam asetat (Lyhs et al. 2002).

BAL mampu memproduksi substansi antimikroba yang dapat menekan

pertumbuhan bakteri patogen. Selain itu BAL memiJiki kemampuan untuk menempel

pada sel epitel usus, serta akan teIjadi peningkatan sel lempengan peyer sebagai

indikasi tersekresinya immunoglobulin (lgA) yaitu suatu reaksi terbentuknya

kekebalan terhadap infeksi bakteri (Salminem et at. 2004). Bakteri asam laktat tersebar

sebagai mikrobiota normal pada usus beberapa jenis ikan (Ringo and Gatesoupe,

1998). Mikrobiota di usus dapat mempengaruhi pertumbuhan dan kesehatan ikan.

Bakteri ini dikarakterisasi sebagai bakteri Gram positif, tidak bergerak (non motd),

tidak menghasilkan spora dan memproduksi asam laktat sebagai produk utama

fermentasi di dalam proses metabolisme (Azizpour, 2009). Senyawa metabolit yang

dihasilkan diantaranya memiliki kemampuan penghambatan pertumbuhan

mikroorganisme lainnya yang dikenal dengan senya.va antimikroba. Selain asam laktat

bakteri ini juga menghasilkan beberapa komponen antimikroba yaitu karbondioksida,

hidrogen peroksida, diasetil, reuterin dan bakteriosin serta asam organik lainnya

(Amezquita and Brashears, 2002).

Dari isolasi bakteri yang dilakukan terhadap usus ikan Kerapu Macan

(Ephinephelu,> foscogatus) didapatkruJ 9 spesies bakteri yang 5 spesies diantaranya

merupakan BAL yaitu Lactococcus ~p., Carnobacterium sp., Lactobacillus sp.,

Micrococcus sp., dan Bifidobacterium sp. serta kelompok lainnya juga sebagai flora

nonnal yaitu Staphylococcus sp., Bacillus sp., Eubacterium sp., Pseudomonas sp.,

Micrococcus sp., (Feliatra dkk, 2004). Studi isolasi juga dilakukan pada berbagai

spesies ikan air tawar oleh Cai et al. (1999) menggambarkan kehadiran genus

Lactobacillus sebagai mikrobiota usus paling dominan pada ikan mas (Cyprinus

carpio).

Enkapsulasi

Enkapsulasi adalah proses atau teknik untuk menyalut inti yang berupa suatu

senyawa aktif padat, cair, gas, ataupun sel dengan suatu bahan pelindung tertentu yang

dapat mengurangi kerusakan senyawa aktif tersebut. Enkapsulasi membantu

memisahkan material inti dengan lingkungannya hingga material tersebut terlepas

(release) ke lingkungan. Material inti yang dilindungi disebut core dan struktur yang

dibentuk oleh bahan pelindung yang menyelimuti inti disebut sebagai dinding,

membran, atau kapsul (Kailasapathy 2002, Krasaekoopt et aJ. 2003). Kapsul merupakan

bahan semipenneabel, tipis, berbentuk bulat dan kuat dengan diameter bervariasi daTi

beberapa mikrometer hingga millimeter (Anal dan Singh 2007).

Enkapsulasi dapat dilakukan pada bakteri probiotik untuk memberikan

perlindungan terhadap bakteri probiotik dari kondisi lingkungan yang tidak

menguntungkan seperti panas dan bahan kimia (Frazier dan Westhoff 1998).

Enkapsulasi probiotik telah banyak dilakukan untuk meningkatkan ketahanan atau

viabilitas sel probiotik selama proses pembuatan produk dan penyirnpanan (Homayouni

et al. 2008a, Capela el al. 2006; Krasaekoopt et al. 2006), serta meningkatkan

ketahanan se1ama dalam jalur pencemaan (pH rendah dan cairan empedu) (Sultana et

al. 2000, Picot dan Lacroix 2004, Mandai et al. 2006, Castilla et al. 2010). Enkapsulasi

beberapa kultur ba:,teri termasuk probiotik dilakukan untuk memperpanjang umur

simpan dan mengubah menjadi bentuk serbuk agar Iebih mudah dalam penggunaan

(Krasaekoopt el al. 2003). Enkapsulasi probiotik dapat diaplikasikan untuk produksi

kultur starter susu fermentasi dan produksi makanan-minuman probiotik yang

menekankan aspek peningkatan viabilitas sel dalam produk dan saluran pencemaan,

serta untuk meningkatkan sifat sensorik produk (Mortazavian et al. 2007).

Teknologi untuk enkapsulasi probiotik dapat dibagi rnenjadi dua bagian, yaitu:

1) Enkapsulasi probiotik di dalam larutan bahan pengkapsul, 2) Pengeringan larutan

bahan pengkapsul (Mortazavian et af. 2007). Tahapan enkapsulasi probiotik dapat

dilakukan dengan dua teknik, yaitu ekstrusi dan emulsi (Krasaekoopt et al. 2003).

Teknik ekstrusi dilakukan dengan cara menambahkan mikroorganisme probiotik ke

dalam larutan hidrokoloid natrium alginat, kemudian diteteskan ke dalam larutan

pengeras (CaC12) menggunakan syringe sehingga terbentuk beads. Ukuran dan bentuk

beads yang dihasilkan bergantung pada diameter jarum dan jarak tetes jarum dengan

larutan CaC12 (Krasaekoopt et al. 2003). Berbeda dengan teknik ekstrusi, teknik emulsi

dilakukan dengan menyuspensikan sebagian kecil polirner (alginat) ke dalam minyak

nabati seperti minyak kedelai, minyak bunga matahari, minyak conola, atau minyak

jagung, kemudian dihomogenisasi dalam bentuk water in oil (w/o). Emulsi tersebut

akan membentuk droplet. Ukuran beads pada metode emulsi ditentukan oleh ukuran

droplet emulsi yang terbentuk. Ukuran droplet emulsi dapat dikontrol dengan kecepatan

pengadukan saat emulsifikasi (Krasaekoopt et al. 2003).

Pada tahap pengeringan bahan pengkapsul berisi sel probiotik untuk

mendapatkan sel terenkapsulasi berbentuk serbuk atau granul dapat dilakukan dengan

beberapa teknik, yaitu freeze drying, pencampuran suspensi sel mikrob ke natrium

alginate. Suspensi sel diteteskan ke dalam Iarutan CaCh (Sultana et af. 2000, Capela et

al. 2006) dan Spray drying (Lian et al. 2003, Picot dan Lacroix 2004). Enkapsulasi

probiotik dengan teknik pengering semprot dan pengering beku menghasilkan probiotik

terenkapsulasi kering dalam bentuk serbuk atau granul, sedangkan teknik emulsi dan

ekstrusi menghasilkan probiotik terenkapsulasi dalam bentuk jel (hydrocolloid beadr;)

(Krasaekoopt et af. 2003). Namun, penggunaan teknikfreeze drying relatif mahal dan

sangat sulit diaplikasikan pada skala industri (Mortazavian et af. 2007), sedangkan

penggunaan teknik spray drying membutuhkan suhu operasi yang tinggi sehingga

kurang cocok diaplikasikan untuk enkapsulasi probiotik (Kailasapathy 2002). Beberapa

metode pengeringan yang telah digunakan untuk mengeringkan jel kalsium alginat

(beads) adalah hot air oven, vacuum drying, dan microwave (Shariff et af. 2007).

Keefektifan dari bahan dan teknik enkapsulasi yang digunakan untuk

menghasilkan probiotik terenkapsulasi dapat dievaluasi dari beberapa parameter

kualitatif, diantaranya viabilitas sel probiotik selama proses enkapsulasi dan

pengering~ pembuatan produk dan penyimpanan, kelarutan beads dan kemampuan sel

untuk release serta sifat mikrogeometri beads (bentuk dan ukuran) (Mortazavian et al.

2007). Tingkat ketahanan bakteri probiotik setelah diberi beberapa perlakuan dapat

diukur dengan metode plate count (Roka dan RantaAN"maki 2010).

PETA JALAN PENELITIAN

, ~

1'''I''ii

--Mei- Juni 2014 J ,-/7.-,.,-,,...·.-1'3 •. 3. ..•• ,) •. __ ' ....• _. __ r_._>:' .. _._ ..•. "." 5':'."'., . . ;'".

'_,.,,- .. , .. .I:;-" .. Q,_ .}.,_

L5 .. _-November 2015

Maret - Mei 20 15"~]

~-'Jt.-__ ... __ ' .... _"'.~~L>":'""':.~~'._

·:O··~":;--;-:_._,,,.·.·.%·.·<i;;>;;>;c;..'%7,";'.'''-!.: .. , .. .t .• -'''-:.·.,",

BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

Tujuan Penelitian

Tujuan khusus yang ingin dicapai ialah:

1) identifikasi isolat-isolat BAL potensial dalam mengendalikan sel bakteri

patogen ikan air tawar asal Sumatera Utara.

2) mengetahui patogenisitas isolat-isolat BAL terpilih terhadap bibit ikan nila

3) enkasuplasi isolat BAL terpilih dengan penyalut tambahan (susu skim/gum Arabic) dan

prebiotik (inulin) dengan teknik

4) melihat ukuran, bentuk, tekstur bola kapsul sinbiotik, viabilitas sel selama pengeringan,

penyimpanan pada suhu dan waktu tertentu, tingkat pencemaran mikroba Gamur dan

ragi) selama masa simpan, kecepatan pembebasan sel pada simulasi pH lambung dan

usus

Manfaat Penelitian

1. memperoleh isolat BAL lokal Sumatera Utara sebagai probiotik yang

menghasilkan senyawa antimikrob yang potensial dalam mengendalikan

bakteri patogen ikan air tawar (Tahap I)

2. menghasilkan produk kapsuk sinbiotik BAL yang memiliki ciri-ciri terukur dan

berkualitas baik untuk memperpanjang masa simpan maupun dalam aplikasinya

sebagai agen biokontrol pada akuakultur air tawar (Tahap TI).

