VIABILITAS BAKTERI PROBIOTIK IN VITRO DA

Jurnal Gizi dan Pangan, Maret 2007 2(1): 22-28

VIABILITAS BAKTERI PROBIOTIK IN-VIT RO DAN PENGARUH PEMBERIAN AIR
OKSIGEN TERHADAP PERTUMBUHAN BAKTERI PROBIOTIK SECARA IN-VIVO
( Vi abi l i t y of Pr obi ot i c Bact er i aIn-Vi t r o and t he Ef f ect of Oxygenat ed Wat er
On Vi abi l i t y of Pr obiot i c Bact er i a i n Vi vo)
Enok Sobariah 1, Ali Khomsan2 dan Ingrid S. Surono

3

ABST RACT
The aim of t hi s st udy wer e t o i dent i f y t he i n-vi t r o t ol er ance of pr o-bi ot i c bact er i a t o
aci d and bi l e sal t condit i on; and t o pr ove a hypot hesi s t hat t he suppl ement at ion of
oxygenat ed wat er has a posi t i ve ef f ect on t he body wei ght of r at and on vi abi l i t y of pr obi ot i c bact er i a. The f i r st st udy was car r i ed out at PAU Labor at or y of Bogor Agr icul t ur al
Uni ver si t y, whi l e t he second st udy was conduct ed at Depar t ment of Communi t y Nut r i t i on of
Bogor Agr i cul t ur al Uni ver si t y and Mi cr obi ol ogy Labor at or y of Indonesi a Inst i t ut e of
Technol ogy. For t y f i ve r at s aged 6 weeks wer e divided i nt o t hr ee gr oups, i . e. , cont r ol gr oup
wi t hout pr obi ot i c (a0), Lact obaci l l us casei Shir ot a (a1), and Lact obaci l l us IS-7257 (a2). Each
gr oup (consist i ng of 5 r at s each) has t hr ee di f f er ent t r eat ment s, namel y, cont r ol wi t hout
oxygenat ed wat er (b0), 50 ppm oxygenat ed wat er (b2), and 80 ppm oxygenat ed wat er (b2).
Oxygenat ed wat er was admi ni st er ed t o t he r at s t wi ce a day in t he mor ni ng (3. 25 ml ) and

af t er noon (3. 00 ml ). Obser vat i on was car r i ed out on t he body wei ght of t he r at s, f ecal
l act i c aci d bact er i a, col i f or m, and anaer ob bact er i a by pl at e count i ng, f or 4 per iods, i . e,
pr i or t o t he t r eat ment (C0), af t er t hr ee-day t r eat ment (C1), af t er seven-day t r eat ment
(C2), and on t he 10t h day t r eat ment or t hr ee days af t er washed out per i od. The r esul t s
i ndi cat ed t hat pr obiot i c bact er ia ar e r esist ant t o aci d and bi l e aci d condi t i on. Oxygen
concent r at i on i n wat er has a signi f i cant posi t i ve i nf l uence on t he body wei ght of r at s
t owar ds viabil i t y of pr obi ot i c bact er i a (p-l evel < 0. 05). The suppl ement at i on of oxygenat ed
wat er 50 ppm si gni f i cant l y i ncr ease t he popul at i on of vi abl e f ecal l act i c aci d bact er i a i n L.
casei Shi r ot a and Lact obaci l l us IS-7257 gr oups af t er 3 and 7 days of t r eat ment . Lact obaci l l us
IS-7257 gave bet t er r esponse t han L. casei Shi r ot a. The suppl ement at ion of oxygenat ed
wat er 80 ppm si gni f i cant l y r educes t he f ecal col i f or m i n-vi vo i n bot h L. casei Shi r ot a and
Lact obaci l l us IS-7257 gr oups (p-l evel < 0. 05).

Keywords: oxygenat ed wat er , pr obi ot i c bact er i a, vi abi l i t y
PENDAHULUAN1
Latar Belakang

Air merupakan unsur yang sangat pent ing
dalam semua kehidupan. Hampir semua met abolisme zat gizi di dalam t ubuh memerlukan
air. Selain berf ungsi unt uk t ransport asi zat gizi, air j uga bermanf aat unt uk pengeluaran zat zat racun at au sisa hasil pencernaan. Selain it u

j uga berf ungsi unt uk keseimbangan f ungsi
t ubuh dan mengat ur suhu t ubuh.
Selain air, unsur yang t idak kalah pent ingnya dalam kehidupan adalah oksigen. Oksigen diperlukan unt uk proses pembakaran dalam t ubuh, yait u mengubah zat -zat gizi menj adi energi yang diperlukan oleh t ubuh unt uk
1

