aktivitas antioksidan lactobacillus spp isolat feses bayi untuk ... · bakteri asam laktat yang...

i

Kode/Nama Rumpun Ilmu* :165/ Teknologi Pangan dan Gizi

LAPORAN

PENELITIAN HIBAH BERSAING

Aktivitas antioksidan Lactobacillus spp isolat feses bayi untuk pengembangan probiotik

(Tahun ke 1 dari rencana 3 tahun)

PENGUSUL

Ir. Komang Ayu Nocianitri, M.Agr.Sc. NIDN: 0008036801 Ir. I Nengah Sujaya, M.Agr.Sc., Ph.D. Dr. Drs. Yan Ramona, M.App.Sc.

NIDN: 0031126651 NIDN: 0022106401

Dibiayai oleh Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Direktorat Jenderal Pendidikan

Tinggi, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan Penelitian

Nomor : 311-29/UN14.2/PNL.01.03.00/2015

UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR

OKTOBER 2015

iii

RINGKASAN

Seleksi strain probiotik yang mempunyai aktivitas antioksidan secara in vitro

Oleh Komang Ayu Nocianitri 1#, I N Sujaya2, Yan Ramona 3

1)Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan - FTP, 2) PS Ilmu Kesehatan Masyarakat, Fak. Kedokteran, Universitas Udayana, 3) PS Biologi Fakultas MIPA, Unud

# Email : [email protected]

Probiotik adalah mikroorganisme hidup yang apabila diberikan pada jumlah yang tepat dapat bermanfaat bagi kesehatan saluran pencernaan (FAO. 2002). Pada awalnya, konsumsi probiotik bertujuan untuk memodulasi dan meningkatkan keseimbangan mikroba usus, akan tetapi saat ini, strain probiotik telah dikembangkan untuk merespon target fisiologis tertentu. Probiotik telah diketahui memberikan dampak menyehatkan pada individu karena dapat meningkatkan keseimbangan mikroba yang menguntungkan dalam saluran pencernaan (Fuller, 1989). Salah satu dampak menyehatkan dari probiotik adalah mempunyai aktivitas sebagai antioksidan (Sekhon, 2010; Kim, 2006ab; Gao, 2011, Basileios et al., 2011, Chu-Chyn et al., 2009).

Pola konsumsi pangan dewasa ini lebih banyak mengkonsumsi pangan siap saji (fast food) yang banyak mengandung lemak dan rendah serat. Makanan berlemak disamping dapat meningkatkan kadar kolesterol darah juga dapat menjadi sumber radikal bebas yang secara endogen dapat membentuk peroksidasi lipid di dalam tubuh. Didalam tubuh terdapat sistem antioksidan untuk melawan radikal bebas secara endogen. Peningkatan radikal bebas melebihi antioksidan endogen dalam tubuh dapat menimbulkan stres oksidatif. Keseimbangan antara radikal bebas dan antioksidan akan terganggu apabila keseimbangan mikroflora usus terganggu. Salah satu cara untuk menjaga keseimbangan mikroflora usus untuk mencegah terjadinya stress oksidatif adalah dengan konsumsi probiotik. Mikroorganisme memiliki sistem antioksidan untuk menjaga tingkat radikal bebas yang tidak beracun bagi sel (Farr dan Kogoma, 1991). Aktivitas antioksidan dari mikroorganisme merupakan salah satu cara untuk meningkatkan ketahanan terhadap stress oksidatif.

Sifat fungsional dari mikroba probiotik bersifat spesifik strain, dimana setiap strain probiotik mempunyai sifat fungsional yang berbeda. Bakteri asam laktat yang telah diisolasi dari feses bayi mempunyai potensi untuk dikembangkan sebagai probiotik, akan tetapi sifat-sifat fungsional (aktivitas antioksidan) dari probiotik tersebut perlu dieksplorasi lebih jauh. Penelitian tahun pertama bertujuan untuk mencari strain probiotik yang mempunyai aktivitas antioksidan tertinggi secara in vitro dari beberapa strain probiotik yang telah diisolasi dari feses bayi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua isolat yang dipergunakan termasuk

iv

bakteri Gram positif, katalase negatif, tidak membentuk gas dengan bentuk batang berantai. Semua isolat menunjukkan pertumbuhan yang baik dengan nilai OD pada panjang gelombang 660 nm berkisar antara 1,184 sampai 2,889 dengan total BAL berkisar antara 106 sampai 1010. Pengujian aktivitas antioksidan dari masing-masing strain secara in menunjukkan bahwa penghambatan peroksidasi lipid berkisar antara 10,12% sampai dengan 83,02%, kemampuan untuk menangkap radikal hidroksil (OH-) berkisar antara 16,50% sampai dengan 46,73% dan kemampuan untuk mengikat (mengkelat) logam Fe (Fe2+) berkisar antara 3,94% sampai dengan 44 52%. Strain yang mempunyai aktivitas antioksidan yang tinggi untuk ketiga variabel yang diamati yaitu penghambatan peroksidasi lipid, aktivitas pengikatan ion Fe, dan aktivitas penangkapan radikal hidroksil ditunjukkan oleh isolat Lactobacillus sp. FBB nomor 60 dan Lactobacillus sp. FBB 81. Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa aktivitas antioksidan dari bakteri probiotik bersifat spesifik strain, dimana strain yang berbeda menunjukkan aktivitas antioksidan melalui mekanisme yang berbeda dan strain yang mempunyai aktivitas antioksidan yang tinggi yaitu Lactobacillus Sp. FBB 60 dan Lactobacillus sp FBB 81

Kata kunci : probiotik, antioksidan, lactobacillus

v

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa karena berkat

rahmat-Nya laporan penelitian yang berjudul “ Aktivitas antioksidan Lactobacillus spp isolat

feses bayi untuk pengembangan probiotik” ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya.

Melalui penelitian ini diharapkan dapat diperoleh kandidat probiotik asli Indonesia yang

memiliki potensi sebagai strain probiotik yang dapat dikembangkan sebagai makanan

fungsional (functional food).

Dalam mengerjakan penelitian ini penulis memperoleh banyak bantuan dan dukungan dari

berbagai pihak, oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih

kepada :

1. Direktoran Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional, yang telah

membiayai penelitian ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. I Nyoman Gde Antara, M.Eng., selaku Kepala Lembaga Penelitian

dan Pengabdian kepada Masyarakat, Universitas Udayana yang telah mendanai penelitian

ini melalui alokasi dana Hibah Bersaing

3. Bapak Dr. Ir. I D.G. Mayun Permana, MS selaku Dekan Fakulktas Teknologi Pertanian,

Universitas Udayana atas segala dukungan yang diberikan

4. Staf UPT. Laboratorium Biosains dan Bioteknologi beserta seluruh pihak yang turut

berperan dalam penelitian dan penyusunan laporan ini yang tidak bisa penulis sebutkan

satu per satu.

Peneliti menyadari laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis

sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca untuk

penyempurnaannya. Penulis berharap semoga laporan penelitian ini dapat memberikan

sumbangan bagi bidang ilmu pengetahuan.

Bukit Jimbaran, 30 Oktober 2015

Tim Peneliti,

vi

DAFTAR ISI

Hal

JUDUL ……………………………………………………………………….. i

HALAMAN PENGESAHAN ………………………………………………... ii

RINGKASAN ………………………………………………………………... iii

PRAKATA …………………………………………………………………… v

DAFTAR ISI ………………………………………………………………... vi

BAB I. PENDAHULUAN ………………………………………………….. 1

BAB II. KAJIAN PUSTAKA ………………………………………………. 4

BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT …..………………………………….. 11

BAB IV. METODOLOGI PENELITIAN …………………………………... 12

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………………... 15

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………………. 21

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………... 22

LAMPIRAN ………………………………………………………………….. 27

1

BAB I. PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Pola konsumsi pangan dewasa ini lebih banyak mengkonsumsi pangan siap saji

(fast food) yang banyak mengandung lemak dan rendah serat. Pola makan yang

mengandung lemak tinggi, khususnya yang mengandung kolesterol tinggi dan lemak

jenuh, memberikan peluang meningkatkan kadar kolesterol darah, umumnya

meningkatkan kemungkinan seseorang menderita arterosklerosis. Makanan berlemak

disamping dapat meningkatkan kadar kolesterol darah juga dapat menjadi sumber

radikal bebas yang secara endogen dapat membentuk peroksidasi lipid di dalam tubuh.

