## Optimasi Suhu Dan Ph  Pertumbuhan Lactococus Lactic
Isolat Ikan Kerapu

## Subagiyo*, Ria Azizazh Tri Nuraeni, Wilis Ari Setyati, Adi Santoso
Departemen Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu kelautan, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto, SH. Kampus UNDIP Tembalang, Semarang 50275 Email: subagiyo.kelautan13@gmail.com

## Abstract
Temperature  and  pH  is  one  of  the  environmental  factors  that  influence  microbial growth, so it needs to be optimized in order to obtain optimum values for cell production. The experiments were performed using the medium of   ROGOSA and Sharpe (MRS). The pH value is  set  with  the  addition  of  1  N  NaOH  and  1N  HCl  to  obtain  a  pH  value  of  4,  5,  6,  7,  and  8. Optimization  of  temperature  performed  by  incubation  at  25,  30,  35  and  40 o C.  Bacterial growth  was  measured  by  changes  in  optical  density  at  600  nm  wave-lengh.  The  results showed that the initial pH of 7 is the initial pH value which produces the most rapid growth, while the initial pH 4 provides the slowest growth. Temperature that produces the most rapid growth is 30 and 35 ° C while the temperature 40 o C produce the slowest growth.
Keywords : Lactococcus lactis, temperature, pH, growth

## Abstrak
Suhu  dan  pH  merupakan  salah  satu  faktor  lingkungan  yang  berpengaruh  terhadap pertumbuhan  mikrobia,  sehingga  perlu  untuk  dilakukan  optimasi  guna  mendapatkan  nilai- nilai yang optimum untuk produksi sel. Percobaan dilakukan menggunakan medium deMan, Rogosa  and  Sharpe  (MRS).  Nilai  pH    diatur  dengan  penambahan  NaOH  1  N  dan  HCL  1N hingga diperoleh nilai pH 4, 5, 6, 7,  dan 8.. Optimasi suhu dilakukan dengan inkubasi pada suhu  25,  30,  35  dan  40 o C  .  Pertumbuhan  bakteri  diukur  berdasarkan  perubahan  optical density pada panjang geliombang 600 nm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pH awal 7 merupakan nilai  pH  awal  yang menghasilkan pertumbuhan  yang paling  cepat  sedangkan pH  awal  4  memberikan  pertumbuhan  yang  paling  lambat.  Suhu  yang  menghasilkan pertumbuhan  paling  cepat  adalah  30  dan  35 o C  sedangkan  suhu  40 o C  menghasilkan pertumbuhan  yang  paling  lambat.  Kecepatan  agitasi  yang  menghasilkan  pertumbuhan paling cepat adalah 100 rpm dan paling lambat 150 rpm.
Kata kunci : Lactococcus lactis, suhu, pH, pertumbuhan

## PENDAHULUAN
Lactococcus memiliki status  “GRAS” (generally  recognized  as  safe)  sehingga tidak berbahaya untuk kesehatan manusia  dan  hewan  (Nuryshev et  al , 2016).  Lactococcus  adalah  bakteri  gram positif,  mikroaerofilik,  homofermentatif, tumbuh  pada  suhu  10 o C  tetapi  tidak tumbuh  pada  suhu  45 o C,  menghasilkan L(+) asam laktat dari glukosa. Lactococcus memiliki  sel  berbentuk  bulat  tampak secara  individual,  dalam  pasangan  atau
dalam  rantaian  (Samaržija et  al ,  2001). Bakteri dari kelompok ini telah dikembangkan menjadi probiotik. Probiotik memiliki  berbagai  macam  mekanisme kerja seperti produksi bakteriosin dan asam lemak  rantai  pendek,  menurunkan  pH saluran  pencernaan,  kompetisi  nutrient dan stimulasi fungsi barrier dan immunomodulasi (Kechagia et al, 2013).
L. lactis sebagai probiotik telah dikaji oleh  banyak  peneliti  (Monteagudo-Mera et al, 2012 ; Nuryshev et al, 2016; Gad et al,

## 2016;  Loh  dan  Ting,  2016;  Nejati  dan
Oelschlaeger, 2016).
Kajian  bioproses  untuk  produk  sel memerlukan penentuan nilai-nilai parameter  pertumbuhan  diantaranya adalah suhu dan pH.  Suhu dan pH secara umum merupakan faktor lingkungan yang berpengaruh  pada  pertumbuhan  bakteri. Setiap  spesies  bahkan  strain  dapat memiliki  nilai  suhu  dan  pH  optimum  yang berbeda.    Penelitian  mengenai  suhu  dan pH  pertumbuhan  telah  dilaporkan  oleh Adamberg et  al ,  (2003),    Zaitseva et  al ,
(2004  ).  Pada  penelitian  ini  ditentukan pengaruh  suhu  dan  pH  terhadap pertumbuhan L. lactis isolat ikan Kerapu.

