analisis probiotik bifidobacterium pada feses balita yang mendapat

ANALISIS PROBIOTIK BIFIDOBACTERIUM PADA FESES BALITA
YANG MENDAPAT ASUPAN PREBIOTIK INULIN
Ni Komang Ari Chandrawaty, Rani Sauriasari, dan Amarila Malik
Program Studi Farmasi, Fakultas Farmasi Universitas Indonesia
[email protected]
ABSTRAK
Probiotik merupakan mikroorganisme yang dikenal luas memiliki efek menguntungkan bagi
kesehatan. Probiotik yang paling banyak dipelajari adalah kelompok bakteri asam laktat, yaitu
dari genus Bifidobacterium, Lactobacillus, dan Streptococcus. Bifidobacterium merupakan
bakteri utama yang ditemukan pada saluran cerna anak dan telah dilaporkan peranannya
sebagai indikator kesehatan saluran pencernaan anak. Agen prebiotik seperti inulin telah
diketahui dapat membantu meningkatkan jumlah probiotik dalam saluran cerna. Makalah ini
mengulas mengenai analisa keberadaan probiotik Bifidobacterium sp. pada feses anak di
bawah lima tahun (balita) yang diberi asupan prebiotik (inulin, FOS, GOS) di berbagai
negara. Metode analisa yang digunakan berupa metode kultur maupun non-kultur. Metode
kultur menggunakan beberapa medium, yaitu BSM (Bifidobacterium Selective Medium),
MRS-NPNL, MTPY agar, dan CBA-NL. Medium BSM merupakan medium yang dilaporkan
paling efektif, spesifik, dan dapat menumbuhkan dengan selektif bifidobakteri dari sampel
dalam waktu 24-48 jam. Metode non-kultur berupa metode molekular yang paling berhasil,
murah, cepat, dan akurat dalam mengetahui kandungan bakteri yang terdapat pada sampel
yang sulit dikultur. Salah satu metode non-kultur adalah FISH (Fluorescence in situ
Hybridization). Kesimpulannya adalah prebiotik inulin dapat memberikan perubahan
mikroflora positif berupa peningkatan bifidobakteri dengan menggunakan analisis pendekatan
berbasis molekuler untuk mengetahui terdapatnya perubahan mikroflora pada saluran cerna.
Kata Kunci
: Probiotik, Bifidobacterium sp., Prebiotik, Inulin, Metode Kultur dan Non
kultur.
ABSTRACT
Probiotics are microorganisms that are known to have beneficial effects on human health.
The most studied probiotics are lactic acid bacteria group, i.e. from genus Bifidobacterium,
Lactobacillus, and Streptococcus. Bifidobacterium is the primary bacteria that are found in
the children gastrointestinal tract and have been reported as an indicator of child
gastrointestinal health. Prebiotics such as inulin have been widely known to help increase the
amount of probiotics in gastrointestinal tract. This paper reviews the analysis of the presence
of probiotic Bifidobacterium sp. from feses, especially from children under five years old
(toddlers) who were fed prebiotics (inulin, FOS, GOS) in various countries. The analytical
methods that are used in this paper are culture and non-culture methods. Culture method
using a selective medium, i.e. BSM (Bifidobacterium Selective Medium), MRS-NPNL, MTPY
agar, and CBA-NL. BSM medium is the most effective, specific, and selective to enumeration
bifidobacteria from samples within 24-48 hours. Non-culture method such as molecular
methods are the most succesful, inexpensive, fast, and accurate to knowing the content of the
bacteria that are found in samples which is difficult to culture. One of the non-culture
methods is FISH (Fluorescence in situ Hybridization). The conclusion is that the prebiotic
inulin can provide positive microflora changes including increased bifidobacteria using
molecular analysis-based approach to determine the presence of changes microflora of the
gastrointestinal tract.
Key Word
: Probiotic, Bifidobacterium sp., Prebiotic, Inulin, Culture and Non-culture.
1
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
PENDAHULUAN
Saluran cerna manusia mengandung beragam genus, spesies, dan strain bakteri yang
dapat memberikan keuntungan bagi inangnya (seperti Bifidobacterium, Eubacterium, dan
Lactobacillus). Hal ini merupakan konsep yang dapat digunakan untuk mengembangkan
fungsional komponen makanan untuk memodulasi komposisi mikrobiota kolon. Menurut
penelitian-penelitian sebelumnya, terdapat beberapa bakteri penting pada tubuh manusia yang
dapat berguna dan dapat meningkatkan kesehatan tubuh. Bakteri tersebut diantaranya adalah
Bifidobacterium sp. yang merupakan bakteri spesies utama yang ditemukan pada air susu ibu.
Selain itu, Bifidobacterium sp. ini juga merupakan bakteri yang dapat membantu
mengaktivasi sistem imun tubuh (Kim, Sook-He, et al, 2007).
Sejak awal tahun 1800, inulin ditetapkan sebagai suatu karbohidrat yang diisolasi dari
akar Inula helenum (Rose, 1804). Namun sekarang diketahui bahwa inulin dapat ditemukan
pada berbagai macam tanaman, termasuk sayuran dan buah-buahan (Van Loo, J., et al, 1995).
