Lactobacillus fermentum Pengaruh pemberian yogurt sinbiotik fungsional berbasis probiotik lokal terhadap status hematologi tikus percobaan

Menurut Zoumpopoulou et al. 2008, L. fermentum menunjukkan potensi probiotik karena memiliki karakteristik probiotik di antaranya memiliki aktivitas mikrobial dan immunomodulator yang diuji secara in vitro yang dikonfirmasi dengan pengujian in vivo menggunakan tikus percobaan. Penelitian yang hampir sama dilakukan oleh Bao et al. 2010 yang menyatakan bahwa L. fermentum memiliki karakteristik probiotik yang potensial karena bakteri ini memiliki ketahanan terhadap pH rendah serta mampu menstimulasi enzim pada saluran pencernaan dan garam empedu. 2.5 Prebiotik, Probiotik, dan Sinbiotik Prebiotik adalah komponen pangan yang tidak dapat dicerna yang mempunyai pengaruh baik terhadap inang dengan memicu aktivitas, pertumbuhan yang selektif, atau keduanya terhadap satu jenis atau lebih bakteri penghuni kolon Salminen et al. 1998. Prebiotik pada umumnya merupakan karbohidrat dengan bobot molekul rendah yang tidak dapat dicerna dan tidak dapat diserap serta umumnya berbentuk oligosakarida oligofruktosa dan serat pangan inulin Reddy 1999. Tidak semua oligosakarida yang tidak dapat dicerna tersebut memiliki karakteristik sebagai prebiotik. Inulin, fruktooligosakarida FOS, serta galaktooligosakarida GOS merupakan prebiotik yang umum digunakan Macfarlane dan Cummings 1999. Namun demikian, dengan semakin majunya proses pengolahan pangan maka terdapat industri yang memproduksi senyawa yang lambat diserap tubuh, seperti frukto-, galakto-, dan xylo-oligosakarida, yang memiliki efek prebiotik sebaik laktosa, laktitol, xylitol, dan maltitol Salminen et al di dalam Salminen et al. 1998. Manfaat prebiotik terhadap kesehatan Gibson dan Roberfroid 1995, antara lain: 1. Memiliki efek antagonis terhadap patogen Prebiotik dapat meningkatkan ketahanan terhadap patogen melalui peningkatan jumlah Bifidobacteria dan Lactobacilli. Asam laktat yang diproduksi oleh bakteri tersebut diketahui memiliki sifat penghambatan. 2. Meningkatkan penyerapan kalsium 3. Melindungi dari kanker kolon Prebiotik dapat melindungi dari kanker kolon dengan cara memproduksi metabolit yang bersifat protektif butirat dapat menstimulasi apoptosis sel kanker kolon dan berperan sebagai bahan bakar untuk kesehatan sel-sel kolon dan membuat metabolisme bakterial di dalam kolon menghasilkan produk akhir yang tidak berbahaya. 4. Memiliki efek imunologi Secara tidak langsung, prebiotik dapat memberikan efek imunologi. BAL yang dapat menggunakan prebiotik dapat menstimulasi sejumlah sel yang terlibat dalam respon imun spesifik. Bahan pangan yang diklasifikasikan sebagai prebiotik harus: 1 tidak dihidrolisis dan tidak diserap di bagian atas traktus gastrointestinal sehingga dapat mencapai kolon tanpa mengalami perubahan struktur dan tidak diekskresikan dalam tinja, 2 substrat yang selektif untuk satu atau sejumlah mikroflora komensal yang menguntungkan dalam kolon, jadi memicu pertumbuhan bakteria yang aktif melakukan metabolisme, 3 mampu mengubah mikroflora kolon menjadi komposisi yang menguntungkan kesehatan. Supaya kerja prebiotik lebih efektif, fermentasi selektif adalah hal yang sangat esensial Gibson 1998. Prebiotik yang mempunyai fungsi regulasi terhadap mikroekosistem mikrobiota probiotik dalam usus dapat diperoleh dari : 1 ASI yang hanya kurang dari 5 