1 Efek Yogurt terhadap Pertumbuhan Bakteri Porphyromonas

Efek Yogurt terhadap Pertumbuhan Bakteri Porphyromonas gingivalis ATCC
33277
Pritami Arista, Hedijanti Joenoes, Sri Redjeki
Corresponding address : Department of Oral Biology, Faculty of Dentistry, Universitas
Indonesia. Jalan Salemba Raya No. 4 Jakarta Pusat 10430 Indonesia. Phone: +62 21
31906289, Fax: +62 21 31906289
Email: [email protected] (Pritami Arista)
1 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
Abstract
Yogurt is a popular food and gives health benefits when consumed in sufficient amounts.
A research stated that probiotic bacteria in yogurt had the ability to reduce the number of
periodontal pathogens. The aim of this study is to analyze the effect of yogurt on the
growth of Porphyromonas gingivalis, a periodontal pathogen. 20%, 40%, 60%, 80%, and
100% yogurt concentrations was inoculated with P. gingivalis and the number of colonies
of P. gingivalis formed on blood agar was counted. The results showed that the number
of colonies of formed on blood agar decreased with higher concentrations of yogurt. In
Abstrak
Yogurt adalah makanan yang banyak digemari masyarakat saat ini dan bermanfaat pada
kesehatan secara umum bila dikonsumsi dengan cukup. Penelitian terdahulu menyatakan
bahwa bakteri probiotik dapat mengurangi jumlah bakteri patogen periodontal. Penelitian
ini
bertujuan
untuk
mengetahui
efek
yogurt
terhadap
pertumbuhan
bakteri
Porphyromonas gingivalis, yang merupakan salah satu bakteri patogen periodontal.
Yogurt dengan konsentrasi 20%, 40%, 60%, 80%, dan 100% diinokulasikan dengan
bakteri P. gingivalis dan kemudian dilakukan penghitungan jumlah koloni bakteri P.
gingivalis yang tumbuh pada media blood agar. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa
jumlah koloni bakteri P. gingivalis pada media blood agar menurun sesuai dengan
meningkatnya konsentrasi yogurt.
Keywords:
Yogurt, Porphyromonas gingivalis
2 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
PENDAHULUAN
Yogurt berasal dari kata “jugurt” dalam bahasa Turki yang mendeskripsikan
makanan fermentasi yang memiliki rasa asam. Menurut FAO/WHO (Food and
Agriculture Organization/World Health Organization) pada tahun 1977, yogurt adalah
produk susu yang difermentasi.(1) Yogurt mengandung bakteri probiotik, yaitu mikroba
hidup yang dapat memberi manfaat bagi host dengan memperbaiki keseimbangan bakteri.
Yogurt merupakan hasil fermentasi asam laktat dari susu oleh bakteri
Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus, yang merupakan bakteri
probiotik jenis Lactic Acid Bacteria (LAB). S. thermophilus dan L. bulgaricus disebut
starter culture karena kedua bakteri ini memulai fermentasi asam pada proses pembuatan
yogurt. Saat jumlah asam laktat yang terproduksi sudah cukup, susu akan terkoogulasi
dan membentuk yogurt. Selain S. thermophilus dan L. bulgaricus, Lactic Acid Bacteria
lainnya juga sering ditambahkan ke dalam yogurt untuk memberikan ciri khas bagi
yogurt.(1,2)
Istilah probiotik berasal dari kata Yunani yang memiliki arti “untuk hidup”.
Bakteri probiotik juga dapat memiliki arti “friendly bacteria” atau “good bacteria”.(3)
Food and Agriculture Organization of the United Nations dan World Health Organization
mengartikan probiotik sebagai “mikroorganisme hidup yang memberikan manfaat
kesehatan bagi host jika dikonsumsi dalam jumlah yang cukup”.
Lactic Acid Bacteria (LAB) adalah jenis bakteri probiotik yang non patogen, non
toxigen, positif Gram, dan fermentatif. LAB memiliki peran dalam produksi asam laktat
dari karbohidrat, sehingga dapat digunakan untuk fermentasi makanan.(4) Kegunaan
utama LAB adalah untuk memproduksi produk-produk susu, selain itu, LAB juga
3 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
digunakan untuk fermentasi berbagai macam produk makanan. LAB juga memiliki efek
preservatif dan terapeutik.(5)
Bakteri
probiotik
memiliki
beberapa
mekanisme
dalam
menghambat
pertumbuhan bakteri patogen. Bakteri probiotik dapat bekerja dengan cara membentuk
biofilm yang bekerja sebagai lapisan pelindung bagi jaringan oral. Terbentuknya biofilm
akan menyebabkan bakteri periodontal tidak dapat beradhesi terhadap permukaan oral.
