Seleksi Bakteri Asam Laktat Indigenus sebagai Galur Probiotik dengan Kemampuan Mempertahankan Keseimbangan hlikroflora Feses dan Mereduksi Kolesterol Serum Darah Tikus

SELEKSI BAKTERI ASAM LAKTAT INDIGENUS

SEBAGAI GALUR PROBlOTlK DENGAN KEMAMPUAN

MEMPERTAHANKAN KESEIMBANGAN MIKROFLORA FESES

DAN MEREDUKSI KOLESTEROL SERUM DARAH TlKUS

OLEH

NETTY KUSUMAWATI

PROGRAM PASCA SARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

ABSTRAK

NETTY KUSUMAWATI. Seleksi Bakteri Asart1 Laktat Indigenus sebagai Galur Probiotik dengan Kemampuan Metnpertahankan Keseimbangan Mikroflora Feses dan Mereduksi Kolesterol Serum Darah Tikus Dibimbing oleh BETTY SRI LAKSMl JENIE, SIS\VA SETYAHADI, dan RATIH DEWANTI-HARIYADI.

Sebanyak 18 galur bakteri asam laktat yang diisolasi dari makanan fermentasi

Indonesia diuji potensinya sebagai galur probiotik yang meliputi ketahanan terhadap asam dan garam empedu, kemampuan met~gasimilasi kolesterol dan ~tlenghambat

bakteri patogen yaitu Bacilltrs cereus, Staphy1ococctr.s aurerrs dan Escherrchia coli.

Semua galur yang diuji menunjukkan toleransi yang tinggi untuk tumbuh pada lingkungan asam, sedangkan ketahanannya terhadap garam empedu beragam untuk masing-masing galur. Galur-galur bakteri asam laktat tersebut juga menunjukkan kemampuan untuk mengasimilasi kolesterol, serta memiliki aktivitas penghambatan terhadap bakteri patogen yang diuji dengan derajat yang berbeda secara nyata (p>0,05)

untuk masing-masing galur. Tiga galur bakteri asam laktat yaitu Lacrobacillrt.s

plunta~wnr sa28k, Lacfobacill?rs crcidophi11r.s FNCC116 dan L.uctobacillr~.s casei

FNCC262 yang memiliki ketahanan yang baik untuk tumbuh pada lingkungan yang asam dan mengandung garam empedu serta menunjukkan kemampuan yang besar untuk mengasimilasi kolesterol, diuji lebih lanjut pengaruh hipokolesterolemiknya pada tikus

Sprague Dawley dalam bentuk susu fermentasi. Setelah 4 minggu perlakuan pemberian

susu fermentasi, tikus yang menerima susu yang difermentasi oleh ketiga galur bakteri asam laktat tersebut memiliki kadar kolesterol serum darah yang secara nyata lebih rendah (p>0,05) dibandingkan dengan tikus yang diberi susu non fermentasi (kontrol).

I,. pla~~tnr~mi sa28k, I,. acidophilr~s FNCC 1 16, dan Lactohac~llus casei J3JCC343 memiliki ketahanan yang baik untuk tumbuh pada lingkungan yang asam dan mengandung garam empedu serta menunjukkan aktivitas penghambatan yang tinggi terhadap ketiga bakteri patogen, sehingga diuji lebih lanjut pengaruhnya terhadap komposisi mikroflora feses tikus dalam bentuk susu fermentasi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa konsumsi susu yang difermentasi pleh galur bakteri asam laktat tersebut menyebabkan peningkatan yang nyata (p>0,05) terhadap jumlah laktobasili, yang diiringi dengan penurunan yang nyata (p>0,05) jumlah bakteri koliform dan stafilokoki pada feses tikus

SURGT PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul :

SELEKSI BAKTERI ASAM LAKTAT INDIGENUS SEBAGAI GALUR PROBIOTIK

DENGAN KEMAMPUAN MEMPERTAHANKAN KESETMBANGAN

MIKROFLORA FESES DAN MEREDUKSI KOLESTEROL SERUM DARAH TIKUS

adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan.

Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan

dapat diperiksa kebenarannya.

Bogor, 25 S ptember 2002

SELEKSI BAKTERI ASAM LAKTAT INDIGENUS SEBAGAI

GALUR PROBIOTIK DENGAN KEMAMPUAN

MEMPERTAHANKAN KESEIMBANGAN MIKROFLORA FESES

DAN MEREDUKSI KOLESTEROL SERUM DARAH TIKUS

NETTY KUSUMAWATI

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Ilmu Pangan

PROGRAM PASCA SARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Tesis . Seleksi Bakteri Asam Laktat Indigenus sebagai Galur Probiotik dengan Kemampuan Mempertahankan Keseimbangan hlikroflora Feses darl Mereduksi Kolesterol Serum Darah Tikus

Nama : Netty Kusumawati

NRP : 99216

Program Studi : Iltnu Pangan

Menyetuj ui,

I. Konlisi Pembimbing

Prof.Dr.Ir. Betty ~ ; i Laksmi Jenie. MS

Ketua

Dr.Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi Anggota

pe*~

Dr.lr. Siswa Setyahadi Anggota

Mengetahui,

2 Ketua Program Studi Ilmu Pangan 3 Direktur Program Pascasarjana

Prof Dr Ir Betty Sri Laksmi Jenie. MS

RIWAl'AT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sidoarjo

-

Jawa Timur pada tanggal 30 Desember 1971

sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari ayah Ngaderi dan ibu Siti Lusiya. Pendidikan sarjana ditemp~ih di Program Studi Teknologi Hasil Pertanian, Jurusan

Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya Malang, lulus pada tahun 1995. Pada tahun

1999 penulis diterima di Program Studi Ilmu Pangan pada Program Pascasarjana IPB

dan memperoleh gelar Magister Sains pada tahun 2002.

PRAKATA

Puji syuAur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah memberikan karunia dan tuntunanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah yang berjudul "Seleksi Bakteri Asam Laktat Indigenus sebagai Galur Probiotik dengan Kemampuan Mempertahankan Keseimbangan Mikroflora Feses dan Mereduksi Kolesterol Serum Darah Tikus" ini ditulis berdasarkan data hasil penelitian yang

dilakukan penulis mulai Agustus 200 1 sampai April 2002 di Laboratorium Mikrobiologi

Pangan dan Kimia Pangan PAU P B , Laboratorium Biokimia dan kandang hewan percobaan Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi IPB serta Laboratorium Fermentasi Pangan, Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Bioindustri, BPPT Serpong

Atas terselesaikannya karya ilmiah ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan terimakasih yang mendalam kepada banyak pihak sebagai berikut. Kepada Unika Widya Mandala Surabaya yang telah memberikan kesempatan dan dana untuk menempuh pendidikan di Program Studi Ilmu Pangan, dan juga kepada Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Bioindustri, BPPT atas bantuan dana untuk penelitian. Kepada Ibu YrofDr.Ir. Betty Sri Laksrni Jenie, MS, Bapak Dr. Siswa Setyahadi dan Ibu Dr.1r. Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc sebagai dosen pembimbing atas semua bimbingan dan bantuannya. Kepada Ibu Dr.Ir. Nurheni Palupi atas kesediaannya menjadi dosen penguji dan masukannya. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Ibu Dr. Ingrid Surono atas bantuannya mengusahakan kultur dan bahan kimia, Ibu Ir Chandra Utami Wirawati MSi atas pemberian kultur bakteri asam laktat dari tempoyak, dan Ibu Ir. Retno W. atas bantuan dan kerjasamanya di Lab. Fermentasi Pangan BPPT Serpong, serta kepada Ibu Dr.Ir. Lilis Nuraida, MSc atas ijinnya menggunakan literatur

koleksi beliau. Kepada Mbak Ari FM di Lab. Mikrobiologi Pangan, Mas Adi dan Bapak

Wahid di Lab. Biokimia dan kandang hewan percobaan serta Bapak Taufik di Lab. Kimia Pangan atas bantuannya selama melakukan penelitian. Kepada teman-teman IPN angkatan '99 terutama teman-teman di Sub Program Mikrobiologi Pangan Ardi, Evan, Evi dan Fatim, Mbak Tina dan Mbak Epril, Christin, Indria dan Daisy, juga semua teman-teman di Lab. Mikrobiologi Pangan, atas persahabatan dan kebersamaannya. Ucapan terimakasih yang amat besar kepada keluargaku terkasih: Ibu, Bapak, adikku Penny, kakakku Nenny dan Catur, Ezra, atas dukungan. doa dan kasih sayangnya. Mungkin ada banyak pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan dan dukungan selama pembuatan karya ilmiah ini, untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Oktober 2002

DAFTAR IS1

Halaman . . . DAFTAR TABEL . . . DAFTAR GAM-BAR . . . DAFTAR LAM.PIRAN PENDAHLILUAN . . .

