produk susu probiotik dan kesehatan pencernaanfoodreview.co.id/seminarjuli2018/[prof. betty]...

Produk Susu Probiotik dan Kesehatan Pencernaan

Betty Sri Laksmi Jenie

Department of Food Science and Technology

Bogor Agricultural University

SRIKANDI FOUNDATION for Food Safety

In-depth Seminar Seafast Center IPB

July 12, 2018 BOGOR

Betty Sri Laksmi Jenie, IPB

OUTLINE

• Definisi dan pasar probiotik

• Sifat-sifat dan peranan probiotik dalam kesehatan dan

penyakit

• Pengembangan pangan probiotik

• Mikroorganisme probiotik yg tersedia secara komersial

• Potensi strain indigenus Indonesia sebagai probiotik

• Kesimpulan


Definisi Probiotik

FAO (2006) : probiotik adalah organisme hidup yang bila

diberikan dalam jumlah cukup akan memberikan manfaat kesehatan pada inangnya


Fuller 1989:

organisme komensal yg dpt dimanfaatkan untuk pengobatan (terapi) memberikan efeknya

dengan secara positif memengaruhi interaksi normal mikroba-mikroba dan inang-mikroba

(Sleator, 2010)

Probiotik sebagai pangan fungsional

• Probiotik sudah sejak lama dikomersialisasi

• Probiotik dewasa ini semakin populer tidak hanya secara global tetapi juga di Indonesia.

• Tren ini seiring dengan meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya kesehatan.

• Hal ini terlihat dari meningkatnya konsumsi produk pangan fungsional di masyarakat.



Pasar global probiotik (mayoritas: berbasis susu)

2015

US$ 31,1 miliar

2008

US $ 16 milyar

2013

US $ 19,6 milyar

2018

US$ 44,9 miliar

Pangan Fungsional BPOM (Badan Pengawas Obat dan Makanan 2005) mendefinisikan pangan fungsional (termasuk probiotik) sebagai pangan yang secara alami maupun telah mengalami proses (produk olahan) :

mengandung satu atau lebih komponen fungsional yang berdasarkan kajian ilmiah memiliki fungsi fisiologis tertentu,

terbukti tidak membahayakan dan

bermanfaat bagi kesehatan.


Teori Metchnikoff • Probiotik diperkenalkan pertama kali di awal abad 20

oleh Ilya Metchnikoff peneliti Rusia pemenang Hadiah Nobel, ketika menjelaskan usia panjang dari orang Eropa Timur terkait dengan konsumsi susu yang difermentasi oleh bakteri asam laktat (BAL).

• Teori Metchnikoff:

• mikroba proteolitik di dalam kolon memproduki senyawa beracun yang bertanggung jawab terhadap proses penuaan diduga konsumsi susu fermentasi akan menutupi kolon dengan BAL menurunkan pH usus menekan bakteri proteolitik memperlambat proses penuaan (Gordon 2008).


Sifat2 Probiotik

Beberapa sifat dasar yang perlu dimiliki suatu organisme untuk menjadi kandidat probiotik yang baik, telah diusulkan oleh FAO/WHO (2002):

1. Probiotik termasuk kelompok GRAS (Generally Recognized as Safe) (FAO/WHO 2002). Strain probiotik bersifat nonpatogenik yang mewakili mikrobiota normal usus dari inang tertentu (Salminen et al. 2004).

2. Mudah diproduksi, mampu tumbuh dalam sistem produksi skala besar, dan tetap bertahan hidup selama pengolahan dan penyimpanan (FAO/WHO 2002; Salminen et al. 2004; Sunny-Roberts dan Knoor 2008).


4) Dapat menempel pd epitelium usus inangnya dan mampu mengkolonisasi saluran usus (Nitisinprasert et al. 2006; Tuomola et al. 2001; Bourlioux et al. 2003; Salminen et al. 2004).

5) Terdapat dalam jumlah yang tinggi dalam usus sehingga mampu tumbuh dan bermetabolisme dengan cepat (Salminen et al. 2004).

6) Bersifat antagonistik terhadap bakteri patogen (FAO/WHO 2002; Agostoni et al. 2004; Salminen et al. 2004).


Sifat2 Probiotik

3) Dapat bertahan hidup dlm kondisi asam lambung dan kons garam empedu tinggi dlm usus halus (FAO/WHO 2002;

Salminen et al. 2004; Sunny-Roberts dan Knoor 2008).

Kriteria untuk penggunaan probiotik pada manusia (Borchers et al. 2009)

(1) Teridentifikasi lengkap pada tingkat genus, spesies, dan strain

• Standar emas (gold standard) untuk identifikasi spesies adalah hibridisasi DNA–DNA; penentuan sekuen16S rRNA sebagai pengganti yang sesuai, terutama bila uji fenotipik digunakan untuk konfirmasi

• Strain typing perlu dilakukan dengan pulsed-field gel electrophoresis (PFGE)

• Strain harus dideposit di suatu koleksi kultur internasional



(2) Aman digunakan dalam pangan dan penggunaan klinis

• Nonpatogen

• tidak mendegradasi mukosa usus

• tidak membawa gen resisten antibiotik yang dapat ditransfer

• tidak mengkonjugasi asam empedu

• rentan terhadap antibiotik


(3) Mampu sintas transit usus

• toleran terhadap asam dan empedu

(4) Mampu menempel pada mukosa usus

(5) Mampu mengkolonisasi usus manusia atau vagina (paling sedikit sementara)

(6) Memproduksi senyawa antimikroba



(7) Mampu melakukan antagonis terhadap bakteri patogen

(8) Memiliki dokumen klinis dan efek kesehatan yang divalidasi

• Paling sedikit ada 2 studi satu fase, lebih disukai konfirmasi hasil independen oleh pusat/institusi lain

(9) Stabil selama pengolahan dan penyimpanan



Peranan probiotik dlm kesehatan dan penyakit

• Efek thd kesehatan dan penyakit pada manusia Efek Nutrisi o Lactose Maldigestion

o b-Galactosidase dlm produk susu Fermentasi

Pencegahan dan treatment infeksi oral dan karies gigi

Pencegahan dan treatment diare o Diare akut (Rotavirus) pada anak2

o Diare terkait antibiotik

o Diare terkait Clostridium difficile


Respon imun nonspesifik

• murine macrophage-like cell line dibiakkan dgn ekstrak bebas sel LA-5, memperkuat fagositosis partikel inert atau Salmonella hidup

• Induksi senyawa pemberi sinyal reaksi imun, (sitokin) , juga dipengaruhi oleh LA-5.



10 strain BAL dibandingkan kemampuan induksi pelepasan tiga sitokin : tumor necrosis factor alpha

(TNF-a), interleukin-6 (IL-6), dan IL-10.

LA-5 secara signifikan menginduksi TNF >

LPS (kontrol)


Respon imun spesifik


Diimunisasi secara oral dgn toksin kolera

Tikus

Yogurt konvensional

Susu tanpa fermentasi (kontrol)

Yogurt + LA-5

Yogurt +BB-12

Konsentrasi antibodi spesifik toksin kolera lbh tinggi dlm feses dan serum tikus yg diberi LA-5, dan BB-12

dibandingkan dgn grup yogurt konvensional dan susu

Efek kesehatan lain LA-5 pd manusia : dpt menghambat pertumbuhan sel kanker payudara pd manusia

Pada pasien dgn leukemia akut pemberian LA-5 dan BB-12 selama dan sesudah kemoterapi secara nyata menunda kejadian demam, dari hari ke 8 pd kelompok plasebo menjadi hari ke 12 pd kelompok probiotik

Perbaikan metabolisme lemak dgn mereduksi kolesterol baik pd manusia maupun tikus



• Diare yg diinduksi radiasi,

• Traveler’s Diarrhea

• Diare pada pasien yg makan melalui selang (Tube-Fed)

Mencegah diare

Treatment Irritable Bowel Syndrome (IBS)

Pencegahan dan treatment Inflammatory Bowel Diseases (IBD)

Mencegah konstipasi

Treatment infeksi H. pylori

Pencegahan infeksi pasca-operasi


Pencegahan dan treatment infeksi saluran pernafasan

Pencegahan dan treatment penyakit alergi

Efek antitumor

Reduksi serum kolesterol

Penguatan respon vaksin



Efek antidiabet

L. reuteri GMNL-263 dan L. casei Zhang


Meningkatkan: resistensi insulin dan

toleransi glukosa (Hsieh et al. 2013 dan

Zhang et al. 2013).