BAB 4. METODE PENELITIAN

Pemeriksaan Kemurnian dan Persiapan Kultur Bakteri Asam Laktat

Isolat-isolat murni BAL Lactobacillus plantarum. L. agilis. UM1 dan Sp7 dari kultur

stok, diremajakan dalam media MRSB (deMan Ragosa Sharp Broth), kemudian diinkubasi

selama 24-48 jam pada suhu 37°C. Kemumian kultur dilakukan untuk memastikan

kemumian kultur, yang dilakukan melalui pemeriksaan morfologi seeara mikroskopis dengan

metode pewamaan Gram, dan uji katalase. Bakteri asam laktat adalah kelompok bakteri

Gram positif dan umumnya katalase negatif (Syahrurahman, 1994). Setlah itu dilanjutkan

dengan pemanenan biomassa seI. Pemanenan biomassa sel dilakukan setelah mengkultur

BAL dalam 10 ml MRSB selama 24 jam pada suhu 37°C. Satu ml dari kultur diinokulasikan

ke dalam 100 ml MRSB, yang digunakan sebagai kultur antara. Sebanyak 10 mI kultur antara

ditumbuhkan pada 1000 ml MRSB (1: 100) yang digunakan untuk produksi biomassa.

Biomassa dipanen pada akhir fase logaritmik (kultur berumur 14 jam). Sel dipanen dengan

cara disentrifugasi pada kecepatan 4500 xg selama 15 menit pada suhu 4 °c (Thermoscientific, USA), kemudian dicuci dengan PBS 0.1 M sebanyak 3 x (Li & Chen

2009).

Uji Patogenitas sel BAL terhadap Ikan Nila

Sel BAL yang diuji patogenisitasnya ialah AK5 (L. plan/arum. Ikan UJl yang

digunakan ialah bibit ikan Nila monoseks (all male) dengan yang berumur 3 bulan sebanyak

150 ekor. Ikan-ikan tersebut didatangkan dari tempat pembenihan ikan rakyat, di Deli Tua,

Medan. Ikan dipelihara pada suhu ruang yakni antara 28-30 °c dalam ruangan tertutup

dengan peneahayaan alami di siang hari.

Uji dilakukan pada skala laboratorium yang dipelihara pada akuarium 30 x 20 x 20

em, yang diisi masing-masingnya 10 L dengan air mineral isi ulang. Pada akuarium dipasang

aerasi pada salah satu sisinya. Kepadatan ikan diatur 10 ekor/akuarium. Introduksi bakteri

BAL ("~cara tunggal dilakukan ke air pemeliharaan dengan selang introduksi 1 kalilminggu

sebanyak 2 mIlL starter bakteri dalam media NB dengan kepadatan sellOs CFU/m]. Inokulasi

BAL pertama akan dimasukkan setelah 3 hari pengkulturan ikan, kemudian sekali 3 hari air

diganti dan dilakukan inok-ulasi ulang isolat BAL melalui pakan (Agaru™) yang berupa

pelet. Sel BAL dilengketkan ke pelet dengan eara melumuri pelet dengan koeokan telur

kemudian direndam dalam kultur BAL dengan kosentrasi 108 CPU/m1.

EnkapsuJasi dan Pengeringan Sinbiotik dengan Teknik Ekstrusi (Reyed, 2007 yang dimodifikasi)

Sel bakteri yang diperoleh dari hasil sentrifugasi dilarutkan pada 100 ml campuran

yang terdiri atas tepung kacang arab /skim milk 2% (b/v), gliseroI 5% (v/v), inulin 2% (b/v)

dan CaC03 0,1% (b/v), diperangkap selama 45 menit di dalam 100 mllarutan a1ginat steri1

dengan konsentrasi 3% (b/v). Campuran tersebut diteteskan pada CaCh (0,1 M) dengan

menggunakan jarum suntik dengan jarak tetes ± IDem dan dilakukan pengadukan 150-200

rpm menggunakan magnetic stirrer. Pengerasan ge] dilakukan se]ama 1 jam (Li et af. 2009).

Gel yang terbentuk dipindahkan dalam larutan NaCI fisiologis (0,85 %) untuk mendapatkan

struktur gel yang kompak. Beads yang terbentuk selanjutnya dimasukkan ke air destilasi dan

diputar secara perlahan selama satu jam untuk menghilangkan residu CaCho Penghitungan

jumlah sel yang terenkapsulasi dalam beads mengaeu pada metode Sheu dan Marshal (1993).

Sebanyak 1 gram beads basah disuspensikan ke dalam 9 m1 PBS (0,1 M, pH 7,1) lalu

diguncang dengan vorteks selama 30 menit hingga beads hancur dan diencerkan berseri

menggunakan garam fisiologis. Sebanyak 1 m] dari pengenceran diinokuIasikan pada MRS

agar dengan metode tuang, diinkubasi pada suhu 37°C selama 48 jam dan dihitung jumlah

koloni bakteri yang tumbuh. Selanjutnya dilakukan pemeriksaan ukuran dan bentuk

mikrokapsul.

3.2.3 Pengeringan MikrokapsnI

Pengeringan dilakukan dengan metode Iwt air oven pada suhu 40°C. Pengeringan

dilakukan hingga dieapai jumlah sel BAL yang eenderung stabil sebelum akhimya

mengalami penurunan. Mikrokapsul disebarkan ke dalam eawan petri steril kemudian

dimasukan ke dalam oven bersuhu 40°C. Setiap 30 menit diIakukan penghitungan jumlah

sel.

Sebelum dan setelah proses pengenngan dilakukan penghitungan jumlah sel

terenkapsulasi untuk menguji pengaruh enkapsulasi terhadap ketahanan atau viabilitas sel

selama proses pengeringan. Penghitungan jumlah sel yang bertahan setelah proses

pengeringan dilakukan dengan mensuspensikan 0,1 gram beads kering ke dalam 9,9 ml PBS

(0,] M, pH 7,1) lalu diguncang dengan vorteks selama 30 menit hingga heady hancur dan

diencerkan berseri menggunakan garam fisiologis. Sebanyak J ml dari pengenceran

diinokulasikan pada MRS agar dengan metode tuang dinkubasi pada suhu 37°C selama 48

jam dan dihitung jumlah populasi yang tumbOO (Sheu dan Marshal, 1993). Persentase

ketahanan atau viabilitas sel bakteri setelah proses pengeringan adalah sebagai berikut:

Ketahanan (%) = Log cfu/gran: kaps:.Il Ee'telah pengeringsn X 1 (10% Logrfu;'gram k&;Jwl sebelum penger.ngan .

3.2.4 Uji Viabilitas Sinbiotik BAL Setelah Enkapsulasi

Pengujian viabilitas terhadap sOOu dan masa simpan dilakukan dengan cara

menyimpan kapsul dalam wadah steril selama 4 minggu pada suhu 4 °C dan suhu ambient.

Penurunan viabilitas sel dihitung setiap 1 minggu. Satu gram mikrokapsul dimasukkan dalam

9 ml PBS lalu diguncang dengan vorteks selama 30 menit, dibuat seri pengenceran dan

diinokulasikan pada MRS agar diinkubasi selama 24-48 jam pada sOOu 37°C. Persentase

ketahanan atau viabilitas sel dinyatakan sebagai berikut:

Ketahanan (%) = l.o.!;cfu/r;ran:: kap..-.sl "eulah penyi=?AnAD pad ... w.:ktu t" X lOOI}-iJ Lu~ L:fu/~ ...... u k~Jl~ul",-w..I :>«u"lw..u P.,.U}"iI..J.JlllUtj ..

3.2.5 Analisis Total Kapangl Khamir Pengkontaminan Mikrokapsul

Mikrokapsul yang telah disimpan selama 1, 2, 3, dan 4 minggu pada suhu 4 °C dan

soou ambient, diambil sebanyak 1 g dimasukkan ke dalam 9 m} PBS, diinkubasi 24 jam.

Setelah itu diguncang menggunakan vortex, dibuat pengenceran berseri, lalu di sebar di

media PDA diinkubasi selama 48 jam di suhu mango Total kapang dan khamir dihitung

berdasarkan standar plate count (Fardiaz, 1992).

3.2.6 Uji Viabilitas Sel Bebas dan Sinbiotik Terenkap~ulasi pada Simulasi pH Asam Lambung dan Cairan Usus Ikan

Sel bebas dalam larutan NaCl fisiologis (108_109 cfu/ml) dan 1 gram kapsul masing­

masing dimasukkan ke dalam 9 mL akuades pH 2 (simulasi asam lambung) yang diatur

dengan menggunakan HCl 1M, diinkubasi selama 30, 60, 90, dan 120 menit pada suhu 37°C.

Kemudian kapsul ditransfer ke dalam larutan PBS pH 6,8 (simulasi cairan usus), diinkubasi

selama 180 menit pada suhu 37°C (Rodrigues et aI., 2006; Li et al., 2009). Populasi sel yang

bertahan di dalam kapsul dihitung setiap 30 menit dengan cawan hitung pada media MRS

agar lalu diinkubasi pada suhu 37°C selama 24 jam.

