PEMANFAATAN CUKA AIR KELAPA UNTUK MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI PADA DAGING SAPI
REZA HANIFAH
DEPARTEMEN ILMU PRODUKSI DAN TEKNOLOGI PETERNAKAN FAKULTAS PETERNAKAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemanfaatan Cuka Air Kelapa Untuk Menghambat Pertumbuhan Bakteri Pada Daging Sapi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juni 2013 Reza Hanifah NIM D14090073
ABSTRAK REZA HANIFAH. Pemanfaatan Cuka Air Kelapa Untuk Menghambat Pertumbuhan Bakteri Pada Daging Sapi. Dibimbing oleh IRMA ISNAFIA ARIEF dan MASNIARI POELOENGAN. Daging sebagai salah satu sumber protein memiliki kriteria yang aman untuk dikonsumsi, namun daging segar mudah terkontaminasi oleh mikroorganisme. Penambahan asam organik dapat menghambat pertumbuhan bakteri, contohnya adalah cuka air kelapa. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari aktivitas antimikroba dari cuka air kelapa dan aplikasinya sebagai pengawet pada daging sapi segar. Perlakuan yang diberikan dalam penelitian ini adalah mencelupkan daging dalam cuka air kelapa dan asam asetat, konsentrasi larutan untuk cuka air kelapa adalah 4% sementara asam asetat adalah 1%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa cuka air kelapa dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus dalam analisis in vitro. Hasil lain menunjukkan bahwa 4% cuka air kelapa dapat diaplikasikan sebagai biopreservatif untuk daging sapi segar yang dapat menghambat pertumbuhan total mikroba. Kata kunci: cuka air kelapa, daerah zona hambat, konsentrasi hambat minimal, Salmonella sp., Staphylococcus aureus.
ABSTRACT REZA HANIFAH. Utilization of Coconut Water Vinegar To Inhibit The Growth of Bacteria On Fresh Beef. Supervised by IRMA ISNAFIA ARIEF and MASNIARI POELOENGAN. Meat as one of protein source has to meet food safety criteria to be consumed, however fresh meat is susceptible to microorganism contamination by microorganisms. The addition of organic acid can inhibit the growth of bacteria, for example coconut water vinegar. The aims of this research was to study antimicrobial activities from coconut water vinegar and application as preservative on fresh beef. Treatments in this study are dipping meat in vinegar coconut water and acetic acid, were a concentration of the solution for vinegar coconut water is 4% while acetic acid is 1%. The results showed that vinegar coconut water could inhibit the growth of pathogenic bacteria Salmonella sp. and Staphylococcus aureus by in vitro analysis. Another result was 4% vinegar coconut water could be applicated as biopreservative for fresh beef because it could inhibit growth of total microbes. Keywords: local inhibitory zone, minimum inhibitory concentration, Salmonella sp., Staphylococcus aureus, vinegar coconut water.
PEMANFAATAN CUKA AIR KELAPA UNTUK MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI PADA DAGING SAPI
REZA HANIFAH
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan
DEPARTEMEN ILMU PRODUKSI DAN TEKNOLOGI PETERNAKAN FAKULTAS PETERNAKAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi : Pemanfaatan Cuka Air Kelapa Untuk Menghambat Pertumbuhan Bakteri Pada Daging Sapi Nama : Reza Hanifah NIM : D14090073
Disetujui oleh
Dr Irma Isnafia Arief, SPt MSi Pembimbing I
Dra Masniari Poeloengan, MS Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Cece Sumantri, MAgrSc Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2013 ini ialah mikrobiologi daging, dengan judul Pemanfaatan Cuka Air Kelapa untuk Menghambat Pertumbuhan Bakteri pada Daging Sapi. Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Irma Isnafia Arief SPt MSi dan Ibu Dra Masniari Poeloengan MS. selaku pembimbing, serta Bapak M.Sriduresta SPt MSc. yang telah banyak memberi saran. Penghargaan penulis sampaikan kepada seluruh staf Balai Besar Penelitian Veteriner, Bogor yang telah membantu dan memberikan banyak pelajaran selama penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, opung gendut, opung cantik, opung cowok, kak nabila, nandya, ubay, nico, opak, adit, rany, alit, olin, mbak dev, mbak ebi, kak willy, fajar KP, wiwit, kiki, fitria, listy, momon, keluarga besar Golden Ranch IPTP 46 dan lab THT atas segala doa dan kasih sayangnya.