Baik inulin maupun oligofruktosa terdapat pada makanan sehari-hari masyarakat dunia.
Konsumsi inulin dan oligofruktosa tidak begitu diperhatikan jumlahnya, beberapa gram per
harinya dapat dikonsumsi tiap hari. Oleh karena itu, masyarakat sudah terekspos inulin selama
beberapa abad. Namun, dari literatur terdahulu menunjukkan tidak adanya hasil yang spesifik
yang meragukan keamanan penggunaan inulin (Coussement, P., 1999). Hal ini bertentangan
dari penelitian yang dilakukan Greg Kelly, yaitu konsumsi inulin dapat menimbulkan
beberapa efek samping pada saluran cerna, seperti diare osmotik, nyeri abdominal, perut
bengkak, dan perut menjadi kembung.
Sedangkan inulin itu sendiri adalah suatu komponen oligosakarida yang merupakan
prebiotik. Prebiotik inulin ini merupakan bahan makanan yang non-digestible atau tidak dapat
dicerna oleh tubuh yang dapat memberikan efek menguntungkan bagi manusia dengan
merangsang pertumbuhan dan/atau aktivitas bagi satu atau lebih bakteri pada kolon manusia
(Gibson, G. R. & Roberfroid, M. B., 1995). Inulin sebagai prebiotik dapat menstimulasikan
pertumbuhan bakteri Bifidobacterium
sp. pada kolon manusia, oleh karenanya
memungkinkan untuk membantu meningkatkan kesehatan pada tubuh bayi (Kolida, S., et al,
2002). Inulin ini dapat pula digunakan terutama pada makanan formula untuk bayi, dimana
dapat menjadi asupan makanan pengganti air susu ibu. Berdasarkan beberapa data in vivo
menyatakan bahwa inulin memiliki efek prebiotik pada konsentrasi perharinya lima gram
pada manusia. Bouhnik, Y., dkk. (2007) pada penelitiannya menggunakan inulin hingga 2,5
gram dua kali sehari (Bouhnik, Y., et al. 2007).
2
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
Beberapa penelitian dilaporkan bahwa untuk dapat menyeleksi bifidobakteri secara
pengkulturan dari sampel yang mengandung mikroorganisme yang jamak, perlu digunakan
medium yang selektif (Ashraf, R., & Shah, N. P., 2011). Medium tersebut diantaranya adalah
BSM (Bifidobacterium Selective Medium), MRS-NPNL, MTPY agar, dan CBA-NL. Medium
BSM (Bifidobacteria Selective Medium) merupakan medium yang sejauh ini dilaporkan
paling efektif, spesifik, dan dapat menumbuhkan dengan selektif bifidobakteri dari sampel
yang mengandung sangat sedikit bifidobakteri dibandingkan dengan mikroorganisme lainnya.
Sedangkan untuk menganalisa bifidobakteri dengan cara non-kultur dapat digunakan metode
FISH (Fluorescence in situ Hybridization). Metode non-kultur ini merupakan metode yang
paling berhasil, murah, cepat, dan lebih akurat dalam mengetahui kandungan bakteri yang
terdapat pada sampel yang sulit untuk dikultur. Metode FISH adalah metodologi mikrobiologi
berdasarkan molekuler. Teknik ini dilakukan dengan pemeriksaan terhadap oligonukleotida
spesifik yang terdapat pada molekul rRNA bakteri. Oligonukleotida ini sangat spesifik pada
golongan atau spesies bakteri tertentu sehingga dapat digunakan sebagai pembeda/pengenal
bagi bakteri satu sama lain (Kieran, M. T., et al, 2001). Metode ini spesifik dan dapat
digunakan untuk bakteri yang dapat maupun tidak dapat dikultur. Namun hanya dapat
digunakan pada bakteri yang telah diketahui spesiesnya.
Artikel lain yang bersamaan dengan topik ini adalah menggunakan bakteri probiotik
Lactobacillus sebagai topik utama (sedang diproses untuk publikasi).
Probiotik
Kata probiotik berasal dari bahasa latin yang berarti “untuk kehidupan” atau juga
disebut “bakteri bersahabat”, “bakteri menguntungkan”, bakteri baik”, dan juga “bakteri
sehat”. Kata probiotik itu sendiri memiliki definisi yaitu merupakan kultur tunggal maupun
campuran dari mikroorganisme hidup yang apabila diberikan kepada manusia ataupun hewan
akan memberikan pengaruh baik karena dapat menekan pertumbuhan bakteri patogen.
Berdasarkan definisi dari WHO, probiotik merupakan mikroorganisme hidup yang jika
diberikan dalam jumlah yang cukup akan memberikan manfaat kesehatan kepada inangnya.
Probiotik dapat pula didefinisikan sebagai mikroorganisme hidup yang terdapat pada saluran
cerna dalam jumlah tertentu yang memiliki manfaat kesehatan melebihi makanan pokok
alami.