Analisis Kecepatan Release Sel Terenkapsulasi

Sebanyak 1 gram kapsul dimasukkan ke dalam tabung berisi 9 ml PBS pH 7,4

(disesuaikan dengan pH cairan intestinal), diinkubasi pada suhu 37°C dengan kecepatan 100

rpm. Jumlah sel bakteri yang terlepas (release) dihitung setiap 30 menit hingga dicapai

persentase sel terlepas sebesar 100% dengan metode hitungan cawan pada media MRS agar

setelah diinkubasi pada 37°C selama 48 jam. Penghitungan persentase sel terlepas pada

waktu-t adalah sebagai berikut:

Sel terle as (%) = Logcfu/ml Elfl release pads wa.lrtll-! X 100% P Lo~cfu/ml lIel temnkapsulasi

Identifikasi Isolat Terpilih

Isolat-isolat yang diidentifikasi ialah SP 7 dan UM 1, sedangkan isolat EK 5 dan EK 2

sudah diidentifikasi secara fisiologis (Mayasari 2013 et af. 2013; Sitepu et al. 2013) dan

teridentifikasi sebagai Lactobacillus plantarum dan L.agilis.

Identifikasi Isolat UMI dan SP7 Berdasarkan Sekuen Gen Penyandi 16S-rRNA

Ekstraksi DNA dilakukan menurut metode Murray Thompson (Cetyl Trimethyl

Ammonium bromide, CTAB) (Sambrook & Russel 2001). Kultur bakteri dari hasil

pengkulturan selama 18 jam (fase log) pada media Luria Bertani (LB) dengan penggoyangan

berkecepatan 120 rpm, dimasukkan ke tabung mikro, disentrifus dengan kecepatan 6000 rpm

selama 5 menit. Supematan dibuang, pelet dicuci dengan 760 Jl} 10 mM bufer tris-EDT A (YE

IX), diresuspensi, kemudian ditambahkan 16 JlL lisozim, di inkubasi selama 30 menit sambil

dibolak- balik setiap 15 menit. Setelah itu sampel ditambahkan dengan 40 JlI 10% SDS dan 8 -I 0

JlI proteinase-K (10 mg mL ), kemudian diinkubasi 1 jam pada suhu 37 C dAn dibolak balik ()

setiap 15 menit. Kemudian sampeI ditamhahkan dengan 100 JlL CTAB pada suhu 65 C, o

dibolak-halik dan diinkubasi pada suhu 65 C selama 20 menit. Selanjutnya ke dalam sampel

ditamhahkan 0.5 m] chloroform:isoamilalkohol (CI) 24:1, diholak-balik kemudian

disentrifugasi selama 10 menit dengan kecepatan 5000 rpm. Bagian fase cair dipindahkan ke

tabung mikro bam kemudian ditambahkan dengan 0.6 mL isopropanol dingin dan dibolak­

balik hingga nampak benang-benang DNA, kemudian dibiarkan seIama 20 menit pada suhu

mango Setelah itu dilakukan sentrifus selama 10 menit pada kecepatan 5000 rpm. Supematan

dibuang dan pelet ditambahkan 0.5 JlL 70 % etanol dingin kemudian disentrifus 5 menit pada

5000 rpm. Etanol dibuang dan pelet DNA dikering anginkan pada subu mango Kemudian

pelet DNA diresuspensi dengan 25 JlL ddH20 steril selanjutnya disimpan di lemari pernbeku

o pada suhu -20 C.

Amplifikasi gen 16S-rRNA menggunakan mesin Polymerase Chain Reaction (PCR)

(Gene Amp PCR system 2400, Perkin Elmer, Biosystem, USA) dengan primer universal

spesifik untuk bakteri (Research Biolab, Singapore) yaitu 63f (5' -CAG GCC TAA CAC

ATG CAA GTC-3') dan 1387r (5'-GGG CGG WGT GTA CAA GGC-3') (Marchesi et al.

1998). Sejumlah 25 JlI master mix dimasukan ke dalam tabung mikro bam yang terdiri atas

15.5 J.tL ddH20 2.5 J.tL lOx bufer, 1 JlL 10 mM dNTP, masing-masing 1.25 J.tL primer 63f,

dan 1387r, 0.5 JlL Taq Pol dan 3 J.tL DNA template dimasukkan ke mesin PCR. Kondisi PCR 000

adalah: pre PCR (94 C, 2 menit), denaturasi (92 C, 30 detik), elongasi (75 C, 1 menit) dan o

post PCR (75 C,5 menit) denganjumlah siklus 30. Hasil amplifikasi gen diverifikasi dengan

elektroforesis menggunakan gel agarose 0.7% dengan penanda DNA 1 kb lader (Promega,

USA). Amplikon DNA gen 16S-rRNA akan muncul pada posisi 1.3 kb. SampeI kemudian

dimurnikan (Promega, USA), untuk selanjutnya disekuen dengan DNA sequencer (ABI Prism

3100-Avant Genetic Analyzer, Applied Biosystem, USA) di PT. Charoen Pokphand Thk,

Jakarta Data sekuen di bandingkan dengan data di GenBank dari database The National

Center for Biotechnology Information (NCBI) (bttp:llwww.ncbi.nlm.nih.gov), menggunakan

program Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) untuk mengetahui kemiripan spesies

isolat uji dengan spesies Bacillus lainnya. Analisis kekerabatan (filogenetika) dilakukan

dengan terlebih dahulu melakukan multiple sequence ailigment dengan program ClustalW

dari European Biotechnology Information (EBI) (www.ebi.ac.uklclustalw) kemudian data

digunakan untuk pembuatan pohon filogenetik dengan program TreeCon (Van de Peer &

Watcher 1997).

Flowchart (Diagram Alir Penelitian)

Sampel usus ikan Nila, air kolam dan sedimen.

Isolat murni patogen :

A.hydrophila, Mfortuitum, s.aga/actiae

Isolasi dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat

Isolat Bakteri Asam Laktat mumi

A. Sa/monicida, Edwarsiella tarda

/ r---~-=----r-----------------------, Seleksi BAL potensial dengan metode cakram (uji tan tang)

1 IsolatBAL Biokontrol Potensial

J Pengendalian biofilm patogen (dengan biomassa sel BAL dan

senyawa antimikrob

Pembentukan Biofilm patogen pada berbagai permukaan padat (plastik dan sisik ikan)

-+ Luaran tahun I

Uji patogenitas

Identifikasi

Enkapsulasi dan

Karak;terisasi

Kapsul Probiotik Luaran Tahun n

BAB5

BASIL DAN DISKUSI

Perneriksaan Kern urnian Kultur BAL Potensial

Untuk memastikan kemurnian isolat BAL yang diuji dilakukan peremajaan

isolat dan dilakukan karakterisasi dengan uji pewarnaan Gram dan uji katalase (Tabel 1).

Hasil yang diperoleh menunjukan isolat memiliki ciri-ciri umum bakteri asam laktat,

Gram positif, katalase negatif dan koloni bewarna krem-putih, sedangkan bentuk sel

batang. Isolat EK2 dan AK5 sudah diidentifikasi sebagai Lactobacillus agilis dan L.

plantarumn (Sitepu et af. 2013; Mayasari et al. 2013). Isolat Sp7 dan UM 1 be]um

teridentifikasi, namun sudah dikarakterisasi secara morfologi (Sitinjak 2015; Hutagaol

2015).

Tabel 1 Pemeriksaan Ulang Karakteristik Kultur Bakteri Asam Laktat

Jenis Isolat AK5 EK2 Sp.7 UMI

EKz Lactobacillus agilis

Pewarnaan Gram Bentuk Koloni Uji Kaialase Gram positif Batang Negatif Gram positif Batang Negatif Gram positif Batang Negatif Gram positif Batang Negatif

Sp 7 dan UMI belum teridentifikasi EK5 Lactobacillus plantarum

4.1 Patogenisitas Lactobacillus plantarum terhadap Bibit lkan Nila

Salah satu syarat kandidat probiotik ialah tidak patogen terhadap inang. Basil uji

patogenisitas isolat BAL terpilih L. plantarum dengan inokulasi kultur ke air

pemeliharaan bibit ikan Nila menunjukan tidak terdapat gejaJa penyakit terhadap ikan

seielah pengkulturan bersama selama 20 hari. Angka laju ketahanan ikan didapatkan

97%, sedangkan kontrol negatif (tanpa inokulasi BAL) didapatkan laju ketahanan yang

lebih rendah yaitu 66%. Hal ini menunjukkan isolat L. plantarum tidak patogen,

malahan meningkatkan laju ketahanan ikan. Namun berbeda dengan ketahanan, laju

pertumbuhan spesifik perlakuan dengan isolat BAL, lebih rendah daripada kontrol

negatif (Tabe12). L. agilis juga tidak patogen terhadap ikan (hasil tidak ditampilkan).

Tabel 2. Uji patogenisitas isolat kandidat probiotik (Lactobacillus plantarum) terhadap ikan setelah kontak 20 hari

Perlakuan

Kontrol negatif Kontrol patogen Pemberian isolat BAL

Laju Ketahanan Ikan (%)

90 64 93

Enkapsulasi Sinbiotik dengan Teknik Esktrusi

Laju Perturnbuhan Spesifik Ikan (%)

2,46 1,81 1,94

Enkapsulasi dilakukan terhadap 4 isolat BAL potensial asal kolam ikan Nila

(EK2, AK5), usus ikan Gurame (Sp7) dan usus ikan Mas (UM!) yang telah diuji daya

hambatnya berturut-turut terhadap patogen ikan seperti Streptococcus agalactiae,

Mycobacterium !urluitum, Aeromonas salmonicida, dan Edwarsiella tarda. Setelah

dilakukan enkapsulasi dengan metode ekstruksi diperoleh kapsul sinbiotik yang memiliki

jumlah sel masing-masing isolat sekitar log 9 log CFU/ml (Tabel 3). Jumlah ini sudah

memenuhi standar jumlah sel untuk suatu probiotik. Ukuran bola kapsul 2-5 mm, warna

krem keputihan dan tekstur kenyaL Kapsul terdiri atas 2 lapis bahan penyalut, tepung

gumfsusu skim serta tepung inulin sebagai prebiotik. Penyalut isolat AK5 dan UMl

terdiri atas tepung gum dan alginat sedangkan isolat EK2 dan dan SP} disalut dengan

susu skim dan alginat.

