BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bakteri Asam Laktat

Bakteri asam laktat (BAL) adalah kelompok bakteri gram positif

berbentuk kokus atau batang, tidak membentuk spora, suhu optimum ± 400C,

pada umumnya tidak motil, bersifat anaerob, katalase negatif dan oksidase positif,

dengan asam laktat sebagai produk utama fermentasi karbohidrat. Sifat-sifat

khusus bakteri asam laktat adalah mampu tumbuh pada kadar gula, alkohol, dan

garam yang tinggi, mampu memfermentasikan monosakarida dan disakarida

(Syahrurahman, 1994).

Sebagian besar BAL dapat tumbuh sama baiknya di lingkungan yang

memiliki dan tidak memiliki O2 (tidak sensitif terhadap O2), sehingga termasuk

anaerob aerotoleran. Bakteri yang tergolong dalam BAL memiliki beberapa

karakteristik tertentu yang meliputi: tidak memiliki porfirin dan sitokrom, katalase

negatif, tidak melakukan fosforilasi transpor elektron, dan hanya mendapatkan

energi dari fosforilasi substrat. Hampir semua BAL hanya memperoleh energi dari

metabolisme gula sehingga habitat pertumbuhannya hanya terbatas pada

lingkungan yang menyediakan cukup gula atau bisa disebut dengan lingkungan

yang kaya nutrisi. Kemampuan mereka untuk mengasilkan senyawa (biosintesis)

juga terbatas dan kebutuhan nutrisi kompleks BAL meliputi asam amino, vitamin,

purin, dan pirimidin (Anonim, 2010).

Bakteri asam laktat dapat dibedakan atas 2 kelompok berdasarkan hasil

fermentasinya, yaitu:

1. Bakteri homofermentatif : glukosa difermentasi menghasilkan asam laktat

sebagai satu-satunya produk. Contoh :Streptococus, Pediococcus, dan

beberapa Lactobacillus.

2. Bakteri heterofermentatif : glukosa difermentasikan selain menghasilkan

asam laktat juga memproduksi senyawa-senyawa lainnya yaitu etanol,

asam asetat dan CO2. Contoh :Leuconostoc, dan beberapa spesies

Lactobacillus.

Berikut merupakan beberapa jenis bakteri asam laktat Sumanti (2008) antara lain

sebagai berikut:

1. Streptococcus thermophilus, Streptococcus lactis dan Streptococcus cremoris.

Semuanya ini adalah bakteri gram positif, berbentuk bulat (coccus) yang

terdapat sebagai rantai dan semuanya mempunyai nilai ekonomis penting

dalam industri susu.

2. Pediococcus cerevisae.

Bakteri ini adalah gram positif berbentuk bulat, khususnya terdapat

berpasangan atau berempat (tetrads). Walaupun jenis ini tercatat sebagai

perusak bir dan anggur, bakteri ini berperan penting dalam fermentasi daging

dan sayuran.

3. Leuconostoc mesenteroides dan Leuconostoc dextranicum.

Bakteri ini adalah gram positif berbentuk bulat yang terdapat secara

berpasangan atau rantai pendek. Bakteri-bakteri ini berperanan dalam

perusakan larutan gula dengan produksi pertumbuhan dekstran berlendir.

Walaupun demikian, bakteri-bakteri ini merupakan jenis yang penting dalam

18 permulaan fermentasi sayuran dan juga ditemukan dalam sari buah, anggur,

dan bahanpangan lainnya.

4. Lactobacillus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus,

Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii.

Organisme-organisme ini adalah bakteri berbentuk batang, gram positif dan

sering berbentuk pasangan dan rantai dari sel-selnya. Jenis ini umumnya lebih

tahan terhadap keadaan asam dari pada jenis-jenis Pediococcus atau

Streptococcus dan oleh karenanya menjadi lebih banyak terdapat pada sayuran.

Pada hewan ternak lain seperti sapi bali dapat ditemukan bakteri asam laktat

seperti Lactobacillus lactis dan Lactobacillus brevis (Suardana, 2007).