Selain itu, bakteri probiotik dapat memodifikasi lingkungan sekitar dengan mengubah pH
dan/atau potensi reduksi-oksidasi. Bakteri probiotik dapat berkompetisi dengan bakteri
kariogenik dan patogen periodontal untuk mendapatkan zona adhesi, nutrisi dan growth
factors.(3,6) Bakteri probiotik juga mengekskresi faktor-faktor antimikrobial seperti
defensin, bakteriosin, hidrogen peroksida, nitrogen monoksida, asam laktat, dan asam
asetat.(6)
Sebuah penelitian di Jepang oleh K. Hojo et al., 2005 yang tidak dipublikasikan
dalam jurnal mengenai efek yogurt pada mikrobiota oral manusia dan halitosis
membuktikan bahwa konsumsi yogurt dapat mengurangi kadar halitosis. Penelitian ini
menyimpulkan bahwa konsumsi yogurt dapat mengurangi komponen bau mulut dan
bakteri-bakteri patogennya. Penelitian lain di Cina telah membuktikan bahwa yogurt
memiliki efek inhibisi terhadap bakteri-bakteri patogen periodontal. Penelitian ini sejalan
dengan penelitian sebelumnya di Jepang yang mengatakan bahwa bakteri penyebab
halitosis merupakan bakteri patogen periodontal, antara lain Porphyromonas, Prevotella,
Fusobacterium, dan Treponema.(7)
Porphyromonas gingivalis adalah bakteri anaerob obligat negatif Gram
berpigmen hitam yang merupakan flora normal rongga mulut dan merupakan salah satu
4 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
bakteri patogen periodontal. P. gingivalis seringkali diisolasi dari poket periodontal
pasien dengan periodontitis lanjut dan diketahui merupakan patogen utama periodontitis.
P. gingivalis banyak terdapat di daerah subgingival, terutama pada pasien dengan
penyakit periodontal, dan juga pada lidah dan tonsil.(8)
Spesies
ini
termasuk
spesies
yang
assacharolytic,
yaitu
tidak
dapat
memetabolisme karbohidrat untuk menghasilkan energi, dan bersifat proteolitik, yaitu
dapat memetabolisme protein menjadi polipeptida yang lebih kecil atau asam amino.
Porphyromonas gingivalis memerlukan peptida, senyawa besi yang diperoleh dari heme
dan vitamin K untuk pertumbuhan.(9)
P. gingivalis merupakan bakteri yang proteolitik, sehingga proteolisis merupakan
salah satu mekanisme kerja dari P. gingivalis. Proteolisis adalah pemecahan protein
menjadi polipeptida atau asam amino. Proteolisis oleh P. gingivalis menyebabkan pH
yang alkaline pada poket periodontal, yaitu 7.4-7.8, dimana pH normal mulut adalah 6.9.
Perkembangan dan aktivitas enzim oleh P. gingivalis membaik pada kondisi
perkembangan yang alkalin.(8)
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek yogurt terhadap pertumbuhan
koloni bakteri Porphyromonas gingivalis, serta mengetahui efek berbagai konsentrasi
yogurt terhadap pertumbuhan koloni bakteri Porphyromonas gingivalis.
METODE PENELITIAN
Penelitian eksperimental laboratorik dengan menggunakan sampel bakteri
Porphyromonas gingivalis ATCC 33277 yang diambil dari stok lemari pendingin bersuhu
-80° C Laboratorium Biologi Oral FKG UI. Terdapat 6 kelompok perlakuan yaitu kontrol
5 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
dan kelompok perlakuan menggunakan yogurt dengan konsentrasi 20%, 40%, 60%, 80%,
dan 100%. Yogurt yang digunakan dalam penelitian ini adalah yogurt plain dengan
komposisi susu segar, susu skim, dan kandungan bakteri probiotik Streptococcus
thermophilus, Lactobacillus acidophilus 9,6 x 108, dan Bifidobacterium 2,5 x 108 koloni
per sajian (125 gr) yogurt. Kelompok kontrol adalah bakteri Porphyromonas gingivalis
tanpa pemberian yogurt.
