BAKTERI PROBIOTIK ASAM LAKTAT

PROBIOTIK ASAM LAKTAT

       Bakteri asam laktat adalah kelompok bakteri gram positif, tidak menghasilkan endospora, bersifat anaerobik atau aerobik fakultatif, memiliki bentuk kokus atau batang dan memproduksi asam laktat sebagai salahsatu produk fermentasi utama dalam metabolisme karbohidrat. Empat genus bakteri penghasil asam laktat seperti Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus dan Streptococcus. Metode-metode biologi molekuler telah meningkatkan jumlah genus termasuk dalam kelompok ini. Klasifikasi taksonomi saat ini yang termasuk kelompok bakteri penghasil asam laktat yaitu Filum Firmicutes, Kelas Bacilli dan Ordo Lactobacillales. 

Geovannoni, 2011

  

•  Adaptasi Dalam Relung Spesifik: Di Dalam Lingkungan Usus

         Hipotesis terdahulu menganggap bahwa relung leluhur bakteri penghasil asam laktat berasal dari tanah, tanaman, lalu kemudian pada usus hewan herbivore. Usus mamalia dipenuhi oleh koloni dari 100 trilyun mikroorganisme yang penting bagi kesehatan. Perpindahan tempat hidup bakteri dari tanah dan tanaman ke usus binatang dipengaruhi oleh beberapa adaptasi genom meliputi perlawanan terhadap sistem kekebalan inang, adhesi sel usus dan fermentasi beberapa substrat dalam usus. Komposisi membrane lipid bakteri dipengaruhi oleh pH rendah dan garam empedu. Dalam analisis microarray menunjukkan terjadinya peningkatan kepekaan terhadap asam pada Lactobacillus acidophilus setelah diberikan sengatan asam sebagai ekspresi dari gliserofosfatase. Lipopolisakarida ekstraseluler juga berperan dalam resistensi. Gaya adhesi bakteri penghasil asam laktat pada sel usus dipengaruhi oleh aliran peristaltik. Keberadaan bakteri tersebut pada usus dapat menghambat bakteri patogen ke dalam sel-sel epitel usus sebagai hasil dari kemampuannya dalam meningkatkan produksi mucins usus. Lactobacillus plantarum meningkatkan level ekspresi dari mRNA beberapa mucins, menghambat perlekatan sel enteropatogenik Escherichia coli. 

      Bakteri penghasil asam laktat memiliki akses ke gula sederhana dan karbohidrat kompleks, sehingga bakteri dengan gen terlibat dalam degradasi mungkin memiliki kondisi yang lebih baik untuk berkembang biak di dalam usus. Bakteri tersebut memberikan penghalang terhadap mikroba patogen. Lactobacillus dan Bifidobacterium spp. Yang berasal dari usus manusia dapat menghasilkan zat antimikroba yang aktif secara in vitro dan in vivo terhadap mikroorganisme enteropathogenik yang dapat menyebabkan penyakit seperti diare. Kedua jenis bakteri tersebut mampu menghalangi proses patogenik bakteri patogen enterik. Bakteri lainnya seperti Lactobacillus acidophilus, L. johnsonii, L. rhamnosus, L. casei, L.acidophilus dan L. rhamnosus dapat melawan berbagai patogen, seperti Escherichia coli enteropatogenik, E. coli enterohemorrhagi, Listeria monocytogenes, Salmonella enterica dan S. flexneri. Bakteri-bakteri tersebut mampu menghalangi proses patologis enterik patogen tanpa mempengaruhi kelangsungan hidupnya. 

•   Biopreservasi Pangan

       Seringkali banyak konsumen yang prihatin atas maraknya penggunaan bahan kimia yang digunakan sebagai pengawet dalam olahan makanan, tetapi mereka juga cukup mudah dalam menerima bakteri penghasil asam laktat sebagai alternatif alami dalam memperbaiki kualitas makanan dan meningkatkan kesehatan mereka. Bakteriosin yang ribosomalnya disintesis protein kecil diproduksi oleh bakteri penghasil asam laktat yang dapat menghambat  pertumbuhan bakteri patogen pada makanan dan biasa digunakan sebagai starter kultur dalam pemrosesan makanan. Bakteriosin digolongkan menjadi 4 macam kelompok. 