Dewasa ini pangan fungsional berkembang dengan pesat, dimana pangan yang

dikonsumsi diharapkan tidak hanya dapat memenuhi kebutuhan zat nutrisi, tetapi juga

dapat menstimulasi salah satu fungsi khusus dalam kesehatan individu. Bakteri asam

laktat (BAL) telah banyak dimanfaatkan oleh industri pangan dalam menciptakan

produk pangan fungsional untuk memelihara kesehatan saluran pencernaan manusia,

yang dikenal dengan istilah probiotik. Probiotik adalah mikroorganisme hidup yang

apabila diberikan pada jumlah yang tepat dapat bermanfaat bagi kesehatan saluran

pencernaan (FAO. 2002).

Pada awalnya, konsumsi probiotik bertujuan untuk memodulasi dan

meningkatkan keseimbangan mikroba usus, akan tetapi saat ini, strain probiotik telah

dikembangkan untuk merespon target fisiologis tertentu. Probiotik telah diketahui

memberikan dampak menyehatkan pada individu karena dapat meningkatkan

keseimbangan mikroba yang menguntungkan dalam saluran pencernaan (Fuller, 1989).

Beberapa dampak menyehatkan dari probiotik antara lain: penanggulangan diare

(Salazar et al., 2007; Pant et al., 2007 ; Tabbers dan Benninga, 2007; Collado et al.,

2009 ), menstimulasi sistem kekebalan tubuh (Isolauri et al., 2001 ; Isolauri dan

Salminen, 2008), mencegah kanker kolon dan usus (Pato, 2003; Liong, 2008),

penanggulangan dermatitis atopik pada anak-anak (Betsi et al., 2008; Torii et al., 2010),

menurunkan kadar kolesterol darah (Ooi et al., 2010; Kumar et al., 2012; Lee et al.,

2

2009),dan sebagai antioksidan (Sekhon, 2010; Kim, 2006ab; Gao, 2011, Basileios et al.,

2011, Chu-Chyn et al., 2009).

Radikal bebas dapat merusak makromolekul seperti merusak lipid membran sel,

DNA, protein dan menyebabkan stres oksidatif sel (Valko et al, 2006). Didalam tubuh

terdapat sistem antioksidan untuk melawan radikal bebas secara endogen. Antioksidan

endogen adalah antioksidan yang dihasilkan oleh tubuh yang terdiri atas enzim-enzim

superoksida dismutase (SOD), glutation peroksidase (GPx) atau glutation reduktase

(GR) serta enzim katalase (CAT) dan antioksidan non enzimatik seperti glutation

(GSH), transferin, asam urat dan lain lain. Peningkatan radikal bebas melebihi

antioksidan endogen dalam tubuh dapat menimbulkan stres oksidatif. Keseimbangan

antara radikal bebas dan antioksidan akan terganggu apabila keseimbangan mikroflora

usus terganggu. Salah satu cara untuk menjaga keseimbangan mikroflora usus untuk

mencegah terjadinya stress oksidatif adalah dengan konsumsi probiotik.

Mikroorganisme memiliki sistem antioksidan untuk menjaga tingkat radikal bebas yang

tidak beracun bagi sel (Farr dan Kogoma, 1991). Aktivitas antioksidan dari

mikroorganisme merupakan salah satu cara untuk meningkatkan ketahanan terhadap

spesies oksigen reaktif (ROS).

Bakteri asam laktat (BAL) banyak dipergunakan sebagai probiotik. Disisi lain,

probiotik yang beredar di Indonesia pada saat ini kebanyakan dari strain yang bukan asli

Indonseia (import). Hal ini memacu penelitian untuk menggali potensi BAL dari sumber

alam Indonesia untuk meningkatkan derajat kesehatan penduduk Indonesia. Serangkaian

penelitian telah dilakukan untuk mengisolasi BAL dari feses bayi sehat (23 strain) yang

mempunyai potensi sebagai probiotik (Koleksi UPT laboratorium terpadu biosain dan

bioteknologi, Unud). Beberapa BAL yang telah diisolasi mempunyai ketahanan yang

baik pada kondisi saluran pencernaan seperti pH rendah (pH 2, 3, dan 4) dan empedu

(deoksi kolat), mampu melewati kondisi usus dengan kandungan 0,4 mM sodium deoksi

kolat dan pankreatin sehingga isolat ini mempunyai potensi sebagai probiotik (Sujaya et

al., 2008 a,b: Febianingsih et al., 2007; Marsia et al., 2007 dan Nocianitri et al., 2011)

Sifat fungsional dari mikroba probiotik bersifat spesifik strain, dimana setiap

strain probiotik mempunyai sifat fungsional yang berbeda. Bakteri asam laktat yang

3

telah diisolasi dari feses bayi mempunyai potensi sebagai probiotik isolat lokal, akan

tetapi sifat-sifat fungsional (aktivitas antioksidan) dari probiotik tersebut perlu

dieksplorasi lebih jauh, sehingga dapat dipergunakan untuk pengembangan pangan

fungsional.

4

BAB II. KAJIAN PUSTAKA

1. Probiotik

Lilley dan Stiwel pada tahun 1965 pertama kali mengemukakan istilah probiotik

sebagai sejenis senyawa yang dihasilkan oleh satu organism yang mampu menstimulasi

pertumbuhan organisme lain (Neha et al., 2012). Probiotik didefinisikan sebagai

mikroorganisme hidup yang apabila dikonsumsi dalam jumlah yang cukup dapat

memberikan manfaat kesehatan bagi yang mengkonsumsinya FAO (2002). Menurut

Fuller (1989), probiotik adalah bakteri hidup suplemen bahan makanan yang

memberikan efek menguntungkan bagi manusia dengan menjaga keseimbangan bakteri

menguntungkan di dalam saluran pencernaan. Pengertian-pengertian tentang probiotik

menyatakan bahwa baik strain maupun produk dari bakteri probiotik tersebut telah

terbukti secara ilmiah aman dan dapat memberikan manfaat bagi kesehatan (Salminen et

al., 2004). Probiotik bermanfaat bagi kesehatan karena mikroba tersebut dapat

meningkatkan keseimbangan mikroba yang menguntungkan dalam saluran pencernaan

(Fuller, 1989). Bahan makanan yang mengandung probiotik juga tergolong pangan

fungsional jika secara nyata memiliki pengaruh terhadap satu atau lebih fungsi tubuh

sehingga memberikan efek kesehatan ataupun pengobatan pada manusia diluar nilai

nutrisi yang dimiliki (Salminen et al. 2004).

Probiotik umumnya dari golongan bakteri asam laktat (lactobacilli dan

bifidobacteria) karena bakteri ini telah diterima sebagai food grade bacteria dan telah

dianggap sebagai bakteri yang aman (GRAS, generally recognized as safe) karena

dipergunakan dalam produksi bahan pangan terfermentasi secara alamiah. Penelitian

tentang bakteri asam laktat dalam saluran pencernaan manusia menunjukkan bahwa

lactobacilli dan bifidobacteria merupakan spesies BAL dominan disamping itu Weisella

spp., Pediococcus spp, dan Leuconostoc spp. merupakan populasi yang sangat terbatas

(Vaughan et al., 2002; Sujaya et al., 2003a).

Produk probiotik bakteri yang beredar di pasar secara garis besar tujuan

penggunaannya adalah: (1) probiotik untuk mencegah diarrhea: Lactobacillus

acidophilus dikombinasikan dengan Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus. rhamnosus

5

GG, Enterococcus faecium SF68i dan Bifidobacterium longum, Saccharomyces

boulardi; (2) probiotik untuk gastroenteritis akut: L. rhamnosus GG, Lactobacillus

reuteri, Lactobacillus casei strain Shirota, Enterococcus faecium SF68 dan Sacc.

boulardi; (3) probiotik untuk traveller’s diarrhea: L. acidophilus, L. acidophilus

dikombinasikan dengan L. bulgaricus, Lactobacillus fermentum strain KLD, L.

rhamnosus GG dan Sacc. boulardi (Marteau et al., 2001).

