Judul: Metagenomic Analysis of Taxonomic and Functional Profiles of Tempeh Microbial Community
Abstrak: Tempe adalah pangan fermentasi asli Indonesia dengan kacang kedelai sebagai bahan bakunya. Tipe fermentasi yang terbuka pada produksi tempe memungkinkan komunitas mikrob dari lingkungan bersama Rhizopus spp. sebagai laru menghidrolisis senyawa-senyawa kompleks kedelai menjadi senyawa sederhana yang lebih mudah dicerna dan meningkatkan nilai nutrisinya Saat ini terdapat sekitar 80.000 produsen tempe di Indonesia dan sebagian besar dalam kategori produsen tradisional. Keragaman proses dan lingkungan kerja tersebut berkontribusi pada variasi produk akhirnya. Pengrajin tempe tradisional di kawasan Empang (EMP) dan Warung Jambu (WJB) Bogor, Jawa Barat menggunakan prosedur perebusan kedelai yang berbeda pada proses produksinya. Korelasi perbedaan prosedur tersebut terhadap profil komunitas bakteri di ekologi mikrob kedua sampel tersebut telah diteliti sebelumnya. Pengrajin tempe tradisional di desa Tempelan (DJT), kabupaten Blora, provinsi Jawa Tengah hingga saat ini masih tetap mempertahankan penggunaan daun tanaman jati sebagai bahan pembungkus dalam produksi tempe. Penelitian baik profil taksonomi maupun fungsional dari komunitas bakteri pada ekologi mikrob produk tempe bungkus daun jati hingga saat ini belum pernah dilakukan. Analisis metagenomik shotgun (shotgun metagenomic) merupakan pendekatan lain yang dapat dilakukan pada studi metagenomik dengan melakukan sekuensing keseluruhan DNA metagenom yang telah difragmentasi. Metode ini dapat memberikan informasi fungsional komunitas mikrob selain informasi profil taksonomi pada suatu ekologi mikrob. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan analisis metagenomik shotgun sampel dari dua pengrajin tempe tradisional di Bogor, Jawa Barat (EMP dan WJB) dan tempe bungkus daun jati dari pengrajin tempe tradisional di Blora Jawa tengah (DJT) untuk mengkarakterisasi profil taksnomi dan fungsional komunitas mikrob ketiga sampel tersebut. High-Troughput Sequencing (HTS) total DNA metagenom sampel tempe menggunakan jasa NovogeneAIT Genomics Singapore Pte Ltd. Penyaringan raw reads hasil HTS dengan kemiripan tinggi dengan urutan basa genom Rhizopus menggunakan modul Read_QC di alur kerja MetaWRAP. Raw reads bebas kontaminasi genom Rhizopus selanjutnya di analisis profil taksonomi dan fungsional menggunakan alur kerja SqueezeMeta. Profil taksonomi hasil analisis metagenomik shotgun menunjukkan Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes dan Actinobacteria merupakan filum dengan kelimpahan relatif tinggi di metagenom sampel tempe. Filum-filum tersebut juga terkarakterisasi pada penelitian metagenomik amplikon berdasarkan markah molekuler taksonomi gen 16S rRNA sebelumnya. Hasil analisis metagenomik amplikon menunjukkan bahwa Firmicutes merupakan filum dengan kelimpahan relatif tertinggi sedangkan penelitian ini menunjukkan Proteobacteria merupakan filum dengan kelimpahan tertinggi. Analisis profil taksonomi hanya berdasarkan markah gen 16S rRNA dapat menghasilkan bias dalam perhitungan kelimpahan relatif komunitas bakteri pada suatu ekologi mikrob. Terdapat spesies bakteri yang memiliki lebih dari satu salinan (copy number) gen tersebut. Pemilihan urutan basa primer yang digunakan dan protokol amplifikasi menggunakan PCR dilaporkan juga berkontribusi terjadinya bias analisis profil taksonomi. Kelimpahan filum Bacteroidetes dan Actinobacteria pada sampel DJT relatif tinggi dibandingkan dengan sampel EMP dan WJB. Tren tersebut belum pernah dilaporkan pada penelitian profil taksonomi ekologi mikrob di tempe sebelumnya. Karakteristik organoleptik produk tempe bungkus daun berbeda dengan tempe bungkus daun pisang dan plastik. Asosiasi beberapa anggota filum Actinobacteria dan Bacteroidetes khususnya dalam kontribusi terhadap sifat sensoris produk pangan fermentasi telah diteliti sebelumnya. Profil fungsional menunjukkan komunitas bakteri aktif mentranskripsi gen– gen yang berhubungan dengan fungsi transpor dan transposase. Iron complex outer membrane recepter protein (KEGG ID: K02014) merupakan protein yang relatif paling tinggi tingkat transkripsinya pada
Keyword: biosintesis de novo B12, Firmicutes, metagenomik shotgun, Proteobacteria, tempe

Judul: Analisis Mikrobiologi dan Metagenom Bakteri Selama Proses Produksi Tempe