Gambar 1. Bola-bola kapsul isolat-isolat BAL yang disalut dengan tepung gum/skim, alginat dan tepung inulin sebagai prebiotik (Perbesaran lOx)

Tabel 3. lumlah sel terenkapsulasi dengan teknik ekstrusi menggunakan bahan pengkapsul Ca-alginat dan penambahan prebiotik*

Isolat Populasi Sel Log CFU/ml/g

EK2 2,7 x 109 CFU/g kapsul basah 9,43

AK5 3,2 x 109 CFU/g kapsul basah 9,51

Sp. 7 2,4 X 109 CFU/g kapsul basah 9,38

UMl 2,2 x 109 CFU/g kapsul basah 9,34

EK2 = L.agilis Sp 7 dan UMI = belum teridentifikasi AK5 = L. plantarum

4.2 Pengeringan Mikrokapsul

Pengeringan dilakukan terhadap kapsul sinbiotik untuk mencegah kontaminasi

kapang-kamir, akan tetapi periu diperhatikan beberapa hal dalam pengeringan yaitu

SUh11. sehing}!8 tidak melnbunuh sel atau menlsak bpsul. Sehingga pengeringan

....---------------------, ---------------------------------------------------,

Grafik Penurunan Populasi Sel SP 7 Setelah Pengeringan

. I

Grafik Penurunan Populasi Sel UM 1 Setelah Pengeringan

10g,38 9.37 9,36 9,33 9,3 9,28 9,15 9,12 9,17 9.14 906

• • • • • • • • • • ' US 9 • -~ 8~9 8,07 -

~ E e ~ 7 ~ v E. 6 c ~ 5· B ~ .. Ii on

1 :

o ;

9,59,34 9,339;32 9,3 9 n , 9,23 919 ~ ........ -- ' 9,14 9 11 909

' , 9,03

E 9 ~ ~ ::l ... v .. g 8,5

" .. s: ! ~ 8 ;; 1/1 .. .!

" ~ 7,5 -...

7 -

8,81 8,79

o 30 60 90 120 150 180 210 240 170 300 360 390 420 450 480 om6090m~wm~m~ •• m~~~

Waktu{jarn) Waktu (menit)

Gambar 2. Ketahanan populasi sel BAL selama pengeringan pada suhu 40°C

Viabilitas mulai turun pada pengeringan setelah 3 jam namun penurunan tidak signifikan.

Sampai jam ke-9 (540 mnt) pada isolat AK 5 dan UM 1 masih terdapat sekitar 8 log dari

sekitar 10 log CFU/ml pada kapsul segar (Tabel 5). Ke-empat isolat memperlihatkan

ketahanan yang hampir sarna di dalarn kapsul selama pengeringan. Zayed & Roos

(2004) menyatakan penambahan disakarida Trehalosa ke dalam bahan penyalut bertindak

sebagai pelindung terhadap sel ragi terhadap tekanan lingkungan seperti panas, dehidrasi

dan suhu beku. Pada penelitian ini ditambahkan tepung gum atau Trehalosa.

Pengaruh subu penyimanan terhadap viabilitas sel dalam kapsuJ

Hanya dua macam temperatur yang dipakai sebagai temperatur uji yaitu suhu

kulkas 4 °c dan suhu ruang (±28 DC). Penyimpanan di kulkas meupakan tempat yang

umum, sedangkan pengujian pada suhu kamar lebih kepada melihat kemungkinan

penyimpanan yang paling murah dan mudah. Semua isolat terenkapsulasi sinbiotik

memperlihatkan kecenderungan viabilitas yang sarna, penyimpanan pada suhu dingin

dalam kulkas lebih dapat mempertahankan viabilitas daripada di suhu ruang. Pada

pengujian selama 4 minggu dengan pengamatan setiap 1 minggu, terlihat jumlah sel

menurun secara gradual, namun jumlah penurunan tidak signifikan. Ketahanan sel isolat

AK 5 dalam kapsul sinbiotik setiap minggunya hanya berkurang sekitar ] -2% pada suhu

4°C, hingga menyisakan sekitar 95% viabilitas setelah penyimpanan 4 minggu.

I

~

Penyimpanan pada suhu ruang penurunan setiap minggunya berkurang sekitar 2-4%.

Berbeda dengan isolat EK 2 pada suhu kamar jumlah sel pada minggu 1-3 relatif stabil

tapi setelah minggu ke 3 sampai minggu ke-4 penurunan mencapai hampir 10%.

Grafik Ketahanan Sel AI( 5 Terenkapsulasi 5etelah Penyimpanan lOO)m ~rafik Ketahanan Sel EK 2 TerenkapsulasiSetelah Penyimpanan llUJ'{ . .~l!I lt16',

100.00\,

~ 'iO.iXJ';

i . ! ; SSN~-.

JS.w.,

Grafik Ketahanan Sel SP 7 Terenkapsulasi Setelah Penyimpanan lOO.fl)S Imfik Ketaha:~.SeI UM 1 Terenkapsulasi Setelah Penyimpalian 100M ~

lIlOJIr;,.....,:::"'-'-'-'--~ %)~.

• • < · ;

!I),w,;

! 85M • •

811.00\,

~~, '-, 'J4,l%

'-...,"

~" ''''-!9.l.'',

,26'; ~

..... 5o.I:o~tI

Ql~+s._ ~1lY,;

Gambar 3. Grafikjumlah populasi sel BAL terenkapsulasi selama waktu penyimpanan pada suhu ruang dan 4 °c

8\J~-+-luh,(4"(1

..... luhu""l>.~

Penurunan jumlah sel isolat SP 7 pada penimpanan pada suhu dingin hanya sekitar 2-

4%, sedangkan pada suhu ruang penurunanya sekitar 2-6%. Untuk isolat UMI

viabilitas sel selama penyimpanan pada suhu dingin dan suhu ruang tidak jauh

berbeda dengan isolat SP 7. Secara umum viabilitas pada suhu dingin setelah 4

minggu masih 90% sedangkan pada suhu ruang sekitar 85%.

Tingkat Kontaminasi Kapang

Pennasalahan dalam masa simpan produk kapsul berbahan dasar polisakarida

hidrokoloid ialah kontaminasi jamur. Kapsul yang diperoleh dalam penelitian ini

berupa gel yang kenyal dengan kadar air yang diduga cukup tinggi (ada penelitian

ini tidak dilakukan pengukuran kadar air). Pengamatan terhadap kontaminasi

jamur dan khamir dilakukan terhadap sinbiotik isolat-isolat BAL terpilih AK5,

EK2, UM1 dan Sp7 selama masa penyimpanan (4 minggu) pada 2 macam suhu uji

4 °c dan suhu ruang (±28 DC). Hasil pengamatan menunjukan kontaminasi

umumnya terjadi pada penyimpanan pada suhu ruang. Kelompok pengkontaminan

didapatkan hanya dari kelompok khamir, tidak ditemukan jamur. Tingkat

kontaminasi termasuk katagori rendah yaitu sekitar 1-1.6 log CFU/g dimulai pada

minggu ke-3 dan meningkat pada minggu ke-4.

Tabe14. Tingkat kontaminasi khamir pada kapsul sinbiotik isolat-isolat BAL selama masa penyimpanan.

Total khamir (CFU/gram)/ minggu Log CFU/gram/minggu

Kode Suhu Isolat (0C) 2 3 4 2 3 4

4 11 1,04

EK2 Ruang 10 34 1,00 1,53

4

AK. 5 Ruang 13 45 1,11 ],65

4 10 1,00

SP 7 Ruang 10 39 ],00 ],59

4

UMI Ruang 12 40 1,08 1,60

Kecepatan Sel Terbebas pada pH Netral

Kecepatan sel terbebas dari bola kapsul sinbiotik yar:.g diinkubasi pada pH

7.4 (PBS) bervariasi untuk setiap isolat, walaupun pada menit ke-30 umumnya sel

terdeteksi sudah bebas pada kisaran 35-50% dari jumlah awal antara log 8-9

CFU/ml/g. Setelah itu teIjadi peningkatan secara teratur seiring dengan peningkatan

waktu inkubasi. Isolat EK2 terbebas hampir 90% pada menit ke-90 dan hampir

sempuma pada menit ke-180 dan hal ini stabil sampai menit ke 300. Hal ini berbeda

dengan isolat AK5, SP7 dan UMI yang barn terbebas sekitar 70-75% pada menit ke

90 dan baru mendekati 100% pada menit ke 180. Mulai dari men it ke 180 sampai

menit ke-300 pembebasan sel dari kapsul pada semua isolat stabil

Tabel5. Persentase sel terbebaskan selama waktu inkubasi dalam PBS pH 7.4

Persentase sel terbebaskan (%/menit) Isolat

-~-.--"~""

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

EK2 45,13 74,23 89,45 92,]2 98,19 98,25 98,29 98,33 98,45 99,63

AK5 49,18 63,98 77,69 82,99 97,17 98,10 98,15 98,39 98,54 99,42

SP 7 35,59 56,88 76,89 88,45 91,75 98,10 98,19 98,67 98,86 99,87

UM I 41,43 67,34 72,99 85,77 96,83 97,12 98,40 98,99 99,15 99,75

Ketabanan Sel Bebas dan Terenkapsulasi pada Simulasi pH Iambung dan usus

Pada Tabe1 5 dapat dilihat bahwa pada simulasi pH asam lambung (pH 2)

viabilitas sel bebas menurun secara pasti setiap menit pengamatan. Pada 1 jam pertama

viabilitas turun sekitar 2 log CFU/ml dan 1 jam berikutnya turon 5 log CFU/ml dan

jumlah awal 10 log CFU/ml. Kalau dibandingkan dengan sel yang disalut dengan alginat

dan tepung b'1lll1 Arabic/susu skim, sel bertahan dalam kapsul dalam jumlah yang cukup

tinggi selama pengamatan yaitu 8 log CFUi.nl selama 1,5 jam dan hanya turun sekitar 1

log CFU/ml setelah 2 jam. Jadi imobilisasi sel dengan kapsul alginat dan tepung gum

Arabic/susu skim efektif meJindungi se] dari pH asam lambung.