Istilah probiotik pertama kali diperkenalkan oleh seorang peneliti Rusia bernama Ilya
Ilyich Mechnikov atau dikenal juga dengan nama Eli metchnikoff (1845-1916), yang banyak
melakukan penelitian mengenai mikrobiologi dan sistem kekebalan tubuh dan bekerja di
Institut Pasteur di Paris. Beliau membuat teori bahwa yoghurt dan kandungan bakteri asam
3
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
laktat yang membuat orang Bulgarian memiliki kesehatan, usia, harapan hidup yang panjang,
serta mencegah penuaan. Judul teori nya yaitu intoxication theory/eternal youth theory telah
memenangkan hadiah Nobel pada tahun 1908. Sejak saat itu hingga sekarang telah banyak
bahkan ribuan tulisan dipublikasikan untuk menggambarkan manfaat probiotik bagi kesehatan
dan keuntungan manusia (Triyatno, I., 2007).
Makanan probiotik mengandung mikroorganisme hidup yang dipercaya dapat dengan
aktif meningkatkan kesehatan dengan cara menyeimbangkan mikroflora dalam usus (Shah, N.
P., 2000). Probiotik yang bermanfaat harus memenuhi kriteria tertentu seperti diproduksi
dalam keadaan hidup, tersedia dalam jumlah yang cukup, tetap hidup dan stabil selama
penyimpanan dan penggunaan serta hidup dan aktif dalam ekosistem usus. Setelah masuk ke
dalam tubuh, probiotik harus dapat bertahan hidup dalam kondisi lingkungan lambung yang
asam serta dalam usus yang terdapat enzim-enzim pankreas dan empedu yang bersifat basa.
Setelah mencapai bagian usus halus bagian bawah, probiotik membentuk koloni di lapisan
mukus usus. Koloni probiotik dapat menurunkan jumlah bakteri patogen karena probiotik
menghasilkan antioksidan dan antimutagen, serta efek lainnya yang bermanfaat bagi manusia
(Ljungh, A. & Wadstrom, T., 2006).
Terdapat beberapa mekanisme kerja yang dilakukan oleh probiotik dalam menekan
bakteri patogen pada tubuh manusia, diantaranya adalah :
1. Probiotik pada saluran cerna manusia dapat memproduksi senyawa antibakteri yang
biasa dikenal dengan nama bakteriosin. Bakteriosin yang dihasilkan ini, merupakan
hasil samping dari metabolisme probiotik yang dapat menekan pertumbuhan bakteri
terutama bakteri patogen sehingga jumlah bakteri patogen dapat menurun dan
memberikan keuntungan bagi inangnya.
2. Selain itu, probiotik juga dapat menghambat perlekatan bakteri patogen pada mukosa
usus manusia (Collado, M. et al., 2006). Adesi bakteri pada permukaan mukosa
merupakan suatu proses kompleks yang terjadi antara permukaan sel membran
bakteri dengan permukaan mukosa yang berinteraksi. Berdasarkan penelitian
Collado, M. dkk (2006), didapatkan hasil yang menyatakan bahwa probiotik
berkompetisi dengan bakteri patogen seperti Bacteroides vulgatus untuk berlekatan
pada mukosa dan dapat menghambat bakteri tersebut dari 25,9% menjadi 35,7%
dengan menggunakan kombinasi probiotik.
3. Mekanisme probiotik dalam menstimulasi sistem imun sangatlah kompleks dan
hingga saat ini masih banyak hal yang belum dapat dijelaskan secara rinci. Namun,
menurut penelitian Matsuzaki, T. & Chin, J. (2000), menyatakan bahwa probiotik
4
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
dapat meningkatkan inisiasi sistem imun pada mencit yang memiliki tumor. Probiotik
dapat meningkatkan sel NK (Natural Killer) dan hal ini dibuktikan pada penelitian
Matsuzaki, T. & Chin, J. yang membandingkan mencit yang diberikan probiotik
dengan yang tidak, dan menghasilkan bahwa mencit yang diberikan probiotik
memiliki sel NK yang lebih besar dibanding yang tidak diberikan probiotik.
4. Probiotik disamping dapat meningkatkan sistem imun namun juga dapat membantu
mengatur imunitas selular terutama pada kondisi penyakit yang disebabkan sistem
imun (asma dan alergi). Probiotik dapat menghambat diproduksinya IgE dengan
menghambat sel T helper 2 yang membantu menghasilkan IgE dan membantu
menyeimbangkan antara sel T helper 1 dengan sel T helper 2 (Matsuzaki, T. & Chin,
J., 2000).
[sumber: Saad, N., Delattre, C., Schimitter, J. M., & Bressollier, P., 2013]
Gambar 1. Mekanisme kerja probiotik dalam menekan bakteri patogen pada tubuh
manusia (telah diolah kembali)
Saat ini telah diketahui pula bahwa bakteri baik hidup maupun mati dapat memberikan
efek stimulasi imun yang sama secara in vitro. Untuk beberapa efek imunomodulasi memang
diperlukan integritas sel dalam hal ini berarti sel yang masih hidup, tetapi untuk beberapa
5
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
kasus yang lain, komponen-komponen bakteri tersebut sudah merupakan stimulan dengan
sendirinya. Sel-sel hidup memang lebih disukai karena dengan demikian dapat menekan
pertumbuhan bakteri patogen di dalam saluran pencernaan. Sejauh ini komponen aktif dari
bakteri yang diduga dapat memberikan efek imunomodulasi adalah DNA dan komponen dari
dinding selnya.