Pada awal perkembangan era probiotik, L.casei strain Shirota (Yakult) serta L.

rhamnosus GG, merupakan dua strain lactobacilli yang mengawali perkembangan

probiotik bakteri. Seiring dengan kemajuan teknologi, beberapa strain baru

dikembangkan sebagai probiotik dengan harapan dapat memberikan berbagai

keunggulan spesifik pada aspek kesehatan (Klaenhammer dan Kullen, 1999). Beberapa

kriteria yang diharapkan dalam pengembangan probiotik baru seperti: (1) kecocokan

(untuk probiotik konsumsi manusia sebaiknya diisolasi dari saluran pencernaan manusia

sehingga mengurangi resiko toksisitasnya); (2) kecocokan dalam teknologi

pengembangan/produksi dimana diharapkan mudah diproduksi secara masal/skala besar,

viabilitas yang tinggi, tidak mengganggu nilai sensoris bahan pangan apabila diikutkan

dalam bahan pangan tertentu, stabil secara genetis dan memungkinkan dilakukan

rekayasa genetika; (3) kemampuan bersaing seperti mampu bertahan dan berkembang

biak di dalam saluran pencernaan, tahan terhadap kondisi saluran pencernaan (asam

empedu, pH rendah), mampu bersaing dengan flora normal di dalam saluran pencernaan,

dan mampu melakukan adhesi pada sel epitel saluran pencernaan; (4) efek fungsional

seperti mampu menimbulkan dampak menyehatkan, antagonis terhadap patogen,

produksi zat antimikrobial, imunstimulator, anti karsinogenik dan anti mutagenik,

produksi bioaktif (enzyme, vaccines, peptida) (Klaemhammer dan Kullen, 1999).

Telah diketahui bahwa probiotik memberikan dampak menyehatkan pada

individu yang mengkonsumsinya. Beberapa aspek menyehatkan probiotik antara lain:

penanggulangan diare (Salazar et al., 2007; Pant et al., 2007 ; Tabbers dan Benninga,

2007; Collado et al., 2009 ), menstimulasi sistem kekebalan (immune) tubuh (Isolauri et

al., 2001 ; Isolauri dan Salminen, 2008), menurunkan kadar kolesterol (Ooi et al., 2010;

Kumar et al., 2012; Lee et al., 2009), pencegahan kanker kolon dan usus (Pato, 2003;

6

Liong, 2008), penanggulangan dermatitis atopik pada anak-anak (Betsi et al., 2008;

Torii et al., 2010), dan sebagai antioksidan (Sekhon, 2010; Kim, 2006; Gao, 2011,

Basileios et al., 2011, Chin-Chyn et al., 2009). Dengan berbagai aspek menyehatkan

(efek fungsional) dari probiotik, maka memberi potensi baru dalam pengembangan

makanan fungsional

2.2 Aktivitas antioksidan dari probiotik

Antioksidan merupakan senyawa yang diperlukan oleh tubuh untuk melindungi

sel-sel tubuh dari kerusakan yang diakibatkan oleh radikal bebas. Radikal bebas adalah

molekul yang memiliki satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan pada orbit

terluarnya. Dalam upaya penstabilan diri atau pemulihan keganjilan elektronnya,

elektron pada radikal bebas tersebut secara cepat ditransfer atau menarik elektron

makromolekul biologis sekitarnya seperti asam lemak jenuh, protein, polisakarida, asam

nukleat, dan asam deoksiribonukleat. Radikal bebas sangat diperlukan bagi

kelangsungan beberapa proses fisiologis dalam tubuh terutama untuk transportasi

elektron. Bila jumlah radikal bebas dalam tubuh lebih tinggi dari jumlah sistem

antioksidan maka akan terjadi stress oksidatif. Radikal bebas dapat merusak

makromolekul seperti merusak lipid membran sel, DNA, protein dan menyebabkan stres

oksidatif sel (Valko et al, 2006). Makromolekul yang teroksidasi akan terdegradasi dan

jika makromolekul tersebut merupakan bagian dari sel atau organelnya maka akan

berakibat pada kerusakan sel (Halliwell & Gutteridge, 1999)

Radikal bebas dapat berasal dari dalam tubuh (endogenus) maupun luar tubuh

(eksogenus). Secara endogen radikal bebas merupakan hasil sampingan proses

metabolisme. Radikal bebas secara endogen dapat berasal dari makanan sumber lipid

yang dapat membentuk peroksidasi lipid di dalam tubuh, maupun pada keadaan kondisi

stress, sakit dan olah raga yang berlebihan. Menurut Hwang et al. (2005) yang termasuk

kedalam radikal bebas endogenus adalah superoksida (O-), hidroksil (OH-), hidrogen

peroksida (H2O2), dan peroksinitrit. sedangkan radikal bebas eksogenus dapat berasal

dari radiasi, asap rokok, kabut asap, emisi kendaraan, NO2 dan NO. Peningkatan radikal

7

bebas melebihi antioksidan endogen dalam tubuh dapat menimbulkan stres oksidatif,

sehingga menyebabkan terjadinya penurunan antioksidan.

Di dalam tubuh terdapat mekanisme antioksidan atau anti radikal bebas secara

endogenik, tetapi bila jumlah radikal bebas dalam tubuh berlebih maka dibutuhkan

antioksidan yang berasal dari sumber alami atau sintetik dari luar tubuh. Berdasarkan

sumbernya antioksidan dibagi dua yaitu antioksidan endogen dan antioksidan eksogen.

Antioksidan endogen adalah antioksidan yang dihasilkan oleh tubuh yang terdiri atas

enzim-enzim superoksida dismutase (SOD), glutation peroksidase (GPx) atau glutation

reduktase (GR) serta enzim katalase (CAT) dan antioksidan non enzimatik seperti

glutation (GSH), transferin, asam urat dan lain lain. Antioksidan eksogen adalah

antioksidan yang dibutuhkan dari luar seperti senyawa senyawa flavonoid, vitamin C,

vitamin E dan karotenoid yang banyak ditemukan dalam sayur-sayuran dan buah-buahan

(Heinonen and Albanes, 1994). Mekanisme antioksidan dalam menangkal radikal bebas

adalah dengan cara: (1) mengkatalisir pemusnahan radikal bebas dalam sel oleh enzim

superoksida dismutase (SOD), katalase (CAT), gluthathion peroksidase (GPx),

gluthathion reduktase (GR), (2) pengikatan ion logam seperti Fe2+ dan Cu2+ oleh

antioksidan logam transisi terikat protein seperti: transferin, haptoglobin, hemopeksin

dan seruloplasmin, dan (3) pembersihan spesies oksigen reaktif (ROS) oleh antioksidan

dengan senyawa-senyawa yang memiliki berat molekul kecil yang dapat menerima dan

memberi elektron dari atau ke radikal bebas, sehingga membentuk senyawa baru yang

stabil seperti: glutation tereduksi (GSH), asam askorbat, bilirubin, α-tokoferol dan asam

urat (Halliwell & Gutteridge, 1999).

Konsumsi probiotik atau produk-produk pangan yang mengandung probiotik

merupakan salah satu cara ideal untuk menjaga keseimbangan mikroflora usus. Apabila

keseimbangan mikroflora usus terganggu, maka keseimbangan antara radikal bebas dan

antioksidan juga terganggu dan dampaknya adalah terjadi stress oksidatif. Bakteri

probiotik menunjukkan aktivitas antioksidan melalui mekanisme: (1) memperkuat

pertahanan seluler dengan mensekresikan enzim antioksidan; (2) melepaskan dan

memacu produksi GSH yaitu antioksidan nonenzimatik utama dan penangkap radikal

8

bebas; (3) meningkatkan produksi biomolekul antioksidan tertentu, seperti EPSS, dan (4)

pengikatan ion logam (Basileios et al., 2011).