Abstrak: Tempe adalah kedelai yang difermentasi oleh kapang Rhizopus spp. Komunitas mikrob yang terdapat pada tempe tidak hanya terdiri dari kapang dan khamir saja, tetapi juga berbagai jenis bakteri. Umumnya, tempe diproduksi dengan menggunakan metode yang sama, akan tetapi beberapa pengrajin tempe menggunakan metode yang telah dimodifikasi sehingga menghasilkan metode yang unik, salah satunya adalah adanya perebusan kedelai tahap kedua pasca perendaman serta tipe inokulum (laru) yang digunakan. Pengunaan metode dan tipe laru berbeda untuk fermentasi tempe berdampak pada keragaman dan total bakteri yang terdapat pada produk akhir fermentasi. Akan tetapi, hingga saat ini belum ada laporan mengenai pengaruh proses pembuatan tempe, bahan baku, ataupun laru yang digunakan, terhadap komunitas bakteri yang terdapat pada tempe. Untuk mengetahui komunitas bakteri tersebut, digunakan analisis metagenom yang dikombinasikan dengan metode terkultur. Analisis metagenom mampu memberikan informasi yang lebih lengkap mengenai keragaman bakteri tanpa harus menumbuhkan sel terlebih dahulu. Salah satu teknik analisis keragaman komunitas bakteri ialah dengan metode High-Throughput Sequencing (HTS). Akan tetapi, sebagian besar identitas bakteri yang diketahui melalui HTS hanya sampai level genus, sehingga digunakan analisis kloning gen 16S rRNA untuk melengkapi identitas bakteri. Selain analisis metagenom, metode terkultur juga dilakukan untuk mengetahui komposisi komunitas bakteri pada tempe dan proses yang menyertainya dengan menggunakan media khusus pertumbuhan Enterobacteriaceae, bakteri asam laktat, dan total bakteri mesofil. Analisis hubungan antar proses pembuatan tempe dilakukan dengan menggunakan sampel yang berasal dari dua pengrajin tempe di Bogor, yaitu EMP dan WJB. Pengrajin WJB melakukan proses perebusan kedelai kedua pasca perendaman dan menggunakan laru komersial dengan merek RAPRIMA sebagai sumber inokulum, sedangkan pengrajin EMP tidak melakukan proses perebusan kedua dan menggunakan laru komersial dengan merek RAPRIMA yang disubkultur dengan onggok (ampas tepung singkong). Sampel yang dianalisis adalah kedelai, air bersih, laru yang digunakan, air rendaman kedelai, kedelai siap inokulasi, dan tempe yang dihasilkan. Dengan menggunakan analisis metagenom dan metode terkultur, filum bakteri yang ditemukan pada tempe yang diperoleh dari dua pengrajin memiliki kesamaan, yaitu didominasi oleh Firmicutes dengan Proteobacteria sebagai filum sub dominan. Secara umum, komunitas bakteri yang terdapat pada tempe EMP dan WJB berbeda. Berdasarkan hasil analisis metagenom, perbedaan tersebut dipengaruhi oleh perebusan kedelai yang kedua, proses pencucian kedelai sebelum inokulasi, tipe laru, dan sumber air yang digunakan. Tempe EMP memiliki spesies bakteri yang lebih beragam daripada tempe WJB. Dengan kelimpahan relatif >1%, genus dominan yang terdapat pada tempe EMP adalah, Enterococcus (46%), Lactobacillus (41%), Weissella (3%), Clostridium (2.6%), dan Lactoccocus (1.5%) yang berasal dari filum Firmicutes, serta Novosphingobium (2.9%) yang merupakan anggota filum Proteobacteria, sedangkan tempe WJB didominasi oleh Lactobacillus (89%) dan Acetobacter (10%) dari filum Proteobacteria. Spesies Lactobacillus yang umumnya ditemukan pada kedua sampel tersebut pada penelitian ini adalah L. fermentum, L. mucosae, L. agilis, dan L. delbrueckii. Proses yang dianggap paling berpengaruh dalam membentuk komunitas bakteri tersebut pada tempe adalah proses perendaman kedelai. Meskipun berkurang saat proses perebusan kedelai kedua pada WJB dan pengupasan kulit ari pada EMP, tetapi bakteri tersebut kembali mendominasi pada tempe yang dihasilkan. Adanya proses perebusan kedelai kedua pasca perendaman yang dilakukan oleh WJB, menghilangkan hampir seluruh Lactobacillus, dan digantikan oleh Acetobacter. Akan tetapi, dominansi bakteri tersebut menurun pada tempe WJB.
Keyword: Tempe, laru, Firmicutes, High-throughput sequencing, kloning gen 16S rRNA

Judul: Hamiltonian formulation for linear waves motion in two layers fluid
Abstrak: The surface wave could be considered as a wave that separates two fluids, namely water and air. Based on this assumption, it is introduced the interfacial wave, a wave between two layers of fluid with different density. The formulation of interfacial waves motion begins with deriving the base equation of irrotational ideal fluid. Furthermore, according to irrotational fluid assumption, the base equation can be stated in velocity potential. In this derivation, the fluids domain is assumed to be restricted by rigid lid boundary conditions, both at the upper and lower limit. Therefore, the interfacial waves motion can be explained in a hamiltonian formulation. In the hamiltonian formulation, total energy is defined as the sum of kinetic and potential energy. The hamiltonian system is obtained from reduction of kinetic energy by using the Dirichlet Neumann Operator. The resulted kinetic energy equation is nonlinear. Therefore, this form is linearized by first part of the Taylor expansion. This linearization gives a dispersion relation of linear wave. Based on this dispersion relation, the phase speed of the linear wave depends on the density ratio of the two layers fluid.
Keyword: