27/11/2019

1

PROBIOTIK, PREBIOTIK DAN

SINBIOTIK

Kompetensi Yang Diharapkan :

- Dapat menjelaskan penggunaan probiotik, prebiotik

dan sinbiotik sebagai pangan fungsional

PROBIOTIK• Probiotik dari bahasa Yunani Pro = untuk, biotic =

hidup

• Istilah lain dari probiotik :

- Life microoganism

- Life culture

- Direct fed microbials (DFM)

• Pertama kali diperkenalkan oleh Lilly dan Stillwell

(1965) zat yang disekresikan oleh mikroba yang

mampu menstimulasi pertumbuhan = “for/in favour

of life”

• Antibiotik = “killing life”

1

2

27/11/2019

2

PROBIOTIK.............• Pengertian saat ini berkembang luas :

Ekstrak jaringan tubuh yang menstimulir pertumbuhan

(Sperti, 1977).

Mikroba dan zat yang dapat menyebabkan mikroba dalam

saluran pencernaan menjadi seimbang (Parker, 1974)

Kultur tunggal atau campuran dari mikroorganisme hidup,

yang apabila diberikan dalam jumlah yang cukup akan

memberikan manfaat kesehatan kepada inangnya

(FAO/WHO, 2002)

• Saat ini probiotik digunakan sebagai pemacu pertumbuhan dan

meningkatkan kesehatan

Sejarah Probiotik

Konsep probiotik sudah dikenal sejak 2000 tahun yang lalu

tetapi baru awal abad ke-19 dibuktikan secara ilmiah oleh

Elie Metchnikoff, seorang ilmuwan Rusia yang bekerja di

Institut Pasteur, Paris.

Metchnikoff mendapatkan, bangsa Caucasian yang

mempunyai kebiasaan mengkonsumsi yogurt (susu

fermentasi) tetap sehat dalam usia lanjut.

Metchnikoff berpendapat bahwa bakteri asam laktat yang

terdapat pada produk susu fermentasi tersebut yang

berperan menjaga kesehatan usus halus.

3

4

27/11/2019

3

• Ilmuwan lain yaitu Henneberg mengemukakan ide untuk

menggunakan jenis bakteri yang sama dalam usus halus

dengan cara mengisolasi dari usus halus manusia yaitu

Lactobaccillus acidophlus untuk memproduksi Acidophillus

Milch atau untuk memperbaiki produk yogurt sebelumnya.

• Produk ini disebut dengan “yogurt mild” yang sukses di

Jerman dan beberapa negara Eropa lainnya pada awal

tahun 1980-an.

• Selanjutnya berkembang produk-produk susu fermentasi

yang mirip dengan yogurt.

• Prinsip kerja probiotik yaitu dengan memanfaatkan

kemampuan organisme tersebut dalam menguraikan

rantai panjang karbohidrat, protein dan lemak.

• Kemampuan ini diperoleh karena adanya enzim-enzim

khusus yang dimiliki oleh mikroorganisme untuk

memecah ikatan.

• Pemecahan molekul kompleks menjadi molekul

sederhana mempermudah penyerapan oleh saluran

pencernaan manusia.

• Di sisi lain, mikroorganisme pemecah ini mendapat

keuntungan berupa energi yang diperoleh dari hasil

perombakan molekul kompleks.

5

6

27/11/2019

4

Kriteria Bakteri yang tergolong

Probiotik

Sumber : Saarela et al., 2000

Probiotik yang umum dan aman

digunakan

7

8

27/11/2019

5

Atribut Probiotik

Toleran terhadap asam

Toleran terhadap asam empedu

Hidrofobisitas pada pemrukaan sel

Aktivitas antimikroba

Mengeluarkan kolesterol dan dekonjugasi

garam empedu

Kolonisasi pada saluran usus

Mengeluarkan laktosa

Aktivitas protease dan aminopeptidase

Mekanisme Probiotik• Mekanisme probiotik :

Probiotik adalah miroorganisme a-patogen dan berasal dari

mikroba indigenous

Mendesak mikroba non-indigenous keluar dari ekosistem

saluran pencernaan melalui modifikasi pH usus, pengaruh

antimikroba secara langsung melalui sekresi produk yang

menghambat pertumbuhan patogen seperti bakteriosin, asam

organik dan hidrogen peroksida, produksi SCFA dalam

intestinal, regulasi sistem imun dari inang, normalisasi

mikrobiota usus dan pengaruh metabolik lainnya.

