TINJAUAN PUSTAKA Probiotik Istilah probiotik

TINJAUAN PUSTAKA
Probiotik
Istilah probiotik pertama kali dicetuskan untuk mendeskripsikan senyawa
yang
dihasilkan
mikroorganisme
yang
dapat
menstimulir
pertumbuhan
mikroorganisme lain. Definisi probiotik digunakan pada pemberian pakan ternak
yang disuplementasi dengan mikroba pada tahun 1960 untuk membantu hewan
ternak khususnya dalam saluran pencernaannya. Fuller (1999) menyatakan bahwa
probiotik
adalah mikroorganisme yang bila dikonsumsi, baik dalam bentuk sel
kering maupun produk fermentasi memberikan efek menguntungkan dengan
memperbaiki sifat mikroflora indigenous. Selanjutnya definisi probiotik berkembang
menjadi makanan suplemen berupa mikroba hidup yang memiliki keuntungan
kepada manusia khususnya dalam keseimbangan mikroflora usus (Shortt, 1999).
Definisi tersebut diperluas oleh para ahli dari Eropa dengan mempertimbangkan
mekanisme probiotik selain yang diperantarai mikroflora usus. Probiotik adalah
bahan
pangan
berupa
mikroorganisme
hidup
yang
mempunyai
pengaruh
menguntungkan terhadap kesehatan manusia.
Definisi lain tentang probiotik adalah sediaan sel mikroba hidup atau
komponen dari sel mikroba yang memiliki pengaruh menguntungkan terhadap
kesehatan dan kehidupan inangnya (Salminen et al., 1999). Definisi tersebut
memiliki implikasi bahwa probiotik tidak selalu harus berupa sel hidup karena telah
terbukti bahwa probiotik dalam bentuk sel yang tidak hidup juga menunjukkan
pengaruh positif terhadap kesehatan inang (Ouwehand dan Salminen, 1998).
Probiotik sangat penting bagi tubuh karena menunjukkan peranan fisiologis yang
penting dalam menjaga keseimbangan mikroflora saluran pencernaan sehingga
terbentuk suatu ekosistem yang unik, yaitu terjadi interaksi yang kompleks yang
bekerja secara sinergis dan antagonistis tergantung dari strain yang terlibat, jumlah
dan aktivitas metaboliknya (Mattila-Sandholm et al., 1999)
Sejumlah peneliti juga mengungkapkan beberapa pengaruh positif bagi
kesehatan dari probiotik yaitu (a) meningkatkan ketahanan terhadap penyakit infeksi
terutama infeksi usus dan diare, (b) menurunkan tekanan darah/ antihipertensi, (c)
menurunkan konsentrasi kolesterol serum darah, (d) mengurangi resiko lactose
intolerance, (e) mempengaruhi respon imun, (f) memudahkan pencernaan, (g)
menurunkan resiko terjadinya tumor dan kanker kolon dan (h) bersifat antimutagenik
serta bersifat anti karsinogenik (Kusumawati, 2002).
Menurut Shortt (1999), ada beberapa kriteria yang perlu dipertimbangkan
untuk mendapatkan produk probiotik dengan pengaruh positif optimal bagi inangnya,
diantaranya adalah : (a) spesies bakteri probiotik sebaiknya tidak bersifat patogen,
(b) toleran terhadap asam dan garam empedu, (c) memiliki kemampuan menempel
dan mengkolonisasi usus, (d) memiliki kemampuan untuk bertahan selama proses
pengolahan dan selama waktu penyimpanan, (e) memiliki karakteristik sensor yang
baik, (f) memiliki sifat antagonistik terhadap mikroba patogen enterik, (g) terbukti
memiliki pengaruh menguntungkan bagi kesehatan inang, (h) produk probiotik
diharapkan memiliki jumlah sel hidup yang besar (107-109 cfu/ml) dan (i) total
konsumsi produk probiotik sekitar 300-400 gram per minggu. Dua alasan terakhir
diperlukan untuk memperkirakan bahwa tersedia cukup bakteri probiotik dalam
tubuh untuk memberi pengaruh positif (Tannock, 1999).
Efek probiotik dapat dipertahankan jika makanan pembawa mengandung
minimal organisme probiotik 106-108 cfu/ml (Svensson, 1999), atau 108-1010 cfu/gr
(preparat kering) (Vinderola et al., 2000). Konsumsi minimal per hari dianjurkan
oleh Gilliland (1989) adalah 106-109 sel. Konsumsi probiotik sebaiknya teratur
karena waktu kolonisasi dari mikroorganisme probiotik bersifat terbatas, ditambah
lagi adanya kompetisi dengan mikroorganisme intestinal patogen.
Bakteri Asam Laktat
Salah satu jenis bakteri yang umum terdapat di daging adalah bakteri asam
laktat. Bakteri asam laktat dicirikan sebagai bakteri Gram positif, tidak membentuk
spora, katalase negatif tetapi kadang-kadang terdeteksi katalase semu pada kultur
yang ditumbuhkan pada konsentrasi gula rendah, anaerob aerotoleran, tahan asam,
fermentatif, berbentuk batang dan bulat, habitatnya harus kaya nutrisi, dengan
komposisi basa DNA kurang dari 50% mol G+C (Axelsson, 1998; Adam dan Moss,
1995; Pot et al., 1994).
Fardiaz (1992) mengatakan bahwa bakteri asam laktat merupakan mikroflora
normal yang terdapat di dalam daging. Kultur starter untuk produk daging yang
pertama kali diproduksi secara komersial adalah Pediococcus cereviseae. Pengujian
laktobasili pernah dilakukan sebelumnya tetapi mengalami kesulitan dalam
4
komersialisasi karena bakteri ini tidak tahan lyofilisasi. Gilliland (1986) mengatakan
bahwa untuk kultur starter yang umum untuk produk-produk daging, isolat terbanyak
yang ditemukan dalam produk-produk fermentasi daging adalah berbagai varian dari
Lactobacillaceae. Menurut Hayakawa (1992), bakteri asam laktat adalah kelompok
bakteri yang menguntungkan, mampu memfermentasi gula sebagai sumber energi
untuk memproduksi asam laktat dalam jumlah besar dan jika memecah protein, tidak
membentuk senyawa putrefaktif (senyawa yang berbau busuk).
Bakteri asam laktat sering digunakan dalam proses pengolahan pangan,
misalnya pada pengolahan susu seperti yogurt, kefir, keju; dalam fermentasi sayuran
seperti sauerkraut, pikel, kecap kedelai, miso; dalam fermentasi ikan seperti kecap
ikan dan pasta ikan; dalam pembuatan silase seperti bakteri E. faecium dan E.
faecalis; serta dalam pengolahan daging seperti sosis fermentasi, salami probiotik
dan daging fermentasi. Klasifikasi bakteri asam laktat berdasarkan beberapa hal
yaitu: morfologinya, kemampuan memfermentasi glukosa, perbedaan tumbuh pada
suhu-suhu tertentu, konfigurasi produksi asam laktat, kemampuan untuk tumbuh
pada konsentrasi garam tinggi dan kemampuan toleransinya terhadap asam dan basa.
Jay (1996) mengatakan bahwa bakteri asam laktat bersifat mesofilik dan termofilik,
beberapa dapat tumbuh pada suhu 5oC dan tertinggi 45oC, dapat bertahan pada pH
3,2 dan pada pH yang lebih tinggi (9,6), beberapa hanya bisa tumbuh pada kisaran
pH yang sempit (4,0-4,5). Pot et al. (1994) menyatakan bahwa semula bakteri asam
laktat diklasifikasikan menjadi 4 genus yaitu Lactobacillus, Leuconostoc,
Streptococcus, Pediococcus, yang didasarkan pada ciri morfologi, tipe fermentasi,
kemampuan tumbuh pada suhu yang berbeda, sifat stereospesifik (D atau L laktik),
serta toleransi terhadap asam dan basa. Klasifikasi bakteri asam laktat terus
berkembang,
sehingga
genus
Lactobacillus
menjadi
Lactobacillus
dan
Carnobacterium. Genus Streptococcus menjadi 4 yaitu Streptococcus, Lactococcus,
Vagococcus
dan
Enterococcus.