Latar Belakang

.

_.

. . .

Tujuan Penelltian _{. .}

. . . Manfaat Penelitian

TWJAUAN PUSTAKA . .

. . .

Problotik

Karakteristik. Klasifikasi datl Aplikasi Bakteri Asam Laktat . . . Susu Fermentasi

. . .

Ketahanan Bakteri Asam Laktat terhadap Garam Empedu

. . .

Ketahanan Bakteri Asam Laktat terhadap pH Rendah

. . . Aktivitas Antimikroba Bakteri Asam Laktat

. . .

Mikroflora Usus

. . . Pengaruh Probiotik terhadap h.likroflo1-a Usus

. . . Struktur dan Metabolisme Kolesterol dalam Tubuh

. . . Pengaruh Probiotik terhadap Kolesterol Serunl Darah

METODE PENELITIAN

. . .

Bahan

. . .

P!at

Prosedur Pelaksanaan Penelitian

. . .

Persiapan Kultur Bakteri Asam Laktat

. . .

Pengujian Ketahanan terhadap Asam

. . .

Pengujian Ketahanan terhadap Garam Empedu

. . .

Pengujian Aktivitas Antagonistik terhadap Bakteri Patogen

... Pengujian Asimilasi Kolesterol

Persiapan Kandang. Pemberian Ransum dan Susu Fermentasi serta

. . .

Penimbangan Berat Badan Tikus

. . . Pengujian Mikroflora Feses Tikus

. . .

Pengujian Kolesterol Serum Darah Tikus _{. .}

. . .

Pengujian Statistika

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ketahanan terhadap pH Rendah . . . Ketahanan terhadap Ciaram Empedu . . . Aktivitas Antagonistik Bakteri Asam Laktat terhadap Bakteri Patogen Aktivitas Asimilasi Kolesterol . . . Pemilihan Galur untuk Uji 111-vivo . . .

Pengaruh Pemberian Susu yang Difermentasi oleh Bakteri Asam Laktat terhadap Berat Badan Tikus . . . Pengaruh Pemberian Susu yang Difermentasi oleh Bakteri Asam Laktat terhadap Mikroflora Feses Tikus . . .

.

.

Laktobaslll . . . . . . Laktobasili Tahan terhadap Garam Empedu

Koliform . . . . . . Stafilokoki

Pengaruh Susu yang Difermentasi oleh Bakteri Asam Laktat terhadap Kolesterol Serum Darah Tikus . . .

KESIMPULAN DAN SARAN

. . . Kesimpulan

Saran . . .

DAFTAR PUSTAKA . . .

. . .

DAFTAR TABEL

Halaman

Beberapa bakteri asam laktat yang sering digunakan dala~n produk

. . .

fermentasi susu 10

Mikroor~anisme yang digunakan dalam produk probiotik . . . 11

Komposisi mikroflora pada saluran pencernaan . . . 19

Hasil-hasil penelitian efek susu fermentasi terhadap mikroflora . . .

feses 24

Hasil-hasil penelitian uji asimilasi kolesterol . . . 29

Hasil-hasil penelitian efek hipokolesterolemik dari bakteri asam . . .

laktat 32

Galur bakteri asam laktat asal makanan fermentasi ... 34

. .

Komposlsi ransum tikus . . . 41

DAFTAR GAMBAR

Mekanisme pengaruh probiotik berupa sel hidup dan tidak hidup

...

terhadap kesehatan 6

...

Diagram skematik sirkulasi hepatik asam empedu 12

...

Hubungan antara flora usus dan tubuh manusia 20

...

Faktor-faktor yang mempengaruhi flora usus 20

...

Struktur kolesterol 25

...

Skema garis besar penelitian 36

Tikus Sprague Dawley dewasa (a) dan kandang metabolit (b) ... 40

. . .

Diagram alir pembuatan susu fermentasi 42

...

Aorta abdominal tempat pangambilan darah tikus 44

. . .

Alat analisa kolesterol serum darah 44

Pengaruh pH rendah terhadap selisih jumlah koloni bakteri asam

laktat yang tumbuh pada kontrol dan perlakuan . . . 46

Pengaruh garam empedu 1% terhadap selisih jumlah koloni bakteri

asam laktat yang tumbuh pada kontrol dan perlakuan . . . 51

Pengaruh garam empedu 5% terhadap selisih jumlah koloni bakteri

asam laktat yang tumbuh pada kontrol dan perlakuan . . . 52

Aktivitas antagonistik bakteri asam laktat terhadap B . cereus ... 55

Aktivitas antagonistik bakteri asam laktat terhadap S . atruerrs . . . 55

Aktivitas antagonistik bakteri asam laktat terhadap E

.

coli ... 56

. . .

.

Halaman

1 8. Diagram pemilitlan galur untuk uji in-vivo . . . 64

19. Pengaruh pemberian susu yang difermentasi oleh bakteri asam

. . .

laktat terhadap berat badan tikus 66

20. Pengaruh pemberian susu yang difermentasi oleh bakteri asam

laktat terhadap jumlah laktobasili pada feses tikus . . . 68

Pengaruh pemberian susu yang difermentasi oleh bakteri asam

21. laktat terhadap jumlah laktobasili tahan terhadap garam empedu

. . .

pada feses tikus 7 1

22. Pengaruh pemberian susu yang difermentasi oleh bakteri asam

laktat terhadap jumlah koliform pada feses tikus . . . 73

23. Pengaruh pemberian susu yang difernlentasi oleh bakteri asatn

laktat terhadap jumlah stafilokoki pada feses tikus . . . 77

24. Pengaruh pemberian susu yang difermentasi oleh bakteri asarn

. . .

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

. . . 1 . Data dan analisis ragam pengujian ketahanan terhadap pH i-endah 9 1

2. Data dan analisis ragam pengujian ketahanan terhadap garam empedu 1% 92

3. Data dan analisis ragam pengujian ketahanan terhadap garam empedu 5% 93

4. Data dan analisis ragam pengujian aktivitas antagonistik terhadap H. cereus 94

5. Data dan analisis ragam pengujian aktivitas antagonistik terhadap S azrrelrs 95

.

6 . Data dan analisis ragam pengujian aktivitas antagonistik terhadap E. coli.. 96 . . .