Untuk mendapatkan kultur bakteri P. gingivalis, diambil stok bakteri dari lemari
pendingin sebanyak 10 µL yang kemudian dicampurkan dengan BHI Broth sebanyak 10
mL pada tabung reaksi. Kemudian tabung reaksi tersebut diinkubasi dalam keadaan
anaerob dengan suhu 37° C selama 1x24 jam. Untuk mendapatkan koloni bakteri P.
gingivalis, dilakukan penggoresan hasil biakan bakteri pada media BHI Broth pada media
blood agar yang kemudian diinkubasi dalam keadaan anaerob dengan suhu 37° C selama
3x24 jam.(10)
Untuk mendapatkan yogurt dalam berbagai konsentrasi, digunakan rumus
%=
Volume yogurt (ml)
Volume total (ml)
! 100% dengan volume total hingga 5 mL. Yogurt dicampurkan
dengan BHI Broth ke dalam tabung reaksi agar bakteri probiotik dalam yogurt memiliki
media untuk dapat tumbuh. Setelah dicampurkan, vortex setiap tabung reaksi berisi
yogurt dalam konsentrasi 20%, 40%, 60%, 80%, dan 100% agar yogurt dan BHI Broth
tercampur secara homogen.
Pembuatan
larutan
induk
bakteri
Porphyromonas
gingivalis
dilakukan
menggunakan standar McFarland 0.5 dengan pengenceran 100x (10-2) agar konsentrasi
bakteri yang direaksikan dengan yogurt seragam. Diketahui bahwa konsentrasi
McFarland 0.5 adalah 1,5 x 108 CFU/mL, maka, dengan pengenceran sebanyak 100x,
6 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
konsentrasi bakteri P. gingivalis yang digunakan pada penelitian ini adalah 1,5 x 106 CFU/mL. Tabung reaksi yang berisi PBS ditambahkan dengan koloni bakteri P.
gingivalis yang diambil dari hasil pembiakan bakteri pada media blood agar
menggunakan ose. Tambahkan koloni bakteri P. gingivalis hingga kekeruhan larutan
sama dengan kekeruhan pada larutan kontrol standar McFarland 0.5. Kemudian larutan
tersebut disentrifugasi untuk memisahkan larutan PBS dengan pelet bakteri P. gingivalis
dan larutan PBS digantikan dengan BHI Broth dalam volume yang sama.(11)
Setelah
didapatkan
larutan
induk
Porphyromonas gingivalis,
dilakukan
pengenceran sebanyak 100x. Kemudian larutan bakteri sebanyak 100 µL dicampurkan
dengan yogurt dalam berbagai konsentrasi masing-masing sebanyak 900 µL ke dalam
epis. Pada kelompok kontrol, larutan bakteri sebanyak 100 µL dicampurkan dengan BHI
Broth sebanyak 900 µL. Epis-epis tersebut kemudian diinkubasi dalam keadaan anaerob
dengan suhu 37° C selama 1 jam.(12)
Setelah inkubasi selama 1 jam, dilakukan uji gores setiap kelompok perlakuan
pada media blood agar. Sebanyak 25 µL larutan dari setiap kelompok perlakuan
digoreskan pada blood agar dan kemudian diinkubasi dalam keadaan anaerob dengan
suhu 37° C selama 3x24 jam. Setelah 3x24 jam, jumlah koloni bakteri P. gingivalis yang
tumbuh pada media agar dihitung secara manual di atas viewer dan dicatat.(12)
HASIL PENELITIAN
Jumlah koloni bakteri Porphyromonas gingivalis yang tumbuh pada media blood
agar untuk setiap kelompok perlakuan dapat dilihat pada Tabel 1. Hasil perhitungan
koloni bakteri Porphyromonas gingivalis ATCC 33277 yang tumbuh pada uji gores
7 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
menunjukkan adanya penurunan seiring dengan meningkatnya konsentrasi yogurt yang
diberikan. Untuk menghitung konsentrasi bakteri Porphyromonas gingivalis yang
tumbuh dalam satuan CFU/mL, digunakan rumus
Σ koloni bakteri
volume inokulum
x faktor pengenceran.
Hasil perhitungan konsentrasi bakteri P. gingivalis dijelaskan pada Tabel 2. Penurunan
konsentrasi bakteri Porphyromonas gingivalis ATCC 33277 dengan pemberian yogurt
dalam berbagai konsentrasi dapat dilihat pada Gambar 1.