Pada kondisi pH cairan usus (pH 6.8) seJ bebas hanya tersisa sekitar 50% dan

jumlah sel awal (10 log CFU/ml), sedangkan sel terenkapsulasi yang bertahan dalam

kapsul, pada pH lambung mulai turun. Pada 30 menit pertama terdapat sel hidup sekitar

7 log CFU/ml kernudian menurun cepat setiap 30 menit berikutnya. Pada menit ke-180

jmlah sel hidup dalam kapsul tersisa sekitar 2 log CFU/ml. Hal ini menandakan bahwa

pori kapsul alginat merenggang pada pH usus sehingga mernbebaskan sel-sel yang

terperangkap. Artinya kapsul sinbiotik dapat melindungi dan menjaga viabilitas sel dalam

kapsul dan melepas sel pada tempat yang sesuai yaitu di usus, dimana peran probiotik

diharapkan dapat bekeIja.

Uji Viabilitas Sel Bebas dan Sinbiotik Terenkapsulasi dalam Simulasi pH Asaro Larobung dan Cairan Usus Ikan

Tabel 6. Viabilitas Sel Bebas (log CFU/ml) Terhadap Cairan Asam Lambung Tiruan (pH 2) dan Cairan Usus Tiruan (pH 6,8)

Cairan Asam Lambung Tiruan (pH 2) selama 2 jam Cairan Usus Tiruan (pH 6,8) selama 3 jam Isolat

0 30 60 90 120 30 60 90 120 150 180

EK2 10,32 9,08 7,56 6,79 5,99 4,32 4,12 4,45 4,67 4,71 4,69

AK5 10,67 9,34 7,86 6,30 6,04 5,78 4,91 4,67 4,75 4,71 4,63

SP 7 10,13 8,95 7,12 5,87 5,12 4,45 4,06 4,12 4,10 4,04 3,99

UM1 10,28 9,43 8,16 6,92 5,60 4,98 4,38 4,17 4,28 4,29 4,19

Tabel 7. Viabilitas Sel Terenkapsulasi (log CFU/ml) Terhadap Cairan Asam Lambung Tiruan (pH 2) dan Cairan Usus Tiruan (pH 6,8)

Cairan Asam Lambung Tiruan (pH 2) selama 2 jam Cairan Usus Tiruan (pH 6,8) selama 3 jam Isolat

0 30 60 90 120 30 60 90 120 150 180

EK2 8,17 8,11 8,03 7,98 7,74 7,19 6,45 4,98 3,12 2,95 2,01

AK5 8,28 8,16 8,08 8,01 7,81 7,34 6,95 5,11 4,01 2,43 2,25

SP 7 8,07 8,01 7,92 7,89 7,71 7,32 6,24 5,59 4,04 3,11 2,29

UMl 8,09 8,04 7,95 7,80 7,68 7,21 6,48 5,12 4,67 3,09 2,38

BAB6 KESllWPULANDANSARAN

• Bahan pengkapsul Ca-alginat, kacang arab dan prebiotik inulin dengan teknik ekstrusi menghasilkan kapsul dengan ciri yang memenuhi standar: ukuran, jumlah sel terperangkap

• Pengeringan selama 4.5 jam pada suhu 40°C masih memberikanjumlah sel yang cukup untuk probiotik tapi optimal pada 3 jam

• Penyimpanan kapsul probiotik selama 1 bulan pada suhu ruang masih menyisakan sel 87 % CFU/mI, pada 4 OC menyisakan sellog 95%

• Tidak ada kontaminasi kapanglkhamir pada penyimpanan 1 bulan pada 4 OC, tapi pada suhu ruang terdapat kontaminasi yang sangat rendah 10-50 sel selama inkubasi

• Pelepasan sel pada pH 7.4 (usus) mulai setelah 30 mnt dan maksimal setelah 2.5 jam sampai 4.5 jam

•

DAFTARPUSTAKA

Anal, A K, and H. Singh. 2007. Recent advantages in microencapsulation of probiotics

for industrial applications and targeted delivery review. Trends in Food Science and Technology. 18: 240-251.

Ayuningtyas AK., 2008. Efektifitas campuran meniran Phyllanthus niruri dan bawang putih Allium sativa untuk pengendalian infeksi bakteri Aeromonas hydrophila pada ikan Iele dumbo Clarias sp. Skripsi. Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Azizpour, K, 2009. Biochemical characterization of lactic acid bacteria isolated from Rainbow trout (Oncorinchus mykiss) of West Azarbaijin, Iran. Res . .J. BioI. SCi., 4(3) : 324-326

Cai Y, Suyananda P., Saman P., and Benno Y, 1999. Classification and characterization of lactic acid bacteria isolated from the intestines of common carp and freshwater prawns . .J. Gent. Applied Microbiol45 : 177.

Caridi, A, 2002. Selection of Escherichia coli inhibiting strains of Lactobacillus paracasei subsp. paracasei. J Ind Microbiol. Biotechnol. 29 : 303-308.

Chaiwarith, R., Jullaket,W., Buncoo, M., Nuntachit, N., Sirisanthana, T., Supparatpinyo,

K 2011. Streptococcus agalactiae 1n Adults At Chiang Mai University Hospital:

A Retrospective Study. BMC Infectious Diseases. 11 : 149.

Chopra, A.K., Xu, Xi, Ribardo D., Gonzales M., Kuhl K, Peterson 1.W., and Huston C. W., 2000. The Cytotoxic Enterotoxin of Aeromonas hydrophila Induces Proinfiamantory Cytokine Production and Metabolism in Machrophages. 1. Injection and Immunity 68(5) : 2808-2818

Delannoy, C.M.l., Crumlish, M. , Fontaine, M.C., Pollock, J., Foster,G, Dagleish, M.P., Turnbull, J.F., and Zadoks, R.N. 2013. Human Streptococcus agalactiae strains in Aquatic Mammals and Fish. BMC Microbiology. 13:4]

Donlan, R.M., 2001. Biofilm and Device-Associated Infections. J. Emerging InfectiOUS Diseases. 7(2): 277-281.

Feliatra, Irwan E., dan Edwar S., 2004. IsoIasi dan identifkasi bakteri probiotik dari ikan Kerapu Macan (Ephinephelus fuscogatus) dalam upaya efisiensi pakan ikan. 1. Natur Indonesia 8(2): 75-80.

Garcia de la Banda, L, 0. Chereguini, and 1. Rasines. 1992. Intluencia de 1a adici6n de bacteria hkticas en el cultivo larvario del rodaba110 (Scophthalmus maximus L.). 1301. Inst. E,p. Oceanogr.8:247-254

Gatesoupe, F. l. 1990. The continuous feeding of turbot larvae, Scophthalmusmaximus, and control of the bacterial environment of rotifers. Aquaculture 89: 139-148

Harahap D, lamilah I, Rusmarilin H. 2013. Isolasi dan identifikasi bakteri asam laktat perairan tawar dalam menghambat bakteri Aeromonas hydrophila. Biosain Unimed 3(1): 43-49

Harzevili, A. R. S., H. Van Duffel, P. Dhert, J. Swings, and P. Sorgeloos. 1998. Use of a potential probiotic Lactococcus lactis AR21 strain for the enhancement of growth in the rotifer Brachionus plicatilis (Muller} Aquacult.Res. 29:411-417

Irianto A., 2005. Patologi Ilmn Teleostei. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

lafar, Q.A., Sameer, A., Salwa, A., Samee, A., Ahmed, A., Faisal, A. 2009. Molecular investigation of Streptococcus agalactiae isolates from environmental samples and fish specimens during a massive fish kill in Kuwait Bay. African J. of Microbiology Research. 3 (1) : 022-026.

lamilah 2011. Penapisan Bacillus dan Karakterisasi Protease dan Amilase Ekstraseluler

yang dihasilkan untuk: Degradasi Sisa Pakan pada Budi Daya Udang. Disertasi :

Institut Pertanian Bogor.

lamilah dan Priyani, 2012. Efektivitas Bacillus sp. penghasil senyawa antimikroba dalam membunuh sel biofilm patogen opurtunis pada budidaya udang. Laporan akhir penelitian desentralisasi skim hibah bersaing. Lembaga Penelitian Universitas Sumatera Utara.

Li, X. and X. Chen 2009. Drying of Micro-Encapsulated Lactic Acid Bacteria Effects of

Trehalose and Immobilization on Cell Survival and Release Properties. Journal of

Ocean University of China. 8(1): 39-44.