## MATERI DAN METODE

## Media
Media  yang  akan  digunakan  untuk produksi sel adalah medium MRS (Triptone (10.0  g/l), ekstrak khamir  (5.0  g/l), Glukosa (20.0 g/l), K 2 HPO 4 (2.0 g/l), sodium acetate (5.0 g/l), MgSO 4 -7H 2 O (0.2 g/l), MnSO 4 -H 2 O (0.05  g/l),  ammonium  sulfat  (2.0  g/l), Tween 80 (1ml/l)).

## Prosedur pengukuran pertumbuhan
Pertumbuhan    bakteri  ditentukan berdasarkan    pengukuran  OD  pada  A 600 . Satu  mL  kultur  BAL  disentrifugasi  untuk menghilangkan medium, kemudian dicuci dengan  akuades  steril  dan  disentrifugasi kembali untuk menghilangkan sisa medium yang masih ada, kemudian diukur OD nya pada A 600.

## Penyiapan kultur
Kultur bakteri probiotik yang dipreservasi  di  dalam  larutan  gliserol  dan skim  milk  pada  suhu  -80oC  diaktifkan secara
bertahap
dengan cara memindahkannya ke suhu -20 o C dan suhu 5 o C  (suhu  refrigerator.  Setelah  itu  baru dipindahkan  ke  medium  MRS  cair  dan diinkubasi  pada  suhu  kamar  selama  24 jam. Selanjutnya dilakukan sub kultur pada medium  yang  sama  dan  diinkubasi  pada suhu kamar.

## Optimasi suhu
Medium  MRS  dalam  erlenmeyer diinokulasi  dengan  starter  isolat  yang memberikan  OD  0,1  pada  A 600 .  Inkubasi pada variasi suhu 25 o C, 30 o C, 35 o C, 40 o C selama  24  jam.  Selanjutnya  dilakukan pengukuran OD pada A 600 .