Genus
Pediococcus
menjadi
Pediococcus,
Tetratogenococcus dan Aerococcus. Sementara tidak ada perubahan pada genus
Leuconostoc. Klasifikasi yang baru tersebut dihasilkan dengan mempertimbangkan
komposisi asam lemak pada membran sel, motilitas dan urutan rRNA, serta persen
guanin dan sitosin pada DNA. Klasifikasi spesies sering juga dicantumkan
toleransinya terhadap garam dan pH, pertumbuhan pada suhu yang berbeda dan
5
konfigurasi produksi asam laktat. Berdasarkan pada perbedaan fenotip atau sifat
biokimia, bakteri asam laktat dibedakan dalam kemampuan memfermentasi
karbohidrat, menghidrolisis arginin, pembentukan asetoin, toleransi pada garam
empedu, kemampuan menghemolisis, produksi polisakarida ekstraseluler, keperluan
faktor pertumbuhannya, dihasilkannya beberapa enzim seperti β-galaktosidase dan βglukuronidase, karakteristik pertumbuhan dalam susu dan pembedaan dalam
serologinya (Axelsson, 1998; Pot et al., 1994). Karakterisasi lebih lanjut meliputi
pendekatan molekuler. Pendekatan ini meliputi perbedaan asam diamin dalam
peptidoglikan, adanya dan perbedaan asam teikoat, adanya dan perbedaan
menaquinon, rasio guanin + cytosin (G+C) dalam DNA, komposisi asam lemak dan
keaktifan elektroporesis dari laktat dehidrogenase (LDH).
Pengklasifikasian yang tidak kalah penting adalah perbedaannya dalam
memfermentasi glukosa yang dibagi dalam heterofermentatif dan homofermentatif
(Fardiaz, 1989). Bakteri asam laktat heterofermentatif yaitu memfermentasi glukosa
menjadi asam laktat melalui jalur fosfoketolase, etanol atau asam asetat dan CO2,
sedangkan homofermentatif mengubah keseluruhan glukosa menjadi asam laktat
melalui jalur glikolisis. Bakteri asam laktat yang bersifat homofermentatif misalnya:
Lactobacillus sp. dan Bacillus dextrolacticus. spesies Lactobacillus antara lain
Lactobacillus plantarum, Lactobacillus bulgaricus, Pediococcus cerevisae dan
Streptococcus paecalis. Bakteri asam laktat yang bersifat heterofermentatif yaitu
Leuconostoc mesentroides dan Lactobacillus brevis (Fardiaz, 1992).
Jalur glikolisis (Embden-Meyerhof-Parnas) merupakan jalur yang digunakan
oleh seluruh bakteri asam laktat kecuali Leuconostoc, grup lactobacillus dengan
heterofermentasi obligat, oenococcus dan wissellas. Selain glukosa, bakteri asam
laktat juga mampu memfermentasi heksosa seperti manosa, galaktosa dan fruktosa.
(Salminen et al., 2004). Jalur fermentasi heksosa oleh bakteri asam laktat dapat
dilihat pada Gambar 1.
6
Glukosa
Fru-1,6P
Fru-6P
Glu-6P
Asetil-P + Eritrosa-4P
Triose-3P
6P-Glukonat
Fru-6P
Heptosa-P + Pentosa-P
Selulosa-5P + CO2
Fosfoketolase
Piruvat
Asetil-P + Triosa-3P
Asetil-P + Triosa-3P
ADP
ATP
Laktat
Acetate
ADP
ATP
Laktat
Asetat
(Etanol)
Laktat
Laktat
Glikolisis
Homofermentasi
Jalur Bifidus
Jalur 6P-Glukonat
(Heterofermentasi)
(Jalur Fosfoketolase)
Gambar 1. Skema Jalur Fermentasi Heksosa oleh Bakteri Asam Laktat
(Kandler, 1983)
Bakteri Asam Laktat sebagai Probiotik
Bakteri asam laktat yang bersifat sebagai probiotik pada pencernaan manusia
merupakan mikroflora normal usus, terdiri atas Bifidobacteria dan Lactobacillus
acidophilus (Gomes dan Malcata, 1999). Selanjutnya Fuller (1992) mengatakan
bahwa bakteri asam laktat digunakan sebagai probiotik karena mampu : (1)
menghasilkan asam laktat yang dapat menurunkan pH, (2) dalam kondisi aerob
memproduksi hidrogen peroksida, (3) memproduksi komponen penghambat yang
spesifik misalnya bakteriosin. Bakteri asam laktat memiliki peranan yang penting
pada kehidupan manusia, karena kemampuannya untuk menghasilkan makanan
fermentasi maupun kemampuannya untuk hidup di dalam saluran pencernaan.