Bogor, Juni 2013 Reza Hanifah
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
Ruang Lingkup Penelitian
1
METODE
2
Lokasi dan Waktu Penelitian
2
Bahan
2
Alat
2
Prosedur
4
Analisis Data
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Eksperimen 1: Aktivitas Antimikroba terhadap Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus
5
Konsentrasi Hambat Minimal
8
Eksperimen 2: Aplikasi Pemberian Cuka Air Kelapa Sebagai Pengawet Pada Daging Sapi
8
SIMPULAN DAN SARAN
10
DAFTAR PUSTAKA
10
LAMPIRAN
11
RIWAYAT HIDUP
13
DAFTAR TABEL 1
2 3
Rataan diameter zona hambat pertumbuhan bakteri Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus pada cuka air kelapa (mm) dan larutan asam asetat Jumlah total bakteri Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus pada daging sapi yang telah diberi cuka air kelapa dan larutan asam asetat Jumlah total bakteri Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus pada daging sapi yang telah diberi cuka air kelapa dan larutan asam asetat
6 8 9
DAFTAR GAMBAR 1 2
Daerah zona hambat bakteri Salmonella sp. pada cuka air kelapa dan larutan asam asetat Daerah zona hambat bakteri Staphylococcus aureus pada cuka air kelapa dan larutan asam asetat
6 7
DAFTAR LAMPIRAN 1
2
3 4 5 6
Hasil sidik ragam interaksi antara bakteri (Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus) dengan konsentrasi cuka air kelapa yang berbeda-beda Hasil sidik ragam interaksi antara bakteri (Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus) dengan konsentrasi larutan asam asetat yang berbeda-beda Hasil analisis ragam (Anova) pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus H0 Hasil analisis ragam (Anova) pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus H1 Hasil analisis ragam (Anova) pertumbuhan bakteri Salmonella sp H0 Hasil analisis ragam (Anova) pertumbuhan bakteri Salmonella sp H0
11 11 11 11 12 12
PENDAHULUAN Latar Belakang Daging merupakan hasil ternak yang digunakan sebagai bahan pangan sumber protein. Daging menurut BSN (2008) adalah bagian otot skeletal dari karkas sapi yang aman, layak dan lazim dikonsumsi oleh manusia, yang dapat berupa daging segar, daging dingin atau daging beku. Lawrie (2003) menyatakan bahwa dalam 100 gram daging dapat memenuhi kebutuhan zat gizi satu orang dewasa dengan menghasilkan sekitar 10% kalori, 50% protein dan 35% zat besi (Fe). Daging sebagai salah satu sumber protein bagi manusia harus memenuhi kriteria Aman, Sehat, Utuh dan Halal (ASUH). Salah satu kriteria ASUH adalah aman, namun daging segar rentan terkontaminasi oleh mikroorganisme. Kontaminasi mikroorganisme dapat menyebabkan foodborne disease. Menurut Winarno (1997) lebih dari 90% kejadian penyakit pada manusia disebabkan oleh makanan (foodborne disease). Daging dapat menyebabkan salmonellosis apabila dalam daging yang dikonsumsi mengandung Salmonella sp. (Pelczar dan Chan 2012). Perkembangan mikroorganisme pada daging menyebabkan umur simpan daging menjadi relatif singkat. Umur simpan daging dapat diperpanjang dengan menggunakan larutan klorin. Penambahan klorin pada daging tidak efektif, disebabkan klorin hanya bekerja dalam waktu sesaat dan dapat meninggalkan residu pada daging serta bersifat toksik jika dikonsumsi oleh manusia (Siragusa 1995). Salah satu cara memperpanjang umur simpan dan aman dikonsumsi oleh manusia adalah dengan penambahan asam organik. Asam organik dapat mengurangi jumlah cemaran bakteri patogen serta tidak meninggalkan residu sehingga aman bagi konsumen (Grau 1986). Salah satu sumber asam organik alami dapat dibuat dari air kelapa. Pada umumnya air kelapa dalam industri pengolahan kelapa merupakan hasil samping. Lebih dari 900 juta liter per tahun limbah air kelapa dihasilkan di Indonesia, hal tersebut merupakan potensi yang belum dimanfaatkan secara optimal (Nurika dan Hidayat 2001). Pengolahan air kelapa menjadi cuka air kelapa merupakan salah satu solusi pemanfaatan yang dapat dilakukan. Asam asetat yang terkandung dalam cuka air kelapa memiliki kemampuan menurunkan pH dan menyebabkan instabilitas membran sel pada bakteri (Shakhashiri 2011). Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan mengevaluasi kemampuan antimikroba pada cuka air kelapa terhadap bakteri patogen dan aplikasinya sebagai pengawet pada daging sapi yang dibandingkan dengan asam asetat komersial. Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup dalam penelitian ini terdiri atas kemampuan antimikroba cuka air kelapa serta pengaruh penggunaan cuka air kelapa terhadap total bakteri
2 yang dapat tumbuh pada daging sapi yang dibandingkan dengan asam asetat komersial.