7. Data dan analisis ragam pengujian asimilasi kolesterol 97

8. Data pengujian jumlah bakteri asam laktat dalam susu fermentasi ... 98

9. Data dan analisis ragam pengujian pengaruh susu yang difermentasi oleh

bakteri asam laktat terhadap peningkatan berat badan tikus . . . 99

10. Data dan analisis ragam uji pengaruh susu yang difermentasi oleh bakteri asam laktat terhadap jumlah laktobasili pada feses tikus pada pengujian hari ke-14 . . . 100

1 1 . Data dan anaiisis ragam uji pengaruh susu yang difermentasi oleh bakteri asam laktat terhadap jumlah laktobasili pada feses tikus pada pengujian hari ke-30 . . . 10 1

12. Data dan anaiisis ragam uji pengaruh susu yang diferinentasi oleh bakteri

asam laktat terhadap jumlah laktobasili tahan terhadap garam empedu pada

feses tikus . . . 102

13. Data dan analisis ragam uji pengaruh susu yang difermentasi oleh bakteri

asam laktat terhadap jumlah koliform pada feses tikus pada pengujian hari ke-14 . . . 103

14. Data dan analisis ragam uji pengaruh susu yang difermentasi oleh bakteri

15. Data dan analisis ragam uji pengaruh susu yang difermentasi oleh bakteri asam laktat terhadap jumlah stafilokoki pada feses tikus pada pengujian

. . .

hari ke-14 105

16. Data dan analisis ragam uji pengaruh susu yang diferrnentasi oleh bakteri

asam laktat terhadap jumlah stafilokoki pada feses tikus pada pengujian . . .

hari ke-30 106

17 Data total kolesterol serum darah tikus awal dan setelah diberi pakan tinggi

kolesterol serta data dan analisis ragam uji pengaruh susu yang difermentasi oleh bakteri asam laktat terhadap total kolesterol serum darah

. . .

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Senlakin tingginya kesadaran akan kesehatan telah mernbawa perubahan tuntutan

konsumen pada produk pangan yaitu tidak lagi sekedar menyediakan zat gizi namun

juga memberikan pengaruh yang dapat meningkatkan kesehatan. Salah satu makanan

kesehatan yang banyak dikembangkan adalah produk pangan yang mengatldung spesies

bakteri usus yang dikenal sebagai probiotik. Istilah probiotik telah mengalami beberapa

perubahan definisi seiring dengan perken~bangan hasil penelitiati ilmiah tentang

pengaruh, mekanisme kerja dan aplikasinya. Definisi probiotik terbaru diusulkan oleh

Salminen et crl. (1 999) yaitu sediaan sel mikroba atau komponen dari sel mikroba yang

mempunyai pengaruh rnenguntungkan bagi kesehatan dan kehidupan inangnya

Ada beberapa karakteristik yang dipertimbangkan untuk menentukan apakah

suatu mikroba berpotensi untuk menjadi kultur probiotik Diantaranya adalah ketahanan

terhadap asam dan garam empedu, sebab untuk dapat be~tahan dan tumbuh di dalam

saluran pencernaan, kultur probiotik hams melewati beberapa rintangan seperti

keasaman lambung yang tinggi dan sekresi garam empedu pada usus yang dapat

berpengaruh buruk bagi kultur mikoba.

Salah satu pengaruh probiotik yang menguntungkan bagi kesehatan adalah

mempertahankan keseimbangan mikroflora usus Mikroflora usus adalah ekosistem

yang kompleks, yang terdiri dari berbagai jenis bakteri dalam jumlah yang besar.

memberikan pengaruh positif maupun negatif pada fisiologi usus. Oleh karena itu

penelitian utltuk menbabah mikroflora usus kearah yang menguntungkan dengan tujuan

akhir urltuk meningkatkan kesehatan adalah topik yang sangat diminati Beberapa

penelitian rnembuktikan bahwa pemberian bakteri asam laktat meningkatkan populasi

bakteri menguntungkan seperti laktobasili dan bifidobakteria diiringi dengan penurunan

jumlah bakteri patogen pada saluran pencernaan atau feses manusia maupun hewan

percobaan (Gilliland et ul. 1978, Danielson et a/. 1989, Hosoda et ul. 1996, Alkali11 et

a/. 1997) Selain mempengaruhi keseimbangan mikroflora usus, telah dilaporkan bahwa

produk probiotik yang mengandung bakteri asam laktat metnpunyai beberapa pengaruh

yang positif lainnya bagi kesehatan, diantaranya hipokolesterolemik, yaitu menurunkan

konsentrasi kolesterol serum darah baik pada manusia mauputl hewan percobaan

(Harrison dan Peat 1975; Grunewald 1982; Gilliland et crl. 1985; Danielson el crl. 1989,

Rodas ct ~ r l . 1996. Alkali11 el a/. 1997)

Beberapa penelitian mengungkapkan bahwa pengaruh masing-masing galur

bakteri asam laktat terhadap komposisi mikroflora usus beragam dan tidak semua galur

bakteri asatn laktat yang diuji menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap konsentrasi

kolesterol serum (Grunewzld dan Mitchell 1983, Pulusani dan Rao 1983; Gilliland et a/.

1985). Oleh karena itu perlu dilakukan seleksi untuk memperoleh galur lokal bakteri

asam laktat yang berpotensi sebagai probiotik. Penelitian untuk mendapatkan galur-galur

yang mempunyai pengaruh positif terhadap keseimbangan mikroflora usus dan

hipokolesterolemik tersebut masih terus dilakukan karena enzim yang dihasilkan bakteri

menghasilkan senyawa karsinogenik (Goldin dan Gorbach 1984, Moore dan Moore

1995, Kok dan Maanen 2000) yang berisiko menyebabkan kanker kolon, sedangkan

konalrnsi probiotik yang mengandung bakteri asam laktat terbukti mencegah terjadinya

kanker pada hewan percobaan (Wollowski el a/. 1999; Brady et a/. 2000), dan terbukti

bahwa reduksi kolesterol serum dapat menurunkan te rjadinya penyakit jantung koroner

pada penderita hiperkolesterolemia (Levy 1981; Kannel et nl. 1984; Lipid Research

Clinic Program 1984).

Bakteri asam laktat telah banyak diisolasi dari berbagai makanan fermentasi

Indonesia diantaranya dari kecap ikan, asinan kubis, growol, gatot, tempoyak, tape ketan

bekasam, dan lain-lain, dimana isolat-isolat tersebut mempunyai kemungkinan untuk

dikembangkan sebagai kultur probiotik. Oleh karena itu diperlukan penelitian-penelitian

untuk menggali potensi galur-galur bakteri asam laktat tersebut sebagai kultur probiotik

yang mempunyai pengaruh positif terhadap kesehatan. Penelitian ini ~nenguji potensi

calur bakteri asam laktat asal makanan fermentasi Indonesia sebagai kultur probiotik

-

yang berpengaruh dalam meningkatkan keseimbangan flora normal usus dan

mempunyai pengaruh hipokolesterolemik.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian secara umum adalah untuk mengetahui potensi beberapa isolat

bakteri asam laktat yang berasal dari makanan tradisional Indonesia sebagai kultur

Secara khusus tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut

a Mengetahui ketahanan galur bakteri asam laktat yang diisolasi dari berbagai makanan

tradisional Indonesia terhadap pH rendah dan garam empedu

b Mengetahui aktivitas antagonistik galur bakteri asam laktat terhadap bakteri patogen

c hlengetahui pengaruh pernberian susu ferlnentasi terhadap komposisi mikroflora

feses tikus

d Mengetahui kemampuan susu fermentasi yang mengandung bakteri asam laktat

dalam mengasimilasi kolesterol secara in-vitro

e Mengetahui pengaruh pemberian susu fermentasi terhadap konsentrasi kolesterol

serum darah tikus

Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian adalah untuk mendapatkan galur-galur bakteri asam laktat yang

berpotensi sebagai kultur probiotik yang mampu bertahan dalam kondisi asam dan

adanya garam empedu serta memiliki aktivitas hipokolesterolemik dan mampu

n~einpertahankan kesein~bangan mikroflora usus sehingga memberikan bukti ilmiah

tentang potensi kesehatan dari koleksi mikroflora yang diisolasi dari makanan

tradisional Indonesia Selain itu penelitian ini memberikan alternatif bagi pengolahan

susu yaitu susu fermentasi sebagai minuman probiotik yang memberi pengaruh positif

terhadap keseimbangan mikroflora normal pada usus dan mereduksi kolesterol serum

darah yang berimplikasi menurunkan kejadian kanker kolon dan penyakit jantung

TINJAUAN PUSTAKA

Probiotik

Probiotik telah didefinisikan dalam beberapa cara tergantung dari pemahaman

tentang mekanisme aksinya dalam memberikan pengaruh bagi kesehatan dan kehidupan

manusia. Istilah probiotik pertama kali dicetuskan untuk mendeskripsikan senyawa

pang dihasilkan mikroorganisme yang dapat lnenstimulir pertumbuhaii mikroorganisme

lain Selanjutnya definisi probiotik berkembang menjadi organisme dan senyawa yang

dapat menghasilkan keseimbangan mikroflora dalam usus Lebih lanjut Fuller (1 9S9),

mendefinisikan probiotik sebagai bahan pangan yang mengandung mikroorganisme

dalam keadaan hidup yang mempunyai pengaruh menguntungkan bagi inangnya dengan

meningkatkan keseimbangan mikroflora usus. Definisi tersebut diperluas oleh para ahli

dari Eropa dengan niempertimbangkan mekanisme probiotik selain yang diperantarai

mikroflora usus. Probiotik adalah bahan pangan berupa mikroorganisme hidup yang

mempunyai pengaruh menguntungkan terhadap kesehatan manusia

Dewasa ini seiring dengan adanya perkembangan data hasil penelitian ilmiah dan

aplikasi tentang pengaruh probiotik, diusulkan suatu definisi baru yaitu sediaan sel

mikroba atau komponen dari sel mikroba yang mempunyai pengaruh menguntungkan

pada kesehatan dan kehidupan inangnya (Salminen ef al. 1999). Definisi tersebut

memiliki implikasi bahwa probiotik tidak selalu hams berupa sel hidup karena telah

terbukti bahwa probiotik dalam bentuk sel yang tidak hidup juga menunjukkan pengaruh

tidak membatasi penggunaan probiotik sebagai bahan pangan, aplikasi dalam bentuk

lain jucga telah dilaporkan mempunyai pengaruh menguntungkan bagi kesehatan, dan

tidak hanya sel mikroba utuh tetapi bagian dari sel juga telah terbukti mempunyai

pengaruh terhadap kesehatan. Mekanisme aksi dari probiotik yang melibatkan mikroba

dalam bentuk hidup maupun tidak, terdapat pada Gambar I .

(3 = sel hidup Pemberian secara oral = scl tidak hidup

USUS

Infeksl saluran ken-

clng ', - '?

Modulas~

~ k e m b a n g a n

<

anker usus

r

Mcmpengaruhi iillun :

Ig A naik

_

Ig E turun

Meliurunkan kolesterol serum darah ?

Mengurang~ gejala loc- lose lntolernnce (

Memperpendek diare rotavirus @ Mefigurangi lanker

empedu kambuhan \ -

Gambar 1. Mekanisme pengaruh probiotik berupa sel hidup dan tidak hidup terhadap

kesehatan (Salminen et of. 1999)

Konsumsi probiotik yang utama bagi manusia adalah dalam bentuk makanan

berbasis susu yang mengandung spesies bakteri usus yaitu ,&ctobaciflus dan

Sejumlah penelitian mengungkapkan beberapa pengaruh positif bagi kesehatan

dari probiotik yaitu sebagai berikut .

a Meningkatkan ketahanan terhadap penyakit infeksi terutama infeksi usus dan diare

(Vanderhoof et a/. 1999, Rolfe 2000, Roos dan Katan 2000, Guerin-Danan r i 01.

200 1)

b. Menurunkan tekanan darawantihipertensi (Yamamoto et al. 1994; Nakamura et al.

1995a, 199%; Yamamoto ct al. 1999)

c. Menurunkan konsentrasi kolesterol serum darah (Grunewald 1982; Pulusani dan Rao

1983; Danielson ef 01. 1989; Rodas ef nl. 1996, Alkalin el al. 1997)

d Mengurangi reaksi lactose iiirolera?zce (Jiang et nl. 1996; Jiang dan Savaiano 1997,

Mustapha et 01. 1997)

e Mempengaruhi respon imun (Takahashi et 01. 1993; Pessi ef nl. 1998; Ha et nl. 1999,

Perdigon el crl. 1999; Tejada-Simon ef ul. 1999, Erickson dan Hubbard 2000, Sanders

2000; Pestka ei a/. 2001).

f Menurunkan risiko terjadinya tumor dan kanker kolon (Ayebo et al. 1981; Reddy et

al. 1983, Gallaher dan Khil 1999; Reddy 1999, Wollowski et 01. 1999; Brady et al.

2000; Roos dan Katan 2000)

g. Bersifat antimutagenik (Hosono e f a/. 1990; Hosoda et al. 1992a, 1992b; Thyagaraja

dan Hosono 1993; Ebringer et a/. 1995; Boubekri dan Ohta 1996; Hosoda et al. 1996;

Usman dan Hosono 1999) serta bersifat antikarsinogenik (Goldin dan Gorbach 1984;

Menurut Shortt (1999), ada beberapa kriteria yang perlu dipertimbangkan untuk

mendapatkan produk probiotik dengan pengaruh positif yang optimal bagi inanpya,

diantaranya adalali

a Spesies bakteri probiotik sebaiknya nierupakan tlora normal usus dengan demikian

bakteri lebih mudah menyesuaikan diri dengan lingkungan usus

b. Tidak bersifat patogen

c Toleran terhadap asam dan garam empedu

d Memiliki kemampuan untuk menempel dan mengkolonisasi sel usus

e Memiliki aktivitas antagonistik terhadap mikroba patogen enterik

f Terbukti memiliki pengaruh yang menguntungkan terhadap kesehatan

g Memiliki kemampuan untuk bertahan selama proses pengolahan dan selama waktu

penyimpanan

h Produk probiotik diharapkan memiliki jumlah sel hidup yang besar (lo7-1 09)

i Total konsumsi produk probiotik sekitar 300-400 gram per minggu. Dua alasan

terakhir diperlukan untuk memperkirakan bahwa tersedia cukup bakteri probiotik

dalam tubuh untuk memberi pengaruh positif (Tannock 1999)

Makanan yang mengandung mikroba probiotik untuk konsumsi manusia telah

dipasarkan di Jepang sejak tahun 1920-an Produk probiotik pertama menggunakan

bakteri L. acidophzhrs dan L. casez sebagai komponen dalam produk susu fermentasi

Dalam perkembangannya, jumlah spesies mikroba yang terlibat dalam produk probiotik

meningkat dengan sangat pesat, tetapi makanan pembawa kultur probiotik yang utama

Karakteristik. Klasifikasi dan Aplikasi Bakteri Asam Laktat dalam Susu Fermentasi

Bakteri asam laktat bersifat Gram positif, tidak membentuk spora, dapat berbentuk

bulat atau batang, dengan komposisi basa DNA kurang dari 50% mol G+C. Umumnya

bersifat katalase negatif tetapi kadang-kadang terdeteksi katalase semu pada kultur yang

ditumbuhkan pada konsentrasi gula rendah. Untuk tumbuh membutuhkan karbohidrat

yang dapat difermentasi (Pot et al. 1994).

Semula bakteri asam laktat diklasifikasikan menjadi 4 genus yaitu Lacfohacillzr.~,

Lelico~lostoc, Streprococczl.~, dan Yedrococczr.~, yang didasarkan pada ciri morfologi, tipe fermentasi, kemampuan tumbuh pada suhu yang berbeda, sifat stereospesifik (D atau L

laktik), serta toleransi terhadap asam dan basa. Klasifikasi bakteri asam laktat

berkembang sehingga genus L,actohacill~is menjadi Lacfobacil1tr.r dan Carnohacterirrm.

