Manfaat Bakteri Asam Laktat pada Susu Fermentasi

Azmier Adib

• Susu merupakan bahan makanan yang relatif sempurna karena mengandung:

Air 88,3 %;

Lemak 3,50 %

Protein 3,20 %

Laktosa 4,98 %

Mineral 0,02 %

• Susu: - pangan yang mudah rusak. substrat yg baik untuk bakteri, kapang dan khamir.

Upaya menghindari kerusakan :- Pasteurisasi dll- Fermantasi pengawetan

produk dengan cita-rasa, aroma dan tekstrur yang khas untuk tiap produk

• Produk susu fermentasi probiotik• Probiotik bahan pangan yang

mengandung mikroba hidup yang mempunyai pengaruh menguntungkan bagi kesehatan.

• Bakteri yang berperan BAL

• Bakteri asam laktat adalah bakteri Gram positif.

• Genus yang sering terlibat dalam fermentasi susu dan memberi efek probiotik antara lain Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus, Leuconostoc dan Lactococcus

Glikolisis

• Merupakan proses perombakan glukosa, dengan hasil akhir asam piruvat• Lintasan penting untuk menghasilkan energi• Dalam perombakan 1 molekul glukosa diperlukan 2 ATP dan dihasilkan 4 ATP• Tidak mensyaratkan adanya oksigen, bisa terdapat pada sel anaerobik maupun aerobik

Produksi energi melalui proses anaerobik : Fermentasi

• Pada organisme anaerobik• Terjadi tanpa adanya oksigen, menggunakan

bahan organik sebagai donor dan akseptor elektron

• Asam piruvat diubah menjadi senyawa lain

• Bakteri asam laktat dikelompokan menjadi dua golongan yaitu homofermentatif dan heterofermentatif.

• Homofermentatif produksi ± 90 % asam laktat.

• Melibatkan jalur Embden Meyerhof / glikolisis menghasilkan :-. Asam laktat-. 2 mol ATP dari 1 molekul glukosa-. Tidak menghasilkan CO2

• Digunakan dalam produksi yogurt

Homolactic fermentation of Glucose (Embden-Meyerhof Pathway, Glycolysis+LDH)

Glucose

G-6-Pheksokinase

F-6-Pisomerase

F-1,6-DP

Dihydroxyacetone-P Glyceraldehyde (C3)

(phosphoenolpyruvate) PEP

(2) Pyruvate

(2) Lactate

Lactata dehydrogenase (LDH)

FDP aldolase

Products:2ATP2LactateKey enzymesFDP aldolaseLactate dehydrogenase

(C3)

(C3)

ADP ATP

ADP ATPfosfofruktokinase

• Heterofermentatif produksi asam laktat (±50%), alkohol, CO2, asam asetat dan senyawa diasetil sebagai produk akhirnya.

• Menghasilkan 1 mol ATP dari heksosa

Heterolactic Fermentation of Glucose (Pentose Phosphate Pathway)

Glucose

Glyceralderhyde-3-phosphate

PK

Acetyl-phosphate

Acetate Products:2ATP2 CO2

1 Lactate1 AcetateKey enzymes PK (Phosphokinase)LDH (Lactate dehydrogenase)(NADH oxidase)

Lactate

LDH

Ribulose-5-phosphate

Xylulose-5-phosphate

Pyruvate

CO2

Acetaldehyde Ethanol

facultative anaerobicAnaerobic, aero-tolerant

Glucose-6-P

6-phosfo-gluconate

ADP ATP

NAD + HN ADH

NAD + HN ADH

Berdasarkan jenis mikrobanya susu fermentasi dikelompokan menjadi tiga kelompok yaitu :1. Fermentasi bakteri asam laktat dan khamir2. Fermentasi bakteri asam laktat dan kapang3. Fermentasi bakteri asam laktat

• Fermentasi susu yang melibatkan aktivitas biokimia mikroba susu tahan lama disimpan

dan tidak disukai oleh bakteri kontaminan dan patogen. • Terhambatnya bakteri-bakteri kontaminan dan

patogen disebabkan oleh senyawa yang bersifat antimikroba seperti asam laktat, asam asetat, CO2, H2O2, dan bakterioasin yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat

Persyaratan agen probiotik untuk kesehatan, adalah:• Stabil terhadap asam lambung• Toleran terhadap asam empedu dan mampu bertahan

hidup selama berada pada usus kecil dan usus besar.• Mampu menempel dan membuat koloni pada dinding

saluran pencernaan, mendominasi dinding saluran pencernaan dan dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen.

• Memproduksi substansi antimikroba yang dapat menekan pertumbuhan bakteri patogen pada usus.

• Tumbuh dan berkembang biak dalam saluran pencernaan, sehingga dapat menjalankan perannya menjaga keseimbangan flora usus dan meningkatkan kesehatan tubuh.