Alumni Program St udi Sekolah Pascasarj ana
Gizi Masyarakat IPB.
2
St af Pengaj ar Depart emen Gizi Masyarakat ,
Fakult as Ekologi Manusia (FEMA), IPB.
3
St af Pengaj ar SEAMEO TROPMED UI

22

melakukan akt ivit as sehari-hari. Hipoksia at au
kekurangan oksigen dit ingkat j aringan merupakan penyebab ut ama t erj adinya penyakit
degenerat if .
Penelit ian t ent ang air beroksigen t elah
menghasilkan t emuan yang menarik dari sisi

ilmiah. Hipot esis bahwa oksigen dalam air
beroksigen akan mempengaruhi pert umbuhan
at aupun akan meracuni mikroba yang bermanf aat at au bakt eri probiot ik t idak t erbukt i.
Pada kult ur Lact obaci l l us casei st rain Shi r ot a,
penambahan O2 30-35 ppm menghasilkan kult ur dengan populasi bekt eri asam lakt at yang
j auh lebih t inggi
dibandingkan kont rol
(Rumawas, Ahza, Elizabet h, & Dewant i, 2004).
Probiot ik adalah bakt eri ” baik” yang harus mencapai saluran pencernaan dalam keadaan hidup dengan j umlah yang cukup guna
menghasilkan ef ek kesehat an yang posit if . Probiot ik menghasilkan met abolit yait u asam organik, hidrogen peroksida, karbondioksida dan

Jurnal Gizi dan Pangan, Maret 2007 2(1): 22-28

senyawa bersif at ant imikroba t erhadap bakt eri
pat ogen. Bakt eri ini mampu mengikat senyawa
racun hasil met abolisme prot ein dan lemak,
sert a hasil pemecahan enzim t ert ent u, sehingga meringankan t ugas organ hat i (Salminen,
Wright , dan Ouwenhand, 2004).
Probiot ik j uga merupakan bakt eri hidup
yang dapat diberikan sebagai suplemen makanan. Pemberian probiot ik dapat berpengaruh

mengunt ungkan bagi kesehat an karena probiot ik dapat menghasilkan asam lemak rant ai
pendek dan menyebabkan suasana usus menj adi asam sehingga menekan pert umbuhan bakt eri pat ogen sert a memperbaiki keseimbangan
mikrobiot a usus. Mikrof lora yang digolongkan
sebagai probiot ik t erut ama adalah dari golongan Lact obaci l l us dan Bi f i dobact er i um .
Pengendalian penyakit pada manusia dan
t ernak menggunakan probiot ik t elah dilakukan
sej ak lama dan t erdokument asi dengan baik
(Fuller, 1987). Tikus merupakan hewan menyusui yang mempunyai peranan pent ing dalam
kehidupan manusia, t erut ama dalam hal penggunaanya sebagai hewan percobaan di laborat orium, sepert i t ikus put ih ( Rat t us nor vegi cus
st r ai n al bi no) at au mencit put ih (st rain albino)
yang sering dij adikan hewan percobaan unt uk
menguj i obat dan t ingkat t oksisit as racun
hama t erhadap manusia (Priyambodo, 2003),
karena t ikus merupakan hewan omni vor e (pemakan segala) biasanya mau mengonsumsi semua makanan yang dapat dimakan oleh manusia, baik yang berasal dari t umbuhan maupun
dari hewan. Tikus memiliki kesamaan saluran
pencernaan dan proses met abolisme dengan
manusia (Priyambodo, 2003).
Perubahan konsent rasi oksigen diduga
akan meningkat kan akt ivit as bakt eri aerob maupun mikroaerof ilik sehingga akan meningkat kan probiot ik dalam t ubuh.
Tuj uan Penelitian

Tuj uan penelit ian ini dapat dirumuskan
sebagai berikut :
1. Menget ahui t oleransi bakt eri probiot ik t erhadap kondisi asam dan garam empedu.
2. Menget ahui pengaruh oksigen dengan konsent rasi 50 ppm dan 80 ppm t erhadap pert umbuhan berat badan t ikus.
3. Menget ahui pengaruh air oksigen konsent rasi 50 ppm dan 80 ppm t erhadap pert umbuhan bakt eri asam lakt at .
4. Menget ahui pengaruh air oksigen konsent rasi 50 ppm dan 80 ppm t erhadap pert umbuhan bakt eri col i f or m.