Genus Stt.epfococc?rs menjadi 4 yaitu Streptococcrr.s, l,actococcz~s, l.lagococczr.s, dan

I<~lrerococczr.s. Genus Pediococczrs menjadi I.'ediococclrs, Tetraget?ococczi.~ dan

Aerococcus. Sementara tidak ada perubahan pada genus I~eucor~ost~~c. Klasifikasi yang baru tersebut dihasilkan dengan mempertimbangkan komposisi asam lemak pada

membran sel, rnotilitas dan urutan r RNA, serta persen guanin dan sitosin pada DNA

(Pot e f al. 1994).

Kini berbagai spesies bakteri asam laktat diaplikasikan dalam produk susu

fermentasi (Tabel 1) dan spesies bakteri asam laktat bersama bifidobakteria merupakan

mikroorganisme yang paling banyak dikembangkan sebagai kultur probiotik terutama

Tabel 1. Beberapa bakteri asam laktat yang sering digunakan dalam produk fermentasi susu

L. hehreticus ssp. jugi~ri

/

Yogurt Bakteri

Lnctohncrl1rr.s thermofil homofermentatif

L. de/hi.neckr/ ssp hu/garic/r.s L. clelhr-lrecku ssp. Irrcfis I,. delhrrlcck~r ssp. deIhrr/eckli L, acidoph/ki.c

L. he11vtrc1r.s

Man faat Produk

1 Yogurt, keju Sjsiss dan

Italia, mentega susu

Susu acrdol,/?r l~ ~ s , mi-

numan yogurt, miru-miru, kefir, koumis

Kefir, minuman yogurt

Menghasilkan asetaldehida

Potensi kesehztan

L. femelilunt

Lnctohacill~~s mesofil heterofermentatif

L. casei ssp. c c ~ ~ e i

L. casei ssp. p s e z i d o ~ ~ l a i ~ f a ~ ~ o ? ~ , I,. ccrsei ssp. rlicmlnoznr.s,

L. cnsri ssp. tolrraris, L. ylnrltarinn

Yakult, minuman yogurt, miru-miru, kefir

I

Potensi kesehatan

L. brcv~.s. L. Xxc>~-rr.

1

Kefir

1

, s t ~ t ) l ) t ~ c o c ~ ~ ~ s (Lnctococcrls) mesofil

I

4

Str. /ncti.s ssp lnctis

Str. Inctis bio\.ar diucetyhctis

Susu fermentasi Scandi- navia, mentega dan krim

I

fermentasi, kefir

Mentega fermentasi, krinl fermentasi. kefir

hqenghasi i kan

nisin dan diplo- coccin

diasetil

1

Leu. citroror~~ir~

I

Mentega fermentasi

Sumber : Salminen dan Wright 1993.

S~repfococcrls (Lnctococcus) thermofil

Str. therntoyhr/z/s I,errcorio.stoc

Leu. me.,-rr~tero~deer ssp. meser~teroid Le rr. mesen/crordes ssp. Jextra~rrc?rrn Leu. nte.senteroltke,~ ssp. cremo~is

Yogurt

I

Kefir

Ke fir

I

Keju cottage dan krim.

Tabel 2. Mikroorganisme yang digunakan dalam produk probiotik

I,. ncickophilr~.~ I,. casei

I,. johtncnrii L. rezrtcri L. rhatllnosr~s L. .salit~arzis L. platltarztrn

1

L. cri.ya/us

Sumber : Shortt 1999.

Hnktcri Asnm Laktat Inintgm E. . fnecitrm

Bukan Bakteri Asam Laktat

B. cere1r.s

F,'.

ccoli

S. bo~lc~rdii

('1. bri/j~ric~(m

Ketahanan Bakteri Asam Laktat terhadap Empedu

Untuk dapat bertahan dan tumbuh pada saluran pencernaan, bakteri asam laktat

sebagai kultur probiotik hams mampu melewati berbagai kondisi lingkungan yang

menekan. Salah satunya adalah pada saat bakteri memasuki bagian atas saluran usus

dimatla ernpedu disekresikan ke dalarn usus

Asam empedu disintesa dalam hati dari kolesterol, menghasilkan senyawa yang

disebut asam empedu primer. Asam empedu utama ini berkonjugasi dengan glisin atau

taurin dan disekresikan ke dalam kantung empedu sebagai asam empedu terkonjugasi

.Isam empedu di dalam kantung empedu dilepaskan ke dalam lumen duodenum da!a:n

bentuk misel dengan asam lemak dan gliserol yang dihasilkan oleh pencernzan lipase

pankreatik. Antara 5.500 sampai 3 5.500 mg asam empedu terkonjugasi disekresikan ke

dalam usus kecil manusia setiap harinya Corzo dan Gilliland (1999), untuk membantu

absorpsi lemak makan, kolesterol, vitamin hidrofobik dan senyawa larut lemak yang

lain. Asam empedu terkonjugasi diserap dari usus kecil (sekitar 97%) dan dikembalikan

yang tidak terserap hilang dari tubuh manusia sebazai asam empedu bebas di feses.

Mekanisme di mana asam empedu diserap dalam usus kecil dan kolon, disintesa kembali

dan disekresikan lagi dikenal sebagai sirkulasi hepatik (Gatnbar 2)

0

KOLON

-0,5 g garam empedu disekresikadhari

Gambar 2. Diagram skematik sirkulasi hepatik asam empedu (Ando dan Oi dalam

Nakazawa dan Hosono, 1992)

Sejumlah penelitian telah dilakukan untuk mengetahui ketahanan beberapa spesies

bakteri asam laktat pada media yang mengandung garam empedu (Gilliland et a/. 1984:

Usman dan Hosono 1999a; Ngatirah et al. 2000). Pada penelitian yang dilahukan

Gilliland et a/. ( 1 984). diuji galur-galur I,. acidoyl?il~is yang diisolasi dari usus anak sapi

pada media MRS Broth / MRSB yang mengandung oxgal 0,3%. Pertumbuhan dimonitor

dengan mengukur waktu yang diperlukan masing-masing galur untuk menyebabkan

peningkatan Optical Density (OD) sebesar 0,3 satuan dengan spektrofotometer pada

panjang gelombang 600nm. Ketahanan terhadap garam einpedu dinyatakan sebagai Lag

diperlukan bakteri pada media kontrol (MRSB tanpa oxgal) dengan bakteri pada media

yang mengandung oxgal dimana pada penelitian tersebut hasilnya berkisar antara 0,34

jam satnpai lebih dari 3 , 3 8 jam Usman dan Hosono (1999a), nieneliti 28 gaiur

ga.~seri yang berasal dari feses manusia. Media yang digunakan dan pengukuran

ketahanan terhadap garain empedu sama seperti yang dilakukan ole11 Gilliland e/ a/

(1984), dimana hasil Lag Time yang diperoleh berkisar antara 0,01 sampai 3,55 jam.