DISKUSI
Berdasarkan hasil penelitian, terlihat bahwa jumlah koloni P. gingivalis sudah
mengalami penurunan pada konsentrasi 20%. Penurunan ini sesuai dengan penelitian
yang telah dilakukan di Cina mengenai inhibisi bakteri probiotik terhadap bakteri patogen
periodontal. Menurut penelitian tersebut, semua bakteri yang diuji (Bifidobacterium,
Lactobacillus acidophilus, Lacobacillus bulgaricus, dan Streptococcus thermophilus)
dapat menginhibisi pertumbuhan P. gingivalis.(7)
Hasil penelitian ini mendukung penelitian terdahulu mengenai efek konsumsi
yogurt terhadap halitosis yang telah dilakukan oleh K Hojo, et al., di Jepang. Pada
penelitian tersebut, terbukti bahwa konsumsi yogurt dapat mengurangi kadar halitosis.
Jika dikaitkan dengan penelitian ini, yang memperlihatkan adanya efek yogurt terhadap
penurunan jumlah koloni P.gingivalis, disimpulkan dengan menurunnya jumlah koloni
bakteri akibat efek inhibisi yogurt, maka akan terjadi penurunan metabolisme bakteri
terhadap asam amino cysteine dan methionine sehingga produksi gas VSC akan
terganggu.
8 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
Salah satu faktor mengapa yogurt dapat menghambat pertumbuhan bakteri
Porphyromonas gingivalis adalah adanya bakteri probiotik yang terkandung dalam
yogurt. Bakteri probiotik yang terkandung dalam yogurt memproduksi asam laktat dan
bakteriosin yang dapat menghambat pertumbuhan Porphyromonas gingivalis.
Asam laktat berfungsi sebagai antibakteri dengan cara menembus membran
sitoplasma dan menurunkan pH intraselular. Membran luar dari bakteri negatif Gram
tidak dapat dilewati makromolekul, seperti bakteriosin dan enzim, dan zat-zat hidrofobik,
seperti antibiotika hidrofobik. Namun, karena asam laktat merupakan molekul yang kecil
dan larut dalam air, maka asam laktat dapat melewati dan mengganggu kerja membran
luar bakteri untuk menginhibisi pertumbuhan bakteri patogen. Setelah itu, bakteriosin
dapat menembus membran dalam dari bakteri negatif Gram sehingga membran luar rusak
dan terbentuk pori-pori.(6,13)
Mekanisme kerja probiotik yang lain adalah probiotik dapat memodifikasi
lingkungan sekitarnya dengan memodulasi pH.(3,6) Produk-produk yang dihasilkan
probiotik seperti asam laktat dan asam asetat menciptakan lingkungan asam. Terciptanya
lingkungan yang asam akan menghambat pertumbuhan P. gingivalis karena
perkembangan dan aktivitas P. gingivalis optimal pada kondisi yang basa, sehingga
lingkungan asam akan memperburuk perkembangannya.
Yogurt yang digunakan dalam penelitian ini mengandung Bifidobacterium.
Bifidobacterium dapat berkompetisi dengan P. gingivalis karena keduanya membutuhkan
Vitamin K sebagai faktor pertumbuhannya. Di dalam rongga mulut, Bifidobacterium
memiliki potensi untuk berkompetisi dengan P. gingivalis untuk mendapatkan Vitamin K.
Dalam penelitian ini, blood agar yang digunakan mengandung Vitamin K yang
9 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
dibutuhkan kedua bakteri. Sehingga persediaan Vitamin K untuk P. gingivalis berkurang,
yang menyebabkan terhambatnya pertumbuhan P. gingivalis.(9)
Dari hasil penelitian ini, dapat dibuktikan bahwa yogurt mampu menghambat
pertumbuhan bakteri Porphyromonas gingivalis secara in vitro. Selain itu, terlihat bahwa
efek inhibisi yogurt meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi yogurt.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa yogurt memiliki efek inhibisi
terhadap pertumbuhan koloni bakteri Porphyromonas gingivalis. Selain itu, semakin
tinggi konsentrasi yogurt, maka semakin sedikit jumlah koloni bakteri Porphyromonas
gingivalis yang tumbuh.