1.1.1 Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi adalah suatu aktifivitas mikroorganisme terhadap senyawa

molekul organik komplek seperti protein, karbohidrat, dan lemak yang mengubah

senyawa-senyawa tersebut menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana,

mudah larut dan kecernaan tinggi. Fermentasi dapat terjadi karena adanya

aktivitas mikroba penyebab fermentasi pada substrat organik yang sesuai.

Asam laktat merupakan bahan kimia serbaguna yang digunakan sebagai:

1). Asidulan, aroma dan pengawet dalam industri makanan, obat-obatan, dan

tekstil; 2). Untuk produksi bahan kimia dasar; dan 3). Untuk polimerisasi bahan

yang mudah dirombak yaitu poly lactid acid (PLA) (Hidayat, 2006).

Berdasarkan hasil akhir fermentasinya, fermentasi dibedakan menjadi

fermentasi asam laktat/asam susu dan fermentasi alkohol. Berikut merupakan

reaksi fermentasi asam laktat:

Reaksinya: C6H12O6 ————> 2C2H5OCOOH + Energi enzim

Prosesnya : 1. Glukosa ————> asam piruvat (proses Glikolisis).

enzim

C6H12O6————> 2C2H3OCOOH + Energi

2. Dehidrogenasi asam piruvat akan terbentuk asam laktat.

2C2H3OCOOH + 2NADH2————> 2C2H5OCOOH + 2 NAD

Piruvat dehidrogenase

Energi yang terbentuk dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :

8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP (Poedjiadi,1994)

Fermentasi asam laktat terbagi menjadi dua jenis, yaitu homofermentatif

(sebagian besar hasil akhir merupakan asam laktat) dan heterofermentatif (hasil

akhir berupa asam laktat, asam asetat, etanol dan CO2). Secara garis besar,

keduanya memiliki kesamaan dalam mekanisme pembentukan asam laktat, yaitu

piruvat akan diubah menjadi laktat (atau asam laktat) dan diikuti dengan proses

transfer elektron dari NADH menjadi NAD+. Pola fermentasi ini dapat dibedakan

dengan mengetahui keberadaan enzim-enzim yang berperan di dalam jalur

metabolisme glikolisis.

Perbedaan kedua kelompok bakteri ini didasarkan juga pada kemampuan

bakteri asam laktat dalam menghasilkan enzim fruktosa difosfat aldolase. Bakteri

asam laktat homofermentatif mampu menghasilkan enzim fruktosa difosfat

aldolase, sedangkan bakteri asam laktat heterofermentatif tidak mampu

menghasilkan enzim tersebut tetapi bakteri asam laktat heterofermentatif mampu

menghasilkan glukosa 6 fosfat dehidrogenase dan 6 fosfat glukonat

dehidrogenase sehingga mempunyai jalur pembentukan asam laktat yang berbeda.

Pada heterofermentatif, tidak ada aldolase dan heksosa isomerase tetapi

menggunakan enzim fosfoketolase dan menghasilkan CO2. Metabolisme

heterofermentatif dengan menggunakan heksosa (golongan karbohidrat yang

terdiri dari 6 atom karbon) akan melalui jalur heksosa monofosfat atau pentosa

fosfat. Sedangkan homofermentatif melibatkan aldolase dan heksosa aldolase

namun tidak memiliki fosfoketolase serta hanya sedikit atau bahkan sama sekali

tidak menghasilkan CO2. Jalur metabolisme dari yang digunakan pada

homofermentatif adalah lintasan Embden-Meyerhof-Parnas (Irawati, 2011).

Beberapa contoh genus bakteri yang merupakan bakteri homofermentatif

adalah Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus, Pediococcus, dan

Lactobacillus; sedangkan contoh bakteri heterofermentatif adalah Leuconostoc

dan Lactobacillus.

Berikut merupakan gambar siklus dari fermentasi asam laktat pada jalur

glikolisis.