METODE Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian dilakukan di Balai Besar Penelitian Veteriner, Bogor. Penelitian dilakukan selama bulan Januari sampai bulan Februari 2013. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah air kelapa tua, amonium sulfat, Saccharomyces cerevicieae, Acetobacter aceti yang merupakan koleksi dari Balai Besar Penelitian Veteriner (Balitvet) Bogor, asam asetat komersial, isolat bakteri uji (Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus ) kultur umur 24 jam yang merupakan koleksi dari Balai Besar Penelitian Veteriner (Balitvet) Bogor, daging sapi yang diperoleh dari tempat pemotongan sapi di daerah Ciherang, Bogor. Plate Count Agar (Oxoid CM 325), aquadest, gula pasir, amonium posphat dan Mueller Hinton Agar (Oxoid CM 337), kapas, aluminium foil, kantung plastik, kertas cakram, dan kertas label. Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah cawan petri (diameter 10 cm), tabung reaksi (ukuran 20 ml dan 10ml), gelas ukur, Erlenmeyer, pipet, inkubator, penggaris, botol, ose, hockey stick dan pisau. Alat ukur yang digunakan adalah thermometer, pH meter, dan timbangan analitik. Prosedur Eksperimen 1: Aktivitas Antimikroba Cuka Air Kelapa terhadap Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus Persiapan Cuka (Vinegar) Air Kelapa Air kelapa ditambahkan dengan gula pasir 150 gram, ammonium sulfat 0.33 gram dan ammonium posphat 0.05 gram yang dilarutkan dengan aquadest hingga mencapai volume 1 liter. Air kelapa yang telah diberi penambahan bahanbahan tersebut disimpan hingga mencapai pH 3. Hal tersebut dikarenakan Saccharomyces cereviciae optimum pertumbuhan pada lingkungan dengan pH asam (Fardiaz 1983). Setelah pH tercapai, larutan direbus pada suhu 75 oC selama 15 menit dan didinginkan hingga suhu 30 oC. Larutan dimasukkan kedalam botol yang telah disterilkan selanjutnya larutan ditambahkan dengan Saccharomyces cereviciae (± 7%) dan botol ditutup rapat, larutan disimpan (4 - 5 hari). Penambahan Saccharomyces cereviciae dengan lingkungan anaerob bertujuan untuk mengubah glukosa yang terkandung dalam air kelapa menjadi alkohol (Nurika dan Hidayat 2001). Setelah 4 – 5 hari, larutan dipindahkan kedalam gelas
3 beker dan ditambahkan Acetobacter aceti (± 3%) yang ditutup dengan kertas saring disimpan sekitar 25 hari. Penambahan Acetobacter aceti bertujuan untuk mengubah alkohol menjadi asam asetat dengan kandungan lebih besar dari 4gram/100ml (Nurika dan Hidayat 2001). Persiapan Bakteri Bakteri uji atau indikator yang digunakan adalah Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus yang merupakan koleksi dari dari Balai Besar Penelitian Veteriner (Balitvet) Bogor. Isolat tersebut diinokulasikan dalam aquadest steril dan konsentrasi sel 106 cfu/ml, dengan cara membandingkan dengan larutan Mc. Farland Pengujian Daya Hambat Daya hambat asam asetat yang berasal dari air kelapa ditentukan dengan menggunakan metode difusi agar. Bakteri uji (Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus) diinokulasikan pada masing-masing media agar yang telah disiapkan didalam cawan petri. Isolat bakteri diambil dengan menggunakan jarum ose yang telah dipanaskan. Bakteri yang diperoleh kemudian