Superoksida dismutase (SOD) merupakan enzim antioksidan endogen yang

menjadi lini pertahanan pertama antioksidan tubuh dalam melindungi sel dari radikal

bebas (Fridovich 1995). Superoxide dismutase (SOD) merupakan enzim antioksidan

endogen yang paling efektif dalam mengkatalisis dan mengkonversi radikal bebas anion

superoksida menjadi molekul oksigen dan hidrogen peroksida. SOD bekerja melalui

sistem pertahanan preventif, menghambat atau merusak proses pembentukan radikal

bebas. Spesies probiotik mempunyai kemampuan dalam memproduksi dan melepaskan

SOD. Lactobacillus plantarum dan Lactococcus lactis mampu memproduksi dan

melepaskan SOD dan menunjukkan efek anti inflamasi dalam TNBS kolitis model

(Basileios et al., 2011). Lactobacillus casei Zhang mampu meningkatkan aktivitas SOD

dan GSH-Px pada hati dan serum tikus hyperlipidemik (Zhang et al., 2010). Penelitian

lain menunjukkan bahwa Lactobacillus gasseri mampu menghasilkan Mn-SOD yang

dapat mengurangi radang usus pada tikus (Caroll et al., 2007). Dua strain Lactobacillus

fermentum E-3 dan E-18 dan Streptococcus thermophilus menunjukkan aktivitas

antioksidan yang signifikan karena mampu memproduksi SOD (Kullisaar et al., 2002

dan Chang and Hassan, 1997).

Molekul antioksidan non-enzimatik intraseluler yang paling penting adalah

glutathione (GSH). Glutathione adalah tripeptide yang berisi grup sulfhidril (-SH)

(glutamin, sistein, and glisin) dan sangat efisien dalam mendetoksifikasi spesies reaktif

oksigen dan peroksida. Dalam reaksi berantai oksidatif, GSH dikonversi menjadi bentuk

glutathione disulfida teroksidasi (GSSG). Salah satu fungsi yang paling penting dari

GSH adalah bertindak sebagai penangkap radikal hidroksil (OH.) apabila radikal

hidroksil tidak dapat dihilangkan dengan reaksi enzimatik (Pompella et al., 2003). Strain

probiotik bifidobacterium dan lactococcus dapat langsung menghasilkan atau memacu

pelepasan glutathione ke usus, sehingga bisa memiliki nilai terapi yang potensial

(Musenga et al., 2007). Strain probiotik Lactobacillus fermentum dapat memproduksi

GSH dan prekursor dipeptida γ-Glu-Sis yang memfasilitasi pemulihan peradangan

jaringan pada model TNBS kolitis tikus secara in vitro (Peran et al., 2006). Penelitian

9

lain menunjukkan bahwa jumlah GSH meningkat pada pankreas setelah pemberian

probiotik Lactobacillus acidophilus W70, L. Casei W56, L. salivarius W24,

Lactococcus lactis W58, Bifidobacterium bifidum W23, dan B. lactis W52 (Lutgendorff

et al., 2008).

Probiotik dapat menunjukkan aktivitas antioksidan dengan memproduksi

senyawa antioksidan tertentu untuk mengurangi stres oksidatif yaitu eksopolisakarida

(EPS). Eksopolisakarida merupakan rantai panjang polisakarida terdiri dari gula atau

turunan gula, seperti galaktosa, glukosa, dan rhamnosa. Bakteri probiotik melepaskan

EPS ke lingkungan sekitarnya untuk melindungi diri mereka dari kondisi yang tidak

menguntungkan seperti pada pH dan suhu yang ekstrim. Kodali dan Sen (2008)

melaporkan bahwa probiotik bakteri Bacillus coagulans RK-02 mensintesis EPS

ekstraselular dan EPS ini menunjukkan aktivitas antioksidan dan menunjukkan

penangkapan radikal bebas secara signifikan bila dibandingkan dengan standar

antioksidan seperti vitamin C dan vitamin E secara in vitro.

Probiotik selain memproduksi zat dengan aktivitas antioksidan dan penangkapan

radikal bebas juga menunjukkan aktivitas pengikatan ion logam. Ion logam berhubungan

dengan patogenesis berbagai penyakit kronis seperti penyakit jantung koroner,

karsinogenesis, dan arthritis, terutama dengan memacu produksi radikal bebas melalui

reaksi Fenton. Ion logam transisi dapat memulai peroksidasi lipid dan memulai reaksi

berantai dengan memecah hidroperoksida (ROOH) menjadi peroxyl (ROO*) dan radikal

Alkyoxyl (RO*). Ion besi dan ion tembaga merupakan ion yang sangat reaktif dan

memainkan peran pada reaksi berantai radikal bebas. Lin dan Yen (1999) melaporkan

bahwa Streptococcus thermophilus 821 dan Bifidobacterium longum memiliki

kemampuan tinggi dalam mengikat logam Cu2+ dan Fe2+. Amanatidou et al. (2001) dan

Lee et al. (2005) melaporkan bahwa Lactobacillus sake dan L. casei KCTC 3260

mempunyai kemampuan dalam mengikat ion logam Fe.

2.3. Penelitian yang telah dilakukan

Penelitian yang telah dilakukan untuk mengisolasi BAL dari feses bayi sehat

mendapatkan 23 isolat yang mempunyai potensi sebagai probiotik (Koleksi UPT

10

laboratorium terpadu biosain dan bioteknologi, Unud). Isolat BAL yang telah diisolasi

mempunyai ketahanan yang baik pada kondisi saluran pencernaan seperti pH rendah (pH

2, 3, dan 4) dan empedu (deoksi kolat), mampu melewati kondisi usus dengan

kandungan 0,4 mM sodium deoksi kolat dan pankreatin sehingga isolat ini mempunyai

potensi sebagai probiotik

Tabel 1. Peta jalan penelitian sifat fungsional probiotik isolat asli Indonesia

• Penelitian yang telah dilakukan: Uji in vitro isolat bakteri asam laktat: - Tahan terhadap pH rendah - Stabil terhadap garam empedu - Menghambat patogen - Mampu menempel pada usus

Luaran: 23 Isolat Bakteri asam laktat yang potensial sebagai probiotik

• Penelitian yang akan dilakukan 1. Penelitian Tahun I Uji aktivitas antioksidan Isolat probiotik secara in vitro Variabel yang diamati: • Penghambatan peroksidasi lipid • aktivitas penangkapan radikal hidroksil • aktivitas pengikatan ion Fe

Luaran: Satu isolat probiotik yang mempunyai aktivitas antioksidan tinggi secara in vitro

2. Penelitian Tahun II Aktivitas antioksidan isolat probiotik terseleksi secara in

vivo pada tikus putih dengan pakan lemak tinggi. Variabel Yang diamati: • Total BAL • pH Sekum • Aktivitas antioksidan (SOD, GPx,) dan MDA pada hati

Probiotik yang mempunyai aktivitas antioksidan tinggi secara in vivo

3. Penelitian Tahun III Pengembangan probiotik dalam bentuk mikroenkapsulasi

serta ketahanan resuksiasinya Variabel Yang diamati: • Viabilitas isolate probiotik • Ketahanan probiotik pada berbagai suhu

Produk mikroenkapsulasi probiotik yang mempunyai aktivitas antioksidan serta cara penyajiannya

11

BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT

3.1. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menyeleksi strain probiotik yang mempunyai

aktivitas antioksidan tinggi secara in vitro dari beberapa strain probiotik yang diisolasi

dari feses bayi sehat yang merupakan koleksi UPT Laboratorium Terpadu Biosain dan

Bioteknologi Universitas Udayana.

3.2. Manfaat Penelitian

Potensi bioteknologi dan kesehatan BAL yang diisolasi dari feses bayi, dapat

memberi potensi baru pada probiotik isolat lokal dalam pengembangan pangan

fungsional untuk meningkatkan derajat kesehatan masyarakat Indonesia.

12

BAB IV. METODOLOGI PENELITIAN

a. Subyek penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk menyeleksi satu strain probiotik yang mempunyai

aktivitas antioksidan tertinggi dari beberapa strain probiotik koleksi UPT Laboratorium

Terpadu Biosain dan Bioteknologi Universitas Udayana.