1. Kelompok I: Lantibiotik, memiliki nisin sebagai bakteriosin yang pertama dan paling dikenal.

2. Kelompok II: Kelompok dengan protein kecil yang tahan panas

3. Kelompok III: Kelompok protein lebih besar yang tidak stabil panas seperti helveticin J dan V, Lactacin A dan B. 

4. Kelompok IV: Kelompok yang memiliki lipid dan gugus karbohdrat seperti Leuconocin S, Lactocin 27 dan pediocin SJ-1.

         Hanya bakteriosin nisin yang tersedia secara komersial untuk penambahan zat dalam bentuk murni yang biasanya ditambahkan pada susu, keju, produk olahan susu, makanan kalengan, mayones dan makanan bayi. Penggunaan bakteriosinogenik juga dapat ditambahkan pada makanan non-fermentasi atau sebagai kultur untuk makanan fermentasi. Bakteriosin dianggap sebagai makanan tambahan yang pada dasarnya aman untuk sistem pencernaan.

•   Imunitas Stimulasi

         Mikroorganisme eksternal dapat menembus usus dinding dengan translokasi melalui lapisan epitel usus. Bakteri yang berasal dari usus termasuk Lactobacilli mampu melintasi lendir usus dan mereka dapat bertahan hidup di limpa atau organ lain selama beberapa hari sebagai tempat stimulasi aktivitas fagositosis. Lactobacilli dapat menimbulkan penyesuaian sistem imun pada host melalui pengikatan reseptor spesifik pada sel kekebalan tubuh dan dan jaringan lain seperti epitel usus. Reseptor tersebut menginduksi produksi sitokinin, kemokin dan efektor bawaan lain seperti sel T naïf, sel T regulator dan aktivasi sel dentritis DC serta makrofag.

•   Manfaat Kesehatan

       Target dari produk-produk makanan probiotik adalah dapat mencapai hingga 107 CFU/g. tetapi bakteri penghasil asam laktat probiotik harus bertahan oleh beberapa hambatan agar dapat mencapai jumlah yang memadai di lokasi target sehingga diperoleh manfaatnya.  Saluran pencernaan manusia mengandung  hingga 1013-1014  sel. Itu merupakan ekosistem kompleks yang mengkobinasikan epitel gastrointestinal, imun dan mikrobiota. Sistem pencernaan memiliki 3 bagian utama yaitu perut, usus kecil dan usus besar. Setiap bagian memiliki mikrobiota yang berbeda-beda. Pada bagian perut paling banyak dihuni oleh bakteri aerobic gram positif  (103 CFU/g). usus kecil dihuni oleh jenis bakteri Lactobacillus, Bifidobacterium, Bacteroides dan Streptococcus (103-104 CFU/g). dan usus besar dihuni oleh jenis bakteri Bacteroides, Fusobacterium, Lactobacillus, Bifidobacterium dan Eubacterium dalam jumlah sangat banyak (1011-1012 CFU/g).

      Probiotik mungkin memiliki efek ganda, mencegah/ mengurangi kolonisasi oleh bakteri patogen, berinteraksi dengan jaringan limfoid usus  terkait untuk mencegah respon inflamasi. Efek menguntungkan dari probiotik sering berbeda-beda. Beberapa spesies dapat memberikan manfaat sebagai pengobatan penyakit diare akut yang disebabkan oleh rotavirus, colitis ulserativa, Clostridium difficile dan infeksi oleh Heliobacter pylori. Beberapa studi melaporkan efek preventif dari probiotik, seperti pencegahan diare sebagai antibiotic pada anak-anak dan perbaikan dalam pencernaan laktosa.