Prebiotik
Banyak molekul dapat menjadi prebiotik, namun mayoritas merupakan makanan yang
mengandung serat, seperti oligosakarida. Prebiotik merupakan suatu karbohidrat dari jenis
fructo –oligosakarida. Istilah prebiotik digunakan untuk mendefinisikan suatu kelompok
oligosakarida seperti rafinosa, galaktooligosakarida, fruktooligosakarida, inulin, serta
beberapa jenis peptida dari protein yang tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia, hingga dapat
lolos mencapai usus. Pada dasarnya prebiotik merupakan molekul gula rantai pendek yang
mengandung fruktosa. Prebiotik adalah suatu serat yang tidak dapat dicerna oleh tubuh (nondegradable) dan menjadi makanan bagi probiotik. Sebagai molekul-molekul gula yang tidak
dapat dipecah, maka senyawa ini akan langsung dibawa menuju usus, dimana probiotik dapat
memakannya. Prebiotik inilah yang merupakan nutrisi yang sesuai bagi probiotik atau bakteri
baik, namun tidak cocok bagi bakteri patogen, sehingga bisa meningkatkan bakteri baik dalam
usus. Bila tidak ada makanan berserat atau prebiotik tersebut pada kolon manusia, maka
bakteri anaerob akan kehilangan energi mereka dan mengimbanginya dengan fermentasi
protein. Namun hasil dari fermentasi ini akan menimbulkan senyawa yang toksik dan
berpotensi karsinogenik, seperti amoniak atau senyawa fenolik. Akan tetapi bila bakteri
anaerob tersebut melakukan fermentasi karbohidrat maka akan menghasilkan asetat,
propionat, atau butirat, yang bukan merupakan senyawa yang toksik bagi inangnya, justru
merupakan bahan bakar yang potensial bagi sel epitel (Gourbeyre, P., Denery, S., & Bodinier,
M., 2010).
Bahan makanan yang dapat diklasifikasikan menjadi prebiotik harus memenuhi
beberapa kriteria sebagai berikut :
1. Tidak dapat dihidrolisis dan juga diabsorbsi pada bagian atas saluran
gastrointestinal.
2. Dapat difermentasi secara selektif oleh satu atau lebih beberapa bakteri yang
menguntungkan pada kolon seperti contohnya Bifidobakteri dan Laktobasili, yang
dirangsang untuk tumbuh dan/atau menjadi aktif secara metabolisme.
6
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
3. Prebiotik harus dapat mengubah mikroflora kolon menjadi komposisi yang lebih
sehat, seperti contohnya dengan meningkatkan jumlah spesies sakarolitik selama
menurunkan mikroorganisme putrefactive (mikroorganisme yang menyebabkan
pembusukan) (Kolida, S. et al., 2002).
Air susu manusia juga mengandung prebiotik oligosakarida (OSs) yang dapat
mendukung pertumbuhan menguntungkan dari flora usus termasuk Bifidobakteri dan
Laktobasili, terutama pada bayi yang baru lahir. Kolonisasi usus dengan flora yang
menguntungkan terhambat pada usia 3-4 minggu kelahiran. Sedangkan kolonisasi patogen
muncul dan meningkat pada jumlah yang tinggi pada awal kelahiran dan hal ini terjadi dengan
gangguan kesehatan signifikan dari kondisi seperti Necrotizing Enterocolitis (NEC)
(Srinivasjois, R., Rao, S. & Patole, Sanjay, 2009).
Inulin
Inulin merupakan β-(2,1)-fruktan yang muncul sebagai karbohidrat pada beberapa
tanaman sebagai komponen yang kita konsumsi tiap hari. Inulin dapat ditemukan pada sayursayuran seperti pada tepung, bawang, dan juga terdapat pada buah-buahan seperti pisang.
Inulin terdiri dari atas glukosa (GFn) dan fruktosa (Fn). Unit fruktosa berikatan secara linier
dengan satu unit glukosa pada akhir rantai. Karena adanya sukrosa pada akhir rantai, inulin
tidak memiliki kekuatan mereduksi. Kegunaan inulin sangat banyak berdasarkan sifat
prebiotiknya karena inulin dapat menstimulasi pertumbuhan bifidobakteria pada kolon
manusia, oleh karenanya dapat mendukung dan memberikan keuntungan berupa kesahatan
bagi inangnya. Terdapat beberapa efek yang diberikan inulin pada saluran gastrointestinal
manusia.
[sumber: S. Kolida, 2002]
Gambar 2. Efek inulin sebagai prebiotik pada usus manusia (telah diolah kembali)
7
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
Prebiotik inulin merupakan oligo- atau rantai polisakarida yang terkandung terutama
pada molekul fruktosa. Inulin ini dipercaya sebagai bifidogenik atau merupakan bahan yang
dapat menstimulasi pertumbuhan spesies Bifidobakteri. Pada penelitian-penelitian mengenai
prebiotik, inulin telah dipelajari sebagai suatu isolasi intervensi atau kombinasi dengan tipe
prebiotik lainnya (terutama GOS) sebagai bagian pada “campuran prebiotik” (Kelly, Greg,
2009).