L. rhamnosus pada tikus-tikus diabet

baru lahir yang diinduksi dengan

streptozotosin

Menurunkan: kadar glukosa darah

dan memperbaiki hiperglikemia

(Tabuchi et al. 2003).

L. rhamnosus GGFMO528

Meningkatkan: toleransi thd glukosa

dan sekresi sitokin pada tikus diabet tipe

2 yang diinduksi dengan streptozotosin

dan diberi pakan lemak tinggi

(Chen et al. 2014)

Pemberian oral:

Dosis (jumlah probiotik) yg efektif Badan/peneliti Dosis minimal Saran dosis terapi

harian

FAO/WHO 2002 106–108 CFU g-1

IDF (Int Dairy Federation)

106–108 CFU g-1

FDA 106 CFU ml-1.

Shah 2000 106 CFU g-1 108–109 CFU g-1

Hatting dan Viljoen (2001)

108 CFU g-1


Dosis Efektif unt efek probiotik

• Diare akut (Rotavirus) pada anak

• Diare terkait antibiotik

Kombinasi L. acidophilus / bifidobacteria atau Streptococcus thermophilus

L. rhamnosus GG atau Saccharomyces boulardii

• Aplikasi tunggal

• Helicobacter pyroli


Strain probiotik yang paling sering digunakan Bifidobacterium

• B. bifidum,

• B. infantis,

• B. breve,

• B. animalis,

• B. adolescentis,

• B. longum,


Termasuk bakteri gram positif fakultatif yang normal hidup dalam usus besar manusia dan sebagian merupakan mikroflora anaerobik (Liong 2007).

Strain BAL lain dengan sifat probiotik antara lain: • Enterococcus faecium, • E. faecalis, dan • Lactococcus lactis subsp. lactis (Tannock 1999; Bourlioux et al. 2003; Savadogo et al. 2006; Ishibashi dan Yamazaki 2001; Makarova dan Koonin 2007).

Lactobacillus

• L. acidophilus,

• L. casei,

• L. fermentum,

• L. plantarum, dan L. reuteri.

Strain Klaim kesehatan

Lactobacillus acidophilus NCDO 1748, 444

• Melawan dampak negatif antibiotik pd flora normal GI

• Mengikat mutagen secara in vitro dan pd studi hewan

Lactobacillus acidophilus NCFM, 447

• Reduksi gejala lactose intolerance pd anak2

• Mengurangi sakit perut • Mereduksi kejadian gejala infeksi

pernafasan umum spt demam, batuk runny nose pd anak2

• Efek immunomodulatory


Mikroorganisme probiotik komersial


Lactobacillus casei Shirota, 449

Perbaikan fungsi usus pd pasien SBS (short bowel syndrome) dgn terapi sinbiotik

Efek bermanfaat pd pasien dgn gejala konstipasi kronis /double-blind, placebo-controlled, randomized study

Pencegahan yg aman dan efektif thd kambuhnya kanker kandung kemih superfisial dgn pemberian oral /randomized, controlled double-blind trial (asupan LcS mengurangi risiko kanker kandung kemih/case-control study




Lactobacillus casei Shirota, 449

• Efek bermanfaat pd pasien gejala pencernaan konstipasi kronis /double-blind, placebo-controlled, randomized study

Menunda kejadian gejala alergi yg /randomized double-blind, placebo-controlled study




Lactobacillus gasseri OLL2716 (LG21)

• Penelanan yogurt LG21 menurunkan jumlah H. pylori dan meningkatkan inflamasi mukosa perut

• Efek antitumor

Lactobacillus paracasei ssp paracasei, L. casei

• Mereduksi diare • Meningkatkan sistem imun




Lactobacillus rhamnosus GG, LGG, 469

• Mereduksi gejala terkait • Mempersingkat durasi diare akut • Meningkatkan IgE-terkait

dermatitis atopic pd bayi • Mereduksi dermatitis atopik pd

bayi berisiko tinggi

Lactobacillus rhamnosus HN001 dan Bifidobacterium lactis HN019

• Sifat modulasi imun • Memproteki thd penyakit

pencernaan • Mereduksi kejadian dan prevalensi

disentri




LGGEXTRA kombinasi probiotik multispesies

• Memiliki potensi besar unt mempertegas respon imun, shg mampu mereduksi risiko infeksi dan membantu pengobatan infeksi.