Ngatirah et.a/. (2000) inenguji ketahanan terhadap garam empedu dari beberapa galur

berbagai spesies bakteri asam laktat yang diisolasi dari makanan fermentasi dan feses

bayi. Pengujian dilakukan pada MRSB yang mengandung garam empedu 10% selama

24 jam. Ketahanan terhadap garam empedu dihitung berdasarkan selisih unit OD yang

dicapai setelah idubasi 24 jam dengan OD pada awal inkubasi yang hasilnya berkisar

antara 1,16-234 Dari penelitian-penelitian tersebut terungkap bah~c-a galur-galur dari

spesies yang sama dan diisolasi dari sumber yang sania memiliki ketahanan terhadap

garam empedu yang beragam atau ketahanan terhadap empedu bersifat strair~ deperrcz'rrtt

Ketahanan Bakteri Asam Laktat terhadap pH Rendah

Bakteri asain laktat yang digunakan sebagai kultur probiotik umumnya diberikan

melalui sistem pangan dan oleh karenanya memulai perjalanannya menuju usus bagian

bawah melalui mulut. Untuk itu bakteri hams tahan terhadap berbagai kondisi yang

menekan disepanjang saiuran pencernaan. Salah satunya adalah kondisi di lambung,

yang dalam keadaan kosong mempuny ai pH sangat asam yaitu 13. Berrada et nl. (199 1)

lambung sekitar 90 menit. Jadi galur yang diseleksi untuk digunakan sebagai probiotik

harus mampu untuk bertahan dalam keadaan asanl lambung selama sedikitnya 90 menit

Bakteri asam laktat adalah mikroorganisme ferinerltatif yang mampu tumbuh pada

kisaran pH yang luas Diantara genus bakteri asam laktat, spesies-spesies dalam

laktobasili dikenal niempuriyai ketahanan yang baik dalam kondisi asani. Pertahanan

utama sel bakteri dari lingkungannya adalah menibran seluler yang terdiri atas struktur

lemak dua lapis. Paparan sel bakteri dalam lingkungan yang sangat asam dapat

menyebabkan kerusakan pada membran sel tersebut dan keluarnya komponen-

komponen intraseluler yang niengakibatkan kematian sel. Bakteri yang toleran terhadap

asam, membran selnya lebih tahan terhadap kebocoran akibat pH rendah dibandingkan

dengan yang tidak tahan asam (Bender el a/. 1986)

Toleransi bakteri asam laktat yang cuh-p tinggi terhadap asam juga disebabkan

karena kemampuannya untuk mempertahankan pH sitoplasma lebih alkali daripada pH

ekstraseluler (McDonald 1990; Hutkins dan Nannen 1993). Akan tetapi tidak seperti

bakteri netrofilik (hanya tumbuh pada kondisi pH rnendekati netral) yang menjaga pH

intraselulernya mendekati netral, pada bakteri asam laktat terjadi perubahan dinamis pH

intraseluler seiring dengan terjadinya penurunan pH ekstraseluler (Nannen dan Hutkins

199 1, Siegumfeidt et

a/,

2000) sehingga tidak terjadi gradien proton yang besar. B a g

bakteri asam iaktat gradien proton yang besar tidak menguntungkan sebab translokasi

proton menggunakan banyak energi (Kobayashi 1985) dan bakteri anaerobik

mendapatkan energi dari metabolisme gula yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan

bakteri aerobik. Selain itu gradien proton yang besar mengakibatkan akumulasi anion

Ada beberapa kemungkinan mekanisme bagaimana bakteri mengatur pH internal

tetapi yang paling penting adalah translokasi proton oleh enzim ATP-ase (Hutklns dan

Nannen 1993) Parameter lain yang terlibat dalam pengaturan pH internal adalah

permeabilitas membran plasma terhadap proton. Faktor lain seperti kapasitas buffering

sitoplasma, berpengaruh kecil bagi pengaturan pH intraseluler (Bender ef a/. 1986).

Aktivitas Antimikroba Bakteri Asam Laktat

Pengaruh antagonistik bakteri asam laktat terhadap mikroba patogen disebabkan

karena kemampuannya untuk menempel dan mengkolonisasi saluran pencernaan

sehingga membuat kompetisi sisi penempelan dan nutrisi dengan mikroba patogen.

Selain itu aktivitas antagonistik terhadap bakteri patogen oleh bakteri asam laktat adalah

karena kemampuannya untuk menghasilkan senyawa antimikroba diantaranya asam-

asam organik, hidrogen peroksida, reuterin dan bakteriosin (Salminen dan Wright 1993).

Asam-asam organik yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat mengakibatkan

akumulasi produk akhir asam dan turunnya pH yang menyebabkan penghambatan yang

luas terhadap bakteri baik Gram positif maupun negatif. Nilai pH rendah yang dicapai,

konstanta disosiasi dan konsentrasi asam menentukan aktivitas penghambatan dari asam

yang dihasilkan Asam-asam lipofilik seperti asam laktat dan asetat dalam bentuk tidak

terdisosiasi dapat menembus sel mikroba dan pada pH intraseluler yang lebih tinggi,

berdisosiasi menghasilkan ion-ion hidrogen dan mengganggu hngsi metabolik esensial

seperti translokasi substrat dan fosforilasi oksidatif, dengan demikian mereduksi pH

Pengaruh antiinikroba senyawa hidrogen peroksida terhadap mikroba patogen

adalah terjadinya keracunan hiperbarik akibat peroksidasi lemak pang menyebabkan

meningkatnya permeabilitas membran sel Pengaruh bakterisidal yang dihasilkan

metabolit oksigen ini tidak hanya mengoksidasi sel bakteri tetapi juga medestruksi

struktur molekuler dasar dari asam nukleat dan protein sel (Dahl el nl. 1989) Di dalam

susu, selain menghambat mikroorganisme dengan mekanisme di atas hidrogen peroksida

jusa mampu bereaksi dengan senyawa lain lnembentuk senyawa yang inempunyai

pengaruh antimikroba yang disebut sistem laktoperoksidase (sistem LP) Dalam susu

mentah tiosianat (SCN') pada konsentrasi 1-10 ppm dioksidasi oleh enzim

laktoperoksidase dengan adanya hidrogen peroksida pada konsentrasi sekitar 10

mmol/L, menjadi senpawa antibakteri yaitu hipotiosianat (OSCN) (Reiter dan Harnulv

1984). Senyawa tersebut dapat mengganggu enzim-enzim yang berperan dalam

metabolisme bakteri yang dapat menyebabkan kematian

Reuterin dihasilkan oleh I,actobacillu.s wuterir yang terdapat dalam alat

pencernaan manusia dan hewan. Berat molehxl reuterin adalah hxrang dari 200 Da dan

tahan terhadap aktivitas protease dengan demikian tidak aisebut ~akreriosin Reuterin

merupakan campuran dengan komposisi berimbang dari monomer hidrat dan dimer

sihlik dari p-hidroksipropionaldehida yang terbentuk selama metabolisme anaerobik

eliserol dan gliseral-dehida (Talarico et al. 1988; Talarico dan Dobrogosz 1989)

"

Reuterin adalah senyawa antimikroba yang mempunyai spektrum yang luas yang

efehif terhadap bakteri Gram negatif, khamir, kapang dan protozoa. Senyawa ini

menghambat enzim-enzim sulfhidril seperti ribonukleotida reduktase, suatu enzim yang

Bakteriosin dideiinisikan sebagai protein dengan pengaruh antagonistik

intraspesifik atau yang memiliki aktivitas sebagai bakterisidal dengan spektrum aktivitas

yang lebih rendah bila dibanding dengan antibiotik (Daeschel 1985). Bakteriosin adalah

senyawa protein, oleh karenanya disintesis melalui mekanisme biosintesis protein

ribosom umum yang melibatkan transkripsi dan tranlasi. Bakteriosin disandi baik oleh

DNA kromosom maupun plasmid. Bakteriosin yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat

dapat berupa protein atau kompleks protein (agregat protein, protein lipokarbohidrat,

glikoprotein dan lain-lain) yang aktif secara hayati berpengaruh bakterisidal khususnya

terhadap bakteri gram positif dan yang berkerabat dekat dengan spesies bakteri

penghasilnya. Bakteriosin merupakan suatu kelompok yang heterogen dengan berat

molekul, sifat fisik, kimia, sensitivitas, spektrum aktivitas antimikroba serta cara kerja

yang bervariasi (Vuy st dan Vandamme, 1 994).