SARAN
Dari hasil penelitian, saran yang dapat diberikan untuk masyarakat adalah yogurt baik
untuk kesehatan rongga mulut, khususnya untuk mengurangi terjadinya penyakit
periodontal dan halitosis. Saran yang dapat diberikan untuk penelitian lanjutan adalah
untuk melakukan penelitian yang lebih spesifik mengenai efek inhibisi bakteri probiotik
terhadap pertumbuhan bakteri patogen periodontal yang lebih sensitif yaitu secara
biomolekuler. Penelitian secara biomolekuler akan menggantikan perhitungan koloni
agar hasil lebih pasti dan lebih cepat didapatkan. Selain itu, penelitian secara in vivo
dapat dilakukan untuk melihat efek yogurt terhadap patogenesis periodontitis.
10 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
DAFTAR PUSTAKA
1. Aswal P, Shukla A, Priyadarshi S. Yogurt: preparation, characteristics and recent
advancements. Cibtech J Bio-Protocols Sep-Dec 2012;1(2):32-44
2. Adolfsson O, Meydani SN, Russell RM. Yogurt and gut function. Am J Clin Nutr
2004;80:245-56
3. Singh T, Kukreja BJ, Dodwad V. Yoghurt may take the bite out of gum disease:
the probiotic way. Indian J Stomatol 2011;2(4):249-50
4. World Gastroenterology Organisation. World gastroenterology organisation
practice guideline: Probiotics and prebiotics. The Organization; 2008
5. Karna BKL, Emata OC, Barraquio VL. Lactic acid and probiotic bacteria from
fermented and probiotic dairy products. Science Diliman Jul-Dec 2007;19(2):2334
6. Gogineni VK, Morrow LE, Malesker MA. Probiotics: mechanisms of action and
clinical applications. J Prob Health 2013;1(1):1-11
7. Zhu Y, Xiao L, Shen D, Hao Y. Competition between yogurt probiotics and
periodontal pathogens in vitro. Acta Odontol Scand 2010;68:261-8
8. Marsh PD, Martin MV. Oral microbiology, 5th ed. China: Churchill Livingstone;
2002
9. Hojo K, Nagaoka S, Murata S, Taketomo N, Ohshima T, Maeda N. Reduction of
vitamin K concentration by salivary Bifidobacterium strains and their possible
nutritional competition with Porphyromonas gingivalis. Journal of Applied
Microbiology 2007;103 (2007):1969-74.
11 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
10. Garcia LS. Clinical microbiology procedures handbook, 2nd ed. Washington DC :
ASM Press; 2007
11. Sutton S. Measurement of microbial cells by optical density. Journal of Validation
Technology 2011;17(1):46-8
12. Harley JP, Prescott LM. Laboratory Exercises in Microbiology. 5th ed. New
York : McGraw Hill; 2002
13. Alakomi HL, Skytta E, Saarela M, Mattila-Sandholm T, Latva-Kala K, Helander
IM. Lactic acid permeabilizes Gram-negative bacteria by disrupting the outer
membrane. Appl Environ Microbiol 2000 May;66(5):2001-5.
12 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
Konsentrasi
Yogurt
Nomor Sampel
1
2
Rata-Rata
3
(%)
Jumlah
Koloni
Kontrol
627
528
358
504,33
20%
602
482
283
455,67
40%
564
464
303
443,67
60%
507
417
170
364,67
80%
423
383
162
322,67
100%
352
396
109
285,67
Tabel 1. Jumlah Koloni Bakteri Porphyromonas gingivalis ATCC 33277
dalam Uji Efek Inhibisi Yogurt
13 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
Konsentrasi Yogurt
Konsentrasi Bakteri Porphyromonas gingivalis
pada Inokulasi (%)
ATCC 33277 setelah Inokulasi (CFU/mL)
Kontrol
2,02 x 106
20
1,82 x 106
40
1,77 x 106
60
1,46 x 106
80
1,29 x 106
100
1,14 x 106
Tabel 2. Hasil Perhitungan Konsentrasi Bakteri Porphyromonas gingivalis
ATCC 33277 pada Hasil Uji Efek Inhibisi Yogurt
14 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014
2.5 Konsentrasi Bakteri P. gingivalis (x106 CFU/mL) 2 1.5 1 0.5 0 kontrol 20 40 60 80 100 Konsentrasi Yogurt (%) Gambar 1. Konsentrasi Bakteri Porphyromonas gingivalis pada Uji Inhibisi Yogurt
15 Efek yogurt..., Pritami Arista, FKG UI, 2014