Pada penelitian ini digunakan strain probiotik yang diisolasi dari feses bayi

dimana strain-strain ini telah diuji mempunyai potensi sebagai probiotik. Strain yang

digunakan dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Strain Bakteri asam laktat yang dipergunakan dalam penelitian

No Strain Probiotik No Strain Probiotik 1 Lactobacillus sp. FBB 4 11 Lactobacillus sp. FBB 42 2 Lactobacillus sp. FBB 5 12 Lactobacillus sp. FBB 52 3 Lactobacillus sp. FBB 9 13 Lactobacillus sp. FBB 57 4 Lactobacillus sp. FBB 10 14 Lactobacillus sp. FBB 59 5 Lactobacillus sp. FBB 18 15 Lactobacillus sp. FBB 60 6 Lactobacillus sp. FBB 21 16 Lactobacillus sp. FBB 72 7 Lactobacillus sp. FBB 22 17 Lactobacillus sp. FBB 74 8 Lactobacillus sp. FBB 26 18 Lactobacillus sp. FBB 75 9 Lactobacillus sp. FBB 30 19 Lactobacillus sp. FBB 81 10 Lactobacillus sp. FBB 40 20 Lactobacillus sp.F213

b. Parameter penelitian

Parameter yang diamati pada tahap ini adalah aktivitas penghambatan

peroksidasi lipid, aktivitas penangkapan radikal hidroksil, dan aktivitas pengikatan ion

Fe2+ oleh strain probiotik secara in vitro.

c. Metode analisis

1. Persiapan sampel

Isolat BAL ditumbuhkan dalam media MRS broth (Pronadisa Laboratorios

Conda S.A. C/La Forja 9. 28850 Torrejon de Ardoz, Madrid. Spain) yang mengandung:

13

20 g dextrose, 10 g bacteriological pepton, 8 g beef ekstract, 5 g sodium acetate, 4 g

yeast extract, 2 g dipotassium phosphate, 2 g ammonium citrate, 1 g tween 80, 0,2 g

magnesium sulfate, 0,06 g manganese sulfate per liter. Sebanyak 50 uL stok gliserol

Isolat Lactobacillus rhamnosus SKG34 dan Lactobacillus rhamnosus FBB42

ditumbuhkan pada MRS broth dan diinkubasi pada suhu 37oC selama 24 jam. Biakan

yang telah tumbuh divortex, kemudian diambil sebanyak 1 ml dimasukkan ke dalam

tabung Eppendrof dan disentrifugasi dengan kecepatan 5.000 rpm selama 10 menit pada

suhu 4oC dan cuci dengan 20 mM sodium phosphat buffer (PBS; 0,85% NaCl, 2,86 mM

KCl, 10 mM Na2HPO4, dan 1,76 mM KH2PO4, pH 7) sebanyak 2 kali. Pellet sel

probiotik ditambahkan 1 ml 20 mM sodium phosphat buffer pH 7 (Kim et al., 2006 b)

2. Analisis penghambatan peroksidasi lipid

Penghambatan peroksidasi lipid berdasarkan penghambatan peroksidasi asam

linoleat menurut metode Kaphila et al., (2006). Campuran reaksi dasar mengandung 1

ml emulsi asam linoleat (0,1 ml asam linoleat; 99%, Sigma, 0,2 ml Tween 20, dan 19,7

ml aquades), 0,2 ml FeSO4 0,01%, 0,2 ml asam askorbat 0,01% dan 0,8 ml sampel.

Campuran reaksi dicampur sempurna dan diinkubasi pada suhu 37°C selama 3 jam.

Kemudian ditambahkan 0,2 ml TCA 4%, 2 ml TBA 0,8%, dan 0,2 ml BHT 0,4%, dan

dipanaskan pada suhu 100oC selama 30 menit selanjutnya didinginkan. Kontrol dibuat

dengan mengganti sampel dengan aquades. Jumlah peroksidasi lipid ditentukan dengan

mengukur absorban dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 534 nm dan 570

nm. Level penghambatan proksidasi lipid dinyatakan dalam persen dan dihitung dengan

rumus:

% Penghambatan =1 – [A534 S - A570 S /A534 K - A570 K] x 100%

A534 S = absorbansi Sampel pada panjang gelombang 534 nm

A570 S = absorbansi Sampel pada panjang gelombang 570 nm

A534 K = absorbansi Kontrol pada panjang gelombang 534 nm

A534 K = absorbansi Kontrol pada panjang gelombang 570 nm

14

3. Aktivitas penangkapan radikal hidroksil

Aktivitas penangkapan radikal hidroksi ditentukan dengan metode yang dijelaskan

oleh Avellar et al. (2004) yang dimodifikasi. Campuran reaksi dasar mengandung 1 ml

1,10-phenanthroline 0,75 mM, 2 ml phosphate buffer (pH 7,4) dan 1 ml FeSO4 0,75 mM

dicampur dengan sempurna. Kemudian ditambahkan 1 ml H2O2 0,12% dan 1 ml sampel.

Campran reaksi diinkubasi pada suhu 37oC selama 90 menit dan absorbansi diukur

dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 536 nm. Kemampuan menangkap

radikal hidroksil dihitung dengan rumus:

Aktivitas penangkapan radikal hidroksil (%) = [(As-Ac)/(Ab-Ac)] x 100

As = Absorbansi sampel

Ac = Absorbansi control yang mengandung 1,10-phenanthroline, FeSO4 dan H2O2

Ab = Absorbansi blanko yang mengandung 1,10-phenanthroline dan FeSO4

4. Aktivitas pengikatan ion logam Fe

Aktifitas pengikatan Fe2+ diuji dengan mengukur pembentukan kompleks

ferrous besi-ferrozine (Kim et al., 2005). Campuran reaksi terdiri dari 1 ml sampel, 3,7

ml air deionisasi, dan 0,1 ml besi klorida 2 mM (Sigma) direaksikan selama 3 menit

kemudian ditambahkan 0,2 ml ferrozine 5 mM (Sigma). Kontrol dibuat dengan

mengganti sampel dengan aquades. Setelah didiamkan 10 menit pada suhu kamar,

campuran diukur absorbansinya pada panjang gelombang 562 nm. Persentase aktivitas

pengikatan Fe adalah sebagai berikut:

Aktifitas pengikatan (%) = [1 - (absorbansi sampel) / (absorbansi kontrol)] x 100

d. Analisis data

Data aktivitas antioksidan dari beberapa strain probiotik disajikan dalam

bentuk dan tabel dan dianalisis secara deskriptif.

15

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1. Uji konfirmasi Bakteri Asam Laktat

Penelitian untuk menyeleksi satu strain probiotik yang mempunyai aktivitas

antioksidan tertinggi dari beberapa strain yang diisolasi dari feses bayi didahului dengan

uji konfirmasi dari koleksi starin yang digunakan. Uji konfirmasi meliputi uji Gas,

katalase, Gram, morfologi serta populasi BAL pada OD (optical density) tertentu. Hal

ini dilakukan untuk mengkonfirmasi BAL yang digunakan sebelun dilakukan uji

aktivitas antioksidannya. Data uji konfirmasi dapat dilihat pada Tabel 1. Dan total BAL

pada nilai OD tertentu dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 1. Data Uji Gas, katalase, Gram dan morfologi beberapa isolat dari feses bayi

Isolat Gas Katalase Gram Morfologi Lactobacillus sp. FBB 4 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 5 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 9 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 10 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 18 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 21 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 22 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 26 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 30 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 40 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 42 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 52 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 57 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 59 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 60 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 72 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 74 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 75 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. FBB 81 (-) (-) (+) Batang berantai Lactobacillus sp. F213 (+) (-) (+) Batang berantai

16

Dari uji konfirmasi menunjukkan bahwa isolat yang dipergunakan merupakan

bakteri Gram positif, katalase negatif mempunyai bentuk batang berantai dan tidak

membentuk gas yang berarti BAL yang digunakan termasuk homofermentatif yang

menghasilkan asam laktat dari fermentasi karbohidrat. Sedangkan isolat Lactobaillus sp.

F213 termasuk heterofermentatif yang membentuk gas (+) dengan uji Gas.