diencerkan pada 10 ml larutan NaCl fisiologis dalam tabung reaksi dan dihomogenkan. Bakteri dengan kepadatan 106 cfu/ml diinokulasikan dalam media agar dan diratakan, kemudian cawan petri ditutup. Kertas cakram direndam dalam masing-masing cuka air kelapa dan larutan asam asetat dengan konsentrasi 4%, 2%, 1%, dan 0.5% selama 3 menit dengan 3 kali ulangan. Selanjutnya kertas cakram tersebut diletakkan di atas cawan petri yang telah diinokulasikan bakteri, kemudian diinkubasi pada suhu 37 oC selama 24 jam. Respon adanya potensi antibakterial diketahui dengan mengukur diameter zona bebas bakteri disekeliling kertas cakram yang terlihat bening dan diukur luas daerah hambatnya (Lay 1994). Data jadi merupakan rataan pengukuran sebanyak 3 kali. Pengujian Konsentrasi Hambat Minimal Konsentrasi hambat minimum adalah konsentrasi terendah yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba sebanyak 90% dari inokulum asal selama 24 jam (Consentino 1999). Konsentrasi hambat minimal ditentukan dengan cara sebagai berikut, larutan cuka air kelapa dan larutan asam asetat dengan konsentrasi 6%, 4%, 2%, dan 1%. Kemudian masing-masing larutan dengan konsentrasi yang berbeda dimasukkan ke dalam cawan petri untuk dicampur dengan Mueller Hinton Agar. Bakteri diinokulasikan ke dalam masing-masing media untuk diinkubasi pada suhu 37 oC selama 24 jam. Konsentrasi hambat minimum diperoleh pada media yang tidak ditumbuhi bakteri setelah dilakukan inkubasi selama 24 jam.
4 Eksperimen 2: Aplikasi Pemberian Cuka Air Kelapa Sebagai Pengawet Pada Daging Sapi Sampel daging sapi dengan berat masing-masing sampel 75 gram diinokulasikan dengan bakteri indikator (Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus) dengan konsentrasi 106 cfu/ml. Kemudian direndam dengan cuka air kelapa dan larutan asam asetat. Daging segar, daging yang diinokulasikan dengan Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus digunakan sebagai pembanding. Suhu larutan perendam dipertahankan pada suhu 25 oC. Setelah perendaman, daging ditiriskan, dikemas dengan menggunakan kantong plastik steril dan disimpan pada suhu ruang. Pengamatan dilakukan pada jam ke-0 dan ke-24 dengan pengulangan dilakukan sebanyak 3 kali. Pengamatan bakteri patogen yang terdapat pada daging sapi dilakukan menggunakan teknik standard plate count (Dubal et al. 2003). Metode Hitung Cawan Metode hitung cawan dibedakan atas dua metode yaitu metode tuang (pour plate) dan metode permukaan (surface/ spread plate) (Fardiaz 1983). Metode hitung cawan yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode permukaan (surface/ spread plate). Metode ini digunakan untuk menghitung jumlah total mikroba pada daging. Media yang digunakan untuk menghitung jumlah mikroba tersebut adalah plate count agar. Media agar yang masih cair sebanyak 20 ml dituang terlebih dahulu pada cawan petri steril dan dibiarkan membeku pada suhu kamar. Setelah membeku, sebanyak 0.1 ml suspensi yang berasal dari daging yang akan diuji dituangkan pada permukaan agar, diratakan dengan hockey stick. Setelah merata, cawan petri tersebut dimasukkan kedalam inkubator dengan suhu 37 oC selama 48 jam. Setelah akhir masa inkubasi dihitung banyaknya koloni bakteri.
