Komunikasi Partisipatif Dalam Pengelolaan Hutan Nagari Di Sumatera Barat

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DAN EFEK ANTIDIABETES
PROBIOTIK Lactobacillus plantarum SK(5) ASAL BEKASAM

NUR SYAFIQOH

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertas berjudul Aktivitas Antioksidan
dan Efek Antidiabetes Probiotik Lactobacillus plantarum SK(5) Asal Bekasam
adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, September 2016
Nur Syafiqoh
NIM G351140221

RINGKASAN
NUR SYAFIQOH. Aktivitas Antioksidan dan Efek Antidiabetes Probiotik
Lactobacillus plantarum SK(5) Asal Bekasam. Dibimbing oleh SRI BUDIARTI
dan DESNIAR
Lactobacillus plantarum SK(5) adalah bakteri asam laktat (BAL) yang
diisolasi dari produk fermentasi ikan Indonesia (bekasam). L. plantarum SK(5)
telah dievaluasi memiliki potensi sebagai probiotik, yaitu toleran terhadap asam
dan garam empedu, serta memiliki senyawa antimikrob. Berdasarkan aktivitas
antimikrob, kemampuan menurunkan kadar glukosa darah, dan kemampuan
antioksidan, probiotik diharapkan membuktikan tujuannya untuk membantu
pengendalian diabetes mellitus tipe 2 pada manusia di masa depan. Ada banyak
studi tentang BAL sebagai pengobatan untuk diabetes dan bukti-bukti
menunjukkan bahwa BAL memiliki potensi mengurangi insiden diabetes. Tujuan
dari penelitian ini adalah mendapatkan informasi adanya aktivitas antioksidan dan
efek antidiabetes dari L. plantarum SK(5) asal bekasam.
Ekstrak kasar supernatan pada penelitian ini diperoleh dari hasil ekstraksi

menggunakan etil asetat. Pengujian aktivitas antioksidan menggunakan metode
1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) menunjukkan bahwa ekstrak kasar
L. plantarum SK(5) memiliki aktivitas antioksidan sebesar 34,1% (cukup baik)
pada konsentrasi 350 ppm dan memiliki potensi dalam menghambat enzim alfagukosidase. Pengujian efek antidiabetes dari liofilisasi sel L. plantarum SK(5)
dilakukan menggunakan hewan uji. Hewan uji dibagi menjadi dua grup utama,
yaitu yang diinduksi dengan streptozotocin (STZ) (tikus diabetes) dan kelompok
tikus normal tanpa induksi STZ. Kelompok tikus diabetes (4 kelompok) masingmasing diberikan intervensi acarbose, phosphate buffer saline (PBS),
L. plantarum (SK5) (30 mg/Kg bb), dan L. plantarum (SK5) (15 mg/Kg bb)
secara oral setiap hari selama 14 hari. Berat badan pada semua tikus diabetes
mengalami penurunan. Kadar glukosa darah diperoleh lebih rendah pada semua
kelompok tikus diabetes dan tidak berbeda nyata pada semua kelompok perlakuan
maupun dengan tikus normal. Penurunan paling tinggi setelah 14 hari perlakuan
diperoleh pada kelompok tikus diabetes dengan pemberian L. plantarum SK(5)
(30 mg/Kg bb) (86,22%). L. plantarum SK(5) ditemukan aman selama pemberian
14 hari dengan dosis yang sama berdasarkan analisis profil biokimia darah
menggunakan protokol kit Analytical Medical System-Spanyol. Profil
imunohistokimia pankreas menggunakan protokol kit Biocare Medical-USA
menunjukkan bahwa terjadi regenerasi sel beta pankreas pada pemberian
L. plantarum SK(5) berdasarkan jumlah sel beta pankreas menggunakan software
imageJ.

L. plantarum SK(5) memiliki aktivitas antioksidan dan berhubungan dengan
efek antidiabetes pada penurunan kadar glukosa darah dan perbaikan efek
atidiabetes pada tikus. Aktivitas antioksidan dan penurunan kadar glukosa darah
berbasis bakteri asam laktat diharapkan dapat bermanfaat sebagai terapi untuk
membantu pengendalian diabetes tipe 2 pada manusia sebagai pangan fungsional.
Kata kunci: Aktivitas antioksidan, antidiabetes, inhibitor alfa-glukosidase,
Lactobacillus plantarum SK(5), probiotik.

SUMMARY
NUR SYAFIQOH. Antioxidant Activity and Antidiabetic Effect of Probiotic
Lactobacillus plantarum SK(5) of Bekasam. Supervised by SRI BUDIARTI and
DESNIAR.
Lactobacillus plantarum SK(5) is lactic acid bacteria (LAB) that isolated
from traditional Indonesian fermented fish product (bekasam). L. plantarum
SK(5) was previously isolated from bekasam and evaluated for its probiotic
properties, including acid and bile tolerance, and production of antimicrobial
compounds. Based on their antimicrobial activity, blood-glucose-lowering, and
antioxidative capabilities, probiotics are expected to prove its purpose to treat the
type 2 diabetes mellitus on human in the future. There have been many studies on
LAB as a treatment for diabetes and the evidences showed that they have

potentially been able to reduce the incidence of diabetes. The aim of this study
was to get informations about antioxidant activity and antidiabetic effect of L.
plantarum SK(5) of bekasam.
Cell free-supernatant of L. plantarum (SK5) was extracted with ethyl acetate
as solvent. Determination of antioxidant activity was conducted by using 1,1diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) method showed that the crude extract of
L. plantarum SK(5) had antioxidant activity with percentage of inhibition of
34,1% (moderately good) at 350 ppm concentration and had potential of alphaglucosidase inhibitory activity. Investigation of antidiabetic effect of
lyophilization of L. plantarum SK(5) cells was conducted by using rats. Rats were
divided into 2 main groups that STZ-induced diabetes (treated group) and one
group as normal rats without STZ-induced diabetes. Treated group (4 groups)
received acarbose, PBS, L. plantarum (SK5) (30 mg/Kg b.wt), and L. plantarum
(SK5) (15 mg/Kg b.wt) orally once a day for 14 days, respectively. Body weight
loss showed in all treated groups. Blood glucose level were lower in all groups
and not significant neither with all treated group nor with normal group after 14
days treatments. The highest lowering blood glucose level was L. plantarum
SK(5) (30 mg/Kg b.wt) treatment (86,22%). L. plantarum SK(5) was found safe
in 14 day repeated dose toxicity studies based on blood chemistry analysis were
conducted by using kit protocol of Analytical Medical System-Spain.
Immunohistochemistry showed that regenerative changes of pancreatic islet cells
at L. plantarum SK(5) treatment based on number of beta cells were conducted by

using kit protocol of Biocare Medical-USA and the number of pancreatic beta
cells is calculated from a brown color formed on the islets of Langerhans using
ImageJ software.
L. plantarum SK(5) has an antioxidant activity and has a relating to effect
on blood glucose levels and improved diabetic effect in rats. Antioxidant activity
and blood glucose-lowering lactic acid bacteria are expected to be useful as a
therapeutic for treating type 2 diabetes in human as a functional food.

Keywords: Antidiabetic, antioxidant activity, inhibitor
Lactobacillus plantarum SK(5), probiotic

alpha-glocosidase,

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DAN EFEK ANTIDIABETES
PROBIOTIK Lactobacillus plantarum SK(5) ASAL BEKASAM

NUR SYAFIQOH

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Mikrobiologi

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

Penguji Luar komisi pada Ujian Tesis: Prof Dr Ir Lilis Nuraida, MSc

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul
Aktivitas Antioksidan dan Efek Antidiabetes Probiotik Lactobacillus plantarum
SK(5) Asal Bekasam. Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Magister Sains pada Program Studi Mikrobiologi, Sekolah Pascasarjana,
Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan
dan dorongan hingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini, yaitu Dr dr Sri
Budiarti dan Dr Desniar, SPi, MSi selaku dosen pembimbing yang telah
memberikan pengarahan dalam penyusunan tesis ini; Prof Dr Lilis Nuraida, MSc
selaku dosen penguji luar komisi yang telah memberikan saran dan kritik untuk
perbaikan tesis ini; Prof Dr Anja Meryandini, MS selaku ketua program studi
yang telah memberikan saran perbaikan pada penyusunan tesis; Dr Rika Indri
Astuti, MSi selaku penjamin mutu yang telah memberikan saran perbaikan pada
saat ujian; Kemenristek Dikti atas dana yang diberikan untuk berlangsungnya
proyek Penelitian Institusi tahun 2015 dengan judul Pengembangan Produk

Biomedis
Antidiabetes
sesuai
kontrak
nomor
083/SP2H/PL/Dit.
Litbabmas/II/2015 melalui Dr Desniar, SPi, MSi; Ema Masruroh, SSi, Dini
Indriani, Amd, Saeful Bahri, Amd, drh Ines Maulidiyah, drh Okta Wismandanu,
Mepid, Mulyadi, Himawan Prasetiyo, MSi, dan drh Vivi Arin yang telah
membantu penulis selama penelitian di Laboratorium; Ayah, Ibu, dan Adik, serta
seluruh keluarga yang telah memberikan motivasi kepada penulis; Teman
seperjuangan Mikrobiologi 2014 (khususnya yang sering direpotkan: Ukhin,
Siska, Lia, Nisa, Dini, Dika, Mbak Adit, Mila, Risa, dan Wiwid) atas
kebersamaan dan suka duka selama penelitian serta penyusunan tesis ini; Risky
Hadiwibowo, MSi dan Marisky Nur Adnin, SPi yang telah membantu dalam
penyusunan jurnal; serta teman-teman Mikrobiologi 2013, THP 46, dan GGC atas
segala doa dan kerja samanya.
Penulis menyadari bahwa penulisan tesis ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak sangat
diharapkan. Semoga tesis ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang

memerlukannya.
Bogor, September 2016
Nur Syafiqoh

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ............................................................................................
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................
1 PENDAHULUAN ........................................................................................
Latar Belakang ............................................................................................
Perumusan Masalah .....................................................................................
Tujuan Penelitian .........................................................................................
Manfaat Penelitian .......................................................................................
2 TINJAUAN PUSTAKA................................................................................
Probiotik ......................................................................................................
Bakteri Asam Laktat ....................................................................................
Aktivitas Antioksidan ..................................................................................
Mekanisme Probiotik sebagai Antidiabetes ................................................
3 METODE ......................................................................................................
Waktu dan Tempat Penelitian .....................................................................

Bahan dan Alat ............................................................................................
Prosedur .......................................................................................................
Analisis data ................................................................................................
4 HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................................
Hasil.............................................................................................................
Aktivitas Antioksidan .............................................................................
Penghambatan Enzim Alfa-glukosidase .................................................
Berat Badan Hewan Uji ..........................................................................
Kadar Glukosa Darah .............................................................................
Profil Biokimia Darah.............................................................................
Profil Imunohistokimia Pankreas ...........................................................
Pembahasan .................................................................................................
5 SIMPULAN DAN SARAN ..........................................................................
Simpulan ......................................................................................................
Saran ............................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
LAMPIRAN .....................................................................................................
RIWAYAT HIDUP ..........................................................................................

vi

vi
vi
1
1
2
2
2
3
3
3
4
6
9
9
9
9
14
15
15
15
16
16
17
19
20
21
28
28
28
28
33
40

DAFTAR TABEL
1 Reaksi inhibisi enzim α-glukosidase ......................................................... 11
2 Profil biokimia darah ................................................................................. 19

DAFTAR GAMBAR
1 Multifaktor penyebab diabetes tipe 2 (Panwar et al. 2013).......................
2 Analogi keadaan normal dan diabetes di dalam sel (IDF 2013) ...............
3 Peran mikrobiota usus dalam pengembangan dan pengendalian
diabetes (Panwar et al. 2013) ....................................................................
4 Perkiraan mekanisme aksi probiotik dalam manajemen diabetes tipe
2 (Panwar et al. 2013) ...............................................................................
5 Jalur metabolik yang dipengaruhi oleh mikrobiota usus (Tilg dan
Moschen 2014) ..........................................................................................
6 Aktivitas antioksidan L. plantarum SK(5) dengan metode DPPH ............
7 Penghambatan alfa-glukosidase L. plantarum SK(5)................................
8 Hasil pengukuran berat badan hewan uji selama 14 hari perlakuan .........
9 Persentase perubahan berat badan selama perlakuan 14 hari ....................
10 Hasil pengukuran kadar glukosa darah hewan uji selama 14 hari
perlakuan ...................................................................................................
11 Hasil pengukuran kadar glukosa darah hewan uji selama 14 hari
perlakuan ...................................................................................................
12 Persentase perubahan kadar glukosa darah hewan uji setalah 14 hari
perlakuan ...................................................................................................
13 Pulau Langerhans dan sel beta pankreas ...................................................
14 Rata-rata jumlah sel beta pankreas hewan uji ...........................................

5
6
7
7
8
15
16
17
17
18
18
19
20
21

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Hasil ekstrak supernatan L. plantarum SK(5) ...........................................
Perhitungan TPC L. plantarum SK(5) yang digunakan ............................
Kultur kering L. plantarum SK(5) .............................................................
STZ ............................................................................................................
Pakan BRAVO-512 ...................................................................................
Pengukuran kadar glukosa darah dari ujung ekor tikus ............................
Hasil gula darah hiperglikemik .................................................................
Tikus umur 8 minggu ................................................................................
Kandungan nutrisi BRAVO-512 ...............................................................
Air minum ad libitum ................................................................................
Pemberian intervensi perlakuan peroral ....................................................
Eutanasi dengan exanguination .................................................................
Anestesi dengan ketamine dan xylazine ....................................................

34
34
35
35
35
36
36
36
36
37
37
37
37

14
15
16
17
18

Serum darah berwarna bening...................................................................
Pengambilan sampel jaringan pankreas ....................................................
Pemfiksasian dalam paraformaldehid 4% .................................................
Perhitungan aktivitas antioksidan .............................................................
Perhitungan inhibisi alfa-glukosidase .......................................................

38
38
38
38
39

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Lactobacillus plantarum merupakan bakteri asam laktat (BAL)
heterofermentatif fakultatif, Gram positif, tidak berspora, katalase negatif, anaerob
fakultatif, tidak motil, dan toleran terhadap asam. Bakteri ini memiliki aplikasi
yang luas, misalnya sebagai kultur starter dalam fermentasi sayuran dan daging,
sebagai probiotik untuk manusia dan hewan, dan dewasa ini digunakan sebagai
agen terapeutik (Plumed-Ferrer 2007). L. plantarum SK(5) ditemukan
berkontribusi pada fermentasi bekasam. Bekasam adalah produk fermentasi ikan
Indonesia yang memiliki rasa asam dan banyak dikenal di daerah Jawa Tengah,
Sumatera Selatan, dan Kalimantan Selatan. Produk ini dibuat dengan fermentasi
menggunakan bahan baku ikan air tawar, garam, dan sumber karbohidrat seperti
nasi atau tape dengan lama fermentasi sekitar 4-10 hari (Desniar 2012).
Isolat L. plantarum SK(5) menunjukkan ketahanan yang baik terhadap asam
dan garam empedu (Syafiqoh 2014). Ketahanan terhadap asam dan garam empedu
merupakan prasyarat suatu mikroorganisme dapat digunakan sebagai probiotik.
Hal ini mengindikasikan kemampuannya bertahan hidup dalam saluran
pencernaan. Probiotik didefinisikan sebagai mikroorganisme hidup yang apabila
dikonsumsi oleh manusia atau hewan dalam jumlah cukup, mampu memberikan
manfaat kesehatan bagi inangnya (FAO dan WHO 2006).
Fungsi probiotik dari bakteri asam laktat dewasa ini telah menerima banyak
perhatian dunia (Honda et al. 2012). Beberapa spesies BAL diaplikasikan sebagai
suplemen mikroba hidup, yang secara positif mempengaruhi kesehatan, terutama
dengan meningkatkan komposisi mikrobiota usus (Grajek et al. 2005). Berbagai
penelitian telah menunjukkan bahwa probiotik dapat mengurangi intoleransi
laktosa, meningkatkan kesehatan usus, memperkuat sistem kekebalan tubuh
(Galdeano et al. 2007), memiliki efek antihipertensi (Zhang dan Zhang 2013),
memiliki efek antioksidan (Yadav et al. 2007), memiliki efek penurun kolesterol
(Bosch et al. 2014), dan memiliki efek antidiabetes (Gomes et al. 2014).
Diabetes mellitus (DM) merupakan penyakit kronis yang ditandai dengan
hiperglikemia yang disebabkan oleh resistensi insulin dan atau penurunan sekresi
insulin akibat adanya kegagalan sel beta pankreas (Damasceno et al. 2014).
Insulin bertindak sebagai kunci yang memungkinkan sel-sel tubuh untuk
menggunakan glukosa sebagai energi. Jumlah penderita diabetes di dunia pada
tahun 2013 mencapai 382 juta jiwa dan diprediksi akan meningkat 55% menjadi
592 juta jiwa pada tahun 2035. Sebanyak 5,1 juta jiwa kematian akibat diabetes
terjadi pada tahun 2013 atau terjadi satu kematian setiap enam detik. Indonesia
merupakan negara dengan penderita diabetes peringkat tujuh di dunia dengan
penderita sebanyak 8,5 juta jiwa pada tahun 2013 (IDF 2013).
Terdapat beberapa mekanisme terkait sifat fungsional probiotik sebagai
antidiabetes. Beberapa strain probiotik mampu mengurangi stres oksidatif
pankreas yang menyebabkan peradangan kronis dan apoptosis sel beta pankreas
(Zhang Dan Zhang 2013). Hal ini berhubungan dengan aktivitas antioksidan yang
dimiliki oleh probiotik. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa bakteri
probiotik secara signifikan dapat mengurangi stres oksidatif pada tikus diabetes

2

yang diinduksi pakan tinggi fruktosa dan diberi perlakuan L. acidophilus dan
L. casei pada dahi (Yadav et al. 2007). Penelitian lainnya melaporkan bahwa
beberapa bakteri asam laktat memiliki aktivitas antioksidan dan kemampuan
antidiabetes secara in vitro (Chen et al. 2014).
Mekanisme lainnya dari probiotik sebagai antidiabetes adalah kemampuan
penghambatan terhadap enzim alfa-glukosidase (Ramchandran dan Shah 2008).
L. casei 2W dan L. rhamnosus Z7 memiliki aktivitas penghambatan alfaglukosidase secara in vitro (Chen et al. 2014). Beberapa ekstrak Lactobacillus
yang diisolasi dari feses bayi secara efektif menghambat aktivitas alfa-glukosidase
(Panwar et al. 2014).
Berdasarkan beberapa penelitian mengenai sifat fungsional yang dimiliki
strain probiotik dari bakteri asam laktat, maka isolat L. plantarum SK(5) juga
diduga memiliki beberapa sifat fungsional tersebut. Untuk mengetahui sifat
fungsional dari probiotik isolat L. plantarum SK(5) asal bekasam, maka pada
penelitian ini dilakukan analisis aktivitas antioksidan dan efek antidiabetes. Hasil
penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi informasi mengenai
potensi pangan fungsional berbasis pangan lokal sehingga dapat meningkatkan
kedaulatan pangan Indonesia.

Perumusan Masalah
Penggunaan obat antidiabetes masih memiliki efek samping. Banyak upaya
telah difokuskan pada pengembangan produk alami sebagai pengobatan diabetes.
Probiotik telah banyak diteliti memiliki beberapa manfaat bagi kesehatan
inangnya, tetapi potensi kemampuan antioksidan dan efek antidiabetes pada
probiotik L. plantarum SK(5) asal bekasam belum diteliti sehingga diharapkan
dapat dihasilkan probiotik dari produk perikanan Indonesia yang memiliki efek
antidiabetes dan dapat dikembangkan sebagai pangan fungsional.

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mendapatkan informasi adanya aktivitas antioksidan
dan efek antidiabetes dari L. plantarum SK(5) asal bekasam.

Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini yaitu diperolehnya informasi mengenai
kemampuan antioksidan dan efek antidiabetes dari Lactobacillus plantarum SK(5)
asal bekasam secara in vitro, serta pengaruh pemberian probiotik tersebut secara
in vivo terhadap berat badan, kadar gula darah, jumlah sel beta pankreas, dan
profil biokimia darah tikus. Hasil tersebut diharapkan dapat menjadi dasar untuk
penelitian lainnya, penerapan aplikasi, dan peningkatan konsumsi pangan lokal
dari potensi yang dimiliki.

3

2 TINJAUAN PUSTAKA
Probiotik
Probiotik didefinisikan sebagai mikroorganisme yang dalam jumlah cukup
dapat memberikan efek kesehatan bagi inang (Servin dan Coccoiner 2003).
Persyaratan BAL dapat digunakan sebagai probiotik adalah sebagai berikut: 1)
tahan terhadap asam, terutama asam lambung yang memiliki pH antar 1,5-2,0
sewaktu tidak makan dan pH 4,0-5,0 sehabis makan, sehingga mampu bertahan
dan hidup lama ketika melalui lambung dan usus; 2) stabil terhadap garam
empedu dan mampu bertahan hidup selama berada pada bagian usus kecil.
Empedu disekresikan ke dalam usus untuk membantu absorbsi lemak dan asam
empedu yang terkonjugasi dan diserap dari usus kecil; 3) memproduksi senyawa
antimikrob seperti asam laktat, hidrogen peroksida dan bakteriosin; 4) mampu
menempel pada sel usus manusia. Faktor penempelan oleh probiotik merupakan
syarat untuk pengkolonisasian, aktivitas antagonis terhadap patogen, pengaturan
sistem daya tahan tubuh dan mempercepat penyembuhan infeksi; 5) tumbuh baik
dan berkembang dalam saluran pencernaan; 6) koagregasi membentuk lingkungan
mikroflora normal dan seimbang. Koagregasi juga mencerminkan kemampuan
interaksi antar kultur untuk saling menempel; dan 7) aman digunakan oleh
manusia (FAO dan WHO 2006).
Mikroba-mikroba yang umum digunakan dalam pembuatan minuman dan
makanan probiotik utamanya berasal dari kelompok bakteri asam laktat (BAL).
Bakteri ini sering digunakan sebagai probiotik karena kebanyakan strainnya tidak
patogen, bahkan beberapa strain telah mendapatkan status generally recognized as
safe (GRAS) dari food & drugs administration (FDA). Selain itu, kemampuannya
untuk hidup di dalam saluran pencernaan dapat menekan pertumbuhan bakteri
patogen sehingga dapat dimanfaatkan untuk menjaga kesehatan tubuh dan potensi
ini yang menyebabkan BAL digunakan sebagai probiotik (Grajek et al. 2005).
Beberapa strain BAL yang berpotensi sebagai probiotik antara lain Lactobacillus
dan Bifidobacterium (Shen et al. 2012).
Bakteri Asam Laktat
Bakteri asam laktat (BAL) dianggap sebagai kelompok utama dari bakteri
probiotik. Bakteri ini umumnya merupakan kelompok mikroorganisme Grampositif, tidak memiliki sitokrom, hidup dalam kondisi anaerob, tetapi sebagian
aerotolerant, toleran kondisi asam, dan umumnya melakukan fermentasi dengan
asam laktat sebagai produk utamanya. Genus yang utama adalah: Lactobacillus,
Lactococcus, Enterocococcus, Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc, dan
Bifidobacterium. Anggota BAL dibedakan menjadi dua kelompok berdasarkan
metabolisme karbohidratnya, yaitu homofermentatif yang terdiri dari Lactococcus,
Pediococcus, Enterococcus, Streptococcus, dan beberapa Lactobacillus yang
memanfaatkan jalur Embden-Meyerhof (glikolitik). Jalur ini mengubah sumber
karbon menjadi asam laktat. Kelompok yang kedua adalah heterofermentatif.
Kelompok ini adalah kelompok bakteri yang menghasilkan sejumlah laktat, CO2,
etanol, atau asetat dari glukosa melalui jalur fosfoketolase. Anggota

4

kelompok ini termasuk Leuconostoc, Weissellia, dan beberapa Lactobacillus
(Vasiljevic dan Shah 2008).
Lactobacillus spp. merupakan genus terbesar dari kelompok BAL. Genus
Lactobacillus bersifat Gram positif dan tidak membentuk spora, serta bersifat
anaerob fakultatif. Lactobacillus spp. banyak terdapat pada produk makanan
fermentasi seperti produk-produk susu fermentasi (yoghurt, keju, kefir) produk
fermentasi daging seperti sosis fermentasi, serta produk fermentasi sayuran seperti
pikel, kimchi, dan sauerkraut. Lactobacillus spp. berkontribusi untuk pengawetan,
ketersediaan nutrisi, dan flavour pada produk fermentasi tersebut (Salminen dan
Wright 2004).
Beberapa strain Lactobacillus dan Bifidobacterium telah terbukti
memperbaiki obesitas, peradangan, dan komplikasi metabolik yang berhubungan
dengan beberapa mekanisme, termasuk penghambatan adesi patogen pada mukosa
usus, stabilisasi struktur komunitas mikroba, dan melalui peningkatan integritas
mukosa serta fungsi penghalang terhadap penyakit, cedera, atau stres (Shen et al.
2012). Mayoritas bakteri dari strain Lactobacillus dan Bifidobacterium diakui
aman. BAL jarang patogen untuk manusia dan hewan, kecuali Streptococcus dan
Enteroccci. Namun, daftar strain probiotik masih sedikit. Strain dari jenis
Lactobacillus dan Bifidobacterium termasuk strain yang ditawarkan oleh industri
susu dan beberapa kelompok ilmiah (Grajek et al. 2005).

Aktivitas Antioksidan
Stres oksidatif merupakan penyebab dari berbagai macam penyakit kronis
pada manusia. Stres oksidatif disebabkan oleh aktivitas dari reactive oxidative
species (ROS) melalui proses oksidasi. Oksidasi adalah reaksi kimia yang
mentransfer elektron dari substansi ke agen pengoksidasi. Reaksi oksidasi dapat
memproduksi radikal bebas yang memiliki elektron tidak berpasangan (Mishra et
al. 2015).
Stres oksidatif didefinisikan sebagai ketidakseimbangan antara pro-oksidan
dan sistem pertahanan antioksidan tubuh sebagai hasil dari ROS yang steady state.
Stres oksidatif baru-baru ini ditemukan bertanggung jawab pada kerusakan sel
beta pankreas pada hiperglikemia (Gambar 1). Beberapa mekanisme reaksi yang
dianggap terlibat dalam genesis dari stres oksidatif pada pasien diabetes dan
hewan diabetes diantaranya adalah autooksidasi glukosa, glikasi protein,
pembentukan turunan produk glikasi, dan jalur poliol. Selama proses-proses
tersebut, ROS diproduksi dan menyebabkan kerusakan jaringan. Pemberian STZ
menyebabkan peningkatan malonaldehida (MDA) secara signifikan dan
menurunkan antioksidan enzim, seperti katalase, glutathione peroxidase, dan
superoksida dismutase dibandingkan dengan kontrol hewan dalam percobaan.
Penurunan aktivitas antioksidan dan peningkatan aktivitas MDA secara simultan
menunjukkan kerentanan pankreas terhadap induksi STZ yang menyebabkan stres
oksidatif (Eleazu et al. 2013).
Radikal bebas merupakan molekul yang mengandung elektron yang tidak
berpasangan pada orbit luarnya. Radikal bebas memiliki sifat sebagai penerima
elektron yang tidak stabil. Senyawa ini memiliki kecenderungan berikatan dengan
elektron molekul disekitarnya untuk melengkapi kekurangan elektron dan

5

menghasilkan radikal baru berupa senyawa yang bersifat toksik terhadap sel.
Radikal baru akan berikatan dengan molekul lain dan membentuk kembali
molekul radikal, sehingga terbentuk rantai reaksi radikal dan menginduksi stres
oksidatif. Aktivitas ini mengakibatkan kerusakan sel, jaringan maupun fungsi
genetik yang bermuara pada oksidasi protein, lemak, dan asam nukleat. Aktivitas
radikal bebas akan memicu timbulnya berbagai penyakit degeneratif, seperti
jantung koroner, hepatitis, alzheimer, proses penuaan, diabetes, kanker, dan
katarak (Mishra et al. 2005).

Gambar 1 Multifaktor penyebab diabetes tipe 2 (Panwar et al. 2013)
Antioksidan merupakan suatu inhibitor bagi radikal bebas. Radikal bebas
adalah spesies yang tidak stabil karena memiliki elektron yang tidak berpasangan
dan mencari pasangan elektron dalam makromolekul biologi. Protein, lipida, dan
DNA dari sel manusia yang sehat merupakan sumber pasangan elektron yang
baik. Sumber radikal bebas diantaranya hasil metabolisme, neutrofil, radiasi uv,
polusi air dan udara, lemak makanan, bahan kimia berbahaya, dan asap rokok.
Antioksidan yang terdapat dalam tubuh dapat berupa enzim seperti fosfolipase,
protease, serta enzim yang dapat memperbaiki susunan DNA (Ozyurt et al. 2006).
Antioksidan yang tersedia dalam tubuh tidak sebanding dengan banyaknya radikal
bebas yang mungkin masuk ke dalam tubuh. Oleh karena itu, untuk menangkap
dan mencegah radikal bebas tersebut merusak sel-sel tubuh, diperlukan tambahan
antioksidan dari luar tubuh (Mishra et al. 2015).
Bakteri asam laktat memiliki kemampuan antioksidan. Berdasarkan
pengujian menggunakan strain L. plantarum diperoleh bahwa bakteri tersebut
dapat menghambat radikal bebas DPPH. Identifikasi lebih lanjut menggunakan
high-performance liquid chromatographic (HPLC) terhadap hasil ektrak etil
asetat dari kultur media L. plantarum (supernatan) tersebut dalam media MRSB
(pH 4,0) diperoleh bahwa senyawa metabolit yang berperan terhadap
penghambatan DPPH adalah L-3-(4-hydroxyphenyl) lactic acid (HPLA) dan Lindole-3-lactic acid (ILA). Identifikasi dengan HPLC juga dilakukan pada larutan
media MRSB yang tidak ditumbuhi bakteri dan ditambahkan 1% asam laktat agar
pH menjadi 4,0 sebagai pembanding. Hasil tersebut menunjukkan bahwa tidak
ditemukan adanya puncak yang sama dengan ektrak etil asetat supernatan
L. plantarum saat diuji terhadap DPPH dengan HPLC (Suzuki et al. 2013).

6

Mekanisme antioksidan dari probiotik dapat terjadi melalui pengikatan
ROS, pengkelatan ion logam, penghambatan enzim, dan mengurangi serta
menghambat aktivitas autooksidasi askorbat. Mekanisme lain juga bisa menjadi
dasar efek antioksidan dari pemberian probiotik, yaitu tikus stres yang diberikan
suplemen probiotik memiliki kadar GSH yang stabil (Amaretti et al. 2013).
Terdapat berbagai metode pengukuran aktivitas antioksidan, salah satunya
ialah dengan menggunakan radikal DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl).
Radikal DPPH merupakan suatu senyawa organik berupa serbuk berwarna ungu
tua yang mengandung nitrogen yang tidak stabil. DPPH akan bereaksi dengan
komponen senyawa aktif tertentu pada ekstrak uji yang memiliki kemampuan
untuk mendonorkan atom hidrogen. Semakin banyak gugus hidroksil dari suatu
senyawa maka aktivitasnya dalam menghambat radikal DPPH semakin tinggi
(Zhang et al. 2011).
Pengujian dilakukan dengan penambahan etanol. DPPH merupakan radikal
bebas yang stabil dalam etanol. Penambahan larutan etanol dalam uji berperan
dalam mempertahankan kestabilan DPPH. Aktivitas antioksidan DPPH dapat
diukur dengan menghitung besarnya persentase inhibisi, yaitu besarnya aktivitas
senyawa antioksidan yang dapat meredam radikal bebas DPPH (Salazar-Aranda et
al. 2011).

Mekanisme Probiotik sebagai Antidiabetes
Diabetes terjadi ketika tubuh tidak dapat memproduksi cukup hormon
insulin atau tidak dapat menggunakan insulin secara efektif. Insulin bertindak
sebagai kunci yang memungkinkan sel-sel tubuh menggunakan glukosa dan
menggunakannya sebagai energi (Gambar 2). Diabetes dapat menyebabkan
komplikasi kesehatan serius termasuk penyakit jantung, kebutaan, gagal ginjal,
dan lain-lain. Ada dua jenis utama diabetes mellitus. Tipe 1 atau insulin dependent
diabetes mellitus (IDDM) melibatkan autoimun. Tipe 2 atau non-insulin
dependent diabetes mellitus (NIDDM) disebabkan karena berkurangnya sekresi
insulin atau terjadinya resistensi insulin (Hwang dan Yun 2010).

Gambar 2 Analogi keadaan normal dan diabetes di dalam sel (IDF 2013)
Obesitas yang menginduksi resistensi insulin merupakan faktor patofisiologi
yang paling dominan. Resistensi insulin dan peradangan metabolik merupakan hal
pararel yang sering ditemukan dan telah dilakukan penelitian dalam dekade
terakhir untuk menghubungkan dua fenomena tersebut. Hal ini diterima secara

7

luas bahwa etiologi resistensi insulin adalah kompleks dan melibatkan berbagai
jalur. Jalur inflamasi secara kritis terlibat dalam evolusi resistensi insulin (Tilg
dan Moschen 2014). Peradangan diamati pada penderita diabetes tipe 2 dan tikus
diabetes serta manusia yang mengalami kenaikan level plasma lipopolisakarida
(LPS), sebuah komponen membran dari bakteri Gram negatif yang telah terbukti
merusak metabolisme glukosa pada tikus (Karlsson et al. 2013) (Gambar 3).

Gambar 3 Peran mikrobiota usus dalam pengembangan dan pengendalian diabetes
(Panwar et al. 2013)
Metabolit bakteri yang paling banyak dipelajari dan berhubungan dengan
metabolisme host adalah short chain fatty acid (SCFA) (Gambar 4). Short chain
fatty acid merupakan produk dari hasil fermentasi polisakarida oleh mikroba di
colon. Produk tersebut memodulasi kadar beberapa hormon usus yang terlibat
dalam homeostasis glukosa dan energi, termasuk glucagon-like peptide (GLP)-1
(Cani et al. 2014). Glucagon-like peptide (GLP-1) menurunkan kadar glukosa
darah selama hiperglikemia dengan merangsang sekresi insulin dan mengurangi
ketergantungan glukosa. Hormon ini merangsang rasa kenyang dan menunda
pengosongan lambung melalui mekanisme pusat, sehingga mengurangi kadar
glukosa postprandial (Wang et al. 2015).

Gambar 4 Perkiraan mekanisme aksi probiotik dalam manajemen diabetes tipe 2
(Panwar et al. 2013)

8

Short chain fatty acid beredar dalam darah dan dengan demikian dapat
bertindak pada target perifer untuk memodulasi sensitivitas insulin dan seluruh
metabolisme energi dari host (Cani et al. 2014). Modulasi mikrobiota usus dengan
probiotik dapat memfasilitasi pengelolaan sejumlah kondisi klinis. Probiotik dapat
terlibat dalam pemeliharaan dari mikrobiota usus yang lebih sehat, dan juga telah
diidentifikasi sebagai adjuvant efektif dalam terapi resistensi insulin (Gomes et al.
2014).
Aktivasi SCFA-mediated dari G-protein coupled receptor (Gpr43)
mengakibatkan supresi sinyal insulin dalam jaringan adiposa kemudian mencegah
akumulasi lemak. Diet tinggi lemak menginduksi resistensi insulin, sebagaimana
dibuktikan pada pengujian toleransi insulin dan toleransi glukosa, diperoleh
bahwa resistensi insulin dan kadar glukosa darah meningkat pada tikus yang
kekurangan Gpr43 dibandingkan dengan tikus galur liar dan yang mendapat
perlakuan antibiotik. Aktivasi Gpr43 juga meningkatkan sensitivitas insulin
dengan meningkatkan sekresi GLP-1 di usus. G-protein coupled receptor (Gpr43)
tidak diekspresikan di hati maupun diotot dan oleh karena itu adipose tissuederived Gpr43 mampu memodulasi semua efek metabolik setelah adanya
keterlibatan dengan produk yang dihasilkan mikroba seperti SCFA. Short chain
fatty acid (butirat, propionat, dan asetat) dengan demikian merupakan sumber
energi penting untuk host dan bertindak sebagai molekul sinyal, terutama di
jaringan adiposa sehingga menjaga keseimbangan energi (Gambar 5) (Tilg dan
Moschen 2014).

Gambar 5 Jalur metabolik yang dipengaruhi oleh mikrobiota usus (Tilg dan
Moschen 2014)

9

3 METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus 2015 hingga Maret 2016.
Pembuatan kultur kering dan ekstraksi BAL dilakukan di Laboratorium
Mikrobiologi, Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Institut Pertanian Bogor; Laboratorium Mikrobiologi Hasil Perairan,
Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,
Institut Pertanian Bogor; Laboratorium Kimia Analitik, Departemen Kimia,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor; dan
Laboratorium Mikrobiologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Cibinong.
Pengujian antioksidan dan inhibisi alfa-glukosidase dilakukan di Laboratorium
Pusat Studi Biofarmaka, Institut Pertanian Bogor. Pengujian aktivitas
antihiperglikemik kultur kering L. plantarum SK(5) secara in vivo dilakukan di
kandang percobaan Pusat Studi Biofarmaka, Institut Pertanian Bogor. Analisis
biokimia darah dilakukan di laboratorium klinik Mandapa, Bogor. Analisis
imunohistokimia pankreas dilakukan di Laboratorium Patologi, Pusat Studi Satwa
Primata, Institut Pertanian Bogor.

Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah isolat
L. plantarum SK(5) asal bekasam Palembang hasil isolasi Desniar (2012). Alat –
alat yang digunakan antara lain adalah spektrofotometer, glucometer (GlucoDr),
dan peralatan laboratorium lainnya.

Prosedur
Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu tahapan pertama
adalah uji efek antidiabet BAL secara in vitro, meliputi ekstraksi, uji antioksidan,
dan penentuan aktivitas daya hambat BAL terhadap enzim α-glukosidase; lalu
tahapan kedua adalah uji efek antidiabet BAL secara in vivo meliputi pembuatan
kultur kering BAL dan pengujian pada hewan uji tikus putih jantan galur Sprague
Dawley (SD).
Uji In Vitro Efek Antidiabetes L. plantarum SK(5)
Ekstraksi Media Kultur L. plantarum SK(5) dalam MRSB (modifkasi
Rapsang et al. 2011)
Produksi senyawa aktif dari supernatan BAL (media kultur) diperoleh
dengan proses ekstraksi. Produksi dilakukan dengan memperbanyak biomasa
basah bakteri asam laktat terlebih dahulu. Pertama dilakukan penyegaran
L. plantarum (SK5) pada MRSA miring. Setelah itu, satu ose bakteri dari MRSA
diinokulasikan pada MRSB dengan volume kerja 10 mL dan diinkubasi pada
wadah tertutup (anaerob). Kultur diinokulasi sebanyak 10% (b/v) ke dalam MRSB
steril dengan volume kerja 500 mL, kemudian diinkubasi 20 jam pada suhu 37°C

10

dalam kondisi anaerob (fase awal stasioner berdasarkan Desniar (2012)). Setelah
itu dilakukan pemisahan antara biomassa basah dan supernatan dari kultur
menggunakan sentrifuge suhu 4°C dengan kecepatan 6000 rpm selama 30 menit.
Supernatan bebas sel selanjutnya diekstraksi meggunakan pelarut etil asetat.
Ekstraksi dilakukan dengan mencampur supernatan bebas sel dan pelarut etil
asetat dengan perbandingan 1:1 kemudian dilakukan pengocokkan atau
pengadukan selama 3x24 jam tanpa proses pemanasan dengan shaker. Pemisahan
media kultur dan hasil ekstrak etil asetat dilakukan dengan corong pisah dan
didiamkan beberapa saat sampai fase antara media kultur dan ekstrak etil asetat
memisah dengan jelas. Ekstrak yang diperoleh selanjutnya dipekatkan
menggunakan rotary evaporator pada suhu 40oC. Ekstrak media kultur yang
diperoleh (Lampiran 1) merupakan sampel yang akan digunakan pada uji
antioksidan dan uji inhibisi enzim α-glukosidase.
Uji Aktivitas Antioksidan (Salazar-Aranda et al. 2011)
Analisis aktivitas antioksidan dilakukan menggunakan 1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl (DPPH) dengan melihat kemampuan sampel yang digunakan
dalam mereduksi radikal bebas (DPPH). Sebanyak 10 mg ekstrak kasar
ditimbang, kemudian ditambahkan 1 mL dimetil sufoksida (DMSO) untuk
pembuatan stok larutan 10000 ppm, dan diencerkan dengan etanol dalam beberapa
konsentrasi (25, 50, 100, 200, dan 350 ppm). Sebanyak 2,5 mg DPPH diencerkan
dalam 50 mL etanol. Lalu sebanyak 100 µL etanol dimasukkan ke dalam
microwell plate yang telah disiapkan. Pengisian ekstrak sebanyak 100 µL
dilakukan dengan beberapa konsentrasi dan penambahan 100 µL larutan DPPH.
Campuran dihomogenkan dan diinkubasi pada 37°C selama 30 menit dalam ruang
gelap. Serapan yang dihasilkan diukur dengan spektrofotometer UV-visible pada
panjang gelombang 517 nm. Kontrol positif yang digunakan adalah vitamin C.
Persentase penghambatan aktivitas radikal bebas dihitung menggunakan rumus
sebagai berikut:
Aktivitas antioksidan (%) = [(A – B)/A] x 100%
Keterangan:
A
= Absorbansi blanko terkoreksi
B
= Absorbansi sampel terkoreksi
Uji Daya Hambat Aktivitas Enzim Alfa-glukosidase (Sancheti et al. 2009)
Campuran reaksi dalam uji ini meliputi larutan kontrol blanko (B0), larutan
blanko (B1), larutan kontrol sampel (S0) dan larutan sampel (S1). Persiapan larutan
kontrol blanko (B0) dan blanko (B1) dilakukan dengan pembuatan substrat dengan
cara melarutkan p-nitrofenil α-D-glukopiranosida dalam bufer fosfat 0,1 M pH 7,0
dan pembuatan larutan enzim α-glukosidase dengan cara melarutkan 1 mg αglukosidase dalam 100 mL bufer fosfat (pH 7,0) yang mengandung 200 mg BSA.
Enzim diencerkan 25 kali dengan bufer fosfat sebelum digunakan. Campuran
reaksi blanko terdiri dari 10 μL larutan dimetil sulfoksida (DMSO), 50 μL bufer
fosfat 0,1 M (pH 7,0), 25 μL p-nitrofenil α-D-glukopiranosida sebagai substrat,
dan 25 μL larutan enzim α-glukosidase. Perbedaan antara blanko dan kontrol
blanko, pada kontrol blanko tidak menggunakan enzim α-glukosidase. Campuran
reaksi kemudian diinkubasi pada suhu 37°C selama 30 menit. Reaksi dihentikan

11

oleh penambahan 100 μL larutan natrium karbonat 0,2 M, kemudian diukur pada
panjang gelombang 410 nm dengan Microplate reader.
Persiapan larutan kontrol sampel (S0) dan sampel (S1) dilakukan dengan
melarutkan ekstrak supernatan BAL dalam DMSO. Sebanyak 10 mg ekstrak kasar
ditimbang, kemudian ditambahkan 1 mL dimetil sufoksida (DMSO) untuk
pembuatan stok larutan 10000 ppm dan diencerkan dengan DMSO dalam
beberapa konsentrasi (5000, 20000, dan 60000 ppm). Campuran reaksi sampel
terdiri dari 10 μL ekstrak supernatan BAL, 50 μL bufer fosfat 0,1 M (pH 7,0), 25
μL p-nitrofenil α-D-glukopiranosida 10 mM sebagai substrat, dan 25 μL larutan
enzim α-glukosidase. Perbedaan antara sampel dan kontrol sampel, pada kontrol
sampel tidak menggunakan enzim α-glukosidase. Campuran reaksi kemudian
diinkubasi pada suhu 37°C selama 30 menit. Reaksi dihentikan oleh penambahan
100 μL larutan natrium karbonat 0,2 M. Absorban dari p-nitrofenol diukur pada
panjang gelombang 410 nm dengan Microplate reader. Sampel dilakukan dalam
tiga ulangan.
Kontrol positif yang digunakan pada pengujian ini adalah acarbose.
Konsentrasi larutan acarbose 1% sebagai pembanding yang digunakan dibuat dari
tablet Glucobay yang dilarutkan dalam akuades dan HCl 2N (1:1) dengan
konsentrasi 1% (b/v) digunakan sebagai standar, kemudian disentrifugasi dan
supernatan diambil sebanyak 10 μL dan dimasukkan ke dalam campuran reaksi
seperti dalam sampel dan absorban dari p-nitrofenol diukur pada panjang
gelombang 410 nm dengan Microplate reader. Reaksi enzim selengkapnya untuk
satu sampel dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Reaksi inhibisi enzim α-glukosidase
B0 (μL)
Ekstrak supernatan BAL DMSO
10
Buffer
50
Substrat
25
Enzim
Inkubasi 37°C selama 30 menit
Na2CO3
100

B1 (μL)
10
50
25
25

S0 (μL)
10
50
25
-

S1 (μL)
10
50
25
25

100

100

100

Pengujian daya hambat ekstrak terhadap aktivitas α -glukosidase dihitung dalam
% inhibisi dengan rumus :
Inhibisi (%) = [(K – (S1-S0)/K] x 100 %
Keterangan :
K = Absorbansi blanko (B1) dikurangi kontrol blanko (B0)
S0 = Absorbansi kontrol sampel
S1 = Absorbansi sampel
Uji In Vivo Efek Antidiabetes L. plantarum SK(5)
Pembuatan Kultur Kering dengan Metode Pengeringan Beku (modifikasi
Yun et al. 2009)
Produksi kultur kering dilakukan dengan memperbanyak biomasa basah
bakteri asam laktat terkebih dahulu. Pertama dilakukan penyegaran L. plantarum