dicerna di usus, 2 Karbohidrat yang secara alami mengandung fruktooligosakarida, terdapat dalam berbagai sayur dan buah misalnya bawang, asparagus, chicory mengandung inulin, pisang, dan artichoke Gibson 1998. Untuk memperoleh oligosakarida yang akan dipakai sebagai bahan prebiotik dapat dilakukan melalui 1 ekstraksi langsung polisakarida alami dari tumbuhan, 2 hidrolisis polisakarida alami, 3 sintesis enzimatik dengan menggunakan hydrolases dan atau glycocyl transferases, kedua enzim tersebut mengkatalisis reaksi transglikosilasi sehingga terjadi oligosakarida sintetik dari mono dan disakarida. Fruktooligosakarida FOS merupakan oligosakarida dengan berat molekul yang rendah yang memiliki efek terhadap Bifidobacteria usus dan merupakan prebiotik yang penting. FOS adalah suatu gabungan rantai panjang dan pendek -2-1-glikosidik Roberfroid et al. 1998 FOS memiliki banyak karakteristik yang diinginkan, termasuk stimulasi bifidus yang kuat strong bifidus-stimulation. FOS ini memiliki sifat larut dalam air, tidak dicerna di dalam usus halus, tidak bersifat viscous, tidak mengikat asam empedu, dan sangat mudah difermentasi Schneeman 1999. FOS berantai pendek secara alami terdapat di dalam bawang, bawang putih, jerusalem artichoke, asparagus, gandum, dan gandum hitam. Fruktooligosakarida FOS merupakan substrat yang efisien untuk pertumbuhan Bifidobacteria dibandingkan dengan glukosa Rao 1999. Studi in vitro menggunakan inokulum fekal menunjukkan bahwa FOS dapat dimanfaatkan secara cepat dan menyeluruh oleh mikroflora usus. Studi in vivo dengan manusia pun menunjukkan bahwa FOS dapat meningkatkan Bifidobacteria Hond et al. 2000. Sebenarnya setiap bahan pangan yang masuk ke dalam usus besar adalah kandidat prebiotik. Namun demikian untuk efektivitas, selektivitas fermentasi adalah sangat esensial. Bahan yang mendapat banyak perhatian dan sukses dipakai adalah non digestible oligosaccharide seperti fruktosa, xylosa, soya, galaktosa, glukosa, dan mannosa. Mengonsumsi bahan prebiotik secara signifikan dapat memodulasi komposisi mikrobiota kolon yang menyebabkan Bifidobakteria lebih dominan didalam kolon dan banyak ditemukan di dalam tinja Gibson 1995. Berdasarkan hasil penelitian Le Blay et al. 1999, pemberian 9 g FOS per 100 g pakan untuk tikus percobaan dapat meningkatkan konsentrasi total bakteri penghasil asam laktat dan Lactobacillus sp. setelah dua minggu. Mikroorganisme probiotik secara umum didefenisikan sebagai kultur tunggal atau campuran dari mikroorganisme hidup, yang bila diaplikasikan atau dikonsumsi oleh hewan atau manusia, memberikan dampak positif terhadap kesehatan dengan memperbaiki keseimbangan mikroflora usus Ouwehand 2002. Probiotik bekerja dalam berbagai cara termasuk memproduksi bakteriosin dan menurunkan pH usus. Meskipun semua mekanisme probiotik belum sepenuhnya dipahami, diketahui bahwa probiotik juga memiliki efek pada respon imun di usus, yaitu mengurangi peradangan. Penggunaan probiotik telah disarankan untuk pencegahan dan perawatan kesehatan masalah usus termasuk diare infeksi akut, diare terkait antibiotik dan penyakit radang usus. Jumlah minimal sel probiotik yang dapat memberikan efek kesehatan masih kontroversial, tetapi beberapa peneliti menyebutkan bahwa dosis terapinya adalah harus lebih atau sama dengan 10 7 cfumL Kailasapathy dan Rybka 1997, harus mencapai 10 8 sel probiotik hidup per hari Lourens- Hattingh dan