Penelitian bakteri asam laktat yang berpotensi probiotik untuk kesehatan telah
banyak dilakukan contohnya adalah manfaat probiotik pada penyakit gangguan
saluran pencernaan.
Menurut Mitsuoka (1990), bakteri asam laktat dapat dibagi atas 4 grup,
berdasarkan keberhasilan hidupnya di dalam saluran pencernaan manusia, yaitu (1)
grup yang berhasil hidup di dalam lumen usus dan merupakan organisme yang paling
banyak ditemukan dalam spesimen usus manusia, contohnya galur-galur dari
7
Bifidobacterium, (2) grup yang berhasil hidup di dalam lumen usus dan sering
ditemukan dalam spesimen usus manusia, contohnya Lactobacillus (Lactobacillus
acidophilus, Lactobacillus reuteri), (3) grup yang berhasil hidup di dalam lumen
usus dan kadang-kadang ditemukan dalam spesimen usus manusia, contohnya
Lactobacillus (Lactobacillus casei, Lactobacillus brevis) dan (4) grup yang sering
digunakan dalam pembuatan produk susu dan tidak dapat dijumpai dalam spesimen
usus manusia, contohnya Lactobacillus (Lactobacillus bulgaricus) dan Laktokoki
(Streptococcus thermophilus, Streptococcus cremoris).
Naidu dan Clemens (2000) menyatakan bahwa bakteri asam laktat dengan
aktivitas probiotiknya berperan penting dalam mengatur ekosistem saluran
pencernaan. Aktivitas probiotik terbagi atas 3 spektrum, yaitu nutrisi, fisiologi dan
efek antimikroba. Aspek nutrisi berupa penyediaan enzim untuk membantu
metabolisme komponen makanan (laktase), sintesis beberapa vitamin (K, folat,
piridoksin, pantotenat, biotin dan riboflavin) dan menghilangkan racun metabolit
komponen makanan di dalam usus. Aspek fisiologi meliputi kemampuan menjaga
keseimbangan komposisi mikroflora usus dan menstimulasi sistem kekebalan usus.
Efek antimikroba yang dimiliki oleh probiotik yaitu kemampuannya untuk
memperbaiki ketahanan terhadap bakteri patogen.
Pertumbuhan dan metabolisme dari spesies bakteri pada usus tergantung dari
substrat yang tersedia, yang umumnya berasal dari makanan yang dikonsumsinya.
Wright dan Salminen (1999) menyatakan kelebihan bakteri asam laktat adalah
kemampuannya untuk bertahan hidup mengkolonisasi usus, memproduksi asam
laktat, bakteriosin dan merangsang pembentukkan antibodi tubuh. Menurut
Evanikastri (2003), untuk bersifat sebagai probiotik maka bakteri asam laktat harus
memiliki beberapa syarat sebagai berikut : (1) tahan terhadap asam, terutama asam
lambung yang memiliki pH antar 1,5-2,0 sewaktu tidak makan dan pH 4,0-5,0
sehabis makan, sehingga mampu bertahan dan hidup lama ketika melalui lambung
dan usus, (2) stabil terhadap garam empedu dan mampu bertahan hidup selama
berada pada bagian usus kecil. Empedu disekresikan ke dalam usus untuk membantu
absorbsi lemak dan asam empedu yang terkonjugasi dan diserap dari usus kecil, (3)
memproduksi senyawa antimikroba seperti asam laktat, hidrogen peroksida dan
bakteriosin, (4) mampu menempel pada sel usus manusia, faktor penempelan oleh
8
probiotik merupakan syarat untuk pengkolonisasian, aktivitas antagonis terhadap
patogen, pengaturan sistem daya tahan tubuh dan mempercepat penyembuhan
infeksi, (5) tumbuh baik dan berkembang dalam saluran pencernaan, sebagai
probiotik tentu saja kemampuan untuk tumbuh harus diperhatikan. Pada beberapa
genus bifidobakteria dan laktobasili dapat tumbuh baik pada saluran pencernaan
tanpa adanya oksigen, (6) koagregasi membentuk lingkungan mikroflora normal dan
seimbang, koagregasi juga mencerminkan kemampuan interaksi antar kultur untuk
saling menempel dan (7) aman digunakan oleh manusia. Uji secara in vivo
merupakan salah satu indikator bahwa probiotik tersebut dapat dikonsumsi oleh
manusia.