12

(SK5) pada MRSA miring. Setelah itu, satu ose bakteri dari MRSA
diinokulasikan pada MRSB dengan volume kerja 10 mL dan diinkubasi pada
wadah tertutup (anaerob). Kultur diinokulasi sebanyak 10% (b/v) ke dalam MRSB
steril dengan volume kerja 150 mL, kemudian diinkubasi 20 jam pada suhu 37°C
dalam kondisi anaerob. Sel BAL kemudian dihitung dengan menggunakan metode
total plate count (TPC) sebelum dilakukan pemanenan (Lampiran 2) dan
diperoleh jumlah sel sebanyak 2,50 x 109 CFU/mL. Pemanenan biomasa basah
dilakukan menggunakan sentrifuse pada kecepatan 6000 rpm selama 30 menit
dalam kondisi suhu 4°C. Setelah itu biomasa basah dikeringbekukan. Sebelum
dilakukan proses pengeringan beku, dilakukan penambahan bahan pelindung
(kariogenik) yaitu susu skim dengan konsentrasi larutan 10% (b/v).
Perbandingan antara biomasa basah dengan bahan pelindung adalah 1:10.
Biomasa basah (3 gram) yang telah ditambahkan bahan pelindung (30 mL susu
skim) disimpan pada suhu dingin selama 1 jam untuk memungkinkan difusi bahan
pelindung. Kultur selanjutnya dilakukan pengeringan beku pada suhu -49°C, 0,01
Mpa selama 18 jam dengan menggunakan freeze dryer eyela. Kultur kering BAL
(Lampiran 3) selanjutnya digunakaan dalam pengujian efek antidiabetes secara in
vivo. Setelah pengeringbekuan diperoleh biomasa kering BAL sebanyak 2,7 g dan
diperkirakan memiliki jumlah sel sebanyak 3,36 x 1011 CFU dalam 2,7 g kultur
kering tersebut (Lampiran 2) sesuai hasil penelitian Saskia (2014).
Penginduksian Diabetes (modifikasi Duan et al. 2015)
Pendinduksian diabetes pada penelitian ini dilakukan menggunakan
streptozotocin (STZ) (Santa Cruz, California) (Lampiran 4) dengan dosis 40
mg/Kg bb yang dilarutkan dalam 50 mM bufer sodium sitrat pH 4,5. STZ
diinduksikan secara intraperitonial menggunakan syringe 27-G. Penginduksian
hanya dilakukan sekali, setelah itu tikus diberikan larutan sukrosa 5% (b/v)
selama tiga hari sebagai air minum dan pakan standard (BRAVO-512) (Lampiran
5) dengan nutrisi yang ditampilkan pada Lampiran 9. Selanjutnya kadar glukosa
tikus diamati setelah tiga hari pasca penginduksian STZ dan pembelian larutan
gula dengan menggunakan glucometer (GlucoDr) (dalam satuan mg/dL) dengan
menggunakan darah dari ujung ekor tikus (Lampiran 6). Tikus ditetapkan pada
kondisi hiperglikemik jika kadar glukosa darah lebih dari 200 mg/dL berdasarkan
Damasceno et al. (2014) (Lampiran 7). Ketika kadar glukosa tikus mengalami
diabetes atau >200 mg/dL setelah penginduksian STZ dan pemberial larutan
sukrosa, maka waktu tersebut ditetapkan sebagai hari ke-0 perlakuan. Tikus
dipuasakan selama 6 jam terlebih dahulu sebelum dilakukan pengukuran kadar
glukosa darah. Sel β pankreas akan rusak oleh STZ sehingga fungsi pankreas
menjadi abnormal dan pankreas tidak mampu untuk menghasilkan insulin,
sehingga timbul gangguan metabolik berupa diabetes mellitus.
Analisis Hewan Uji dan Desain Eksperimen
Sebanyak 15 tikus jantan galur Sprague-Dawley (SD) umur 8 minggu
diperoleh dari Laboratorium Ruminansia, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian
Bogor dengan berat ±125 gram (Lampiran 8). Selanjutnya tikus diadaptasikan
dengan kondisi laboratorium (pencahayaan buatan menggunakan lampu dengan
fotoperiode yang diatur 12 jam terang dan 12 jam gelap) sebelum percobaan
dimulai selama 4 minggu hingga tikus mencapai berat ±250 g. Tikus ditempatkan

13

dalam kandang plastik dan dipelihara di kandang hewan Pusat Studi Biofarmaka,
IPB dengan diberikan ransum berupa pakan standar 15 g/hari (BRAVO-512)
dengan kandungan nutrisi dapat dilihat pada Lampiran 9 dan air minum ad libitum
(Lampiran 10).
Selama adaptasi dan perlakuan, tikus diberikan ransum berpa pakan
standard BRAVO-512. Tikus (n = 3 ekor/kelompok) dibagi kedalam 5 kelompok
dan mendapatkan perlakuan selama 14 hari, yaitu 4 kelompok yang diinduksi
dengan STZ (A-D) dan satu kelompok yang tidak diinduksi dengan STZ (E).
Empat kelompok yang diinduksi STZ sesuai Duan et al. (2015) masing-masing
diberikan intervensi acarbose 1 mg/Kg bb (kontrol positif) (A) (Sugiwati 2005),
PBS 1 mL (kontrol negatif) (B), L. plantarum (SK5) (30 mg/Kg bb atau setara
dengan jumlah sel sebesar ±3,76 x 109 CFU/hari) (C) (Stancu et al. 2008), dan
Lactobacillus plantarum (SK5) (15 mg/Kg bb atau setara dengan jumlah sel
sebesar ±1,88x109 CFU/hari) (D) (modidikasi Stancu et al. 2008). Bahan untuk
intervensi dilarutkan dalam 1 mL PBS dan diberikan secara oral setiap hari sekali
selama 14 hari perlakuan (Lampiran 11). Pembagian kelompok hewan uji pada
penelitian ini adalah sebagai berikut:
A : Tikus diabetes (diinduksi STZ) dan diberikan intervensi acarbose 1 mg/Kg
bb (kontrol positif);
B : Tikus diabetes (diinduksi STZ) dan diberikan intervensi PBS 1 mL (kontrol
negatif);
C : Tikus diabetes (diinduksi STZ) dan diberikan intervensi L. plantarum SK(5)
(30 mg/Kg bb);
D : Tikus diabetes (diinduksi STZ) dan diberikan intervensi L. plantarum SK(5)
(15 mg/Kg bb);
E : Tikus normal tanpa induksi STZ.
Berat badan ditim