• LGG Extra dikembangkan unt menghilangkan gejala saluran pencernaan, selain infeksi, khususnya pada populasi dewasa Gangguan yg paling umum adalah IBS




Bifidobacterium animalis ssp. lactis, BB-12, 480

• Mereduksi kejadian diare dan menutupi rotavirus pd anak2 di rumah sakit

• Formula dgn BB-1 dan TH-4 dikaitkan dgn frekuensi kolik, iritasi dan penggunaan antibiotik pd bayi usia 24 bulan, yg secara nyata lbh rendah, pd bayi berusia 3-24 bulan

• Bila dibandingkan dgn formula tanpa suplementasi, BB-12 memberi dampak menghambat pembentukan tumor dan juga thd metabolisme lemak




Bifidobacterium breve Strain Yakult, 485

• Kesehatan saluran pencernaan bayi • Menghambat karsinogenesis

payudara yg diinduksi PhIP-pd tikus dgn memberi pakan FSM pd tikus

• Efek menekan jumlah ACF dgn mengkolonisasi B. Breve pd tikus yg diberi GB secara oral

• Menghancurkan Campylobacter dan memulihkan flora usus normal yg terkena Campylobacter enteritis/randomized trial




Bifidobacterium longum Strains BL46 and BL2C—Probiotics for Adults and Ageing Consumers

• Pergerakan usus yg lbh sering pd lansia

• Efektif thd Staphylococcus aureus. • BL46 memiliki aktivitas antimikroba

thd Helicobacter pylori dan Escherichia coli

• Memberi efek modulasi sistem imun oleh BL2C dan BL46 lbh bersifat anti-inflamasi drpd proinflamasi.

• Mampu mengikat aflatoxin B1 • Efektif mengikat PB dan cadmium Betty Sri Laksmi Jenie, IPB



Bifidobacterium longum BB536

Efek yg kuat dlm memperbaiki : • Lingkungan usus, • Stimulasi imun, • Menekan infeksi bakteri • Mereduksi risiko kanker, dan

mencegah serta mengobati gangguan alergi.

• Menurunkan serum kolesterol dan mempertegas kekuatan tulang (BB536).



Fermented Durian

(Tempoyak)

Fermented

fish

Sauerkraut

Fermented

Cucumber


Sources of LACTIC ACID BACTERIA in various Indonesian foods

Sources of LACTIC ACID BACTERIA in various Indonesian foods

Mandai :

Fermented champeden

exocarp

Betty S.L. Jenie 2016

Fresh beef

Fermented buffalo

milk (dadih)


Potensi Probiotik indigenus (studi in vivo)

• BAL sauerkraut : Hipokolesterolemik

• Antilisteria

• Antidiabet

• BAL daging sapi : Antidiare thd EPEC

• Meningkatkan sistem imun

• BAL mandai : Antidiare

• Meningkatkan sistem imun


Identitas strain dan studi klinis

penting untuk menghubungkan suatu strain dgn efek kesehatan spesifik dan melakukan studi

surveilan dan epidemiologi yg akurat

Eksplorasi dan seleksi dari bbg sumber diperlukan untuk memperoleh strain potensial


Studi klinis pd manusia

(double blind, randomized, placebo controlled) Fase 1 : keamanan Fase 2 : efektivitas

Inkorporasi Probiotik ke dalam Pangan

Lima hal utama unt tujuan memasukkan probiotik ke dalam pangan:

1. Menyeleksi kombinasi strain probiotik/jenis pangan yg cocok


2. Menggunakan kondisi pengolahan pangan yg cocok dgn sintasan probiotik tanpa berdampak pd rasa & tekstur produk

3. Bila diperlukan fermentasi, pastikan bhw matriks pangan akan mendukung pertumbuhan probiotik

4. Pilih matriks produk, pengemas, dan kondisi lingkungan unt memastikan sintasan probiotik yg cukup melalui rantai suplai produk dan selama penyimpanan produk

5. Pastikan penambahan probiotik tdk adv


Probiotic Ingredients

• Suplai probiotik umumnya dlm bentuk : bubuk kering (kering-beku atau kering-semprot (1010–1012 cfu/g) atau konsentrat beku (109–1010 cfu/g )

• Bila diterima sbg ingridien probiotik hrs disimpan dgn benar sesuai instruksi produsen pembuat unt menghindari susut jumlah probiotik hidup.