Hipotesis cara kerja bakteriosin yang sudah diterima secara luas adalah bahwa

bakteriosin bekerja dalam dua tahap yang melibatkan adsorpsi bakteriosin pada reseptor

spesifik atau non spesifik pada permukaan sel yang menghasilkan kematian sel Target

utama dari bakteriosin yang diproduksi bakteri asam laktat kemungkinan besar adalah

membran sitoplasma, karena bakteriosin memulai reaksi-reaksi yang mengubah

permeabilitas membran sehingga mengganggu transpor membran atau menghilangkan

tenaga gerak proton yang mengakibatkan terhambatnya produksi energi dan biosintesis

Mikroflora Usus

Mikroflora usus adalah ekosistem yang kompleks yang terdiri dari sejumlah besar

bakteri Flora usus manusia terdiri dari sedikitnya 400 spesies bakteri yang berbeda,

dengan jumlah total mencapai 10" sel (Fuller 1989) Baik mikroba anaerobik maupun

fakultatif anaerobik ada dalam flora normal usus, tetapi jumlah mikroba anaerobik jauh

lebih besar daripada fakultatif anaerobik dengan perbandingan 1000.1. Diantara

mikroba-mikroba fakultatif anaerobik tersebut termasuk di dalamnya beberapa spesies

bakteri asam laktat meliputi genus Streptococctts, Enterococcu,~, dan Lactobaci1lti.s.

Kapasitas metabolik dari flora usus tersebut sangat beragam dan dapat menimbulkan

pengaruh negatif maupun positif pada fisiologi usus. Oleh karena itu penelitian yang

menggali kemungkinan untuk mengubah mikroflora usus kearah yang menguntungkan

dengan tujuan akhir untuk meningkatkan kesehatan dan kehidupan yang lebih baik bagi

inangnya mendapatkan minat yang besar (Djouzi t.1 a/. 1997)

Distribusi mikroflora dalam usus manusia dapat dilihat dari dua cara yaitu

distribusi secara horisontal dan vertikal. Distribusi secara horisontal, adalah pembedaan

mikroorganisme berdasarkan lokasinya di dalam isi lumen, dalam lapisan mukus

penutup epitel, pada sel epitel dari mukosa, pada ujung vili serta di dalam rongga

Lieberkuhn. Paaa disrriiiusi secara vertikal, terdapat mikroflora yang berada pada

lambung, duodenum, jejunum, ileum, cecum, kolon dan rektum (Mikelsaar dan Mandar,

1993). Jumlah dan jenis mikroflora pada saluran pencernaan dipengaruhi oleh kondisi

spesifik masing-masing lokasi saluran pencernaan. Komposisi mikroflora pada saluran

Tabel 3. Komposisi mikroflora pada saluran pencernaan

Lokasi

Lambung :

- Kosong (pH<3,0)

-

Rerisi makanan

(pH 470)

Usus kecil atas:

-

Kosong

- Berisi makanan

Usus kecil bawah

Cecum

Sumber : Mitsuoka 1

Jenis mikroflora

laktobasili, streptokoki, khamir

laktobasili, khamir, dan mikroba yang tertelan bersama makanan (streptokoki,

Hacleroic/es, B!fidoh~zcteria, Veillonella, l~z~sobacteria. koliform, Bacill~rs, Staphy- lococcus

Jumlah

lo2-]

o3

1 04- 1

o8

laktobasili. khamir, I'eillonella

streptokoki, laktobasili, I'eiionelln dan

sejumlah kecil Bacteroides, koliform,

terizrttt, Cloci-l.idi~m~ dan sej umlah kecil

1

teroides, Blfidobncferitr, E~rbncteria Rncteroides, BzficJohcrcterium, E~ihuc-

koliform, streptokoki (meliputi

enterokoki), laktobasili, Cl'eilonelln dan

stafilokoki 78.

1 0" 10'

Mikroflora penghuni saluran pencernaan memberikan pengaruh terhadap tubuh

manusia, baik pengaruh positif maupun negatif tergantung dari karakteristik dan

aktivitasnya dalam saluran pencernaan (Gambar 3). Dari berbagai jenis mikroorganisme

penghuni usus, masing-masing individu mikroorganisme berusaha mempertahankan

keberadaan mereka dalam saluran usus dan bersama-sama membentuk suatu

keseimbangan. Pada individu dewasa yang sehat mikroflora normal dalam ususnya

stabil. Akan tetapi seringkali ada gangguan terhadap keseimbangan mikroflora normal

yang dapat berakibat pada hngsi organ-organ tubuh dan kondisi keseluruhan dari

individu tersebut. Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap flora usus terdapat pada

Keseimbanxn flora usus

.

Fungsi usus P e n g a r - pada inang

/ 1 , \

1 (' Pengaruh I

J~unl~ah bakter Jcnis baliteri

per granl fescs menguntungkan

Sintesis vitainin

Meinbantu p e n c e m ~ a n

fleningkatkari kesehatrin Mencegah kolorlisasi

Stirnulasi respon iruun

Diare Senlbelit

Menghambat perttun-

buhan Hepatik koma

Hiperkolestmlm&

+

Penuaa~1 Iiipertensi

Penydut autoimun Ka1lker

Disfungsi h w i k Pen~uunan kekebalan

Diare, konla Ilepatik, iilfeksi sal. ken&. anemia, meningitis, pembengkakan hati, pemkngliakan paru-paru; vaginitis; endometritis: l u b xku11de-r karena sinar X / radiasi lain

P. oeiAugino.sa Stws.sor: konsumsi antibiotik, steroid in~nrri~~os~rpp~~ssut~ts ; tempi rahasi. uenuaaan. orwrasi

Gambar 3. Hubungan antara flora usus dan tubuh manusia (Mitsuoka 1978)

Beberapa mikroflora normal usus berpotensi untuk menjadi patogen yang

membahayakan jika pertahanan tubuh manusia mengalami penurunan yang disebut

dengan oppor11~111.st'~ I H ~ ~ C ~ I O I I . Beberapa bakteri penyebab oppornrnl.\lrc r ~ f e c t ~ o r ~

adalah I.;. colr, Klt.h.srelln spp., Protel~s, Staph?;lococc~~.s, P.serrdomo~za.s nerlrginosa,

Hactcror~lc..~, Serratm, Ye~3tc~,str.eptococc1i,~ dan C'lo.strzd~rmt. Bakteri-bakteri tersebut umum ditemukan pada usus dan tidak membahayakan pada individu yang normal.

Infeksi dapat terjadi jika keseimbangan rnikroflora usus terganggu karena penggunaan

antibiotik dan bakteri indigenus normal digantikan dengan populasi yang resisten

terhadap antibiotik atau jika pertahanan tubuh menurun akibat penggunaan hormon

steroid, karena adanya inzmrtnosltppre.ssa~1t atau terapi radiasi Opportzmistic ~i?fectioiz

juga terjadi pada pasien setelah menjalani operasi besar, dan karena berbagai penyakit

seperti leukimia, kanker stadium akhir, dan diabetes mellitus yang parah Infeksi

tersebut susah disembuhkan karena lemahnya pertahanan tubuh pasien dan pada

beberapa kasus bisa berakibat fatal.

Ada dua jenis rute infeksi yang melalui usus. Pertama karena bakteri patogen yang

berasal dari luar tubuh masuk ke dalam usus misalnya dari kontaminan makanan dan

air. Yang lainnya disebabkan oleh bakteri yang mengkolonisasi usus yang menginvasi

pembuluh darah atau saluran limfa dan masuk pada jaringan yang lain sehingga

mengakibatkan infeksi seperti pneumoniae, meningitis, peritonitis, cholangitis,

pembengkakan otak, hati atau ginjal dan septikemia. Pada tubuh yang sehat mukosa

usus befingsi sebagai barier yang mencegah penetrasi bakteri. dan meskipun bakteri

kanker ulser atau enteritis, bakteri usus dapat dengan mudah berinvasi ke dalam

pembuluh darah dan menyebabkan infeksi. Oyl,ort~n~i.stic i~?fkction yang disebabkan

karena bakteri usus semakin meningkat karena meningkatnya bakteri yang resisten

terhadap antibiotik akibat penggunaan antibiotik yang berlebihan serta semakin

banyaknya digunakan senyawa kemoterapi untuk pengobatan kanker (Mitsuoka 1978 ;

Yuguchi et 01. dalam Nakazawa dan Hosono, 1992)