Inulin yang memiliki derajat polimerisasi yang rendah dapat digunakan sebagai
tambahan makanan yaitu berupa pemanis rendah kalori. Sedangkan inulin dengan derajat
polimerisasi tinggi dapat digunakan sebagai serat prebiotik yang memiliki efek kesehatan
yang banyak. Selain itu, inulin juga dapat digunakan pada aplikasi bukan makanan.
Kombinasi probiotik dengan prebiotik secara alami dapat berguna untuk meningkatkan
kesehatan tubuh atau yang biasa disebut dengan sinbiotik. Prebiotik secara alami terdapat
pada biji-bijian, sayuran, dan buah-buahan. Produk olahan kedelai seperti tempe, tahu, dan
tauco mengandung banyak sekali prebiotik. Prebiotik juga dapat diperoleh dari akar tanaman
Chichorium intybus, gandum utuh, bawang bombay, bawang putih, dan juga pada buah
pisang.
Makalah ini membahas mengenai pengaruh inulin sebagai prebiotik dalam
meningkatkan bifidobakteri pada saluran cerna balita. Penelitian yang dilakukan oleh
Bouhnik, Y. Dkk. (2007) menunjukkan peningkatan yang sangat besar pada kelompok anak
yang mengonsumsi inulin dibandingkan dengan kelompok anak yang hanya diberikan
plasebo. Hasil yang dinyatakan oleh Bouhnik, Y. dkk (2007), inulin sebagai prebiotik dengan
konsentrasi hingga 5 g sehari dapat meningkatkan jumlah bifidobakteri pada saluran cerna
manusia. Inulin merupakan fruktooligosakarida yang tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia
dan dapat tahan terhadap enzim pencernaan dan kondisi pH pada saluran cerna manusia.
Inulin juga dapat difermentasi dengan baik oleh probiotik sehingga jumlah probiotik pada
saluran cerna akan bertambah dan menekan bakteri lain terutama bakteri patogen pada saluran
cerna manusia.
Hal ini diperkuat oleh pernyataan Gibson, G. R. dkk. (1995), yang menyatakan bahwa
inulin memenuhi ketiga kriteria prebiotik yaitu 1) resisten terhadap asam lambung, hidrolisis
oleh enzim pencernaan, dan absorpsi pada saluran cerna; 2) dapat difermentasi oleh
mikroflora usus, dan; 3) dapat dengan selektif merangsang pertumbuhan dan aktivitas bakteri
yang memberikan efek kesehatan bagi inangnya (probiotik). Pengujian inulin baik secara in
vitro maupun in vivo menunjukkan kemampuannya dalam meningkatkan komposisi bakteri
baik atau probiotik, terutama bakteri dari genus Bifidobacterium dan Lactobacillus.
8
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
Medium Selektif untuk Mengkultur Probiotik Bifidobacterium
Medium yang dibahas pada makalah ini yaitu adalah medium BSM (Bifidobacterium
Selective Medium), MRS-NPNL, MTPY agar, dan CBA-NL.
BSM (Bifidobacterium Selective Medium)
Medium BSM (Bifidobacterium Selective Medium) merupakan medium yang paling
selektif yang dapat menyeleksi pertumbuhan bifidobakteri sedangkan bakteri lainnya yang
terdapat pada sampel akan dihambat pertumbuhannya. Medium ini akan menghasilkan koloni
bifidobakteri yang memiliki warna yang khas yaitu berwarna ungu atau coklat. BSM
mengandung pepton dan ekstrak daging sebagai sumber karbon, nitrogen, vitamin, dan
mineral. Ekstrak khamir merupakan sumber vitamin B kompleks yang merangsang
pertumbuhan bakteri. Dekstrosa digunakan sebagai sumber karbohidrat dan natrium klorida
dibutuhkan sebagai pengatur keseimbangan osmolaritas medium. Pada BSM juga
mengandung detoksikasi metabolisme dalam konsentrasi yang rendah. Pada medium ini juga
mengandung penurun dan larutan penyangga. Terdapat pula garam selektif yang menghambat
pertumbuhan bakteri enterokokus dan bakteri Gram negatif lainnya. Selain itu BSM juga
mengandung agen penghambat glikolisis dengan menginaktivasi enzim gliseraldehida-3fosfat dehidrogenase dan hal ini sangat penting dalam membedakan bakteri dan jamur
termasuk bakteri dari genus Streptokokus. Pada medium BSM ini juga terdapat tiga antibiotik
yang secara selektif menghambat bakteri seperti Bacilli, Enterobacteriacea, dan
Pseudomonas. Selain itu yang menyebabkan koloni bifidobakteri berwarna ungu adalah
karena bifidobakteri dapat mereduksi senyawa azo yang terdapat pada medium. Kandungan
senyawa kimia dan nutrisi yang terkandung dalam medium BSM ini yang menyebabkan
hanya koloni bifidobakteri yang dapat tumbuh dan menyebabkan medium ini merupakan
medium yang paling selektif diantara medium lainnya yang digunakan dalam menyeleksi
bifidobakteri dari sampel feses dalam waktu inkubasi yang cukup singkat yaitu 24-48 jam.