Lyhs, U., Korkeala H., and Bjoorkroth J., 2002. Characterization of Lactic Acid Bacteria from spoiled, vacuum packed gravid rainbow trout using ribo typing. Int. J. Food Microbiol. 72: 147-153.

Mayasari, U, lamilah I, Rusmarilin H. Penapisan dan Identifikasi Bakteri Asam Laktat Asal Perairan Tawar Lokal dalam Menghambat Patogen Streptococcus agalactiue

Messi P., Bondi M., Sabia c., Battini R., and Manicardi, G., 2001. Detection and preliminary characterization of a bacteriocin (plantaricin 35d) produced by a Lactobacillus plantarum strain. J. Int. FoodMicrobiol. 64: 193-198.

Moriarty DJW . 1999. Diseases Control in Shrimp Aquaculture with Probiotic Bacteria. Microbial Biosystem: New Frontiers. Proceding of 8 th, International Symposium on Microbial Ecology; HalifaCanada. Canada: Atlantic Canada Society for Microbial Ecology.

Noga, lE., 2000. Fish disease diagnosis and treatment. Lowa State Press, USA pp 366.

Pasnik, D.J., Evans, II and Klesius, P.R. 2009. Fecal Strings Associated with Streptococcus agalactiae Infection in Nile Til apia, Oreochromis niloticus. J. Veterinary Science. 3 : 6-8.

Prevost, H, and Divies, C, 1992. Cream fermentation by a mixed culture oflactococci entrapped in two-layer ca1ciumalginate gel beads. Biotechnol. Lett., 14: 583-588.

Robertfroid, M. B. 2000. Inulin-type fructans: Functional food ingredients. Florida: eRe Press.

Ringo E., and Gatesoupe F.J., 1998. Lactic acid bacteria in fish. J. Aquaculture. Rev. 160: 177.

Salminem S. A.Y, and Ouwehand A.C., 2004. Lactic Acid Bacteria, Microbiology and Fungtional Aspects. Third Eds. Marcel Dekker. New York-Basel.

Savadogo, A., Ouattara A.T.C, Basso]e HN.I., & Traore S.A. 2006. Bacteriocins and lactic acid bacteria - a min ire view. Afric. J. Biotechnol. 5 (9): 678-683

Sheehan, 8., Lauke, L., Sheng, Lim, W.K., Wong, F., Chan, J., Komar, C, Wendover, N., Grisez, L. 2009. Streptococcal diseases in farmed tilapia. Aquaculture Asia Pacific. 5(6).

Sheu, T. Y., and R. T. Marshal. 1993.Microentrapement of Lactobacili in calcium alginate gels. Journal of Food Science. 54: 557-561.

Sitepu DW, Jamilah I, Rusmarilin R 2013. Uji antagonistik Mycobacterium fortuitum dengan menggunakan senyawa antibakteri ekstrak kasar bakteri asam laktat perairan tawar.

Sultana, K., G. Godward, N. Reynold, R Arumugaswamy, P. Peiris and K. Kaisalapathy. 2000. Encapsulation of probiotic bacteria with alginate-starch and evaluation of survival in simulated gastrointestinal condition and in yoghurt. International .foumal of Food Microbiology. 62: 47-

Verschuere L, Rombaut G, Sorgeloos P, Verstraete W. 2000. Probiotic bacteria as biological control agents in aquaculture. Microbiol Mol Bioi Rev 64: 655- 671.

Wang, K., Chen, D., Huang, L., Lian, R, Wang, 1., Xiao, D., Geng, Y., Yang, Z., Lai, W. 2013. Isolation and Characterization of Streptococcus agalacliae from Nile Tilapia Oreochromis niloticus in China. African J of Microbiology Research. 7 ( 4) : 31 7-323.

Wang X-fool, Jun L, Wei-Shang l Huai-Shu X 1998. Appication of aquaculture. Qiangdao: Ocean University of http://wv{w.alken.muray.comlChina98.htm [2 Agustus 2005].

probiotic in Xingdao,

Wardani, dkk 2013. Inventarisasi Bakteri yang Berpotensi sebagai Probiotik dari Usus Ikan Bandeng (Chanos chan os ). Semarang. J.Aquaculture Management and Technology Vo12, Nol, Th 2013, Halaman 75-86

Widanami. 2004. Penapisan bakteri probiotik untuk biokontrol vibriosis padalarva udang windu: konstruksi penanda molekuler dan esei pelekatan [Disertasi]. Bogor: Sekolah Pasca Sarjana, IPB.

Widiyanto T, Rusmana I, Hermawan T. 2008. Kemampuan bakteri denitrifikasi asal tambak udang dalam menurunkan senyawa nitrat dan nitrit. Limnotek 15: 22-30.

Wood, K. A. 2010. Synbiont Production and Encapsulation. [Thesis]. Saskatoon: Department of Food and Bioproduct Sciences, University of Saskatchewan.

Zayed, G., and Roos, Y. H., 2004. Influence of trehalose and moisture content on survival of Lactobacillus salivarius subjected to freeze-drying and storage. Froc. Biochem., 39 (99): 1081-1086.

Zhou X-X, Wang Y-B, Li W-F. 2009. Effect of probiotic on larvae shrimp (Fenaeus vanname i) based on water quality, survival rate and digestive enzyme activities. 1. Aquaculture 287: 349-353.

Ziaei-Nejad S, Rezaei .MH, Takami GA, Lovett DL, Mirvaghefi A-R, Shakouri M. 2006. TIle effect of Bacillus spp. bacteria used as proiotics on disgestive enzyme activity, survival and growth in the Indian white shrimp Fenneropenaeus indicus. Aquaculture 252: 516-524.

Zayed, G., and Roos, Y. H., 2004. Influence of trehalose and moisture content on survival of Lactobacillus salivarius subjected to freeze-drying and storage. Proc.

Biochem., 39 (99): 1081-1086.

DAFTAR LAMPlRAN

Lampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota Tim Peneliti

Ketua Peneliti

A Identitas Diri

1.1 Nama Lengkap Dr. It Jamilah, M.Sc. 1.2 labatan Fungsional Lektor 1.3 NIPINIK/No. Identitas Lain 19631012 1991 032003/0012106305 1.4 Tempat dan Tanggal Lahir Padang 12 Oktober 1963 1.5 Alamat rumah J1. Sembada V 125 Kompleks Kosema,

Medan Selayang 1.6 Nomor teleponIFax -1.7 NomorHP 081387839793 1.8 Alamat Kantor J1. BioteknologiNo. 1 Kampus USU

Medan 20155 1.9 Nomor TelepfonlFax 8223564 1061 8214290

1.10 Alamat e-mail It jamilah@yahoo.com 1.11 Lulusan yang telah SI = 23 orang S2= 8- orang

dihasilkan S3 = - orang 1.12 Mata Kuliah yang Diampu 1. Mikrobiologi (dasar, pangan

I dan Industri)

2. Enzimologi 3. Prinsip Bioteknologi

B. RlWAYAT PENDIDlKAN

2.I.Program SI S2 S3

2.2.NamaPT Universitas Andalas Mississippi State - IPB Univ.

.-2.3.Bidang IImu Biologi IImu dat, Teknologi -Biologi

(Mikrobjologi) Pangan (Mikrobiologi) (Mikrobi%gi Pangan)

2.4. Tahun Masuk 1984 I 1993 -2002 I I

i I

2.5. Tahun Lulus 1990 1996 -2011

2.6.Judul Skripsi/ Isolasi bakteri pada Aeromonas Penapisan Thesis/Oisertasi daging ayam yang hydrophyfa: Biofilm Bacillus sp dan

dijual di kota fonnation and karakterisasi

P d a ang C tr 1 on 0 enzlm t pro ease dan amilase yang dihasilkan

C. PENGALAMAN PENELITIAN

No. TopikRiset Tahun Pend ana an 1 Seleksi dan karakterisasi Bacillus untuk probiotik di tamba1< 2005-2006 Dikti Rp 10 j uta

udang 2 Karakterisasi protease dan ami lase Bacillus untuk degradasi 2006-2010 Dikti Rp 18 juta

pakan udang pada budi daya udang 3 Pengembangan dan pemanfaatan Bacillus proteolitik dan 2010-1011 Dikti Rp 34 j uta

amilolitik untuk meningkatkan kualitas air tambak udang

4 Efektivitas Bacillu<; sp. penghasil senyawa antimikrob dala 2012 Dikti Rp 45 juta menghambat patogen oportunistik dari tambak udang (tabun I)

5 Efektivitas Bacillus sp. penghasil senyawa antimikrob dalan 2013 Dikti Rp. 50 juta mengontrol biofilm patogen opurtunis pada budi daya udan! (tabun II)

6. Eksplorasi bakteri asam laktat Asal Sumatera Utara sebagai 2014 Dikti Rp. 57 juta I biokontrol bakteri patogen pada ikan airtawar

D. PENGALAMAN PENGABDIAN KEPADA MASY ARAKA T I

No Topik Lokasi Waktu Pendanaan LPPM-USU

Sosialisasi Pendidikan Biologi di Tanjung Gusta, 2012 Rp 3 juta Lembaga Pemasyarakatan Anak di Medan Medan

I

E. PENGALAMAN MENULIS ARTIKEL ILMIAH DALAM JURNAL

N Tahun J udul Artikel Volume Nama o. Nomor jumal

1. 2009 Activity of protease and amylase Volume 3 Microbiologi Indonesia

enzymes from Bacillus spp. Isolated No.2 from shrimp ponds

2. 2012 Seleksi bakteri penambat nitrogen dan Volume 1, Jumal Saintia Biologi

penghasil hormon IAA (Indole Acetic No.1 I Acid) dari rizosfer tanah perkebunan I kedelai (glycine max L )