Analisis Data Rancangan penelitian yang digunakan dalam eksperimen 1: aktivitas antimikroba cuka air kelapa terhadap Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus adalah Rancangan Acak Lengkap Faktorial 2x4 dengan tiga kali ulangan. Faktor pertama adalah larutan asam asetat serta cuka air kelapa, sedangkan untuk faktor kedua adalah konsentrasi yang yaitu 4% , 2%, 1% dan 0.5%. Peubah yang diamati berupa diameter zona hambat yang terbentuk pada bakteri uji Staphylococcus aureus dan Salmonella sp. Rancangan tersebut dirumuskan sebagai berikut (Walpole 1995) Yijk = μ + αi + βj + (αβ)ij + ɛijk Keterangan Yij μ
αi βj (αβ)ij
= respon yang diamati pada perlakuan pertama ke-i, perlakuan kedua ke-j, dan ulangan ke-k = nilai tengah umum = pengaruh perlakuan pertama ke-i (pemberian masing-masing cuka air kelapa dan = larutan asam asetat) = pengaruh perlakuan kedua-j = pengaruh interaksi dari pengaruh perlakuan pertama ke-I, perlakuan kedua-j
5 ɛijk i j k
= gallat percobaan dari pengaruh perlakuan pertama ke-i, perlakuan kedua ke-j dan ulangan ke-k = perlakuan (cuka air kelapa, larutan asam asetat) = 0.5, 1, 2 dan 4% = ulangan 1, 2 dan 3
Rancangan penelitian yang digunakan pada eksperimen 2: aplikasi pemberian cuka air kelapa sebagai pengawet pada daging sapi adalah Rancangan Acak Lengkap. Rancangan tersebut dirumuskan sebagai berikut (Walpole 1995) Yij = μ + αi + βij Keterangan Yij μ αi
βij i j
= respon yang diamati pada perlakuan taraf ke-i ulangan ke-j = nilai tengah umum = pengaruh taraf perlakuan ke-i (pemberian masing-masing larutan air kelapa dan asam asetat) = galat percobaan = perlakuan (P0,P1,P2,P3,P4,P5) = ulangan (K1,K2,K3)
Perlakuan pada daging sapi yang diberikan dalam penelitian ini adalah perendaman dalam larutan asam asetat 1% dan cuka air kelapa 4%. Perendaman pada masing-masing larutan dilakukan selama 2 menit. Sedangkan daging tanpa perendaman sebagai pembanding. Setelah perendaman dilakukan daging disimpan dalam suhu ruang (25 – 27 oC). Selain dilakukan perendaman, perlakuan lain yang diberikan adalah waktu pengamatan sampel. Pemeriksaan sample dilakukan sebanyak dua kali yaitu: H0 adalah 0 jam setelah diberi perlakuan dan H1 adalah 24 jam setelah diberi perlakuan. Total kombinasi perlakuan yang diberikan adalah sebanyak 2 kombinasi perlakuan dengan masing-masing kombinasi perlakuan dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali. Setelah data diperoleh kemudian dianalisis menggunakan ANOVA (Analysis Of Variance). Apabila terdapat perbedaan yang nyata antar perlakuan dilanjutkan dengan Uji Duncan (Walpole 1995).
HASIL DAN PEMBAHASAN Eksperimen 1: Aktivitas Antimikroba Cuka Air Kelapa terhadap Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus Air kelapa dapat menjadi salah satu potensi yang digunakan sebagai bahan alami pembuatan asam asetat (cuka). Pembuatan cuka dengan bahan baku air kelapa dapat digunakan dengan proses fermentasi. Pada air kelapa dilakukan dua tahap fermentasi yaitu glukosa yang diubah menjadi alkohol dan alkohol yang diubah menjadi asam asetat. Cuka dalam bahan makanan dapat menyebabkan pH menjadi rendah, sehingga mempermudah pengolahan bahan makanan tersebut. Selain itu, cuka dapat meningkatkan flavor asam pada produk fermentasi seperti sosis, keju dan acar. Sifat dari cuka yang sinergis terhadap antioksidan dapat mencegah terjadinya ketengikan dan browning (Winarno 1997). Secara alami, asam asetat (cuka) dapat dibuat dari substrat yang mengandung etanol. Buah-
6 buahan, kulit nanas, pulp kopi dan air kelapa merupakan bahan yang dapat dibuat menjadi asam asetat (Nurika dan Hidayat 2001). Diameter zona hambat yang berupa daerah bening disekeliling cakram menunjukkan tingkat penghambatan pertumbuhan yang dialami bakteri. Rataan diameter zona hambat yang terbentuk pada bakteri uji disajikan pada Tabel 1 Tabel 1 Rataan diameter zona hambat pertumbuhan bakteri Salmonella sp. dan Staphylococcus aureus pada cuka air kelapa (mm) dan larutan asam asetat Bakteri Staphylococcus aureus Salmonella sp
0.50% 8.00± 1.00c 6.33± 0.57c
Cuka Air Kelapa 1% 2% 4% 9.00± 9.66± 10.00± 0.00bc 0.57bc 0.00bc 7.66± 9.00± 9.66± 0.57bc 0.00bc 0.57bc
0.50% 7.33± 0.57c 6.66± 0.57c
Asam Asetat 1% 2% 8.33± 12.66± 0.57bc 0.57b 7.66± 9.33± 0.57bc 0.57b
4% 21.0± 1.00a 12.0± 1.00a
Keterangan: Huruf yang berbeda pada baris dan kolom menunjukkan perbedaan yang nyata (P