## Optimasi pH
Medium  MRS  dalam  erlenmeyer diinokulasi  dengan  starter  isolat  yang memberikan  OD  0,1  pada  A 600 .  pH  awal medium diatur pada variasi 4 , 5,  6 , 7 dan 8.  Inkubasi  selama  24  jam  Selanjutnya dilakukan pengukuran OD pada A 600 .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Suhu  merupakan  faktor  lingkungan yang berpengaruh terhadap laju pertumbuhan  melalui  mekanisme  terkait dengan  laju  reaksi  metabolism  dan stabilitas konformasi molekul-molekul fungsional. Peningkatan suhu menyebabkan peningkatan energy kinetic rata-rata molekul reaktan sehingga menyebabkan peningkatan laju reaksi. Hal ini  berlaku  terhadap  reaksi  metabolisme. Metabolisme merupakan reaksi kimia yang terarah  yang  berlangsung  didalam  sel yang  dikatalisis  oleh  enzim,  maka  reaksi enzimatik  dipengaruhi  oleh  suhu.  Suhu berpengaruh  terhadap  kinetika  dan stabilitas  molekul  enzim  (Thomas  dan Scopes,  1998),  sehingga  aktivitas  enzim bergantung  pada  suhu  (Peterson et  al,
2007).  Menurut  Daniel et  al (2008)  ada  2 hal  terkait  dengan  pengaruh  suhu terhadap  enzim  yaitu  energy  aktivasi  dan stabilitas  thermal.  Pengaruh  terhadap metabolisme selanjutnya akan berpengaruh pada pertumbuhan. Membre et  al (2005)  telah  mengkaji pengaruh suhu terhadap laju pertumbuhan  berbagai  bakteri  yaitu Listeria monocytogenes , Salmonella ,
Escherichia  coli , Clostridium  perfringens and Bacillus  cereus .  Suhu  optimum  untuk pertumbuhan bervariasi antar spesies.
Pertumbuhan L. lactis pada penelitian  ini  bervariasi  bergantung  suhu
inkubasi.  Berdasarkan  hasil  pengukuran (Gambar  1)  tampak  bahwa  ke  tiga  isolat L.lactis menunjukkan  pertumbuhan  yang baik pada rentang nilai suhu 25-35 o C dan menunjukkan  pertumbuhan  yang  lambat ada suhu 40 o C.
Suhu  optimum  yang  berbeda  pada tingkat strain menunjukkan adanya variabilitas pada tingkat  strain.  Fenomena ini  telah  direview  oleh  (Lianou  dan Koutsoumanis, 2013).  Ahmed et al (2006) melaporkan suhu optimum untuk
pertumbuhan L. lactis 37-40 o C dan Aslam et al, (2012) melaporkan 37°C.
Nilai  suhu  bervariasi  antar  spesies ditunjukkan  antara  lain  oleh Lactobacillus curvatus  LTH  1174 memiliki  suhu  optimum 34.5 o C (Messens et al. 2003),
Streptococcus  macedonicus  ACA-DC  198 42,3 o C  (Van  den  Berghe et  al (2006)). Variasi intraspesies ditunjukkan oleh laporan    Calderón-Santoyo et  al (2001) bahwa Pediococcus  acidilactici ITV  126 memiliki suhu optimum untuk
pertubuhannya  40 o C.,  sedangkan  Zhang et  al (2012)  melaporkan  bahwa  suhu optimum  untuk  pertubuhan P.  acidilactici PA003 adalah 35 o C.
Gambar 1. Pertumbuhan L.lactis pada berbagai nilai suhu
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 25 30 35 40 25 30 35 40 25 30 35 40 LC-01 LC-02 LC-03 OD60 0 Suhu (oC) KEPADATAN 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 8 4 5 6 7 8 4 5 6 7 8 LC-01 LC-02 LC-03 OD60 0 pH KEPADATAN SEL
pH berpengaruh terhadap pertumbuhan melalui
pengaruhnya terhadap  derajat  ionisasi  asam  amino basa dan asam. Jika derajat ionisasi asam amino  dalam  protein  berubah  maka ikatan ion yang ikut menentukan struktur 3 dimensi  protein  juga  akan  berubah. Perubahan  struktur  protein  ini  dapat menyebabkan  gangguan  fungsionalnya. Perubahan  pada  protein  enzim  akan menyebabkan perubahan pada pengenalan protein atau inaktivasi enzim. Perubahan ph tidak hanya menyebabkan perubahan  bentuk  enzim  tetapi  juga menyebabkan  perubahan  bentuk  dan sifat  muatan  dari  substrat.  Sehingga substrat  tidak  dapat  berikatan  dengan bagian  aktif  enzim  atau  tidak  dapat dikatalisis.
Hasil pengukuran pertumbuhan pada berbagai nilai pH awal (Gambar 2) menunjukkan  bahwa L.  lactic tumbuh baik  pada  nilai    pH  awal  7-8, pertumbuhan  yang  lambat  terjadi  pada ph  asam  (4  dan  5).  Hasil  yang  sama ditunjukkan  oleh Lactococcus  piscium CNCM  I-4031  yang  memiliki  pH  optimum pada nilai netral (Leroi et al, 2012). Hal ini berbeda  dengan  pernyataan  O’sullivan dan  Condon,  (1997)  bahwa  pH  optimal untuk  pertumbuhan Lactococcus 6.3-  6, dan  Hofvendahl et  al ,  (1999)  melaporkan pH  optimum  untuk  lactococci  dan lactobacilli  berada  di  sekitar  nilai  6, sedangan    Aslam et  al, (  2012)  pH optimum  pertumbuhan  L.  lactis  adalah 5.0.

## KESIMPULAN
Berdasarkan
pertumbuhan (perubah-an  optical  density  /OD600) selama 24 jam menunjukkan L. lactic isolat ikan  kerapu tumbuh  baik    pada  rentang nilai suhu 25-35 o C dan nilai  pH awal 7-8.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian  ini  Dibiayai  dengan sumber  dana  PNBP  DIPA  Universitas Diponegoro
Nomor : SP DIPA -
042.01.2.400898/2016, tanggal 7 Desember
2015, Tahun Anggaran 2016