Viljoen 2001, atau minimum 10 5 sel hidup setiap gram atau ml produk Farida 2005. Walaupun demikian, dosis tersebut sebetulnya sangat tergantung dari jenis makanan dan strain yang digunakan Rahayu 2004. Mikroflora pada kolon manusia dapat memberikan manfaat kesehatan pada inang dengan berfungsi sebagai natural barrier terhadap bakteri patogen Collado et al. 2007. Selain meningkatkan fungsi pencernaan normal dan perlindungan terhadap bakteri patogen, mikroflora memberikan efek menguntungkan pada metabolisme sistemik dan sistem kekebalan Bengmark 1998. Kemampuan untuk mengontrol pertumbuhan dan potensi patogen bakteri ini tergantung pada fungsi yang tepat dari mikroflora McCracken dan Lorenz 2001. Dosis efektif probiotik ditentukan oleh afinitas relatif untuk setiap reseptor Salminen et al. 1999. Probiotik berbeda jenis dan bahkan berbeda strain memiliki tindakan berbeda dan kemanjuran klinis dalam indikasi yang berbeda pula Holst dan Breves 2005. Saat ini banyak dilakukan penelitian untuk memanipulasi komposisi mikrobiota kolon dalam upaya memperoleh aspek potensial yang menguntungkan untuk inang misalnya Lactobacillus dan Bifidobakteria . Saat ini pangan probiotik semakin berkembang dan diminati masyarakat. Beberapa susu fermentasi produksi industri pangan banyak yang telah menonjolkan bakteri probiotik. Bahan makanan yang mengandung probiotik antara lain: 1 Yogurt, berisi L. bulgaricus dan S. thermophilus dan jenis lain berisi L. acidophilus dan Bifidobacteria, 2 Acidophilus milk, berisi Lactobacillus acidophilus , 3 Kefir, berisi sejumlah bakteri asam laktat, termasuk L. lactis, L. cremoris, L. kefir, L. casei, L. acidophilus, dan Leuconostoc sp. Dairy Foundation 1997. Produk- produk probiotik juga telah banyak diproduksi oleh berbagai perusahaan dengan bermacam-macam kemasan. Kemungkinan yang lain untuk mengatur mikroflora adalah menggunakan sinbiotik, yaitu kombinasi probiotik dan prebiotik. Sinbiotik adalah campuran probiotik dan prebiotik yang bermanfaat terhadap inang dengan memperbaiki ketahanan dan implantasi dari suplemen pangan berupa mikroba hidup di dalam saluran pencernaan inang Andersson et al. 2001. Penambahan mikroorganisme hidup probiotik dan substrat prebiotik untuk pertumbuhan bakteri, misalnya fruktooligosakarida FOS dengan Bifidobacterium, atau lactitol dengan Lactobacillus. Keuntungan dari kombinasi ini adalah meningkatkan daya tahan hidup bakteri probiotik oleh karena substrat yang spesifik telah tersedia untuk fermentasi sehingga tubuh mendapat manfaat yang lebih sempurna dari kombinasi ini. Probiotik umumnya aktif di usus kecil sedangkan prebiotik hanya efektif dalam usus besar, kombinasi dari keduanya akan memberikan efek sinergis. Penggunaan formulasi probiotik dapat meningkatkan dan mempertahankan mikroflora usus yang sehat namun jumlahnya akan menyusut dengan cepat. Oleh sebab itu, para peneliti membutuhkan sesuatu yang akan membantu menjaga bakteri baik dalam sistem pencernaan yaitu dengan menyertakan prebiotik. Prebiotik menyediakan tempat yang tepat untuk probiotik dapat berkembang. Selain itu, prebiotik merangsang pertumbuhan dan meningkatkan kegiatan positif mikroflora usus endogen Tomasik 2003. Dengan meningkatkan jumlah prebiotik dalam makanan maka jumlah bakteri baik dalam sistem pencernaan kita akan semakin meningkat. Hal ini akan dapat mengurangi risiko diare, alergi dan bahkan kanker usus besar.