Fermented Milks and Lactic Acid Bacteria Association yang berkedudukan di
Jepang mensyaratkan jumlah minimal 1 x 107 bifidobacteria setiap g atau ml produk
makanan probiotik. Jumlah sel mikroba hidup yang harus terdapat pada produk
probiotik masih menjadi perdebatan, akan tetapi umumnya adalah sebesar 106-108
cfu/ml (Tannock, 1999). Ditambahkan pula oleh Charteris et al. (1998) yang
menyatakan bahwa jumlah minimal mikroorganisme probiotik dalam bioproduk
untuk dapat memberikan manfaat kesehatan adalah 109-1010 cfu/100g produk.
Penelitian mengenai bakteri asam laktat sebagai kandidat probiotik telah banyak
dilakukan pada bidang kesehatan, probiotik banyak diteliti berkaitan dengan
kemampuannya mengatasi gangguan pencernaan. Gill dan Guarner (2004)
mengatakan beberapa gangguan pencernaan dapat berupa inflamasi pada saluran
pencernaan. Selain itu juga sebagai penghasil antimikroba, bakteri asam laktat dapat
menghambat bakteri patogen sehingga dapat mencegah terjadinya diare dan infeksi
usus. Menurut Bernet et al. (1993) bakteri asam laktat dari genus Bifidobacteria dan
Lactobacillus telah terbukti memilki efek probiotik pada manusia. Keberadaan
Lactobacillus dalam saluran pencernaan dapat menjaga keseimbangan ekosistem
mikroba dalam usus. Bakteri asam laktat juga dapat bersifat sebagai imunomodulator
untuk meningkatkan daya tahan tubuh (Erickson, 2000). Keuntungan lain dari
mengkonsumsi bakteri asam laktat adalah menstimulir pergerakan usus. Stimulasi
pergerakan usus ini terkait dengan waktu transit di dalam usus (lamanya transit). Jika
bakteri asam laktat mampu bertahan lama dalam usus maka akan menstimulir
pergerakan peristaltik di usus, sehingga waktu transit feses akan lebih singkat.
9
Tabel 1. Mikroorganisme yang Digunakan dalam Produk Probiotik
Bakteri Asam
Laktat lainnya
E. faecium
Bukan Bakteri
Asam Laktat
B. cereus
Lactobacilli
Bifidobacteria
L. acidophilus
B. animali
L. casei
B. breve
E. coli
L. johnsonii
B. infantis
S. boulardi
L. reuteri
B. longum
Cl. butyricum
L. salivarus
B. adolescentis
L. plantarum
B. lactis
L. crispatus
B. bifidum
L. rhamnosus
Sumber : Shortt 1999.
Lambung, Hati dan Kandung Empedu Manusia
Lambung berbentuk seperti huruf J dan merupakan pembesaran dari saluran
pencernaan. Lambung dibagi oleh ahli anatomi menjadi empat bagian, yaitu bagian
fundus, kardiak, “body” atau badan dan pilorus. Bagian kardiak mengelilingi lower
esophageal sphincter. Bagian bulat yang terletak diatas dan disebelah kiri bagian
kardiak adalah fundus. Di bawah fundus adalah bagian pusat yang terbesar dari
lambung, yang disebut dengan “body” atau badan lambung. Bagian yang menyempit,
pada daerah inferior adalah pilorus.
Sekresi dari getah lambung diatur oleh mekanisme syaraf dan hormonal.
Impuls parasimpatis yang terdapat pada medulla dihantarkan melalui syaraf vagus
dan merangsang gastric glands untuk mensekresikan pepsinogen, asam klorida,
mukus dan hormon gastrin. Asam klorida (HCl) terlibat dalam perubahan pepsinogen
menjadi enzim aktif yaitu pepsin dan faktor intrinsik, terlibat dalam penyerapan
vitamin B12 untuk produksi sel darah merah, yang diproduksi oleh sel parietal. HCl
juga memiliki fungsi mengasamkan makanan, sebagai antiseptik dan desinfektan dan
membuat suasana asam pada pepsinogen sehingga menjadi pepsin. Larutan ini adalah
asam kuat dan merupakan komponen utama dalam asam lambung.