3 2013 Produksi dan karakterrisasi enzim lipase dari Volume 1, ~urnal Saintia Kimia Pseudomonas aeruginosa dengan

No.2 menggunakan induser minyak jagung dan kofaktor Na + dan Co +

~

4

5

6

7

8

--

2012 Viabilitas dan keriap Bacillus sp. BK17 Volume 1, JurnaI Sain Biologi dan Enterobacter sp BK15 pada sumber No.1 karbon dan nitrogen yang berbeda

2012 Pengendalian sel biofilm bakteri patogen Volume 1, ~umal Sain Biologi oportunistik dengan panas dan klorin No.1

2013 Uji antgonistik Bakteri Asam Laktat Volume 1, urnaI Biosains Unimed yang diisolasi dari Pliek-U terhadap No.3 bakteri Escherichia coli ATCC25922

2013 Isolasi dan identifikasi Bakteri Asam Volume 1, urnal Biosains Unimed Laktat peralTan tawar dalam No.3 menghambat Bakteri Aeromonas hydrophi/a

2013 Uji antagonisuk Mycobacterium Volume 1, urnal Biosains Unimed furtuitum dengan menggunakan No.3 Senyawa antibakteri ekstrak kasar Bakteri Asam Laktat perairan tawar

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan

dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Dan apabila temyata di kemudian hari

dijumpai ketidak sesuaian dengan kenyataan? saya sanggup menerima resikonya.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi persyaratan

sebagai saalah satu kelengkapan hibah penelitian Hibah Bersaing 2015

Medan, 1 Desember 2015

Ketua Peneliti

METERAI~. .. .,. .... ~~I. •... ~~r' . /Y

D.~1~. / /. J r:1~<::. ,~r<_··· ,' ... r ", u ~.,~, .. -- .'

""'.~ ."... ~..,

{Dr. It Jamilah, MSc.)

Biodata Anggota

I. IDENTITAS DIRI 1 Nama Lengk~(dengan gelar) Prof Dr. Dwi Suryanto 2 Jenis Kelamin Laki-Iaki 3 Jabatan Fungsional Guru Besar 4 NIPINIKlIdentitas Iainnya 196404091994031003 5 NIDN 0009046404 6 Tempat dan tanggaI lahir Sungailiat, 9 April 1964 7 E-mail d.survanto@l~cos.com

8 Nomor TeleponIHP 08126328916 9 Alamat Kantor Jln. Bioteknologi No. 1 Kampus USU 10 Nomor Telepon/Faks 0618219603 11 Lulusan yang telah dihasilkan SI: 32; S2: 15 12 Mikrobiologi Mikrobiologi

Mikrobiologi LinlZkll LU!.an Biologi Mikroba Pengendali Hayati

II. RIW A Y A T PENDIDIKAN 2.1. Program Sl S2 S3 2.2. NamaPT UGM Yogyakarta Michigan State IPB Bogor

University, USA 2.3. Bidang IImu Biologi Entomologi Mikrobiologi 2.4. Tahun 1982 1991 1996 Masuk 2.5. Tahun Lulus 1987 1993 2001 2.6. Judul Pengaruh pemberian A survey of ants as Selection and SkripsiIT esis Furadan 3 G candidates jar characterization of

terhadap populasi potential bacterial isolates for Collembola dan biological control monocyclic aromatic Acarina of pear p~ylla degradation.

(Cacopsylla pyricola (Foerster)) in Michigan.

2.7. Nama Dr. J usup Subagja Dr. James W Prof Dr. A.'1tonius Pembimbing Johnson Suwanto

III. PENGALAMAN PENELITIAN No Tahun I Judul Penelitian

I Sumber

Pendanaan lumlah

1. 2003-2004

(Juta Rp.) ~

Eksplorasi dan upaya pemanfaatan Dikti' IPP isolat Bacillus thuringiensis lokal I 73,5 Sumatera Utara untuk tujuan TPM pengendalian hama (Ketua Hibah I 73,5 Pekerti l)(USU-IPB) +-.

f-2-.--+-2-0-0-4-+-P-o-te-n-sC:-i --L->ob=-a-t-c-e-nd--"-a-w-a-n-C-=-a-n-o-dC:-e-rm-a-+--D-:-ik=-t-=-i -- ~----'J5

indigenous Sumatera Utara melalui uji biodiversitas genetik (Ketua Penelitian Dasar)

3. 2005- Eksplorasi bakteri kitinolitik: Dikti 73,1755 2006 Keragaman genetik gen penyandi

kitinase pada berbagai jenis bakteri dan pemanfaatannya (Ketua Hibah Bersaing 13)

4. 2008 Isolation and characterization of The Clean 35 thermophiles from North Sumatra's Production geothermal and their hydrolytic enzyme and potential (Ketua Peneliti) Regional

Cooperation Foundation, Taiwan

5. 2009 Biodiversitas mikroorganisme penghasil Dikti-DIPA 90, 797235 antimikroba dari TWA Sibolangit, USU Sumatera Utara (Ketua Hibah Penelitian Strategis Nasional 1)

6. 2012- Pengembangan biofungisida ramah Dikti-DIPA 150,115 2013 lingkungan berbasis bakteri USU

IV. PENGALAMAN PENGABDIAN PADA MASY ARAKAT --No Tahun Judul Pengabdian Pendanaan

Sumber Jumlah (Juta Rp.)

1. 2009 Pengetahuan mikrobiologi sederhana DIPAUSU untuk pengembangan wirausaha di kalangan siswa

V. PENGALAMAN PENULISAN ARTIKEL ILMlAH DALAM JURNAL

Suryanto D, Suwanto A. 2000. Seleksi dan isolasi bakteri pengurai senyawa hidrokarbon aromatic (Selection and isolation of aromatic hydrocarbon degrading bacteria). J Mikrobiollndones 5: 39-42.

Suryanto D, Suwanto A, Meryandini A. 2001. CJlllracterization of three benzoate degrading anoxygenic photosynthetic bacteria isolated from the environment. Biotropia 17: 9-17.

Suryanto D, Suwanto A. 2002.Effect of pH and NaCI concentration on benzoate utilization ofanoxygenic photosynthetic bacteria. J Mikrobioll ndones 7: 15-18.

Suryanto D, Suwanto A. 2003. Isolation and characterization q( a novel benzoate-utilizing Serratiamarcescens. Biotropia 21: 1-10.

Suryanto D, Nasution SK, Yumaliza. 2005. Potensi isolat bakteri dari kepiting batu untuk menghasilkan minyak ke1apa secara fermentasi (Bacterial isolates <?f mud-crab and their potential to produce coconut oil} .J Mikrohiol lndones 10: 14-16_

Suryanto D, Kelana TB, Nani N, Yumahza. 2005. Uji bioaktivitas ekstrak metanol daun tumbuhan serit Randialongiflora (Familia: Rubiaceae). Media Farmas; 13: 29-34.

5

Suryanto D, Andriani S, Nurtjahja K. 2005. Keragaman genetik Ganoderma spp. dari beberapa tempat di Sumatera Utara. Kultura 40: 70-76.

Nurtjahja K, Suryanto D, Winda L. 2006. Identifikasi jenis dan jumlah bakteri pada pasien mikosis kulit. J Bioi Sum 1: 1-2.

Suryanto D. 2006. Uji bioaktivitas pengharnbatan ekstrak metanol Ganoderma spp. terhadap pertumbuhan bakteri danjamur. J Sains Kimia 10: 31-34.

Suryanto D, Kelana TB, Munir E, Nani N. 2006. Uji brine-shrimp dan pengaruh ekstrak metanol daun tumbuhan pradep (Psychothria stipulacea Wall (Familia: Rubiaceae)) terhadap mikroba. Media Farmasi 14: 85-92.

Widhiastuti R, Suryanto D, Mukhlis, Wahyuningsih H. 2006. Pengaruh pemanfaatan limbah cair pabrik pengolahan kelapa sawit sebagai pupuk terhadap biodiversitas tanah. Kultura 41: 1-8.

Suryanto D, Chairani, Rusika D, Lubis NA, Yumaliza. 2007. Eksplorasi dan bioasai berbagai isolat Bacil!usthuringiensis lokal terhadap larva beberapa jenis serangga. (Exploration and bioassay of local isolates of Bacillus thuringiensis of North Sumatra to several insect larvae). Biota 12: 61-67.

Suryanto D. 2007. Is transposition really random? J Sains Kimia 11: 5-8. Suryanto D, Irmayanti, Lubis S. 2007. Karakterisasi dan uji kepekaan antibiotik beberapa

isolat Staphylococcusaureus dari Sumatera Utara. Media Kedokteran Nusantara 40: 104-107.

Suryanto D. 2007. Keragaman genetik beberapa isolat Bacillusthuringiensis asal Sumatera Utara (Genetic variability of several Bacillus thuringiensis isolates of North Sumatra). J BioI Sum 2: 1-3.

Suryanto D, Kelana TB. 2008. Uji antimikroba dan toksisitas ekstrak metanol daun blokar (Pipersarmentosum). (Antimicrobial and toxicity test of methanol extract ofblokar leaf(Piper sarmentosum)). J Bioi Sum 3: 57-60.

Suryanto D, Patonah S, Munir E. 2010. Control of Fusarium wilt of chili with chitinolytic bacteria. Hayali 17: 123-127.

Suryanto D, Rahmiati, Nurtjahja K. 20ll. Penapisan jamur penghasil senyawa antimikroba dari tanah Bangka dan Taman Wisata Alam Sibolangit serta potensinya menghambat pertumbuhan beberapa jamur patogen tanaman. (Screening of fungi producing antimicrobial compound from Bangka and Sibolangit Natural Recreational Park soil and their potential to inhibit some plant pathogenic fungi). Biota 16: 362-370.