METODE PENELITIAN
Desain, Tempat dan Waktu Penelitian

Penelit ian dilaksanakan selama sat u bulan yang t erbagi dalam dua t ahapan percobaan, yait u secara i n-vi t r o unt uk menguj i ket ahanan bakt eri probiot ik t erhadap asam dan
garam empedu yang dilakukan di laborat orium
PAU IPB (Inst it ut Pert anian Bogor), dan secara
i n-vi vo menggunakan hewan percobaan t ikus
put ih Spr aque Daul ey, dengan dua j enis kult ur
bakt eri asam lakt at yait u Lact obaci l l us casei
Shirot a, dan Lact obaci l l us IS-7257 yang dilakukan di laborat orium hewan GMSK IPB (Inst it ut
Pert anian Bogor), analisis mikrobiologi dilakukan di laborat orium mikrobiologi ITI (Inst it ut
Teknologi Indonesia) .

Ada t iga variabel perlakuan yang diberikan pada uj i i n-vi vo yait u AirOx (air beroksigen) konsent rasi 0 ppm, 50 ppm dan 80 ppm.
Paramet er yang diamat i adalah berat t ubuh
t ikus, j umlah mikrobiologi yait u j umlah f ekal
bakt eri asam lakt at , bakt eri f ekal col i f or m ,
dan bakt eri f ekal anaerob.
Bahan dan Alat

Penelit ian ini menggunakan hewan percobaan t ikus put ih Spr aque Daul ey yang berasal dari Bali Penelit ian Vet eriner Boor. Kult ur
bakt eri asam lakt at yait u Lact obaci l l us casei
Shi r ot a dan Lact obaci l l us IS-7257 berasal dari
hasil penelit ian Dr. Ingrid S Surono. Bahan lain
yang digunakan dalam penelit ian ini yait u air
oksigen konsent rasi 50 ppm dan 80 ppm. Bahan
yang dipakai unt uk ransum hewan percobaan
meliput i t epung maizena, casein, CMC, vit amin, mineral, dan minyak j agung mazola.
Analisis uj i viabilit as i n-vit r o menggunakan bahan-bahan MRSA, MRSB, larut an HCl 10%
dan 0. 5% garam empedu. Unt uk analisis mikrobiologi i n-vi vo digunakan bahan kult ur Lact obaci l l us casei Srirot a, Lact obaci l l us IS-7257, air
oksigen konsent rasi 50 ppm dan konsent rasi 80
ppm, media MRSA (unt uk bakt eri asam lakt at ),
media VRBA (unt uk bakt eri col i f or m ). Berbagai

peralat an yang digunakan dalam penelit ian ini
t ercant um pada Tabel 1.
Pelaksanaan Penelitian

Uj i in-vit ro
Kult ur kering beku dit umbuhkan dalam
MRSB selama 24 j am pada suhu 37ºC, kemudian diinokulasi ke MRSB selama 18 j am dan diat ur pHnya menj adi pH 2, 3, dan 4 dengan menambahkan HCL. Kemudian di shaker selama 0
j am, 0. 5 j am dan 1 j am, j umlah sel hidup di-

23

Jurnal Gizi dan Pangan, Maret 2007 2(1): 22-28

Tabel 1. Berbagai Alat Bant u Penelit ian
No
Tempat
1 Laborat orium GMSK

Alat
Timbangan analit ik

Anaerob j ar
Seperangkat inkubat or

2

Laborat orium
Mikrobiologi

Seperangkat lamina dan
Seperangkat oven
Aot oclaf
Cawan pet ri, t abung reaksi

t umbuhkan pada MRSA pada pengenceran t ert ent u, kemudian diinkubasi pada suhu 37ºC selama 48 j am, dan dihit ung j umlah bakt eri yang
bert ahan hidup (modif ikasi Zavaglia et al . ,
1998).
Kult ur kering beku dit umbuhkan dalam
MRSB selama 24 j am pada suhu 37ºC, kemudian diinokulasi ke MRSB selama 18 j am pada suhu 37ºC. Unt uk menget ahui ket ahanan t erhadap garam empedu, maka dibandingkan probiot ik yang t umbuh pada MRSB + bi l e 0. 5% sebagai perlakuan dan t anpa bil e sebagai pembanding. Set elah it u dilakukan inkubasi selama 48
j am pada suhu 37ºC, kemudian dihit ung j umlah

sel hidup pada masing-masing cawan (Zavaglia
et al . , 1998).