       Bukti terkuat efek menguntungkan dari probiotik telah dilaporkan untuk Lactobacillus rhamnosus dan Bifidobacterium lactis sebagai pencegahan dari penyakit dan Lactobacillus reuteri untuk pengobatan. Efek probiotik juga pada faktor-faktor  akan resiko penyakit kardiovaskular seperti gangguan medis (obesitas, diabetes, hipertensi dan hiperkolesterolemia) serta gangguan metabolisme. Selain itu, Bermúdez-Humarán et al. mempelajari alat genetik untuk Lactobacillus lactis untuk ekspresi heterolog protein terapeutik seperti antigen, sitokrom dan enzim. Dan memperoleh hasil baik terhadap virus HPV-16, mencegah b-laktoglobulin yang menyebabkan alergi pada sapid an untuk mengatur berat badan dan konsumsi makanan. 

•   Pencacahan Probiotik Strain

       Dalam beberapa tahun terakhir metode budaya-independen baru telah digunakan untuk secara akurat menghitung strain probiotik berdasarkan kelayakan. Teknik ini baik digunakan pewarna untuk membedakan sel-sel hidup dan mati, mengukur gota sel, integritas membran, atau ciri beberapa aspek dari aktivitas metabolik (sintesis asam nukleat, atau respirasi).

   Confocal laser scanning mikroskop meningkat de-sensitivitas dan memungkinkan pengamatan struktur bawah permukaan makanan in situ. Penggunaan teknik ini dalam kombinasi dengan rantai polimerase kuantitatif reaksi (qPCR) telah digunakan untuk pencacahan strain probiotik dalam keju. etidium monoazide-PCR dan propidium monoazide-PCR adalah teknik yang membatasi pencacahan tolive sel dan juga dapat muncul disebut sebagai kelangsungan hidup-PCR (vPCR).

•   Resistensi Antibiotik

         Identifikasi resistensi antibiotik pada strain probiotik bisa dilakukan dengan metode fenotipik dan genotipik:

i) Penentuan konsentrasi hambat minimum (MIC) dari antibiotik paling relevan untuk setiap bakteri saring  

ii) Penggunaan teknik berbasis PCR dan analisis microarray 

Kesimpulan

         Kelompok bakteri probiotik telah menjadi unsur yang sangat penting dalam berbagai produk makanan dan minuman sehari-hari dengan nilai angka pasar global yang tinggi pada tahun 2015.

       Meskipun banyak konsumen yang merasa prihatin dengan maraknya penggunaan bahan kimia pengawet daam makanan olahan dan telah diberi label keamanannya, namun konsumen cukup menerima dengan mudah atas pemasaran produk bakteri penghasil asam laktat sebagai cara alami untuk meningkatkan kualitas makanan dan kesehatan mereka.

Dalam decade terakhir terjadi peningkatan secara dramatis produksi bakteriosin dari bakteri penghasil asam laktat yang dapat menghambat pembusukan dan pertumbuhan gen patologis bakteri dalam makanan. Selain itu bakteriosinogenik juga dapat digunakan sebagai kultur starter pada pemrosesan olahan makanan.

       Metode bioteknologi yang telah diterapkan untuk membuat bakteriosin baru atau multi-funtional, sehingga dapat digunakan secara luas dalam makanan, peternakan, dan obat-obatan. Metode kultur sel tradisional, serta teknik alternatif (pencitraan langsung dan enumerasi visual, nukleat asam berbasis metode pencacahan, dan aliran cytometry dan penyortiran sel), menawarkan keuntungan dan keterbatasan untuk pencacahan mikroorganisme probiotik.

     Selain itu, probiotik dapat berbahaya, karena mereka telah dikaitkan dengan peningkatan tingkat kematian jika diberikan pada pasien dengan immunocompromised berat  . penelitian selanjutnya diperlukan untuk mengevaluasi kesehatan-mempromosikan aktivitas bakteri probiotik.

Sumber: 

Quinto, Emiliano, dkk. 2014. Probiotic Lactic Acid Bacteria: A Review. Food and Nutrition Science.