Penelitian yang dilakukan Ferraris, L. dkk., (2010), mengenai analisa bifidobakteri pada
sampel feses anak-anak yang mengonsumsi prebiotik menggunakan medium BSM,
menunjukkan hasil yaitu semua isolat bakteri yang didapat pada medium BSM yang
digunakan merupakan koloni bakteri Gram positif dan diduga merupakan bakteri asam laktat.
Koloni bakteri yang tumbuh yaitu berbentuk bulat, permukaan yang licin dan berwarna
ungu/coklat. Koloni bakteri tersebut kemudian dianalisa secara molekular dan menunjukkan
9
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
hasil positif yaitu bifidobakteri. Hal ini menunjukkan bahwa medium BSM merupakan
medium yang selektif dalam menyeleksi bifidobakteri dari sampel feses.
Medium MRS-NPNL (deMan Rogosa Sharpe-Neomycin, Paramomycin, Nalidixic acid,
Lithium clorida)
Medium MRS-NPNL merupakan medium dengan penambahan campuran antibiotik
yaitu neomisin sulfat, paromomisin sulfat, asam nalidiksat, dan litium klorida serta
ditambahkan L-sistein kepada media awal yaitu MRS (de Man Rogosa Sharpe). Medium ini
telah banyak dilaporkan oleh peneliti dalam menyeleksi bakteri bifidobakteri dalam sampel
yang mengandung banyak mikroorganisme. Campuran antibiotik tersebut dapat menghambat
bakteri lainnya yang terdapat pada sampel namun bifidobakteri resisten terhadap antibiotik
tersebut sehingga bifidobakteri dapat tumbuh sedangkan bakteri lainnya mati (Ashraf, R. &
Shah, N., 2011; Dave & Shah, 1996). Namun medium ini mengalami beberapa kekurangan
karena masih terdapatnya koloni pengotor yang tumbuh pada medium ini. Hal ini disebabkan
kondisi lingkungan medium yang cocok terhadap bakteri asam laktat lain selain bifidobakteri
terutama bakteri dari genus Enterococcus, Streptococcus, dan Lactobacillus (Ashraf, R. &
Shah, N., 2011). Pada penelitian yang dilakukan Ashraf, R. & Shah, N. P. (2011), dalam
menganalisa bifidobakteri pada sampel feses anak-anak yang mengonsumsi prebiotik
menggunakan medium MRS-NPNL, menunjukkan hasil yaitu tidak semua koloni yang
tumbuh merupakan koloni bifidobakteri, masih terdapat koloni pengotor seperti
Enterococcus, Lactobacillus, dan Streptococcus. Koloni bakteri yang tumbuh yaitu berbentuk
bulat kecil, permukaan licin, berwarna putih hingga putih kekuningan. Koloni bakteri tersebut
kemudian dianalisa secara molekular dan menunjukkan hanya beberapa koloni yang
menunjukkan hasil positif bifidobakteri. Hal ini menunjukkan bahwa medium MRS-NPNL
merupakan medium yang kurang selektif dalam menyeleksi bifidobakteri dari sampel feses.
Selain itu berdasarkan penelitian yang dilakukan Ari, K. (2013), dalam menganalisis
bifidobakteri dalam sampel feses balita menggunakan medium MRS-NPNL, diperoleh hasil
yang kurang memuaskan karena koloni bakteri yang tumbuh pada medium ini bukan
merupakan bifidobakteri, melainkan bakteri seperti Enterokokus. Namun penelitian ini
mengalami kekurangan dalam penanganan sampel yang kurang baik sehingga hasilnya kurang
dapat dipertahankan.
Medium MTPY
Medium MTPY agar yang juga dibahas pada makalah ini merupakan medium
Trypticase Phytone Yeast extract yang ditambahkan antibiotik mupirosin yang telah
10
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
dilaporkan merupakan medium yang selektif dalam menyeleksi bifidobakteri dari sampel
feses. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Nebra, Y. & Blanch, R. (1999), dalam
menganalisa bifidobakteri pada sampel feses anak-anak yang mengonsumsi prebiotik
menggunakan medium MTPY, menunjukkan hasil yaitu kebanyakan koloni yang tumbuh
selama 72 jam inkubasi merupakan koloni bifidobakteri, namun masih terdapat beberapa
koloni tumbuh bukan merupakan bifidobakteri. Koloni bakteri yang tumbuh yaitu berbentuk
bulat berbentuk kecil seperti titik, permukaan licin, berwarna putih hingga putih tulang
dengan diameter 0,1-0,5 mm. Koloni bakteri tersebut kemudian dianalisa secara molekular
dan menunjukkan beberapa koloni yang menunjukkan hasil positif bifidobakteri. Namun,
medium ini masih terdapat kekurangan karena antibiotik yang ditambahkan yaitu mupirosin,
hanya dapat menghambat bakteri Gram positif saja, sehingga bakteri lain terutama bakteri
Gram negatif masih dapat tumbuh pada medium ini.