Berkompetisi dengan mikroba patogen untuk menempel pada

membran mukosa sehingga mencegah adhesi dan invasi

patogen menggantikan lokasi mikroba patogen di dalam

saluran pencernaan

�

Berbeda dengan mekanisme antibiotik yang membunuh

mikroba (patogen&a-patogen)

9

10

27/11/2019

6

Mekanisme Probiotik .............

• Zat yang terdapat dari usus berasal dari :

eksogenous (ransum) atau endogenous (produk

metabolisme yang harus dibuang)

• Mikroba sangat aktif merombak zat yang

terdapat dalam kolon yang berasal dari bahan

beracun, obat2an, steroid maupun metabolit

bahan makanan metabolit toksik,

karsinogenik atau mutanogenik harus

dibuang karena dapat menyebabkan kerusakan

mukosa usus, tumor atau penyakit.

Mekanisme Probiotik

Bakteriosin

Peptida Bioaktif

Short chain fatty acids

Netralisasi karsinogen

Asam Amino Bebas

Asam organik

Aktivitas β-Galactosidase

Oligosaccharides

Asimilasi Kolesterol

Kompetisi dengan

bakteri patogen

untuk bertahan

dan menempel

Antioxidant

ImmunostimulatoryProbiotik

11

12

27/11/2019

7

Tabel . Mekanisme Menguntungkan dan

Merugikan dari BAL Sebagai Probiotik

Respons Mekanisme Sisi Utama dari Aksi

Menguntungkan :

• Menekan Bakteri

Berbahaya

1. Produksi komponen antibakteri

2. Kompetisi mendapatkan nutrien

3. Kompetisi mendapatkan sisi untuk

kolonisasi

S, SI

S, SI, LI

S, SI

• Metabolisme

Mikroba/inang

1. Produksi enzim pencernaan (misal

laktase)

2. Menurunkan produksi ammonia,

amin atau enzim toksik

3. Memperbaiki fungsi dinding

pencernaan

S, SI

SI, LI

SI, LI

• Memperbaiki

respons imun

dari inang

1. Meningkatkan antibodi

2. Meningkatkan aktivitas makrofag

SI, (LI)

SI, (LI)

Merugikan :

• Kompetisi nutrisi

dengan inang

1. Konsumsi glukosa

2. Konsumsi asam amino

S, SI

S, SI

13

14

27/11/2019

8

Tabel . Kriteria Dalam Pemilihan Probiotik

Metode Basis

1. Toleransi terhadap Asam Daya tahan selama melalui perut

dan duodenum

2. Toleransi Terhadap Asam

Empedu

Daya tahan selama memasuki usus

halus bagian atas

3. Produksi Asam (Glukosa dan

Laktosa)

Produksi “barrier asam” pada

bagian atas saluran pencernaan

4. Produksi Komponen

Antimikroba

Kompetisi dengan patogen

5. Adhesi ke sel epitel pencernaan Kolonisasi yang efisien

6. Toleransi terhadap panas Daya tahan selama pembentukan

pelet pada proses produksi pakan

7. Toleransi terhadap antimikroba

pakan

Kemungkinan penggunaan pada

medicated feed

Mekanisme Probiotik hingga dapat

meningkatkan kesehatan tubuh

• Produksi senyawa antimikroba (khususnya patogen)

seperti asam laktat, asam asetat, karbondioksida, H2O2,

bakteriosin, reuterin dan senyawa penghambat

pertumbuhan bakteri patogen lainnya

• Unggul dalam kompetisi penyerapan nutrien dan sisi

penempelan pada sel epitel usus

• Menstimulasi sistem imunitas dan mampu mengubah

aktivitas metabolisme mikroba dalam saluran

pencernaan, maka bakteri asam laktat (BAL) sering

digunakan sebagai probiotik komersial

15

16

27/11/2019

9

Mekanisme probiotik dalam menekan

pertumbuhan bakteri patogen yang masuk ke tubuh

• Bakteri probiotik mampu mencegah diare yang

disebabkan Helicobacter pylori

• Asam laktat yang dihasilkan merangsang gerak

peristaltik usus sehingga mencegah diare dan

meningkatkan penyerapan kalsium yang diperlukan

untuk mencegah osteoporosis

Mekanisme probiotik dalam menurunkan kadar

kolesterol darah

• Beberapa galur (strain) bakteri asam laktat mampu melakukan

metabolisme kolesterol dari makanan dalam usus halus

sehingga tidak diserap tubuh.