10
Gambar 2. Bagian-Bagian Lambung Manusia
Hati dan kandung empedu terletak di perut kanan bagian atas dan keduanya
dihubungkan oleh suatu saluran yang dikenal sebagai duktus biliaris (saluran
empedu). Meskipun memiliki saluran penghubung dan keduanya berperan dalam
fungsi yang sama, tetapi hati dan kandung empedu sangat berbeda satu sama lain.
Hati berbentuk seperti baji dan merupakan pabrik kimia pada tubuh manusia.
Hati merupakan suatu organ kompleks yang melaksanakan berbagai fungsi vital,
mulai dari mengatur kadar bahan kimia dalam tubuh sampai menghasilkan zat-zat
pembekuan darah. Salah satu fungsi utamanya adalah menghancurkan zat-zat yang
berbahaya yang diserap dari usus atau dibuat di bagian tubuh lainnya, kemudian
membuangnya sebagai zat yang tidak berbahaya ke dalam empedu atau darah.
Kandung empedu berbentuk seperti buah pir dan merupakan tempat penyimpanan
empedu.
Empedu mengalir dari hati melalui duktus hepatikus kiri dan kanan, lalu
keduanya bergabung membentuk duktus hepatikus utama. Duktus hepatikus utama
bergabung dengan saluran yang berasal dari kandung empedu (duktus sistikus)
membentuk saluran empedu utama. Saluran empedu utama masuk ke usus bagian
atas pada sfingter Oddi, yang terletak beberapa sentimeter di bawah lambung. Unsur
utama empedu adalah air (97%), elektrolit, garam empedu fosfolipid, kolesterol dan
11
pigmen empedu (terutama bilirubin terkonjugasi). Garam empedu penting untuk
pencernaan dan absorpsi lemak dalam usus halus. Oleh bakteri usus halus sebagian
besar garam empedu direabsorpsi dalam ileum, mengalami resirkulasi ke hati,
kemudian mengalami rekonjugasi dan resekresi. Garam empedu menyebabkan
meningkatnya kelarutan kolesterol, lemak dan vitamin yang larut dalam lemak,
sehingga membantu penyerapannya dari usus.
Gambar 3. Lokasi Hati, Lambung dan Kandung Empedu dalam Saluran
Pencernaan Manusia
Toleransi Isolat Bakteri Asam Laktat terhadap Asam Lambung
Toleransi terhadap asam lambung merupakan syarat penting suatu isolat
untuk dapat menjadi probiotik. Hal ini disebabkan bila isolat tersebut masuk ke
dalam saluran pencernaan manusia, salah satu kondisi yang menekan adalah pada
saat di lambung, yang memiliki pH sekitar 2,5 sehingga bakteri asam laktat harus
mampu bertahan hidup (Jacobsen et al., 1999). Hasil sekresi dari lambung dikenal
dengan istilah getah lambung berupa cairan jernih berwarna kuning pucat yang
mengandung HCl 0,2-0,5% dengan pH sekitar 1,5 (bila lambung dalam kondisi
benar-benar kosong). Getah lambung terdiri atas air (97-99%), musin (lendir) serta
garam anorganik, enzim pencernaan (pepsin serta renin) dan lipase. Berrada et al.
(1991) menyatakan bahwa waktu yang diperlukan mulai saat bakteri masuk sampai
keluar dari lambung sekitar 90 menit. Isolat yang diseleksi untuk digunakan sebagai
12
probiotik harus mampu bertahan dalam keadaan asam lambung selama sedikitnya 90
menit.
Booth dan Kroll (1989) menyatakan bahwa asam kuat seperti HCl
menyebabkan penurunan pH eksternal. Asam kuat menyebabkan enzim-enzim yang
terdapat pada permukaan sel terdenaturasi oleh pH rendah sehingga menurunkan pH
sitoplasma akibat peningkatan permeabilitas proton pada gradien pH yang besar.