Medium CBA-NL
Medium CBA-NL merupakan medium Colombia Blood Agar yang ditambahkan dengan
neomisin sulfat dan litium klorida serta ditambahkan L-sistein. Medium ini lebih selektif
dalam menumbuhkan bifidobakteri dibandingkan dengan medium MRS (de Man Rogosa
Sharpe) karena kandungan antibiotik dan litium klorida yang membantu menghambat
pertumbuhan bakteri lainnya yang terdapat pada sampel (Chapon & Kiss,1991). Berdasarkan
penelitian Hadadji, M. dkk., (2005), yang menganalisa bifidobakteri pada sampel feses anakanak yang mengonsumsi prebiotik menggunakan medium CBA-NL, diperoleh hasil sebagian
besar koloni yang tumbuh selama 48-72 jam inkubasi merupakan koloni bifidobakteri, namun
masih terdapat beberapa koloni tumbuh bukan merupakan bifidobakteri. Koloni bakteri yang
tumbuh yaitu berbentuk bulat kecil, permukaan licin, berwarna putih hingga putih
kekuningan. Koloni bakteri tersebut kemudian dianalisa secara molekular dan menunjukkan
beberapa koloni yang menunjukkan hasil positif bifidobakteri. Namun, medium ini masih
terdapat kekurangan karena antibiotik yang ditambahkan hanya dapat menghambat bakteri
Gram positif dan beberapa Gram negatif, sedangkan pada feses terkandung banyak sekali
mikroorganisme, sehingga koloni bakteri selain bifidobakteri dapat tumbuh pada medium ini
(Hadadji, M. et al., 2005).
Metode Non-kultur
Analisis menggunakan metode non-kultur untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat
yaitu menggunakan metode FISH. Analisis menggunakan FISH (Fluorescence in situ
11
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
Hybridisation) dilakukan dengan menggunakan kelompok-spesifik probe oligonukleotida 16S
rRNA bertarget. Sampel feses
yang akan dianalisa kemudian difiksasi dengan
menghomogenisasikan 0,5 gram feses dalam 4,5 mL bufer fosfat salin pada pH 7,4.
Homogenat kemudian disentrifugasi pada 700 x g untuk menghilangkan partikel yang besar,
dan kemudian 1 mL supernatan ditambahkan 3 mL larutan 4% paraformaldehid yang segar
dan kemudian disimpan pada suhu 4oC hingga akan dilakukan proses analisis. Pada analisis
menggunakan FISH ini digunakan probe yang spesifik, salah satu contohnya adalah Bif164
yang spesifik untuk bakteri dari genus Bifidobacterium (Tannock, G. W. et al., 2000). Dengan
digunakannya probe yang spesifik ini, maka hanya bakteri yang berasal dari genus
Bifidobacterium saja yang dapat diketahui keberadaannya. Dengan menggunakan seluruh
hibridisasi sel, intensitas fluoresensi diukur terhadap spesies bakteri pada setiap probe
oligonukleotida, untuk menunjukkan bahwa setiap probe khusus untuk bakteri yang
ditargetkan dan intensitas fluoresensi relatif (IFR) yang merupakan suatu indikator
aksesibilitas probe menunjukkan hasil yang sangat tinggi yaitu 61-117%. Metode FISH
merupakan metode paling akurat yang dapat dilakukan terutama untuk mengetahui bakteri
yang sangat sulit untuk dikultur dengan menggunakan metode pengkulturan tradisional
menggunakan medium yang selektif. Hal ini dapat menghilangkan adanya bias yang
menyatakan keberadaan suatu bakteri pada sampel feses tersebut. Namun, metode FISH ini
sangat terbatas hanya untuk bakteri yang telah diketahui jenisnya dan tidak cocok untuk
mengetahui jumlah populasi secara kuantitatif suatu bakteri pada sampel. Metode ini hanya
cocok untuk mengetahui keberadaan bakteri pada sampel tersebut.
PENUTUP
Medium BSM (Bifidobacterium Selective Medium) merupakan medium yang paling
selektif dalam menyeleksi bifidobakteri dari sampel feses. Penggunaan metode analisis
berbasis molekuler dengan cara non-kultur FISH memberikan hasil yang lebih akurat, murah,
dan cepat dalam mengetahui kandungan bakteri yang terdapat pada sampel yang sulit untuk
dikultur. Hasil penelitian yang ada (Bouhnik, Y., et al., 2007; Gibson, G. R., et al., 1995)
menunjukkan bahwa terjadi peningkatan secara bermakna jumlah kolonisasi bifidobakteri
pada feses yang diberikan inulin dibandingkan terhadap kelompok anak yang diberikan
plasebo.
12
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
KEPUSTAKAAN
Ari, K., Sauriasari, R., & Malik, A. (2013). Upaya Pengembangan Metode Analisis Probiotik
Bifidobacterium sp. pada Feses Balita Menggunakan Medium MRS-NPNL. Depok:
Fakultas Farmasi Universitas Indonesia. 53-80.
Ashraf, R. & Shah, N. (2011). Selective and Differential Enumerations of Lactobacillus
delbrueckii subsp. Bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus,
Lactobacillus casei, and Bifidobacterium spp. In Yoghurt-A Review. Elsevier
International Journal of Food Microbiology. 149 (3): 194-208.
Bouhnik, Y., Raskine, L., Champion, K., Andrieux, C., Penven, S., Jacobs, H., & Simoneau,
G. (2007). Prolonged Administration of Low-Dose Inulin Stiulates the Growth of
Bifidobacteria in Humans. New York: Academic Press, Elsevier. Inc. 27 (4): 187-193.