Pengaruh Probiotik terhadap Mikroflora Usus

Flora normal pada usus manusia memiliki hngsi perlindungan yang penting

Bakteri asam laktat menekan bakteri dan virus, menstimulir daya tahan lokal dan

sistemik serta merubah aktivitas metabolik mikroba dalam usus Kemampuan mikroba

probiotik bakteri asam laktat untuk menekan pertumbuhan patogen disebabkan karena

kemampuannya untuk memproduksi senyawa antimikroba seperti asam laktat,

peroksida, dan bakteriosin. Selain itu bakteri probiotik juga menekan bakteri patogen

karena terjadinya kompetisi sisi penempelan, peningkatan produksi lendirlmukus usus

dan kompetisi nutrisi (Salminen dan Wright 1993)

Penggunaan bakteri probiotik sebagai bahan pangan memberikan beberapa

keuntungan pada sistem pencernaan Saiah satu keuntungan tersebut adaiah membantu

mengendalikan mikroorganisme patogen di dalam saluran pencernaan. Hasil beberapa

penelitian mengungkapkan bahwa konsumsi susu yang mengandung bakteri asam laktat

berpengaruh terhadap mikroflora pada feses manusia maupun hewan percobaan (Alkalin

tercantum pada Tabel 4 Pada penelitian-penelit ian tersebut digunakan I,. ~~c~Ckopililr~.r-

sebagai kultur probiotik, yang diberikan kepada manusia atau hewan percobaan dengan

makanan pembawa berupa susu atau produk olahannya seperti susu fermentasi dan

yogurt. Hasil penelitian secara umum adalah bahwa konsumsi probiotik menyebabkan

peningkatan jumlah bakteri yang menguntungkan seperti laktobasili dan bifidobakteria,

dan menekan jumlah bakteri usus yang berpotensi sebagai patogen seperti bakteri

koliform dan enrerobacteriaceae.

Struktur dan Metabolisme Kolesterol dalam Tubuh

Kolesterol adalah sterol yang terdiri atas struktun: cincin dasar dengan nama

nukleus siklopentanoperhidrofenantren. Senyawa kolesterol diturunkan dari struktur

tersebut dengan meliputi sebuah ikatan tak jenuh antara atom karbon ke-5-6 dan sebuah

gugus hidroksil bebas pada posisi atom karbon ketiga (Gambar 5) (Mathews dan van

Holde 1996). Kolesterol dan senyawa tumnannya adalah komponen dari plasma

lipoprotein pada membran sel sebelah luar (Lehninger 1982), selain itu kolesterol juga

berperan sebagai prekursor dari pengeluaran asam empedu yang disintesa dalam hati dan

berhngsi untuk menyerap trigliserida (triasilgliserol) dan vitamin yang iarut dalam

lemak dari makanan, serta sebagai prekursor dari pembentukan hormon steroid, estrogen

dan testoteron (Muchtadi eta/. 1993).

Kolesterol disintesis dalam beberapa jaringan tubuh manusia, tetapi hati

merupakan sumber sintesis kolesterol plasma yang utama. Pada usus juga terjadi sintesis

Tabel 4. Hasil-hasil penelitian pengaruh susu fermentasi terhadap mikroflora feses

1

Obyek Perlakuan Mikroflora fcses yang diamati

I

Hasil (jumlah koloni = log CFUtgr)

/

Sumber

I

dewasa Pcrcobaan Hcwan: lnencit

A Kontrol 8.1 7.0 8 a/. 1997

Yogurt 8.1 8.3

Yog-acido 8.1 9: 1

B Kontrol 7,4 7.5 7,5

Yogurt 7.4 7.0 6.8

Yoghurt dan --$-Lactobasili fakultatif pada MRSA yang aci&philu.s

-

yogurt

Pcngijinn fcses pa& hari kc-0, 14, 28, 42

dan 56

Pada hari kc: 0 : 28

.

- L k a l i n 5 6 et diasamkan

-

CO1 / A

-

Kolifonn pnda VRBA

-

acrobik/ B

pada Lactobacllli Sclcction Bile Agar

dan 56 l~ari (VRB A)

laki dewasa Manusia: Iaki-

Manusia: laki- laki dcwasa

-

Yog-acido 7,4 6.9 6.7

Hari kc: 28 : 56

Lactobacilli

-Kontrol = 9.7 9.7

-Yoghurt-acido = 10.1 10.2

Koliform

-Kon trol = 7,45 7.3

Daniclson

et al. 1989

Pcmbcrian s~xsu g . difermentasi L,. acr- dopl?rlus selama 7 hari

(3x1 00 gr susu fcr-

mentasi / hari)

Pcmberiam susu yang mcngandung I, rrc~tkl-

ph11u.s (LA)

(sehari 470 1111 dgn

bebrp konsentrasi LA

2x lo7 (x) : 8x10"~)

.

5x 1

o6

(z) pcr ml)

--.-

-Berbagai mikroflora fcses yaitu:

-Entcrobateriaceac.E~iterococcus spp pada tqpticase soy blood agar,

-Bifidobacterium spp pada Bifido bac- terium selection agar,

-Lactobacillus pada (LBSA). anaerobik

-

Koliforni pada VRBA 1 A

-

L,actobacllli fakultnt~f ~>:lcla LBSA- C 0 2

/ B

-

Laktobasili reslsten terhadap g a s m empedu pada LBSA inengandung tau- rocl~olate / C

Pengu-jian dilakukan scbclum pcrlakuan (1 1 hari), selama pcrlakuan (5 1 hari) dan setelah perlakuan (13 hari)

-Yoghurt-acido = 6.24 6.2

scbel~~m setelah Hosoda et

-Enterobacteriaceae 7.3 7.2

-Bifidobacteria 9,2 9.9

-Lactobacilli 6.4 7.6

Mikroba Waktu UJI

Scbclum Selnmn Sctclal~ A Kontrol 6.5 6.3 6.5

(s) 6 8 6.9 5.5

(y) 8.0 7.5 7.3

B Kontrol 5,7 5.8 5.5

(s) 5.1 6.6 5.5

(y) 4.9 7.9 6.6

C ( 4 3.4 5.2 - 3,9

nl 1096

Gilliland ct

pada usus adalah hasil sintesis u'c nol3o dari sterol. Pada beberapa spesies binatang, sel mukosa usus mensekresi kolesterol secara langsung ke dalam lumen. Pada manusia,

kolesterol yang disintesis oleh sel usus di bawa ke dalam usus kecil melalui

pengelupasan atau eksfoliasi sel usus. Sun~ber tambahan kolesterol pada usus berasal

dari empedu yang disekresikan dan dari makanan yang dikonsumsi (Bergan 1984).

Garnbar 5. Struktur kolesterol (Mathews dan van Holde 1996)

Kolesterol yang disintesa diubah menjadi jaringan, hormon dan vitamin yang

kemudian beredar ke dalam tubuh melalui darah. Tetapi ada sebagian kolesterol yang

kembali ke hati untuk diubah men-iadi asam dan garam empedu Dalam keadaan normal

bila terjadi gangguan dalam daiam konsumsi kolesterol, maka akan berlangsung

mekanisme untuk mempertahankan keseimbangan kolesterol dengan semua faktor

sebagai mekanisme pertahanan (Sitepoe 1992).

Kolesterol dalam sirkulasi berikatan dengan lipoprotein. Lipoprotein plasma.

berdasarkan densitasnya yang menunjukkan kandungan lipida molekul yang

bersangkutan, digolongkan menjadi very / O M # density liyoproferw (VLDL), / O M # desisr?i

Jali~r utama ekskresi kolesterol meliputi pengubahan oleh hati menjadi asam

empedu yaitu asam kholat dan senodeoksikolat yang berikatan dengan glisin atau taurin

rnembentuk garam empedu Antara 750 sampai 1.250 mg kolesterol dik