Bakteri asam laktat adalah mikroorganisme fermentatif yang mampu tumbuh pada
kisaran pH yang luas. Diantara genus bakteri asam laktat, spesies-spesies dalam
laktobasili dikenal memiliki ketahanan yang baik dalam kondisi asam. Pertahanan
utama sel bakteri dari lingkungannya adalah membran seluler yang terdiri atas
struktur lemak dua lapis. Paparan sel bakteri dalam lingkungan yang sangat asam
dapat menyebabkan kerusakan pada membran sel tersebut dan keluarnya komponenkomponen intraseluler yang mengakibatkan kematian sel. Bakteri yang toleran
terhadap asam, membran selnya lebih tahan terhadap kebocoran akibat pH rendah
dibandingkan dengan yang tidak tahan asam (Bender et al., 1986).
Tidak seperti bakteri netrofilik (hanya tumbuh pada kondisi pH mendekati
netral) yang menjaga pH intraselulernya mendekati netral, pada bakteri asam laktat
terjadi perubahan dinamis pH intraseluler seiring dengan terjadinya penurunan pH
ekstraseluler (Nannen dan Hutkins 1991; Siegumfeldt et al., 2000) sehingga tidak
terjadi gradien proton yang besar. Bakteri asam laktat tidak hanya tumbuh dengan
lambat pada pH rendah, tapi kerusakan akibat asam dan hilangnya viabilitas juga
dapat terjadi pada sel bakteri yang terpapar pada pH rendah. Tiap galur memiliki
ketahanan berbeda terhadap asam atau pH rendah. Ada beberapa kemungkinan
mekanisme bagaimana bakteri mengatur pH internal tetapi yang paling penting
adalah translokasi proton oleh enzim ATP-ase (Hutkins dan Nannen, 1993).
Parameter lain yang terlibat dalam pengaturan pH internal adalah permeabilitas
membran plasma terhadap proton.
Toleransi Isolat Bakteri Asam Laktat terhadap Garam Empedu
Toleransi isolat bakteri asam laktat terhadap garam empedu juga merupakan
syarat penting untuk probiotik. Bakteri asam laktat untuk dapat bertahan dan tumbuh
pada saluran pencernaan harus mampu melewati bagian atas saluran usus yang berisi
cairan garam empedu yang disekresikan ke dalam usus.
13
Asam empedu disintesa dalam hati dari kolesterol, menghasilkan senyawa
yang disebut asam empedu primer. Asam empedu utama ini berkonjugasi dengan
glisin atau taurin dan disekresikan ke dalam kantung empedu sebagai asam empedu
terkonjugasi. Asam empedu di dalam kantung empedu dilepaskan ke dalam lumen
duodenum dalam bentuk misel dengan asam lemak dan gliserol yang dihasilkan oleh
pencernaan lipase pankreatik. Sebanyak antara 5,500 sampai 35,500 mg asam
empedu terkonjugasi desekresikan ke dalam usus kecil manusia setiap, untuk
membantu absorpsi lemak makan, kolesterol, vitamin hidrofobik dan senyawa larut
lemak yang lain. Asam empedu terkonjugasi diserap dari usus kecil (sekitar 97%)
dan dikembalikan ke dalam hati melalui sirkulasi hati. Sebagian kecil dari asam
empedu (250-400 mg) yang tidak diserap hilang dari tubuh manusia sebagai asam
empedu bebas di feses. Mekanisme saat asam empedu diserap dalam usus kecil dan
kolon, disintesa kembali dan disekresikan lagi dikenal sebagai sirkulasi hati harinya
(Corzo dan Gilliland, 1999).
Seperti halnya ketahanan terhadap asam, menurut Zavaglia et al. (1998) dan
Jacobsen et al. (1999), semua mikroba yang berhasil hidup setelah ditumbuhkan
dalam MRSA yang ditambah 0,3% ox gall, dinyatakan bersifat tahan terhadap garam
empedu. Konsentrasi garam empedu sebesar 0,3% merupakan konsentrasi yang
kritikal, nilai yang cukup tinggi untuk menyeleksi isolat yang resisten terhadap
garam empedu. Laktobasili yang paling bersifat resisten terhadap garam empedu
terdapat pada bagian atas usus halus (jejunum). Hal ini juga dilaporkan oleh Ray
(1996) dan Drouault et al. (1999), bahwa jumlah bakteri asam laktat yang terdapat di
yeyunum lebih rendah dibanding ileum, sekum dan kolon. Hal ini disebabkan
konsentrasi garam empedu pada bagian yeyunum paling tinggi daripada ileum,
karena lokasinya paling dekat bila garam empedu masuk ke dalam saluran usus.
14