Suryanto D, Irawati N, Munir E. 2011. Isolation and characterization of chitinolytic bacteria and their potential to inhibit plant pathogenic fungi. Microbial Indones 5: 118-122.

Suryanto D, Wibowo RH, Siregar EBM, Munir E. 2012. A possibility of chitinolytic bacteria utilization to control basal stem disease caused by Ganoderma boninense in oil palm seedling. Afr J Microbiol Res 6: 2053-2059.

Suryanto D, Asnita N, Sihombing S, Maimunah S, Nurtjahja K. 2012. Inhibition of fungal growth isolated from three economic plants of North Sumatra by chitinolytic bacterial isolates. Bull Environ Pharmacal Life Sci 1(6): 35-41.

Suryanto D, Nasution SK, Mun!r E. 2012. Antimicf0bial assay of bacterial isolates from Sibolangit Natural Recreational Park North Sumatra, Indonesia. Bull Environ Pharmaco/ Life Sci: 1(11): 1-7.

Suryanto D, Indarwan A, Munir E. 2012. Potential control and viability of chitinolytic bacteria of alginate-chitosan encapsulation on chili seed against damping otT caused by Fusarium oxysporum. Am.J Agric Bioi Sci: 7: 461-467.

Nurtjahja K, Kelana TB, Suryanto D, Priyani N, Rio G, Putra DP, Arbain D. 2013. Antimicrobial activity of endemic herbs from Tangkahan Conservation Forest North Sumatera to bacteria and yeast. Hayati J Biosci 20: 177-181.

Loung FS, Silalahi 1, Suryanto D. 2014. Antibacterial activity of enzymatic hydrolyzed of virgin coconut oil and palm kernel oil against Staphylococcus aureus, Salmonella thypi and Escherichia coli. Int J PharmTech Res 6(2): 628-633.

Suryanto D, Wahyuni S, Siregar EBM, Munir E. Utilization of chitinolytic bacterial isolates to control anthracnose of cocoa leaf caused by Colletotrichum gloeosporioides. Afr J Biotechnol: 13: 1631-1637.

Sihombing NTM, Silalahi 1, Suryanto D. 2014. Antibacterial activity of aqueous garlic (Allium sativum) extracts and virgin coconut oil and their combination against Bacillus cereus ATCC 14579 and Escherichia coli ATCC 8939. Int J PharmTech Res 6(5): 2774-2782.

Mambang DEP, Rosidah, Suryanto D. 2014. Aktivitas antibakteri ekstrak tempe terhadap bakteri Bacillus subtilis dan Staphylococcus aureus. J Teknol dan Industri Pangan 25: 115-118.

Suryanto D, Asril M, Munir E, EH Kardhinata. 2014. Assay of antagonistic bacteria of single isolate and combination to control seedling-off in chili seed caused by Fusarium oxysporum. J Pure Appl Microbiol: (accepted).

VI. PENGALAMAN PENULISAN BUKU No. Tahun ludulBuku lumlah Penerbit

Halaman - - I - - -

IX. PENGHARGAAN YANG PERNAH DIRAlH

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari temyata dijumpai ketidak- sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima risikonya.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah Unggulan Perguruan Tinggi.

Medan, 1 Desember 2015

Anggota Peneliti,

Prof. Dr. Dwi Suryanto

Lampiran 2. Artikel Ilmiah

ENKAPSULASI Lactobacilus plantarum DAN Lactobacillus agilis ISOLAT LOKAL SUMATERA UTARA

It Jamilah1)*, Dwi Suryanto2

), Hamisya Nasution, Ria Yelfi Ningsih dan Virza

Ratika Inneke Putri

1,2) Fakultas Matematika dan I1mu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara Email: itjamilahlal.yahoo.com

d.suryanto@lycos.com

Abstract

Group of Lactic Acid Bacteria (LAB) reported as biocontrol agents in aquaculture environments. LAB isolates isolated from Tilapia fish and pond around the city of Medon identified as Lactobacillus plantarum and Lactobacillus agilis can inhibit the growth of c bacteria biofilm of fish pathogen. In this research encapsulation of those isolates by extrusion method by adding prebiolic as called symbiotic. The purpose of this study was to determine some aspect of encapsulation jor maintaining the number of cells encapsulated as drying time (at 40 OC),

viability of cells on storage temperature of 4 °c and room temperature (:L 28 OC), examinate contamination of mold-yeast during storage and to know timing and amount of the liberation of cells in simulated gastric juice (PH 2) and the digestive tract of fish (PH 6.8). Encapsulated cell counts obtained approximately 9 log CFU Iml/g by the method embraced, effictive drying time up to 9 hours with a percentage of90% cell survival. Storage of capsule for 4 weeks at refrigeration

temperature (4 0 C) was able to maintain the number of cells as much as 95%, while at room

temperature, leaving the cells inside the capsule as much as 87%. Contamination of yeast during storage in room temperature was detected in 3 weeks until 4 weeks in the number of consecutive 1:11 and 1.63 log 10 CFU Iml. Exemption test cell (cell release) at neutral pH (Simulated intestinal fish) was detected after 30 minutes (4 log CFU ImL) and optimal after minutes 150 and it was stable up to 300 min.

Key word: Lactobacillus plantarum, L. agilis, fish, microcapsule, sinbiotik

FORMULIR EVALUASI ATAS CAPAIAN LUARAN KEGIATAN PENELITIAN

: Dr. It Jamilah, M.Sc.

: Universitas Sumatera Utara

Nama

Perguruan tinggi

Judul penelitian : Eksplorasi Bakteri Asaro Laktat Isolat Lokal Sumtera Utara

Sebagai Biokontrol Bakteri Patogen Air Tawar

Waktu penelitian : tahun ke 2 dari rencana 2 tahun

Luaran yang direncanakan, tertulis dalam proposal awal:

1 Pembicara pada Seminar Nasional

2 Publikasi pada Jurnal Nasional Terakreditasi

3 Pembicara pada Seminar Internasional

4

Dst.

CAPAIAN

PUBLIKASI ILMIAH Judul terakreditasi Jurnal berepu!asi

internasional

ARTIKEL JURNAL KE-l

Nama jurnal yang dituju Jurnal Mikrobiologi Indonesia

Impact factor untuk jurnal Kalau ada

Judul artikel Enkapsulasi Lactobacillus plantamm dan Lactobacilus agilis Isolat Lokal Sumatera Utara

Status naskah (beri tanda)

- Draf artikel v .. _-

- Sudah dikirim ke

jurnal

- Sedang ditelaah

- Sedang direvisi I - Revisi sudah dikirim 1-------·---···--·-----····-

ulang I

. --- S udah diterima

Page 11

I - Sudah terbit I *1 jika masih ada artikel ke-2 dan seterusnya, mohon dituliskan pada lembar tambahan

1. BUKU AJAR

I Joom

Penerbit

Jika masih ada buku ke-2 dan seterusnya, mohon dituliskan pada lembar tambahan

2. PEMBICARA PADA PERTEMUAN ILMIAH (SEMINARISIMPOSIUM)

Nasional Intern asion al

Judul Makalah Enkapsulasi Lactobacillus Local Indonesia Probiotic plantarum Isolat Lokal Asam Isolates for Aquaculture; Kolam Ikan Nila Potention, Problems and

Hope Nama Pertemuan Umiah Seminar Nasional Seminar Internasional

Tempat Pelaksanaan Semarang Medan

Waktu Pelaksanaan Tgl8-9 Oktober 2015 Tgl17 Oktober 2015

- Draf makalah

- Sudah dikirim

- Sedang direview

- Sudah v v

dilaksanakan

Jika maslh ada pertemuan 11mIah ke-2 dstnya mohon dltuhs pada lembar tambahan

3. SEBAGAI PEMBICARA KUNCI (KEYNOTE SPEAKER)

Nasional Internasional

- Bukti undangan dari

panitia

- Judu] makalah

- Penulis

- Penyelenggara I I ---

- Waktu pelaksanaan , I

f-- Tempat pelaksanaan

- Draf makalah

- Sudah dikirim I

Page 12

•

I : Sedang direview I

I i

Jika masih ada undangan ke-2 dan seterusnya, mohon ditulisk an pada lembar tambahan

4. UNDANGAN SEBAGAI PENELITI TAMU (VISIT1 NG SCIENTIS1) PADA PERGURUANTINGGILAIN~ __________ ~

- Bukti undangan

- Perguruan tinggi pengundang

- Lama kegiatan

- Kegiatan penting yang dilakukan

Nasional Intern asion al

5. CAPAIANLUARANLAINNYA

HKI

TEKNOLOGI TEPA T GUNA

REKA VASA SOSIAL

JEJARING KERJA SAMA

PENGHARGAAN

LAINNY A (Tuliskan)

(uraikan status kem sam ai" anted")

aJuan mulai dari pengaJuan

(uraikan siapa masyarakat pengguna teknologi an dimaksud)

(uraikan kebijakan publik yang sedang atau sudah da at diubah (uraikan kapan jejaring dibentuk dan kegiatannya sampai saat ini, baik antar peneliti rnaupun antar lemba a (uraikan pengbargaan yang diterima sebagai

neliti, baik dari merintah atau asosiasi profesi)

Jika luaran yang direncanakan tidak tercapai, uraikan alasannya:

Medan, 1 Desember 2015

Ketua Peneliti,

(Dr. It Jamilah M.Sc.)

NIP.196310121991032003

Page 13