Uj i in-vivo
Binat ang percobaan t ikus Spr aque Daul ey (SD) dimasukan ke dalam kandang met abolik dan dikelompokkan menj adi 3 kelompok,
masing-masing 15 ekor, kelompok kont rol (A0)
t anpa bakt eri probiot ik, kelompok probiot ik
Lact obaci l l us casei Shirot a (A1) dan kelompok
probiot ik Lact obaci l l us IS-7257 (A2), ada t iga
variabel perlakuan, yait u t anpa air oksigen
(B0) sebagai kont rol, pemberian AirOx konsent rasi 50 ppm (B1), dan AirOx konsent rasi 80
ppm (B2), sehingga t erbent uk suat u model
percobaan :
• A0B0 : t anpa bakt eri probiot ik dan t anpa
air oksigen
• A0B1 : t anpa bakt eri probiot ik dengan penambahan air oksigen 50 ppm
• A0B2 : t anpa bakt eri probiot ik dengan penambahan air oksigen 80 ppm
• A1B0 : dengan bakt eri probiot ik 1 t anpa
penambahan air oksigen
• A1B1 : dengan bakt eri probiot ik 1 dengan

air oksigen 50 ppm
• A1B2 : dengan bakt eri probiot ik 1 dengan
air oksigen 80 ppm
• A2B0 : dengan bakt eri probiot ik 2 t anpa
penambahan air oksigen

24

Fungsi
- Menimbang berat t ikus
- Menimbang f eses
- Menimbang pakan
Alat penyimpan dan membawa sampel st eril
bersif at anaerob
- t empat inkubasi
- Tempat perlakuan st eril
Unt uk persiapan media t umbuh bakt eri
VRBA, MRNA, PCA.

• A2B1 : dengan bakt eri probiot ik 2 dengan

air oksigen 50 ppm

• A2B2 : dengan bakt eri probiot ik 2 dengan
air oksigen 80 ppm
Probiot ik diberikan sat u kali set iap pagi
hari sebanyak 10 mg, sedangkan air oksigen diberikan 2 kali , pagi 3, 25 ml dan sore 3 ml, dengan cara dicekok at au dipaksa.
Variabel yang diamat i adalah berat t ubuh t ikus dan f ekal bakt eri yait u asam lakt at ,
bakt eri col i f or m . Pengamat an dilakukan pada
periode 0 hari (C0), 3 hari (C1), 7 hari (C2) dan
10 hari (C3).

Analisis mikrobiologi
Fekal segar dimasukkan ke dalam anaerob j ar kemudian dianalisis di laborat orium
dengan cara : sampel dipipet sebanyak 1 ml ke
dalam larut an buf f er (phosphat e buf f et saline)
st eril dengan pH 6. 8 sebanyak 9 ml, kemudian
di- vor t ex agar homogen, dilakukan pengenceran sesuai dengan yang diinginkan, lalu diplat ing dan dilakukan pemupukan pada cawan pet ri st eril menggunakan MRSA unt uk asam lakt at
dan VRBA unt uk col i f or m . Selanj ut nya diinkubasi pada suhu 37ºC, kemudian j umlah koloni
dihit ung set elah 48 j am (met ode St andar d
Pl at e Count ).
Rancangan Percobaan dan Analisis Statistik

Model mat emet ika yang digunakan dalam penelit ian ini adalah:
Yij k =  + i + j + ( )ij + ij k
Yij k
= nilai pengamat an pada f akt or A t araf
ke-i, f akt or B t araf ke-j , dan ulangan
ke-k

= rat aan dari perlakuan
i
= pengaruh ut ama f akt or A
j
= pengaruh ut ama f akt or B
( )ij = komponen int eraksi dari f akt or A dan
f akt or B

Jurnal Gizi dan Pangan, Maret 2007 2(1): 22-28

ij k

= pengaruk acak yang menyebar normal (0, 2)
= perlakuan penambahan probiot ik
= perlakuan penambahan air oksigen
= 3 t araf (1: t anpa penambahan probiot ik, 2: penambahan Lact obaci l l us
casei Shirot a, 3 : penambahan Lact obaci l l us IS-7257)
= 3 t araf (1: t anpa air oksigen, 2 : air
oksigen 50 ppm, 3 : air oksigen 80
ppm)
= 5 ulangan (5 ekor t ikus unt uk set iap
perlakuan)

A
B
i

j

k

Met ode yang di pakai dalam penelit ian
eksperiment al ini adalah case cont r ol dengan
uj i st at ist ik ANOVA unt uk menget ahui pengaruh perlakuan yang digunakan t erhadap variabel yang diamat i. Sement ara unt uk uj i lanj ut nya digunakan uj i beda nyat a t erkecil (LSD).

HASIL DAN PEMBAHASAN
Uj i In-vit ro

Hasil penelit ian menunj ukkan bahwa IS7257 lebih t ahan t erhadap asam dan garam
empedu dibandingkan dengan L. casei Shirot a
(Tabel 2).
Tabel 2. Ket ahanan Bakt eri Probiot ik t erhadap
Asam

pH

Waktu
(j am)

0
2

3

4

Jumlah bakteri (log
cfu/ ml)

L. casei
Shirota

IS-7257

7. 11

8. 45

0. 5

0

5. 23

1

0

5. 05

0

9. 11

10. 70

0. 5

9. 37

8. 54

1

9. 45

9. 68

0

9. 48

9. 68

0. 5

9. 06

9. 79

1

9. 63

9. 84

Tabel 3. Ket ahanan Probiot ik t erhadap Garam
Empedu

Perlakuan

MRSA
MRSA + garam empedu

Jumlah bakteri (log
cfu/ ml)

L. casei
Shirota

IS-7257

9. 50

9. 44

0

9. 37

Berdasarkan dat a pada Tabel 2 diket ahui
L. casei Shirot a pada pH2 hanya t ahan selama 0
j am, pada pH3 dan pH4 dapat bert ahan selama
0. 5 dan 1 j am, sedangkan L. IS-7257 dapat bert ahan pada pH2, pH3 dan pH4 selama 0 j am,
0. 5 j am dan 1 j am.
Jadi dapat disimpulkan kedua j enis bakt eri ini memenuhi syarat sebagai probiot ik,
yang diharapkan akan mampu melewat i saluran pencernaan dengan berbagai cairan pencernaan yang disekresikan oleh organ pencernaan
dengan kondisi asam. Toleransi t erhadap asam
merupakan salah sat u syarat pent ing suat u isolat unt uk dapat menj adi probiot ik, yait u harus
mampu bert ahan pada pH asam lambung sekit ar 3. 5 (Kimot o at al . , 1999).
Bakt eri probiot ik L. IS-7257 mampu hidup pada media yang mengandung garam empedu 0. 5%, hampir t idak mengalami perubahan
at au penurunan. Hasil penelit ian ini sesuai dengan pernyat aan Kimot o et al . (1999), Zavaglia
et al . (1998), dan Jacobsen et al . (1999), yait u
semua mikroba yang berhasil hidup set elah
dit umbuhkan pada media MRSA yang dit ambah
0. 5% garam empedu dinyat akan bersif at t ahan
t erhadap garam empedu. Bakt eri L. casei
Shirot a dari hasil analisis hanya t ahan pada
media MRSA 9. 5 log/ ml, dan t idak t ahan pada
media MRSA + bile.
Uj i in-vivo

Berat Badan T ikus
Tabel 4 menunj ukkan bahwa semua t ikus
berat badannya meningkat baik kelompok
perlakuan maupun kont rol, pada periode
pengamat an hari ke-3, 7 dan 10 hari.
Hasil analisis ragam menunj ukkan bahwa
j enis probiot ik, konsent rasi air oksigen, periode pengamat an maupun int eraksinya nyat a
berpengaruh pada pert umbuhan berat badan
t ikus (p < 0. 05). Hasil uj i lanj ut beda nyat a
t erkecil (LSD) menunj ukkan bahwa perlakuan
A1B0 berbeda dengan A1B1 dan A1B2. Pengamat an periode hari ke 0 berbeda dengan hari
ke 3, ke 7 dan hari ke 10, sedangkan hari ke 7
t idak berbeda dengan hari ke 10.

Lact obaci l l us casei Shirot a (A1) dengan
t anpa penambahan air oksigen memberikan
pengaruh penambahan berat badan yang lebih
baik pada periode pengamat an hari ke 3, ke 7,
dan ke 10 (p < 0. 05). Dalam penelit ian ini i nt ake makanan t idak dihit ung, sedangkan Mc
Donald, Adwards dan Greenhalgh (1973) menyat akan bahwa unt uk pert umbuhan dan perkembangan t ikus harus ada kecukupan nut risi
dalam ransum sehingga berpengaruh posit if

25

Jurnal Gizi dan Pangan, Maret 2007 2(1): 22-28

pada pert ambahan berat badan t ikus. Berapapun kadar oksigen yang diberikan t erhadap t ikus t idak memberikan ef ek penambahan berat
badan yang signif ikan apabila konsumsi zat gizi
kurang.

Pengamat an yang paling baik pada hari ke 3
(p