PROBIOTIK · 2019-11-26 · Mengeluarkan kolesterol dan dekonjugasi garam empedu Kolonisasi pada...
Transcript of PROBIOTIK · 2019-11-26 · Mengeluarkan kolesterol dan dekonjugasi garam empedu Kolonisasi pada...
27/11/2019
1
PROBIOTIK, PREBIOTIK DAN
SINBIOTIK
Kompetensi Yang Diharapkan :
- Dapat menjelaskan penggunaan probiotik, prebiotik
dan sinbiotik sebagai pangan fungsional
PROBIOTIK• Probiotik dari bahasa Yunani Pro = untuk, biotic =
hidup
• Istilah lain dari probiotik :
- Life microoganism
- Life culture
- Direct fed microbials (DFM)
• Pertama kali diperkenalkan oleh Lilly dan Stillwell
(1965) zat yang disekresikan oleh mikroba yang
mampu menstimulasi pertumbuhan = “for/in favour
of life”
• Antibiotik = “killing life”
1
2
27/11/2019
2
PROBIOTIK.............• Pengertian saat ini berkembang luas :
Ekstrak jaringan tubuh yang menstimulir pertumbuhan
(Sperti, 1977).
Mikroba dan zat yang dapat menyebabkan mikroba dalam
saluran pencernaan menjadi seimbang (Parker, 1974)
Kultur tunggal atau campuran dari mikroorganisme hidup,
yang apabila diberikan dalam jumlah yang cukup akan
memberikan manfaat kesehatan kepada inangnya
(FAO/WHO, 2002)
• Saat ini probiotik digunakan sebagai pemacu pertumbuhan dan
meningkatkan kesehatan
Sejarah Probiotik
Konsep probiotik sudah dikenal sejak 2000 tahun yang lalu
tetapi baru awal abad ke-19 dibuktikan secara ilmiah oleh
Elie Metchnikoff, seorang ilmuwan Rusia yang bekerja di
Institut Pasteur, Paris.
Metchnikoff mendapatkan, bangsa Caucasian yang
mempunyai kebiasaan mengkonsumsi yogurt (susu
fermentasi) tetap sehat dalam usia lanjut.
Metchnikoff berpendapat bahwa bakteri asam laktat yang
terdapat pada produk susu fermentasi tersebut yang
berperan menjaga kesehatan usus halus.
3
4
27/11/2019
3
• Ilmuwan lain yaitu Henneberg mengemukakan ide untuk
menggunakan jenis bakteri yang sama dalam usus halus
dengan cara mengisolasi dari usus halus manusia yaitu
Lactobaccillus acidophlus untuk memproduksi Acidophillus
Milch atau untuk memperbaiki produk yogurt sebelumnya.
• Produk ini disebut dengan “yogurt mild” yang sukses di
Jerman dan beberapa negara Eropa lainnya pada awal
tahun 1980-an.
• Selanjutnya berkembang produk-produk susu fermentasi
yang mirip dengan yogurt.
• Prinsip kerja probiotik yaitu dengan memanfaatkan
kemampuan organisme tersebut dalam menguraikan
rantai panjang karbohidrat, protein dan lemak.
• Kemampuan ini diperoleh karena adanya enzim-enzim
khusus yang dimiliki oleh mikroorganisme untuk
memecah ikatan.
• Pemecahan molekul kompleks menjadi molekul
sederhana mempermudah penyerapan oleh saluran
pencernaan manusia.
• Di sisi lain, mikroorganisme pemecah ini mendapat
keuntungan berupa energi yang diperoleh dari hasil
perombakan molekul kompleks.
5
6
27/11/2019
4
Kriteria Bakteri yang tergolong
Probiotik
Sumber : Saarela et al., 2000
Probiotik yang umum dan aman
digunakan
7
8
27/11/2019
5
Atribut Probiotik
Toleran terhadap asam
Toleran terhadap asam empedu
Hidrofobisitas pada pemrukaan sel
Aktivitas antimikroba
Mengeluarkan kolesterol dan dekonjugasi
garam empedu
Kolonisasi pada saluran usus
Mengeluarkan laktosa
Aktivitas protease dan aminopeptidase
Mekanisme Probiotik• Mekanisme probiotik :
Probiotik adalah miroorganisme a-patogen dan berasal dari
mikroba indigenous
Mendesak mikroba non-indigenous keluar dari ekosistem
saluran pencernaan melalui modifikasi pH usus, pengaruh
antimikroba secara langsung melalui sekresi produk yang
menghambat pertumbuhan patogen seperti bakteriosin, asam
organik dan hidrogen peroksida, produksi SCFA dalam
intestinal, regulasi sistem imun dari inang, normalisasi
mikrobiota usus dan pengaruh metabolik lainnya.
Berkompetisi dengan mikroba patogen untuk menempel pada
membran mukosa sehingga mencegah adhesi dan invasi
patogen menggantikan lokasi mikroba patogen di dalam
saluran pencernaan
�
Berbeda dengan mekanisme antibiotik yang membunuh
mikroba (patogen&a-patogen)
9
10
27/11/2019
6
Mekanisme Probiotik .............
• Zat yang terdapat dari usus berasal dari :
eksogenous (ransum) atau endogenous (produk
metabolisme yang harus dibuang)
• Mikroba sangat aktif merombak zat yang
terdapat dalam kolon yang berasal dari bahan
beracun, obat2an, steroid maupun metabolit
bahan makanan metabolit toksik,
karsinogenik atau mutanogenik harus
dibuang karena dapat menyebabkan kerusakan
mukosa usus, tumor atau penyakit.
Mekanisme Probiotik
Bakteriosin
Peptida Bioaktif
Short chain fatty acids
Netralisasi karsinogen
Asam Amino Bebas
Asam organik
Aktivitas β-Galactosidase
Oligosaccharides
Asimilasi Kolesterol
Kompetisi dengan
bakteri patogen
untuk bertahan
dan menempel
Antioxidant
ImmunostimulatoryProbiotik
11
12
27/11/2019
7
Tabel . Mekanisme Menguntungkan dan
Merugikan dari BAL Sebagai Probiotik
Respons Mekanisme Sisi Utama dari Aksi
Menguntungkan :
• Menekan Bakteri
Berbahaya
1. Produksi komponen antibakteri
2. Kompetisi mendapatkan nutrien
3. Kompetisi mendapatkan sisi untuk
kolonisasi
S, SI
S, SI, LI
S, SI
• Metabolisme
Mikroba/inang
1. Produksi enzim pencernaan (misal
laktase)
2. Menurunkan produksi ammonia,
amin atau enzim toksik
3. Memperbaiki fungsi dinding
pencernaan
S, SI
SI, LI
SI, LI
• Memperbaiki
respons imun
dari inang
1. Meningkatkan antibodi
2. Meningkatkan aktivitas makrofag
SI, (LI)
SI, (LI)
Merugikan :
• Kompetisi nutrisi
dengan inang
1. Konsumsi glukosa
2. Konsumsi asam amino
S, SI
S, SI
13
14
27/11/2019
8
Tabel . Kriteria Dalam Pemilihan Probiotik
Metode Basis
1. Toleransi terhadap Asam Daya tahan selama melalui perut
dan duodenum
2. Toleransi Terhadap Asam
Empedu
Daya tahan selama memasuki usus
halus bagian atas
3. Produksi Asam (Glukosa dan
Laktosa)
Produksi “barrier asam” pada
bagian atas saluran pencernaan
4. Produksi Komponen
Antimikroba
Kompetisi dengan patogen
5. Adhesi ke sel epitel pencernaan Kolonisasi yang efisien
6. Toleransi terhadap panas Daya tahan selama pembentukan
pelet pada proses produksi pakan
7. Toleransi terhadap antimikroba
pakan
Kemungkinan penggunaan pada
medicated feed
Mekanisme Probiotik hingga dapat
meningkatkan kesehatan tubuh
• Produksi senyawa antimikroba (khususnya patogen)
seperti asam laktat, asam asetat, karbondioksida, H2O2,
bakteriosin, reuterin dan senyawa penghambat
pertumbuhan bakteri patogen lainnya
• Unggul dalam kompetisi penyerapan nutrien dan sisi
penempelan pada sel epitel usus
• Menstimulasi sistem imunitas dan mampu mengubah
aktivitas metabolisme mikroba dalam saluran
pencernaan, maka bakteri asam laktat (BAL) sering
digunakan sebagai probiotik komersial
15
16
27/11/2019
9
Mekanisme probiotik dalam menekan
pertumbuhan bakteri patogen yang masuk ke tubuh
• Bakteri probiotik mampu mencegah diare yang
disebabkan Helicobacter pylori
• Asam laktat yang dihasilkan merangsang gerak
peristaltik usus sehingga mencegah diare dan
meningkatkan penyerapan kalsium yang diperlukan
untuk mencegah osteoporosis
Mekanisme probiotik dalam menurunkan kadar
kolesterol darah
• Beberapa galur (strain) bakteri asam laktat mampu melakukan
metabolisme kolesterol dari makanan dalam usus halus
sehingga tidak diserap tubuh.
• Beberapa galur bakteri asam laktat mampu melakukan
dekonyugasi garam bile dalam usus halus untuk mencegah
absorpsi kembali oleh tubuh sehingga merangsang hati untuk
mensintesis lebih banyak garam bile dari kolesterol serum.
• Kedua hal itu menurunkan kadar kolesterol serum
17
18
27/11/2019
10
Mekanisme probiotik dalam membantu Penderita
Lactose Intolerance Dalam Mengkonsumsi Susu
• Lactose-intolerance atau ketidakmampuan mencerna laktosa
terjadi karena seseorang tidak dapat memproduksi enzim
beta-galaktosidase oleh sel epitel usus halus akibat kelainan
genetik.
• Molekul laktosa yang tidak dapat diserap tubuh kemudian
masuk ke dalam usus besar dan dihidrolisis oleh bakteri yang
memproduksi beta-galaktosidase. sehingga untuk
mendapatkan enzim tersebut, dianjurkan untuk
mengkonsumsi susu fermentasi, salah satunya yaitu kefir.
bibit (starter) kefir juga merupakan sumber enzim beta-
galaktosidase untuk memecah laktosa dalam susu.
• Dengan adanya proses fermentasi oleh bakteri penghasil
asam laktat (BAL), 30 - 40% laktosa akan terurai menjadi
glukosa dan galaktosa yang mudah diserap tubuh.
Efek menguntungkan probiotik
terhadap kesehatan
• Mengurangi gejala intoleransi laktosa (lactose intolerance)
• Meningkatkan immunoglobulin A (IgA) dalam darah
Anak-anak kecil yang diberi minuman susu fermentasi yang
mengandung Lactobacillus casei strain tertentu :
ternyata mempunyai kandungan immunoglobulin A (IgA)
lebih banyak dalam darahnya, sehingga memperpendek
lamanya diare akibat infeksi rotavirus (Kaila et al, 1992)
19
20
27/11/2019
11
• Meningkatkan aktivitas granulosit dalam
darah untuk fagositas imun non-spesifik
dengan pemberian L. acidophilus dan
Bifidobacterium bifidum
• Menurunkan jumlah enzim-enzim mikroba
dalam feses.
• Menurunkan mutagenisitas fekal dan urine
• Pencegahan penyakit usus, diare, radang
lambung, infeksi vaginal dan urogenital
• Meningkatkan kekebalan tubuh terhadap serangan penyakit
yang mudah menular.
• Mengurangi tekanan darah dan mengatur hipertensi,
konsentrasi serum kolestrol.
• Mengurangi alergi, infeksi pernapasan.
• Memberi ketahanan untuk kemoterapi kanker dan
mengurangi kerusakan kanker kolon.
• Menghalangi bakteri yang secara langsung ataupun tidak
langsung mengkonversi pro karsinogen penyebab kanker.
• Mengubah motilitas koloni dan waktu perpindahannya.
21
22
27/11/2019
12
PREBIOTIK
• Sumber makanan bagi mikroflora dalam saluran pencernaan
sehingga dapat tumbuh dan berkembang.
• Didefenisikan sebagai bahan pangan (pakan) yang tidak dapat
dicerna yang memberikan manfaat bagi inang melalui stimulasi
secara selektif pertumbuhan dan/atau aktivitas dari sejumlah
bakteri di dalam saluran pencernaan, sehingga meningkatkan
kesehatan inangnya (Gibson dan Roberfroid, 1995).
PREBIOTIK
• Defenisi terakhir : prebiotik adalah ingredien yang difermentasi
secara selektif yang memungkinkan perubahan spesifik baik
pada komposisi maupun aktivitas mikroba pencernaan yang
akan memberikan manfaar kepada inangnya (FAO/WHO, 2002)
• Prebiotik : komponen pangan yang tidak dapat dicerna yang
secara selektif merangsang pertumbuhan beberapa species
bakteri yang menguntungkan di dalam saluran pencernaan
• Umumnya prebiotik adalah golongan oligosakarida (gula dengan
3-6 atom C) dan serat larut terdapat dalam buah dan sayur
23
24
27/11/2019
13
Bakteri Endogen dalam Usus Manusia
• Yang menguntungkan
Bifidobacterium
Eubacterium
Lactobacillus
• Yang merugikan
Clostridium
Shigella
Veillonella
Distribusi dan Komposisi Mikroflora Intestinal
Sumber: Lichtenstein and Goldin, 1998
25
26
27/11/2019
14
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Komposisi
Mikroflora dalam Usus Manusia
• Umur
• Kemudahan untuk terkena infeksi
• Kebutuhan akan zat-zat gizi
• Status imunologis
• pH usus besar
• Waktu transit sisa makanan hasil pencernaandanpenyerapan dalam usus besar
• Terdapatnya bahan yang dapat difermentasioleh bakteri dalam usus besar.
• Jumlah dan jenis bahan yang dapat menstimulirpertumbuhan bakteri paling berpengaruh
Contof : Mikroflora pada Usus Bayi
• Terdapat perbedaan yang nyata dalam hal jumlah dan
jenis mikrobiota dalam usus besar bayi yang diberi ASI
dibandingkan dengan bayi yang diberi susu formula.
• Pada bayi yang diberi ASI, mikroflora usus besar
didominasi oleh populasi bakteri bifido.
• Sedangkan pada bayi yang diberi susu formula,
mikrofloranya sangat beragam dan tidak ada satupun
genus bakteri yang mendominasi.
27
28
27/11/2019
15
Banyak bahan pangan, terutama oligosakarida dan
polisakarida (termasuk serat pangan) yang diklaim
mempunyai aktifitas prebiotik
Tidak semua karbohidrat pangan (oligosakarida dan
polisakarida) merupakan prebiotik, karena tidak
semuanya memenuhi kriteria untuk digolongkan sebagai
prebiotik
• Tidak terhidrolisa oleh enzim atau terserap pada saluran pencernaan
bagian atas sehingga dapat mencapai kolon tanpa perubahan struktur
atau diekskresikan dalam feses
• Berperan sebagai substrat yang secara selektif dapat menstimulir
pertumbuhan bakteri yang menguntungkan pada kolon/usus besar
• Mengubah komposisi mikrobiota usus sehingga menguntungkan bagi
kesehatan dengan menekan pertumbuhan bakteri patogen
• Meningkatkan efek yang positif bagi kesehatan inang
Kriteria yang Harus Dipenuhi Bahan
Pangan sebagai Prebiotik
29
30
27/11/2019
16
Mekanisme Kerja Prebiotik
• Prebiotik tidak dicerna oleh enzim, tetapi difermentasi oleh
bakteri anaerob dalam usus besar.
• Prebiotik yang telah difermentasi dalam usus besar
menghasilkan asam lemak rantai pendek (short chain fatty
acid /SCFA), dalam bentuk acetat, propionat, dan butyrat,
dan L-lactate, CO2 dan gas lainnya
• SCFA tersebut oleh tubuh dipakai sebagai sumber energi,
dan menstimulasi pertumbuhan berbagai bakteri terutama
lactobacillus dan bifidobacterium
Skema Aktivitas Metabolisme di
dalam Usus Besar
Sumber : Binns, 2013
31
32
27/11/2019
17
Bahan-bahan yang dapat
difermentasi oleh bakteri :
• Residu makanan tidak dicerna yang terdapat dalam bagian atas usus
besar
• Bahan endogen seperti nucins
• Sel-sel epitel usus yang terkelupas
• Produk hasil lisis bakteri
Pada orang dewasa, substrat yang dapat
difermentasi oleh mikrobiota dalam usus besar :
• Karbohidrat (serat pangan, pati resisten,
oligosakarida, gula yang tidak dapat diserap usus
halus)
• Protein (asam amino dan lipida) sedikit yang
dapat difermentasi
Sedangkan pada bayi, substrat yang dapat
difermentasi komponen yang tidak tercerna
pada susu (memberikan pengaruh penting pada
komposisi mikroflora dalam usus besar).
33
34
27/11/2019
18
Sumber Prebiotik
• Secara alami diperoleh dari Air Susu Ibu (ASI) dalam bentuk
ologosakarida N-acetyl glucosamine dalam kolostrum.
• Prebiotik ini hanya tercerna kurang dari 5% di usus serta dapat
mendukung pertumbuhan probiotik Bifidobacterium.
• Prebiotik dapat diperoleh dari sumber tanaman seperti
bawang, asparagus, pisang, chicory, artichoke, dan beberapa
oligosakarida pada kedelai, dll.
Beberapa karbohidrat yang tidak dapat dicerna dan diserap
dalam bentuk oligosakarida dan serat pangan
Inulin Galaktosil laktosa
Fruktooligosakarida (FOS) Laktusukrosa
Galaktooligosakarida
(GOS)
Isomaltooligosakarida
Laktulosa Gluko-oligosakarida
Laktitol Xylo-oligosakarida
Rafinosa
35
36
27/11/2019
19
• Diantara oligosakarida tersebut, hanya
Inulin dan Fruktooligosakarida (FOS) yang
dapat digolongkan sebagai prebiotik
• Sedangkan galaktooligosakarida dan
laktulosa meskipun digolongkan sebagai
prebiotik, tapi masih memerlukan
penelitian lebih lanjut.
Efek Prebiotik Berbagai
OligosakaridaKarbohidrat Tidak dapat
dicerna
Fermentasi Selektivitas Status
Prebiotik
Inulin dan Fruktoologosakarida Ya Ya Ya Ya
Galaktooligosakarida Mungkin ???? Ya Ya
Laktulosa Mungkin ???? Ya Ya
Isomaltooligosakarida Sebagian Ya Memberi
harapan
Tidak
Laktosukrosa TD TD Memberi
harapanTidak
Silooligosakarida TD TD Memberi
harapanTidak
Oligosakarida kedelai TD TD TD Tidak
Glukooligosakarida TD TD TD Tidak
Sumber : Roberfroid (2007)
37
38
27/11/2019
20
Keuntungan Mengonsumsi
Prebiotik
• Perbaikan komposisi mikroflora usus besar
• Perbaikan fungsi lambung
• Peningkatan penyerapan kalsium karena fermentasi prebiotik menjadi SCFA
• Perbaikan metabolism lipida
• Menghambat patogen melalui mekanismelangsung atau tidak langsung dengan membloksisi reseptor pelekatan patogen pada mukosausus dan secara tidak langsung denganmendukung pertumbuhan probiotik
39
40
27/11/2019
21
Keuntungan Mengonsumsi
Prebiotik …..• Mencegah kanker usus;
• Menurunkan kolesterol dengan memicu
pertumbuhan probiotik atau BAL yang
memproduksi enzim atau pengikatan kolesterol
oleh membran
• Meningkatkan imunitas dengan meningkatkan
pertumbuhan probiotik yang berinteraksi dengan
sistem imun
Sinbiotik
• Sinbiotik berasal dari kata syn berarti sinergi dan biotic berarti
hidup.
• Definisi sinbiotik
Potensi yang sinergi antara probiotik dan prebiotik berada
dalam suatu makanan.
• Substansi prebiotik memiliki dampak positif bagi mikroflora
usus terutama bakteri probiotik yang berfungsi sebagai
makanan dari probiotik sehingga meningkatkan daya tahan
hidup probiotik karena substrat yang spesifik telah diperoleh.
41
42
27/11/2019
22
SINBIOTIK
• Suplemen pangan yang merupakan kombinasi dari
probiotik dan prebiotik yang memberi manfaat kepada
inang melalui peningkatan jumlah dan daya tahan hidup
dari mikroorganisme di saluran pencernaan.
• Probiotik secara tunggal tanpa sumber nutrien
(prebiotik) tidak dapat bertahan hidup secara baik dalam
sistem pencernaan.
• Sinbiotik dikenal sebagai pangan fungsional pada level
nutrisi dan terapetik.
• Dapat memberikan probiotik hidup dalam jumlah yang
tinggi
Peran Sinbiotik
• Probiotik meningkatkan sistem kekebalan saluran cerna dan
barrier (pertahanan) dinding saluran cerna sehingga dapat
memberikan proteksi terhadap infeksi saluran cerna atau
membuat seorang anak menjadi lebih toleran terhadap
makanan yang bersifat alergi.
• Probiotik menghambat pertumbuhan bakteri ’jahat’ dengan cara
mencegah bakteri ‘jahat’ menempel pada dinding saluran cerna
dan menciptakan lingkungan asam sehingga bakteri ‘jahat’ tidak
menempel.
• Probiotik memproduksi berbagai enzim pencernaan dan vitamin
yang bermanfaat bagi tubuh.
43
44