• Mempunyai kemampuan untuk menstimulasi sistem kekebalan tubuh

Sistem kekebalan tubuh • Sistem kekebalan tubuh pada usus ditunjukan

pada jaringan limfoid saluran pencernaan atau disebut GALT (Gut Associated Lymphoid Tissue) atau MALT (Mucosa Associated Lymphoid Tissue).

• Gut Associated Limphoid Tissue merupakan sekelompok kecil limfosit atau folikel soliter yang tersebar di bawah epitel seluruh saluran pencernaan.

• Kolonisasi flora usus bertindak sebagai stimulus antigenik yang dapat mempengaruhi masa maturasi GALT.

Keterangan : APCs, antigen-presenting cells; DCs, dendritic cells; FDCs, follicular dendritic cells; HEVs, high endothelial venules; MALT, mucosa-associated lymphoid tissue; mSC, membrane secretory component; pIgR, polymeric Ig receptor; SIgA, secretory IgA; SIgM, secretory IgM

• Mekanisme penggunaan bakteri asam laktat untuk menstimulasi sistem kekebalan tubuh dan menghasilkan efek imunostimulatif belum jelas diketahui.

• Kemungkinan bakteri asam laktat diabsorbsi oleh sel M dan ditransport ke dalam folikel limfatik, disini bakteri asam laktat dan produk-produknya akan ditahan oleh sel-sel imun.

.

INF gamma

0200400600800

10001200

kontrol L.casei

IL-2

0

50

100

150

kontrol L.casei

0

100

200

300

400

kontrol L.casei

IL-4

0

200

400

600

800

kontrol L.casei

IL-5

01000

200030004000

5000

kontrol L.casei

IL-6

0

5

10

15

20

kontrol L.casei

IL-10

Produksi sitokin oleh sel-sel limpa secara in vitro. Keterangan : jumlah masing-masing sitokin di dalam supernatan diperiksa dengan menggunakan ELISA kit

Pengaruh bakteri asam laktat pada respon kekebalan spesifik

• Ketika bakteri asam laktat berasosiasi pada HLA (human leucocyte antigens) kelas I, maka terjadi respon seluler sitotoksik yang didapat melalui limfosit T yang mempunyai marker CD 8+.

• Jika bakteri asam laktat berasosiasi dengan HLA kelas II, maka terjadi respon humoral yang didapat melalui limfosit T helper CD 4+.

• Limfosit T helper CD 4+ ini akan bekerja sama dengan limfosit B, yang berasal dari sel-sel plasma yang akan memproduksi antibodi.

0

50

100

150

200

contol L.c L.a Y

IgA 2 dIgA 5 dIgA 7 dkontrol

Efek dietary L.casei, L.acidophilus dan yogurt untuk 2, 5 dan 7 hari berturutan dalam jumlah sel yang memproduksi IgA pada usus kecil tikus

Cel

l pro

duci

ng Ig

A

Pengaruh bakteri asam laktat pada respon kekebalan non-spesifik

• Pemberian L. acidophilus strain La I dan B. bifidum strain Bb12 pada dosis 7 x 1010 cfu/hari pada manusia dapat meningkatkan aktivitas fagositik di dalam darah.

• Aktivitas makrofag penting pada pertahanan pejamu terhadap infeksi dan tumor

020406080

100120140160

A B C D

kontrol

diberi DMH

DMH & yogurtselama 2 hariDMH & yogurtselama 5 hariDMH & yogurtselama 7 hariDMH & yogurtselama 10 hari

Pengaruh konsumsi yogurt terhadap tumorKeterangan : perlakuan 2 bulan terjadi peningkatan IgA (A), perlakuan dilakukan bulan terjadi peningkatan limfosit T (B), perlakuan dilakukan 4 bulan terjadi peningkatan IgA (C), perlakuan dilakukan 4 bulan terjadi peningkatan limfosit T (D).

KESIMPULAN• Fermentasi susu oleh bakteri asam laktat, menghasilkan

berbagai macam produk, yang bersifat tahan lama, bergizi dan mempunyai cita rasa yang lebih baik dari susu segar.

• Bakteri asam laktat dalam susu fermentasi menghasilkan senyawa antimikroba seperti asam laktat, asam asetat, CO2, H2O2, dan bakteriosin yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri-bakteri kontaminan dan patogen.

• Susu fermentasi dapat memberi manfaat positif bagi kesehatan antara lain, menstimulasi sistem kekebalan tubuh dan sebagai anti tumor.

• Mekanisme bakteri asam laktat dalam menstimulir sistem kekebalan tubuh adalah dengan meningkatkan aktivitas makrofag, meningkatkan kandungan antibodi, memfasilitasi transport antigen, dan membantu perbaikan mukosa dengan memproduksi mukus.