2.6 Yogurt

Yogurt adalah susu fermentasi tertua yang pernah diketahui, dan menjadi makanan yang dikonsumsi oleh penduduk di Timur Tengah. Pembuatan yogurt merupakan salah satu metode tertua dalam sejarah pengawetan susu, yaitu dengan cara mengasamkan susu yang terkontaminasi secara alami pada suhu sekitar 40-50 C Prajapati dan Nair 2008. Kemudian konsumsi yogurt yang diproduksi secara komersial meningkat dengan cepat di Eropa pada awal abad ke-20 setelah publikasi dari Metchnikoff yang menyatakan bahwa mengkonsumsi susu fermentasi dapat memperpanjang umur Van de Water dan Naiyanetr 2008. Secara alami susu memiliki substrat antimikroba yang berperan dalam menghambat pertumbuhan bakteri merugikan tetapi substrat tersebut menghilang beberapa saat setelah pemerahan, terutama komponen yang mudah menguap volatil. Proses fermentasi adalah salah satu cara untuk memproduksi substrat antimikroba pasca- pemerahan tersebut. Dalam pembuatan yogurt, susu skim, susu segar yang telah dihomogenasi atau susu segar ditambahkan starter untuk proses fermentasinya. Starter yogurt adalah bakteri termofilik yang dapat hidup pada suhu 40-45 C. Hubungan antara S. thermophilus dan L. bulgaricus adalah simbiosis. Faktor penstimulir pada starter yogurt terjadi pada saat inkubasi dimana L. bulgaricus menyediakan nutrisi misalnya asam amino dan peptida untuk pertumbuhan S. thermophilus yang kemudian akan memproduksi sejenis asam format dan akan menstimulir pertumbuhan L. bulgaricus Vedamuthu 2006. Menurut Vedamuthu 2006, S. thermophilus adalah bakteri berbentuk kokus dan L. bulgaricus berbentuk batang. Pada awal inkubasi, S. thermophilus tumbuh cepat dan mendominasi fermentasi. Setelah pH mencapai di bawah 4.2 maka fermentasi akan didominasi oleh L. bulgaricus. Perbandingan yang baik antara S. thermophilus dan L. bulgaricus adalah 1:1 dengan konsentrasi starter 2 dari volume susu. Flavor khas yogurt disebabkan karena asam laktat dan sisa-sisa asetaldehida, diasetil, asam asetat dan bahan-bahan mudah menguap lainnya yang dihasilkan oleh fermentasi bakteri. L. bulgaricus adalah penyebab utama terbentuknya asetaldehida Buckle et al. 1987. Selama proses fermentesi, akan dihasilkan asam laktat hingga mencapai konsentrasi 10 9 mL. Penurunan pH akibat produksi asam laktat akan mengakibatkan destabilisasi kasein misel pada pH 5.1 –5.2 hingga tercapai koagulasi pada pH 4.6. Kemudian yogurt disimpan pada suhu 4–10°C untuk memperlambat proses fermentasi Van de Water dan Naiyanetr 2008 Sifat yogurt dapat dipengaruhi oleh komposisi susu yang digunakan. Yogurt yang dibuat dari susu segar, dimana kandungan lemaknya lebih tinggi akan memberikan rasa lemak yang lebih tinggi dan teksturnya lebih halus, sedangkan jika dibuat dari susu skim maka mouthfeelnya akan berkurang, karena kandungan lemaknya rendah Chandan 2006. Berdasarkan struktur fisik koagulumnya, yogurt terbagi atas set yogurt, yaitu yogurt yang berstruktur setengah padat dan stirred yogurt, yang mempunyai struktur gel yang pecah sebelum pendinginan dan pengemasan Tamime 2005. Syarat mutu yogurt berdasarkan SNI 01-2981-2009 dapat dilihat pada Tabel 2. Kandungan protein yogurt minimal 3.5 , lebih besar dibandingkan susu murninya yang hanya 2.80-4. Hal ini disebabkan adanya penambahan protein dari sintesis mikroba dan kandungan protein dari mikroba itu sendiri. Perubahan zat gizi lainnya tidak menunjukkan perubahan yang nyata Vedamuthu 2006. Komponen-komponen penting dalam susu yang berperan dalam fermentasi adalah laktosa dan kasein. Selama proses fermentasi laktosa oleh bakteri asam laktat diubah menjadi asam laktat. Laktosa susu yang diubah menjadi asam laktat hanya sekitar 30 sedang sisanya 79 masih dalam bentuk laktosa. Untuk menambah rasa manis maka sisa laktosa dapat diubah menjadi glukosa dengan bantuan penambahan enzim laktase Chandan 2006. Kasein merupakan bagian terbesar penyusunan protein susu, yaitu sekitar 76. Senyawa kasein dalam susu merupakan senyawa kompleks, karena terdapat bersama-sama kalsium dan fosfat sehingga membentuk senyawa kalsium kaseinat fosfat juga merupakan casein micelle. Senyawa inilah yang berperan dalam pembentukan gel protein Tamime 2005. Laktosa dihidrolisis menjadi glukosa dan galaktosa atau galaktosa-6- fosfat oleh enzim α-D-galaktosidase dan α-D-fosfogalaktosidase yang dihasilkan oleh L. bulgaricus dan S. thermophilus. Tabel 2. Syarat mutu yogurt menurut SNI No Kriteria uji Satuan Yogurt tanpa perlakuan