Tabel 2. Nilai OD dan total BAL beberapa isolat dari feses bayi

No Isolat Nilai OD Total BAL (cfu/ml) 1 Lactobacillus sp. FBB 4 2,486 2,28 x 108

2 Lactobacillus sp. FBB 5 2,889 3,14 x 108 3 Lactobacillus sp. FBB 9 0.954 4,58 x 109 4 Lactobacillus sp. FBB 10 2,787 5,53 x 109

5 Lactobacillus sp. FBB 18 2,231 2,03 x 109

6 Lactobacillus sp. FBB 21 2,575 1,35 x108





11 Lactobacillus sp. FBB 42 1,061 1,90 x 107 12 Lactobacillus sp. FBB 52 1,414 1,84 x 106 13 Lactobacillus sp. FBB 57 2,656 4,01 x 108 14 Lactobacillus sp. FBB 59 2,348 1,04 x 108 15 Lactobacillus sp. FBB 60 1,184 3,40 x 108 16 Lactobacillus sp. FBB 72 2,597 2,00 x 107 17 Lactobacillus sp. FBB 74 2,612 1,80 x 107


19 Lactobacillus sp. FBB 81 2,624 8,00 x 108 20 Lactobacillus sp. F213 1,429 1,23 x 109

Semua isolat menunjukkan pertumbuhan yang baik dengan nilai OD pada panjang

gelombang 660 nm berkisar antara 1,061 sampai 2,889 dengan total BAL berkisar antara

106 sampai 1010. Selanjutnya dilakukan pengujian aktivitas antioksidan dari masing-

masing strain untuk mendapatkan strain yang mempunyai aktivitas antioksidan yang

tinggi secara in vitro.

17

5.2. Aktiviatas Antioksidan

Konsumsi probiotik atau produk-produk pangan yang mengandung probiotik

merupakan salah satu cara ideal untuk menjaga keseimbangan mikroflora usus. Apabila

keseimbangan mikroflora usus terganggu, maka keseimbangan antara radikal bebas dan

antioksidan juga terganggu dan dampaknya adalah terjadi stress oksidatif. Bakteri

probiotik menunjukkan aktivitas antioksidan melalui mekanisme: (1) memperkuat

pertahanan seluler dengan mensekresikan enzim antioksidan; (2) melepaskan dan

memacu produksi GSH yaitu antioksidan nonenzimatik utama dan penangkap radikal

bebas; (3) meningkatkan produksi biomolekul antioksidan tertentu, seperti EPSS, dan (4)

pengikatan ion logam (Basileios et al., 2011). Aktivitas penghambatan peroksidasi lipid,

aktivitas pengikatan ion Fe dan aktivitas penangkapan radikal hidroksil dari beberapa

strain probiotik yang diisolasi dari feses bayi dapat dilihat pada Tabel 3.

a. Kemampuan menghambat peroksidasi lipid

Peroksidasi lipid digunakan sebagai indikator dari stres oksidatif pada sel dan

jaringan. Peroksidasi lipid terbentuk sebagai hasil reaksi antara radikal bebas dengan

asam lemak tidak jenuh yang merupakan unsur utama dari membra sel. Peroksidasi lipid

merupakan suatu reaksi rantai radikal bebas yang diawali dengan terbebasnya hidrogen

dari suatu asam lemak tak jenuh ganda oleh radikal bebas. Radikal lipid yang terbentuk

akan bereaksi dengan oksigen membentuk radikal peroksi lipid dan lipid peroksida serta

malondialdehyde (MDA). Peroksidasi lipid dapat meningkatkan permeabilitas membran

dan menganggu distribusi ion-ion yang mengakibatkan kerusakan fungsi sel dan

organela (Devlin, 2002). Aktivitas penghambatan peroksidasi lipid (asam linoleat) oleh

beberapa strain probiotik yang diisolasi dari feses bayi sehat di Bali berkisar antara

10,12% sampai dengan 83,02%. Strain probiotik yang menunjukkan aktivitas

penghambatan peroksidasi lipid lebih besar dari 50 % adalah strain Lactobacillus sp.

FBB nomor 9, 18, 21, 59, 60, 81 dan Lactobacillus sp. F213. Kim et al. (2006)

melaporkan bahwa penghambatan peroksidasi asam linoleat oleh Lactobacillus gasseri

NLRI-312 yang disolasi dari feses bayi di korea sebesar 43,7%. Sedangkan Chu-Chyn et

al. (2009) melaporkan bahwa penghambatan peroksidasi lipid pada lisosom intact sel

18

oleh Bifidobacterium longum sebesar 30,8% dan L. delbrueckii ssp. bulgaricus sebesar

26,5%. Hal ini menunjukkan bahwa setiap strain mempunyai kemampuan yang berbeda

dalam menghambat peroksidasi lipid.

Tabel 3. Aktivitas Antioksidan beberapa isolat dari feses bayi

No Isolat Penghambatan peroksidasi lipid (%)

Kemampuan mengikat ion

logam Fe2+ (%)

Kemampuan menangkap

OH- (%) 1 Lactobacillus sp. FBB 4 17.51 13.25 16.86 2 Lactobacillus sp. FBB 5 10.12 15.32 16.50 3 Lactobacillus sp. FBB 9 83.02 7.02 21.65 4 Lactobacillus sp. FBB 10 32.87 -31.32 20.51 5 Lactobacillus sp. FBB 18 76.93 3.94 24.11 6 Lactobacillus sp. FBB 21 71.48 10.11 42.85 7 Lactobacillus sp. FBB 22 12.92 -11.96 45.28 8 Lactobacillus sp. FBB 26 18.50 23.87 35.96 9 Lactobacillus sp. FBB 30 33.97 -16.95 46.73 10 Lactobacillus sp. FBB 40 27.28 10.56 33.13 11 Lactobacillus sp. FBB 42 34.96 12.65 16.57 12 Lactobacillus sp. FBB 52 47.73 28.95 24.82 13 Lactobacillus sp. FBB 57 45.04 -14.73 24.32 14 Lactobacillus sp. FBB 59 50.92 18.24 22.06 15 Lactobacillus sp. FBB 60 61.20 31.54 29.71 16 Lactobacillus sp. FBB 72 14.01 10.76 21.86 17 Lactobacillus sp. FBB 74 42.54 13.17 21.81 18 Lactobacillus sp. FBB 75 39.15 32.39 23.17 19 Lactobacillus sp. FBB 81 57.01 44.52 29.31 20 Lactobacillus sp. F213 66.08 18.11 17.57

b. Kemampuan mengikat ion logam Fe

Probiotik selain memproduksi zat dengan aktivitas antioksidan dan penangkapan

radikal bebas juga menunjukkan aktivitas pengikatan ion logam. Ion logam berhubungan

dengan patogenesis berbagai penyakit kronis seperti penyakit jantung koroner,

karsinogenesis, dan arthritis, terutama dengan memacu produksi radikal bebas melalui

reaksi Fenton. Reaksi ini dimulai dari perubahan O2 menjadi O2- (anion superoksida

19

radikal) dengan bantuan NADPH Oksidase, selanjutnya anion superoksida radikal

mengalami dismutase membentuk H2O2 yang dikatalis oleh enzim superoksida

dismutase (SOD). Melalui reaksi Fenton, H2O2 bereaksi dengan ion logam Fe/Cu

membentuk Hidroksil radikal yang sangat reaktif. Ion besi dan ion tembaga merupakan

ion yang sangat reaktif dan memainkan peran pada reaksi berantai radikal bebas.

Kemampuan dari probiotik untuk mengikat ion logam Fe menyebabkan terhambatnya

reaksi pembentukan radikal hidroksil dalam system biologi. Aktivitas mengikat ion

logam Fe dari beberapa strain probiotik berkisar antara 3,94% sampai dengan 44 52%.

Strain probiotik yang mampu mengikatt logam Fe dengan aktivitas yang tinggi adalah

strain Lactobacillus sp. FBB nomor 5, 26, 52, 59, 60, 75, 81, dan Lactobacillus sp. F213.