Chapon, J. L. & Kiss, K. (1991). Numeration of Bifidobacterium in Fermented Milk. Journal
of Microbiological Methods. 82 : 264-277.
Collado, M. C., Jalonen, L., Meriluoto, J., & Salminen, S. (2006). Protection Mechanism of
Probiotic Combination Against Human Pathogens: in vitro Adhesion to Human
Intestinal Mucus. Asia Pacific Journal Clinical Nutrition. 15 (4): 570-575.
Coussement, P. (1999). Inulin and Oligofructose: Safe Intakes and Legal Status. Food
Science Nutrition. 129 (7): 1412-1417.
Ferraris, L., Aires, J., Judith, A., & Butel, M. J. (2010). New Selective Medium for Selection
of Bifidobacteria from Human Feces. Anaerobe. 17 (2): 259-275.
Gibson, G. R., Probert, H. M., Van Loo, J., Rastall, R. A., & Robertfroid, M. B. (2004).
Dietary Modulation of the Colonic Microbiota: Updating the Concept of Prebiotics.
Nutrition Research Review. 17 (2): 259-275.
Gibson, G. R. & Roberfroid, MB. (1995). Dietary Modulation of the Human Colonic
Microflora : Introducing the Concept of Prebiotics. UK: British Journal Of Nutrition.
125 (6): 1401-1412.
Gibson, G. R., Beatty, E. R., Wang, X., & Cummings, J. H. (1995). Selective Stimulation of
Bifidobacteria in the Human Colon by Oligofructose and Inulin. Gastrienterology. 108
(4):975-982.
Gourbeyre, P., Denery, S., & Bodinier, M. (2010). Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics:
Impact on the Gut Immune System and Allergic Reaction. Journal of Leukocyte
Biology. 89 (5): 685-695.
Hadadji, M., Benama, R., Saidi, N., Henni, D. E., & Kihal, M. (2005). Identification of
Cultivable Bifidobacterium Species Isolated from Breast-fed Infant Feces in WestAlgeria. Algeria: African Journal of Biotechnology. 4 (5): 403-430.
Kieran, M. T., Rochelle, K. F., Anthony, G. W., & Gibson, G. R. (2001). A Human Volunteer
Study on the Prebiotic Effects of HP-Inulin-Faecal Bacteria Enumerated Using
Fluorescent In Situ Hybridisation. Ecology Environmental Microbiology. 7 (3): 113118.
Kim, Sook-He., Lee, Da H., & Meyer, Diederick. (2007). Supplementation of Infant Formula
With Native Inulin has a Prebiotic Effect in Formula-fed Babies. Netherlands : Asia
Pacific Journal Clinical Nutrition. 16 (1): 172-177.
Kolida, S., Tuohy, K., & Gibson, G. R. (2002). Prebiotic Effect of Inulin and Oligofructose.
UK: British Journal Of Nutrition. 2: 193-197.
Ljungh, A. & Torkel, W. (2006). Lactic Acid Bacteria as Probiotics. Current Issues Intestinal
Microbiology. 7 (2): 73-89.
Matsuzaki, T. & Chin, J. (2000). Modulating Immune Responses with Probiotic Bacteria.
Immunology and Cell Biology. 78 (1): 67-73.
13
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013
Nebra, Y. & Blanch, R. (1999). A New Selective Medium for Bifidobacterium spp. Applied
and Environmental Microbiology. 65 (11): 5173-5176.
Saad, N., Delattre, C., Schimitter, J. M., & Bressollier, P. (2013). An Overview of The Last
Advances in Probiotic and Prebiotic Field. Food Science and Technology. 50 (1): 116.
Shah, N. P. (2000). Symposium: Probiotic Bacteria: Selective Enumeration and Survival in
Dairy Foods. Journal of Dairy Science. 83 (4): 894-907.
Srinivasjois, R., Rao, S., & Patole, Sanjay. (2009). Prebiotic Supplementation of Formula in
Preterm Neonates: A Systemic Review and Meta-Analysis of Randomised Controlled
Trials. Elsevier Ltd and European Society for Clinical Nutrition and Metabolism. 28
(3): 237-242.
Takada, T., Matsumoto, K., & Nomoto, K. (2004). Development of Multi-color FISH Method
for Analysis of Seven Bifidobacterium Species in Human Feces. Journal of
Microbiological Methods. 58 (3): 413-421.
Tannock, G. W., Munro, K., Harmsen, H. J. M., Welling, G. W., Smart, J., & Gopal, P. K.
(2000). Analysis of the Fecal Microflora in Human Subjects Consuming a Probiotic
Product Containing Lactobacillus rhamnosus DR20. American Society for
Microbiology. 66 (6): 2578-2588.
Triyatno, I. (2007). Kembali Tentang Probiotik. Sumatera Utara: Program Studi Biologi USU.
14-20.
Van Loo, J., Coussement, P., De Leenheer, L., Hoebregs, H., & Smith, G. (1995). On the
Presence of Inulin and Oligofructose as Natural Ingridients in the Western Diet. Food
Science Nutrition. 35 (6): 525-552.
14
Universitas Indonesia
Upaya pengembangan ..., Ni Komang Ari Chandrawaty, FMIPA UI, 2013