Ingridien Probiotik

• Untuk bubuk kering: penyimpanan dlm kondisi dingin, mencegah air atau kelembaban,

• Untuk kultur beku, penting menjaga suhu konstan dan mencegah freeze–thawing ulang

• Probiotik dapat dicampur ke dalam pangan dan minuman ringan dgn bbg cara

• Pencampuran kering ke dalam pangan dan bubuk spt formula bayi

• Disebarkan ke dalam produk cair atau semi-cair spt jus atau es krim

• Diinokulasi ke dalam produk fermentasi spt yogurt dan susu fermentasi.



Faktor2 yg mempengaruhi viabilitas probiotik dalam pangan:


Pemilihan kombinasi organisme probiotik /pangan,

Status fisiologis dari probiotik Suhu pH aktivitas air

Oksigen

Toksisitas ingridien

Faktor pertumbuhan

ingridien yg memproteksi dan sinergis

Freeze–Thawing

• Sheer Forces (highspeed

blending/homogenization)

Sinbiotik

Sistem Penghantaran : mikroenkapsulasi dan alat penghantar

Pangan probiotik

Alat penghantar (Delivery devices)

• Pendekatan lain unt mempertahankan viabilitas porbiotik unt periode lama pd suhu kamar adalah dgn memisahkan probiotik dari pangan dan udara secara fisik.

• Probiotik dikemas dalam sachet tertutup , pangan atau minuman dicampur sesaat sblm dikonsumsi

• Kemasan dan sistem penghantaran yg inovatif telah dikembangkan :

• Contoh: – drinking straws (sedotan) mengandung probiotik kering

dilepaskan ke dalam minuman melalui sedotan – Tutup minuman ( drink cap) yg mengandung probiotik kering

dilepaskan ke dalam minuman ketikan penutup dibuka


TANTANGAN PENGEMBANGAN PANGAN PROBIOTIK

• Mikroenkapsulasi merupakan suatu teknologi perlindungan terhadap sel bakteri, antara lain dgn:

• metode ekstrusi, emulsi, dan spray drying (Borgogna et al. 2010)

Viabilitas probiotik umumnya mengalami penurunan selama: proses pengolahan produk pangan, pada kondisi penyimpanan pangan serta saat dikonsumsi melewati sistem saluran

pencernaan (Semyonov et al. 2010), Jenie et al. 2013).


Tantangan dalam pengembangan pangan probiotik

Probiotik terenkapsulasi dalam manik-manik alginat memiliki sifat-sifat yang lebih unggul dibandingkan probiotik bebas tanpa enkapsulasi seperti:

lebih tahan panas (60oC), tahan asam (pH 1.5) dan garam empedu 2% serta mempunyai sintasan (survival) lebih baik selama

penyimpanan dingin (Jayalalitha et al. 2011). Hasil penelitian Purnasari et al. (2015); Jati et al. (2015)

dan Ningtyas et al. (2015) juga menunjukkan bahwa mikroenkapsulasi probiotik menghasilkan sintasan yang lebih baik dan umur simpan yang lebih lama dalam sistem pangan.


Mikroenkapsulasi Probiotik


Alginat 500x

Alginat + Kitosan (500x)

Alginat 5000x

Alginat + Kitosan (5000x)

• Probiotik bermanfaat dlm kesehatan pencernaan dan

dapat melawan penyakit

• Klaim kesehatan probiotik bersifat spesifik strain dan

memberi peluang pengembangan strain probiotik

indigenus

L. plantarum BSL (dari asinan kubis) berpotensi

menurunkan kolesterol (hypocholesterolemic),

antilisteria dan antidiabet

L. plantarum MB (dari mandai) dan L. plantarum 2B4

(daging sapi) sebagai antidiarrhea

• Berbagai pangan probiotik non-susu berbasis buah

lokal berpotensi untuk dikembangkan dgn aplikasi

teknik mikroenkapsulasi.


THANK YOU


produk susu probiotik dan kesehatan pencernaanfoodreview.co.id/seminarjuli2018/[prof. betty]...

Documents