Lin dan Yen (1999) melaporkan bahwa Streptococcus thermophilus 821 dan

Bifidobacterium longum memiliki kemampuan tinggi dalam mengikat logam Cu2+ dan

Fe2+. Amanatidou et al. (2001) dan Lee et al. (2005) melaporkan bahwa Lactobacillus

sake dan L. casei KCTC 3260 mempunyai kemampuan dalam mengikat ion logam Fe.

c. Kemampuan menangkap radikal hidroksil

Radikal hidroksil merupakan radikal bebas yang sangat reaktif yang terbentuk

dalam sistem biologi. Hidroksil radikal berpartisipasi dalam memulai reaksi peroksidasi

lipid. Hidroksil radikal bereaksi sangat cepat dengan hampir setiap molekul sel hidup

seperti asam-asam amino, phospolipid, DNA, basa-basa, dan asam-asam organik.

Kemampuan dalam menangkap radikal bebas merupakan salah satu mekanisme

antioksidan utama dari bakteri asam laktat (Namiki, 1990)

Aktivitas penangkapan radikal hidroksil dari beberapa strain probiotik yang diuji

pada penelitian ini berkisar antara 16,50% sampai dengan 46,73%. Strain yang

mempunyai aktivitas penangkapan radikal hidroksil yang tinggi diantaranya

Lactobacillus sp. FBB nomor 21, 22, 26, 30, 40, 60 dan 81. Kim et al., (2006)

melaporkan bahwa, aktivitas penangkapan radikal hidroksil pasa sel intact dari L.

acidophillus KCTC 3111 sebesar 53%, L. jonsonii KCTC 3141 sebesar 22,6%, L.

acidophillus KCTC 3151 sebesar 13,5% dan L. brevis KCTC 3498 sebesar 0,9%.

Kemampuan Lactobacillus menangkap radikal hidroksil bervariasi antara masing-

20

masing strain, hal ini menunjukkan bahwa masing-masing strain mempunyai sifat

fungsional yang spesifik.

Dari ketiga variabel yang diamati yaitu penghambatan peroksidasi lipid,

aktivitas pengikatan ion Fe, dan aktivitas penangkapan radikal hidroksil menunjukkan

bahwa isolat yang mempunyai aktivitas antioksidan yang tinggi yaitu isolat

Lactobacillus sp. FBB nomor 60 dan Lactobacillus sp. FBB 81 (Tabel 4.)

Tabel 4. Penghambatan peroksidasi lipid, aktivitas pengikatan ion Fe, dan aktivitas penangkapan radikal hidroksil dari beberapa strain probiotik (%)

No Isolat Penghambatan peroksidasi lipid (%)

Kemampuan mengikat

logam Fe+ (%)

Kemampuan menangkap

OH- (%) 2 Lactobacillus sp. FBB 60 61.20 31.54 29.71 3 Lactobacillus sp. FBB 81 57.01 44.52 29.31

.

21

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan

Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan antara lain:

a. Semua isolate yang dipergunakan termasuk BAL dengan karakterisasi Gram

positif, katalase negatif, tidak membentuk Gas dengan bentuk batang berantai.

b. Aktivitas antioksidan dari bakteri probiotik bersifat spesifik strain, dimana strain

yang berbeda menunjukkan aktivitas antioksidan melalui mekanisme yang

berbeda dan

c. Strain yang mempunyai aktivitas antioksidan yang tinggi yaitu Lactobacillus Sp.

FBB 60 dan Lactobacillus sp FBB 81

2. Saran

Hasil penelitian tahun pertama ini dapat disarankan untuk melakukan verifikasi

sifat antioksidan dari Lactobacillus sp. FBB 60 dan Lactobacillus sp. FBB 81 secara

in vivo

22

DAFTAR PUSTAKA Amanatidou, A., Bennik, M.H., Gorris, L.G., Smid, E.J. 2001. Superoxide dismutase

plays an important role in the survival of Lactobacillus sake upon exposure to elevated oxygen. Arch. Microbiol.: 176: 79-88.

Basileios, G., Spyropoulos, Evangelos, P., Misiakos, Constantine F., Christos, N.,

Stoidis. 2011. Review: Antioxidant Properties of Probiotics and Their Protective Effects in the Pathogenesis of Radiation-Induced Enteritis and Colitis. Dig. Dis. Sci.: 56: 285–294

Betsi, G. I., Papadavid, E., and Falagas, M.E. 2008. Probiotics for the Treatment or

Prevention of Atopic Dermatitis: A Review of the Evidence From Randomized Controlled Trials. Am. J. Clin. Dermatol.: 9 (2) : 93 - 103.

Carroll, I.M., Andrus, J.M., Bruno-Ba´rcena, J.M., Klaenhammer, T.R., Hassan, H.M.,

and Threadgill, D.S. 2007. Anti-inflammatory properties of Lactobacillus gasseri expressing manganese superoxide dismutase using the interleukin 10-deficient mouse model of colitis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol.:293: G729–G738.

Chang, S.K. and Hassan, H.M. 1997. Characterization of superoxide dismutase in

Streptococcus thermophilus. Appl Environ Microbiol.: 63: 3732–3735. Collado, M. C., Isolauri, E., Salmien ,S., and Sanz , Y. 2009. The impact of probiotic on

gut health. Curr Drug Metab.: 10 (1): 68-78. Chu-Chyn, O., Tsong-Ming, L., Jaw- Ji, T., Jyh-Herng, Y., Haw -Wen, C., dan Meei-

Yn, L. 2009. Antioxidative Effect of Lactic Acid Bacteria: Intact Cells vs. Intracellular Extracts. Journal of Food and Drug Analysis: 17 (3) : 209-216

FAO/WHO. 2002. Joint FAO/WHO Working Group Report on Drafting Guidelines for

the Evaluation of Probiotics in Food. London. Farr, S. B. and Kogoma, T. 1991. Oxidative stress response in Escherichia coli and

Salmonellas typhimurium. Microbiol. Rev.: 55: 561-585. Fuller, R. 1989. A Review, Probiotic in Man and Animals. Journal of Applied

Bacteriology : 66: 365-378. Fridovich, I. 1995. Superoxide radical and superoxide dismutases. Annu. Rev.Biochem. :

64: 97-112

23

Gao,D., Zhu, G., Gao, Z., Liu, Z., Wang, L., and Guo, W., 2011. Antioxidative and hypolipidemic effect of lactic acid bacteria from pickled Chinese cabbage. Journal of Medicinal Plant Research : 5(8) : 1439-1446.

Hardiningsih, R. dan Nurhidayat, N. 2006. Pengaruh Pemberian Pakan

Hiperkolesterolemia Terhadap Bobot Badan Tikus Putih Wistar yang Diberi Bakteri Asam Laktat. Biodiversitas: 7(2) : 127-130

Heinonen, O.P, and Albanes, D., 1994, The effect of vitamin E and β-carotene on the

incidence of lung cancer and other cancer in male smokers. J.Med. :330: 1029-1035.

Halliwell, B. and Gutteridge, J. M. C. 1999. Free radicals in Biology and Medicine.

Clarendon Press. Isolauri, E, Sutas, Y., Kankaanpaa, Arvilommi, P. H., and Salminen, S. 2001. Probiotics:

effects on immunity. Am. J. Clin. Nutr. : 73 (2) : 444 – 450. Isolauri, E. and Salminen .S. 2008. Probiotics: Use in Allergic Disorders: a Nutrition,

Allergy, Mucosal Immunology, and Intestinal Microbiota (NAMI) Research Group Report. J. Clin. Gastroenterol. : 42 (2) : 91 – 96.

Kodali, V.P., Sen, R. 2008. Antioxidant and free radical scavenging activities of an

exopolysaccharide from a probiotic bacterium. J. Biotechnol :3 : 245–251. Klaenhammer, T.R. and Kullen, M.J. 1999. Selection and design of probiotics. Int. J.

Food Microbiol. : 50: 45-57. Kim, H. S. , Chae, H. S., Jeong, S. G., Ham,J. S., Im, S. K., Ahn, C. N. and Lee, J. M.

2005. Antioxidant Activity of Some Yogurt Starter Cultures. Asian-Aust. J. Anim. Sci. : 18 ( 2) : 255-258

Kim, H.S., Jeong, S.G., Ham, J.S., Chae, H.S., Lee, J.M., and Ahn, C.N., 2006a.