Gambar 2.1 Jalur fermentasi bakteri asam laktat (Sumber: Irawati, 2011) http://www.blogspot./bakteri-homofermentatif-kamriantiramli.html)

Gambar 2.2 Jalur fermentasi bakteri asam laktat (Sumber: Irawati, 2011) http://www.blogspot./bakteri-homofermentatif-kamriantiramli.html)

2.1.2 Faktor- faktor yang mempengaruhi pertumbuhan Bakteri Asam Laktat

a. Lama Fermentasi

Mikroorganisme diinokulasi pada media, pertumbuhan yang terlihat mula-

mula adalah suatu pembesaran ukuran, volume dan berat sel. Ketika ukurannya

telah mencapai kira-kira dua kali dari besar sel normal, sel tersebut membelah dan

menghasilkan dua sel. Sel-sel tersebut kemudian tumbuh dan membelah diri

menghasilkan empat sel. Selama kondisi memungkinkan, pertumbuhan dan

pembelahan sel berlangsung terus sampai sejumlah besar populasi sel

terbentuk.Waktu antara masing-masing pembelahan sel berbeda-beda tergantung

dari spesies dan kondisi lingkungannya, tetapi untuk kebanyakan bakteri waktu ini

berkisar antara 10 – 60 menit. Tipe pertumbuhan yang cepat ini disebut

pertumbuhan logaritmis atau eksponensial karena bila log jumlah sel digambarkan

terhadap waktu dalam grafik akan menunjukkan garis lurus.

b. pH (keasaman)

Makanan yang mengandung asam biasanya tahan lama, tetapi jika oksigen

cukup jumlahnya dan bakteri dapat tumbuh serta fermentasi berlangsung terus,

maka daya awet dari asam tersebut akan hilang. Pada keadaan ini mikroba

proteolitik dan lipolitik dapat berkembang biak.

c. Suhu

Tiap-tiap mikroorganisme memiliki suhu pertumbuhan maksimal, minimal

dan optimal yaitu suhu yang memberikan pertumbuhan terbaik dan perbanyakan

diri tercepat. Mikroorganisme dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok

berdasarkan suhu pertumbuhan yang diperlukannya yaitu golongan psikrofil,

tumbuh pada suhu dingin dengan suhu optimal 10 – 20˚C, golongan mesofil

tumbuh pada suhu sedang dengan suhu optimal 20 – 45˚C dan golongan termofil

tumbuh pada suhutinggi dengan suhu optimal 50 – 60˚C. Bakteri bervariasi dalam

hal suhu optimum untuk pertumbuhan dan pembentukan asam. Kebanyakan

bakteri dalam kultur laktat mempunyai suhu optimum 30˚C, tetapi beberapa kultur

dapat membentuk asam dengan kecepatan yang sama pada suhu 37˚C maupun

30˚C.

d. Oksigen

Tersedianya oksigen dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme.

Bakteri diklasifikasikan menjadi empat kelompok yaitu aerob obligat(tumbuh jika

persediaan oksigen banyak), aerob fakultatif (tumbuh jika oksigen cukup, juga

dapat tumbuh secara anaerob), anaerob obligat (tumbuh jika tidak ada oksigen)

dan anaerob fakultatif (tumbuh jika tidak ada oksigen juga dapat tumbuh secara

aerob) (Supardi, 1999).

1.2 Probiotik

Istilah probiotik berasal dari bahasa Yunani, pros dan bios yang secara

harfiah dapat diartikan sebagai untuk hidup. Probiotik didefinisikan sebagai kultur

tunggal atau campuran dari bakteri hidup yang dapat diaplikasikan kepada hewan

maupun manusia, dan dapat memberikan keuntungan bagi inangnya dalam

meningkatkan kinerja mikroflora alami tubuh (Irianto, 2007b).

Bakteri asam laktat (BAL) dikenal memiliki peran penting pada

kehidupan manusia, karena terlibatnya dalam berbagai makanan fermentasi

maupun keberadaanya di jalur intestin. Kemampuan bakteri ini untuk tumbuh di

jalur intestin dapat digunakan untuk menjaga keseimbangan mikroflora intestin.

Sehingga tubuh tidak mudah terserang infeksi patogen interik. Potensi inilah yang

menjadi alasan bakteri asam laktat, khususnya Lactobacillus digunakan sebagai

agensi probiotik (Rahayu, 2002).

Pato (2008) dalam risetnya, menunjukkan bahwa bakteri asam laktat asal

dadih berpotensi mengikat kolesterol. Bakteri asam laktat itu menghasilkan enzim

Bile Salt Hydrolase (BSH). Enzim ini menghasilkan asam empedu terdekonjugasi

dalam bentuk asam kolat bebas yang kurang diserap usus halus dibanding asam

empedu terkonjugasi. Karenanya asam empedu yang kembali ke hati menjadi

berkurang. Asam empedu yang terbuang lewat buang air besar itu mengakibatkan

semakin banyak kolesterol yang dibutuhkan untuk mensintesis garam empedu

lagi, sehingga kadar kolesterol akhirnya menjadi turun.

Hasil penelitian menunjukkan ada beberapa manfaat probiotik dalam tubuh:

1. Mencegah terjadinya kanker yaitu dengan menghilangkan bahan

prokarsinogen (bahan penyebab kanker) dari tubuh dan mengaktifkan

sistem kekebalan tubuh.

2. Dapat menghasilkan bahan aktif anti tumor.

3. Memproduksi berbagai vitamin [thiamin (B1), riboflavin (B2), piridoksin

(B6), asam folat, sianokobalamin (B12)] yang mudah diserap ke dalam

tubuh.

4. Kemampuannya memproduksi asam laktat dan asam asetat di usus dapat

menekan pertumbuhan bakteri E coli dan Clostridium perfringens

penyebab radang usus dan menekan bakteri patogen lainnya, serta

mengurangi penyerapan amonia dan amina.

5. Berperan dalam penurunan kadar kolesterol, dimana bifidobakteria

menghasilkan niasin yang memberi kontribusi terhadap penurunan

kolesterol tersebut.

Beberapa strain bakteri asam laktat yang berpotensi sebagai agensia

probiotik adalah Lactobacillus acidophillus, L. reuteri dan L. casei demikian pula

strain dari Bifidobacterium, karena bakteri ini memiliki kemampuan untuk

menghambat pertumbuhan bakteri patogen enterik. Lactobacillus acidophillus, L.

reuteri dan Bifidobacterium mempunyai kelebihan karena bakteri ini merupakan

mikroflora alami jalur pencernaan sehingga memiliki kemampuan untuk tumbuh

di jalur ini.

Beberapa persyaratan yang diperlukan untuk menjadikan strain bakteri

asam laktat sebagai agensia probiotik adalah bahwa strain tersebut merupakan

mikroflora alami jalur pencernaan manusia, tumbuh dan tetap hidup pada

makanan sebelum dikonsumsi, tetap hidup walaupun melewati jalur pencernaan,

memiliki resistensi terhadap asam lambung, beberapa antibiotik, terhadap

lisosim; dapat tumbuh pada intestin dan memiliki kemampuan menempel pada sel

epithel intestin manusia, memberi efek yang menguntungkan pada usus,

memproduksi asam dalam jumlah besar dan cepat, mampu menghasilkan

komponen antimikrobia lain di samping asam (bakteriosin, hidrogen peroksida,

diasetil dan reuterin) yang efektif menghambat bakteri lain yang tidak

dikehendaki, khususnya bakteri patogen (Rahayu, 2002).

1.3 Identifikasi Bakteri Asam Laktat

Untuk mengetahui sifat-sifat morfologi bakteri, maka bakteri dapat

diperiksa di dalam keadaan hidup atau mati. Pemeriksaan morfologi ini perlu

untuk mengenal nama bakteri. Disamping itu diperlukan juga pengenalan sifat-

sifat fisiologisnya, bahkan sifat-sifat fisiologis itu kebanyakan merupakan faktor

penentu dalam mengenal nama spesies suatu bakteri (Dwijoseputro,1994).

Identifikasi bakteri asam laktat dilakukan dengan melakukan pengamatan

terdiri dari: 1). morfologi; mencakup bentuk sel, bentuk koloni, sifat pewarnaan,

adanya spora, susunan dan letak flagela. 2). fisiologi; mencakup kemampuan

untuk memfermentasi karbohidrat, kemampuan tumbuh dalam medium tertentu,

reduksi unsur tertentu dan pembentukan pigmen. 3). Uji biokimia untuk

menentukan aktivitas kimia bakteri dan identitas bakteri. Uji katalase termasuk di

dalamnya (Kumala, 2010). Dibawah ini beberapa metode yang dipakai dalam

identifikasi bakteri asam laktat.