## DAFTAR PUSTAKA
Alexandra Lianou, Konstantinos P.
Koutsoumanis, 2013,Strain variability of the  behavior  of  foodborne  bacterial pathogens:A  review, Int.  J.  Food Microbiol., 167: 310–321 Ademberg  K,  Kask  S,  Laht  TM,  Paalme  T (2003). The effect of temperature and pH  on  the  growth  of  lactic  acid bacteria:  a  pH-auxostat  study.  Int. J. Food Microbiol. 85: 171-183.
Ahmed  T,  Kanwal  R,  Ayub  N  (2006). Influence  of  temperature  on  growth pattern of Lactococcus lactis,
Streptococcus
cremoris and
Lactobacillus  acidophilus isolated from  camel  milk. Biotechnology ,  5(4):
481-486.
Hofvendahl  K,  Van  Niel  EWJ,  Hahn- Hagerdal B (1999). Effect of temperature  and  pH  on  growth  and product  formation  of Lactococcus lactis spp.  lactisATCC  19435  growing on maltose. Appl.
Micobiol.
Biotechnol . 51: 669-672.
Kim  WS,  Ren  J,  Dunn  NW  (2001). Assessment  of  the  tolerance  of Lactococcus  lactiscells  at  elevated temperatures. Biotechnol.  Lett .  23: 1141-1145.
O’sullivan ,E., S. Condon, 1997, Intracellular Ph  Is  A  Major  Factor  In  The  Induction Of  Tolerance  To  Acid  And  Other Stresses  In Lactococcus  Lactis,  Appl. Environ. Microbiol. , 63:4210–4215 Booth,  I.  R.,  1985,    Regulation  Of
Cytoplasmic pH In Bacteria, Microbiological Reviews, 49: 359-378. Jeanne-Marie Membré , J,M., B. Leporq, M.
Vialette,  E.  Mettler,  L.  Perrier,  D.
Thuault, M. Zwietering, 2005, Temperature  effect  on  bacterial growth rate: quantitative
microbiology  approach  including cardinal values and variability estimates to perform growth simulations  on/in  food, Int.  J.  Food Microbiol. 100:179–186 Thomas, M.T., K. R. Scopes,1998, The Effects Of  Temperature  On  The  Kinetics  And Stability Of Mesophilic And Thermophilic 3-Phosphoglycerate Kinases, Biochem. J. 330 : 1087-1095
Peterson,  M.E.,  R. M.  Daniel,  M. J.  Danson,
R. Eisenthal, 2007, The dependence of enzyme  activity  on  temperature: determination  and  validation  of parameters , Biochem. J. 402 :331-337
Leroi, F.,  P. A. Fall, M. F. Pilet, F. Chevalier,
R. Baron, 2012,
Influence of temperature, pH and NaCl concentration on the maximal growth rate  of Brochothrix  thermosphacta and a bioprotective bacteria Lactococcus  piscium CNCM  I-4031, Food Microbiology , 31: 222–228
Nuryshev,  M.  Z.,  L.  G  Stoyanova  and  A.  I. Netrusov,  2016,  New  Probiotic  Culture of Lactococcus  lactis ssp.  lactis:
Effective Opportunities and Prospects, J  Microb Biochem  Technol ,  Volume 8(4): 290-295 (2016) – 290
Gad,S.A.,  R.  M.  A.  E-Baky,  A.  B.  F.  Ahmed and  G.  F.  M.  Gad,  2016,    In  vitro evaluation  of  probiotic  potential  of five  lactic  acid  bacteria  and  their antimicrobial  activity  against  some enteric  and  food-borne  pathogens, African J. Microbiol. Res. 10:400-409
Monteagudo-Meraa,  A.,    L.    Rodrı´guez- Aparicioa,  J.  Ru´  aa,  H.  Martı´nez- Blancoa,  N.  Navasaa,  M.  R.  Garcı´a- Armestob, M. A´. Ferrero, 2012, In vitro evaluation  of  physiological  probiotic
properties  of  different  lactic  acid bacteria  strains  of  dairy  and  human origin, J. Funtional Foods. 4: 531-541 Loh,  J.Y.,A.S.Y.  Ting,  2016,  Effects  of potential probiotic Lactococcus lactis subsp. lactis on  digestive  enzymatic activities  of  live  feed Artemia franciscana,  Aquacult.  Int. 24:  1341– 1351.
Nejati, F., T. A. Oelschlaeger, 2016,  In Vitro characterization of Lactococcus lactis strains Isolated from Iranian Traditional Dairy Products as a Potential Probiotic , Appl. Food Biotechnol .  3 : 43-51 Zaitseva, S.V., Kozyreva, L.P. & Namsaraev, 2004, The  Effect  of  Temperature  and pH  on  the  Growth  of  Aerobic Alkalithermophilic  Bacteria  from  Hot Springs  in  Buryatia,  B.B Microbiol .73:
372.
Adamberg  K,  Kask  S,  Laht  TM,  Paalme  T. 2003,  The  effect  of  temperature  and pH  on  the  growth  of  lactic  acid bacteria:  a  pH-auxostat  study, Int  J Food Microbio l. 85:171-183.
Samaržija,  .,  N.  Antunac,  J.  Luka_
Havranek, 2001, Taxonomy,
physiology
and growth of
Lactococcus lactis : a review,
Mljekarstvo 51:35-48,