Antioxidative and probiotic properties of Lactobacillus gasseri NLRI-312 isolated from Korean infant feces. Asian-Aust. J. Anim. Sci. :19: 1335-1341.

Kim, H.S., Chae, H.S., Jeong, S.G., Ham, J.S., Im, S.K., Ahn, C.N., and Lee, J.M.

2006b. In vitro antioxidative properties of lactobacilli. Asian-Aust. J. Anim. Sci. :19. (2) : 262-265.

Kumar, M., Nagpal, R., Kumar, Hemalatha, R., Verma,V., Kumar, A., Chakraborty, C.,

Singh, B., Marotta, F., Jain, S., and Yadav, H., 2012. Experimental Diabetes Research. Article ID 902917, 14 pages doi:10.1155/2012/902917

24

Kullisaar, T., Zilmer, M,, Mikelsaar ,M., Vihalemm, T., Annuk, H., Kairane, C., Kilk, A. 2002. Two antioxidative Lactobacilli strains as promising probiotics. Int. J. Food Microbiol.:72: 215-224.

Lee, D.K., Jang, S., Baek, E.H., Kim, M.J., Lee, K.S., Shin, H.S., Chung, M.J., Kim,

J.E., Lee, K.O., and Ha, N.J. 2009. Lactic acid bacteria affect serum cholesterol levels, harmful fecal enzyme activity, and fecal water content. Lipids in Health and Disease. :8: 21

Lee, J., Hwang, K., Chung, M.Y., Chao, D.H., and Park, C.S. (2005). Resistance of

Lactobacillus casei KCTC 3260 to reactive oxygen species (ROS): Role for a metal ion chelating effect. J. Food Science: 70: 388-391.

Lin, M.Y., and Yen, C.L. 1999. Antioxidative ability of lactic acid bacteria. J. Agric.

Food Chem. : 47 : 1460–1466. Lutgendorff, F., Trulsson, L.M., van Minnen, L.P. 2008. Probiotics enhance pancreatic

glutathione biosynthesis and reduce oxidative stress in experimental acute pancreatitis. Am. J. Physiol. Gastrointest Liver Physiol.: 295: G1111–G1121.

Musenga, A., Mandrioli, R., Bonifazi, P., Kenndler, E., Pompei, A., and Raggi, M.A.

2007. Sensitive and selective determination of glutathione in probiotic bacteria by capillary electrophoresis-laser induced fluorescence. Anal Bioanal Chem. : 387 : 917–924.

Marteau, P.R., de Vrese, M., Cellier, C.J., and Schrezeenmeier, J. 2001. Protection from

gastrointestinal deseases with the use of probiotics. Am. J. Clin. Nutr.: 73: 430S-436S.

Neha, A., Kamaljit, S., Ajay, B., dan Tarun, G., 2012. Probiotic: as effective treatment

of diseases. www.irjponline : 3 (1): 96 – 101 Namiki, M. (1990). Antioxidants/antimutagents in foods. CRC Crit. Rev.Food Sci. Nutr.

29: 273-300. Ooi, L.G. dan Liong, M. T. 2010. Cholesterol-Lowering Effects of Probiotics and

Prebiotics: A Review of in Vivo and in Vitro. Int. J. Mol. Sci.: 11(6): 2499–2522. Pato, U. 2003. Potensi bakteri asam laktat yang diisolasi dari dadih untuk menurunkan

resiko penyakit kanker. Jurnal Natur Indonesia : 5(2): 162-166. Pompella, A., Visvikis, A., Paolicchi, A., De Tata V., and Casini , A.F. 2003. The

changing faces of glutathione, a cellular protagonist. Biochem Pharmacol. : 66 : 1499–1503.

http://www.irjponline/

25

Peran, L., Camuesco, D., and Comalada, M. 2006. Lactobacillus fermentum, a probiotic

capable to release glutathione, prevents colonic inflammation in the TNBS model of rat colitis. Int. J. Colorectal Dis. : 21 : 737–746.

Pant. N., Marcotte, H., Brussow, H., Svensson, L., and Hammarstrom, L. 2007.

Effective Prophylaxis Against Rotavirus Diarrhea Using a Combination of Lactobacillus rhamnosus GG and Antibodies. BMC Microbiol. :7 (86): 2180 – 2187.

Sujaya, I N., Utami, D, N.M., Suariani, N.L.P., Widarini, N.P., Nocianitri, K.A.,

Nursini, N.W.. 2008a. Potensi Lactobacillus Spp. Isolat Susu Kuda Sumbawa Sebagai Probiotik. J. Vet. : 9 : 33-40.

Steel, R.G.D. dan Torrie, J.H. 1993. Prinsip dan prosedur statistic. Penerjemah Bambang

Sumantri, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Sulistyowati. 2008. Pemanfaatan Yoghurt Sebagai Bahan Penurun Trigliserida Darah

Manusia. WAHANA :51 (2) : 18-26. Sanders, M. E. 2000. Symposium: Probiotic Bacteria: Implications Sujaya, I N., Minamida, K., Sone, T., Yokota, A., Asano, A. and Tomita, F. 2003.

Effects of Long Term Ingestion of DFAIII on Human Intestinal Microbiota. Ann. Meeting of Japan Society for Lactic Acid Bacteria, Tokyo.

Salminen, S., Wright, A.V., and Ouwehand, A., 2004. Lactic acid bacteria,

microbiological and functional aspects. Marcel Dekker Inc. USA. Salazar-Lindo, E., Figueroa-Quintanilla, D., Caciano, M. I., Reto-Valiente, V.,

Chauviere, G. and Colin, P. 2007. Effectiveness and Safety of Lactobacillus LB in the Treatment of Mild Acute Diarrhea in Children. J. Ped. Gastroenterol. Nutr. : 44 : 571-576.

Torii, S., Torii, A., Itoh, K., Urisu, A., Terada, A., Fujisawa, T., Yamada, K., Suzuki, H.,

Ishida, Y., Nakamura, F., Kanzato, H., Sawada, D., Nonaka, A., Hatanaka, M., and Fujiwara, S. 2010. Effects of Oral Administration of Lactobacillus acidophilus L-92 on the Symptoms and Serum Markers of Atopic Dermatitis in Children. Int. Arch. Allergy Immunol. :154(3): 236-245

Tabbers, M.M. and Benninga, M.A.. 2007. Administration of Probiotic Lactobacilli to

Children With Gastrointestinal Problems : There is Still Little Evidence. Ned. Tijdschr. Geneeskd. : 151 (40) : 2198 – 2202

26

Uni, I. A. S. M. 2012. Isolasi Bakteri Asam Laktat Penghidrolisis Garam Empedu dari Feses Bayi dan Uji Ketahanannya Terhadap pH Rendah untuk Pengembangan Probiotik. Skripsi. Jurusan Biologi, Fakultas MIPA. Unud. Denpasar.

Valko, M, et aI, 2006, Free radical, metal and antioxidant in oxidative stress inducced

cancer, J.Chem-BioI, Rusia :160 : 1-40. Vaughan, E.E., de Vries, M.C., Zoetendal, E.G., Ben-Amor, K., Akkermans, A.D.L.,

and de Vos, W. M. 2002. The Intestinal LABs. Antonie Van Leeuwenhoek. : 82(1-4):341-352.

WHO (World Health Organization). 2004. Death From Conorary Heart Disease, Risk

Factor : Lipid, Available : www. WHO.int/06lipids040527 (Accessed : 2011, April 12)

Zhang, Y., Du, R., Wang, L., Zhang, H. 2010. The antioxidative effects of probiotic

Lactobacillus casei Zhang on the hyperlipidemic rats. Eur. Food Res. Technol. : 231:151–158

27

Lampiran

a. Isolat yang telah di refresh b. Uji penghambatan peroksidasi lipid

c. Uji Penangkapan radikal hidroksil d. Uji pengikatan ion logam Fe

aktivitas antioksidan lactobacillus spp isolat feses bayi untuk ... · bakteri asam laktat yang...

Documents