1.3.1 Pewarnaan Gram

Bakteri asam laktat merupakan bakteri Gram positif. Bakteri Gram positif

akan memberikan warna ungu ketika di beri cat Gram. Warna ungu tersebut

terjadi karena dinding sel bakteri mengikat cat kristal violet (Gram A) yang

diperkuat oleh iodine (Gram B) dan kristal violet tersebut tidak akan hilang pada

waktu diberi cat peluntur (Gram C), sehingga tidak terpengaruh pada saat biberi

cat penutup (Gram D) yang berwarna merah. Dari hasil pengecatan gram ini juga

dapat digunakan untuk melihat bentuk dan susunan sel bakteri asam laktat.

Pengamatan dilakukan pada perbesaran 1000x. Hasil pengamatan dimikroskop

didapatkan bakteri dengan bentuk batang dan kokus atau bulat. Sedangkan

susunan selnya kebanyakan berantai dan menggerombol (Irianto, 2007a).

2.3.2 Uji Katalase

Reaksi positif uji katalase ditunjukkan dengan membentuk gelembung-

gelembung yang berarti ada pembentukkan gas Oksigen (O2) sebagai hasil

pemecahan H2O2 oleh enzim katalase yang diproduksi oleh bakteri tersebut.

Bakteri asam laktat termasuk bakteri katalase negatif, sehingga hasil reaksi uji

katalase tidak terbentuk gelembung udara yang berarti tidak terbentuk gas

(Suryani, 2010).

2.3.3 Uji Tipe Fermentasi

Pengujian tipe fermentasi dilakukan dengan uji produksi gas. Pada bakteri

asam laktat terdapat dua tipe fermentasi, yaitu homofermentasi dan

heterofermentasi. Bakteri asam laktat homofermentasi hanya menghasilkan asam

laktat sebagai produk utama fermentasinya; sedangkan bakteri asam laktat

heterofermentasi selain asam laktat juga menghasilkan etanol, asam lain seperti

asam asetat serta gas CO2. Sehingga apabila bakteri asam laktat yang diuji

menghasilkan gas yang tertampung dalam tabung Durham, bakteri asam laktat

tersebut dinyatakan sebagai heterofermentasi; sedangkan isolat yang tidak

menghasilkan atau memproduksi gas disebut homofermentasi (Suryani, 2010).

2.4. Sistem Pencernaan Ayam Broiler

Alat pencernaan terdiri atas saluran yang memanjang mulai dari mulut

melanjut ke usus dan berakhir di lubang pelepasan atau anus. Sistem pencernaan

ini dapat dilihat melalui gambar. Berbeda dengan ternak piara yang lain, bangsa

burung termasuk ayam memiliki pencernaan yang sederhana. Oleh sebab itu

hanya tersedia tempat yang sempit untuk kehidupan jasad renik dalam usus yang

diperlukan untuk membantu mencerna pakan yang dimakan, tidak seperti jenis

piaraan lain. Oleh karena kesederhanaan sifat anatomis dan fisiologis saluran

pencernaan, maka ayam banyak bergantung dari enzim yang dikeluarkan oleh

sistem pencernaan untuk mencegah dan melumatkan pakan agar mudah diserap

oleh tubuh.

Susunan sistem pencernaan umumnya mempunyai pola penyusun dasar

berupa lapisan-lapisan jaringan utama lumen yang terdiri dari epitel permukaan,

lapisan atau selubung yang khas, selaput lendir berotot, selaput lendir sebelah

dalam, otot melingkar, otot memanjang dan getah bening.

Gambar 2.3 Sistem Pencernaan Ayam Broiler (Sumber: Anonim, 2008) http://mantrihewan.blogspot.com

Fungsinya dalam saluran pencernaan adalah mencernakan dan

mengabsorbsi makanan dan mengeluarkan sisa makanan sebagai tinja unggas

khususnya ayam broiler mempunyai saluran pencernaan yang sederhana karena

unggas merupakan hewan monogastrik (berlambung tunggal).

Saluran-saluran pencernaan pada ayam broiler terdiri dari mulut,

esophagus, propentrikulus, usus halus, usus besar dan kloaka (Tilman, 1998 dalam

Abun, 2007). Adapun sistem pencernaan pada ayam broiler tersebut sebagai

berikut:

a. Mulut dan Esofagus

Mulut ayam umum disebut dengan paruh. Fungsi utamanya adalah untuk

memegang, menyobek, memecah makanan atau memangsanya. Mulut ayam tidak

memiliki bibir dan gigi. Peranan bibir dan gigi pada ayam digantikan oleh rahang

yang menanduk dan membentuk dan membentuk paruh. Lidahnya runcing dan

keras seperti ujung panah dengan arah ke depan. Bentuk seperti kail pada bagian

belakang lidah yang berfungsi untuk mendorong pakan menuju esofagus sewaktu

lidah digerakkan ke depan dan ke belakang. Kelenjar ludah mengeluarkan cairan

yang melicinkan pakan menuju esofagus dan diteruskan ke tembolok.

b. Tembolok

Tembolok adalah organ yang berbentuk kantung dan merupakan daerah

pelebaran dari esofagus. Proses pencernaan di dalam tembolok sangat kecil

terjadi. Fungsi utama dari tembolok adalah sebagai organ penyimpanan pakan.

Pakan yang berupa serat kasar dan bijian tinggal di dalam tembolok selama

beberapa jam untuk proses pelunakan dan pengasaman.

c. Perut Kelenjar

Perut kelenjar atau proventrikulus merupakan pelebaran dan penebalan

dari ujung akhir esofagus. Asam hidroklorit dan enzim pepsin yang dihasilkan

dinding perut kelenjar berfungsi untuk membantu proses pencernaan protein.

Sewaktu makanan melewatinya, sel kelenjar secara mekanis akan berkerut dan

menyebabkan keluarnya cairan kelenjar perut. Pencernaan pakan di dalam perut

kelenjar hanya kecil peranannya, karena makanan hanya tinggal di dalam organ

ini dalam waktu relatif pendek.

d. Empedal

Empedal terdiri atas serabut otot yang padat dan kuat. Bentuknya bulat

telur dengan dua lubang saluran di ujung-ujungnya. Di bagian depan berhubungan

dengan perut kelenjar dan bagian yang lain dengan usus halus. Fungsi utama

empedal adalah menggiling dan meremas pakan keras. Perototan empedal

melakukan gerakan meremas kurang lebih empat kali satu menit. Di dalam

empedal ini dapat dihasilkan asam hidroklorit. Proses mencernaan makanan

secara normal dapat dibantu oleh adanya kerikil yang biasa diambil dan ditelan

melalui mulut. Ukuran empedal dipengaruhi oleh aktifitasnya. Apabila unggas

secara rutin diberi pakan yang sudah siap tergiling maka empedal akan menjadi

lisut.

e. Usus Halus

Usus terdiri atas saluran makanan yang dimulai dari duodenum, yaitu usus

halus bagian depan dan berakhir di rektum atau usus besar di bagian paling

belakang. Pencernaan dan penyerapan pakan utamanya terjadi di usus halus.

Selaput lendir usus halus memiliki jonjot yang lembut dan menonjol seperti jari.

Fungsinya selain sebagai penggerak aliran pakan dalam usus juga untuk

menaikkan permukaan penyerapan sari makanan.

f. Usus Besar

Pada perkembangan usus bagian bawah dan rektum terdapat dua bentukan

cabang usus yang buntu sehingga disebut usus buntu atau sekum. Usus ini

biasanya berukuran panjang 10-15 cm dan terisi calon tinja. Usus besar paling

belakang adalah rektum yang pendek dan berakhir di kloaka.

g. Kloaka

Kloaka merupakan suatu tabung yang berhubungan dengan saluran

pencernaan, saluran kencing dan reproduksi yang membuka keluar menuju anus.

Organ ini bertaut dengan bursa fabrius pada sisi atas berdekatan dengan tepi

luarnya. Air kencing yang sebagian besar adalah endapan asam urat dikeluarkan

melalui kloaka bersama tinja dengan bentuk seperti pasta putih (Tri, 2002).