PEMANFAATAN ELECTRONIC NOSE UNTUK DETEKSI Escherichia coli DAN Salmonella thypimurium BERDASARKAN SENSOR GAS

WREDHA SANDHI A P, Prof. DR. drh. Pudji Astuti, MP; DR. drh. Tri Untari, M.Si

2019 | Tesis | MAGISTER SAINS VETERINER

Pelayanan sertifikasi karantina hewan terhadap produk yang berasal dari hewan yang dilalulintaskan, semakin tahun semakin meningkat, dan dituntut untuk menyelesaikan pelayanan dengan cepat. Di Indonesia, produk yang berasal dari hewan, yang dilalulintaskan tidak boleh mengandung cemaran mikroba yang telah ditetapkan dalam Standar Nasional Indonesia (SNI) 7388:2009. Pertumbuhan bakteri patogen Eschericia coli dan Salmonella typhimurium menghasilkan zat organik sebagai VOCs (Volatile Organic Compounds) dan gas tertentu, yang menjadi ciri dari setiap jenis bakteri. Salah satu alternatif aplikasi keamanan pangan yang tersebar luas untuk mendeteksi mikroorganisme melalui penginderaan terhadap VOCs yang dihasilkan oleh bakteri patogen adalah dengan menggunakan sensor gas, electronic nose (e-nose) karena dinilai cepat, handal, dan tanpa menggunakan reagen. Tujuan dari penelitian ini adalah mendeteksi dan mendiferensiasi E. coli dan S. typhimurium dengan e-nose yang dikembangkan oleh Departemen Fisika, Universitas Gadjah Mada. Penelitian dilakukan dengan membuat 3 jenis sampel yaitu media Tryptic Soy Broth (TSB) steril (sebagai kontrol negatif), media TSB steril yang diinokulasi masing-masing 1x10^3 sampai dengan 1x10^4 cfu/ml biakan murni E. coli ATCC 25922 dan S. typhimurium ATCC 14028. Setiap sampel diinkubasi pada suhu 37°C, selama 2, 8, 16, 24, 32, 40, dan 48 jam, kemudian dilakukan deteksi VOCs menggunakan e-nose. Analisis data dilakukan dengan menggunakan metode Linear Discriminant Analysis (LDA), Quadratic Discriminant Analysis (QDA), dan Support Vector Machine (SVM). Hasil penelitian pada semua masa inkubasi menunjukkan bahwa nilai akurasi tertinggi e-nose untuk mendeteksi E. coli adalah 97,8% dengan menggunakan metode analisis LDA, dan untuk mendeteksi S. typhimurium adalah 95,6% dengan menggunakan metode analisis QDA. Nilai akurasi tertinggi e-nose untuk mendiferensiasi E. coli dengan S. typhimurium adalah 83,1% dengan menggunakan metode analisis QDA. Hasil akurasi tercepat dan terbaik adalah pada masa inkubas 8 jam, dengan nilai akurasi 86,4%. Electronic nose yang dikembangkan oleh Departemen Fisika, Universitas Gadjah Mada, dapat mendeteksi dan mendiferensiasi E. coli dan S. typhimurium dengan tingkat akurasi yang cukup tinggi.

Animal quarantine certification service for transported animal products increased every year and required to be completed quickly. Based on Standar Nasional Indonesia (SNI) 7388: 2009, transported animal products may not contain pathogenic microbial contamination. The growth of pathogenic bacteria, Escherichia coli (E. coli) and Salmonella typhimurium (S. typhimurium), produces organic substances as VOCs (Volatile Organic Compounds) and specific gas which characterized every type of bacteria. The purpose of this study are to detect and differentiate E. coli and S. typhimurium which using e-nose developed by Department of Physics, Gadjah Mada University. E-nose is considered as an food safety alternative application to detect pathogenic bacteria through VOCs sensing. It is fast, cheap, reliable, without using reagent, and easy to use. This study used three samples, steriled Tryptic Soy Broth (TSB) media (negative control), steriled TSB media of E. coli pure culture, and steriled TSB media of S. typhimurium ATCC 14028, both were inoculated 1x10^3 - 1x10^4 cfu/ml. Each sample was incubated at 37°C for 2, 8, 16, 24, 32, 40, and 48 hours. After the incubation, VOCs analysis tool used metode Linear Discriminant Analysis (LDA), Quadratic Discriminant Analysis (QDA), dan Support Vector Machine (SVM) methods. The results showed that the highest e-nose accuracy for detection E. coli was 97.8%, using the LDA analysis method and for detection S. typhimurium was 95.6%, using the QDA analysis method. The highest e-nose accuracy for differentiating E. coli with S. typhimurium is 83.1% using the QDA analysis method. The fastest and best accuracy results are 8 hours incubation period, with an accuracy value of 86.4%. Thus the e-nose developed by the Department of Physics, Gadjah Mada University, can support and differentiate with a high degree of accuracy.

Kata Kunci : Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Electronic Nose, Volatile Organic Compounds