• Beberapa galur bakteri asam laktat mampu melakukan

dekonyugasi garam bile dalam usus halus untuk mencegah

absorpsi kembali oleh tubuh sehingga merangsang hati untuk

mensintesis lebih banyak garam bile dari kolesterol serum.

• Kedua hal itu menurunkan kadar kolesterol serum

17

18

27/11/2019

10

Mekanisme probiotik dalam membantu Penderita

Lactose Intolerance Dalam Mengkonsumsi Susu

• Lactose-intolerance atau ketidakmampuan mencerna laktosa

terjadi karena seseorang tidak dapat memproduksi enzim

beta-galaktosidase oleh sel epitel usus halus akibat kelainan

genetik.

• Molekul laktosa yang tidak dapat diserap tubuh kemudian

masuk ke dalam usus besar dan dihidrolisis oleh bakteri yang

memproduksi beta-galaktosidase. sehingga untuk

mendapatkan enzim tersebut, dianjurkan untuk

mengkonsumsi susu fermentasi, salah satunya yaitu kefir.

bibit (starter) kefir juga merupakan sumber enzim beta-

galaktosidase untuk memecah laktosa dalam susu.

• Dengan adanya proses fermentasi oleh bakteri penghasil

asam laktat (BAL), 30 - 40% laktosa akan terurai menjadi

glukosa dan galaktosa yang mudah diserap tubuh.

Efek menguntungkan probiotik

terhadap kesehatan

• Mengurangi gejala intoleransi laktosa (lactose intolerance)

• Meningkatkan immunoglobulin A (IgA) dalam darah

Anak-anak kecil yang diberi minuman susu fermentasi yang

mengandung Lactobacillus casei strain tertentu :

ternyata mempunyai kandungan immunoglobulin A (IgA)

lebih banyak dalam darahnya, sehingga memperpendek

lamanya diare akibat infeksi rotavirus (Kaila et al, 1992)

19

20

27/11/2019

11

• Meningkatkan aktivitas granulosit dalam

darah untuk fagositas imun non-spesifik

dengan pemberian L. acidophilus dan

Bifidobacterium bifidum

• Menurunkan jumlah enzim-enzim mikroba

dalam feses.

• Menurunkan mutagenisitas fekal dan urine

• Pencegahan penyakit usus, diare, radang

lambung, infeksi vaginal dan urogenital

• Meningkatkan kekebalan tubuh terhadap serangan penyakit

yang mudah menular.

• Mengurangi tekanan darah dan mengatur hipertensi,

konsentrasi serum kolestrol.

• Mengurangi alergi, infeksi pernapasan.

• Memberi ketahanan untuk kemoterapi kanker dan

mengurangi kerusakan kanker kolon.

• Menghalangi bakteri yang secara langsung ataupun tidak

langsung mengkonversi pro karsinogen penyebab kanker.

• Mengubah motilitas koloni dan waktu perpindahannya.

21

22

27/11/2019

12

PREBIOTIK

• Sumber makanan bagi mikroflora dalam saluran pencernaan

sehingga dapat tumbuh dan berkembang.

• Didefenisikan sebagai bahan pangan (pakan) yang tidak dapat

dicerna yang memberikan manfaat bagi inang melalui stimulasi

secara selektif pertumbuhan dan/atau aktivitas dari sejumlah

bakteri di dalam saluran pencernaan, sehingga meningkatkan

kesehatan inangnya (Gibson dan Roberfroid, 1995).

PREBIOTIK

• Defenisi terakhir : prebiotik adalah ingredien yang difermentasi

secara selektif yang memungkinkan perubahan spesifik baik

pada komposisi maupun aktivitas mikroba pencernaan yang

akan memberikan manfaar kepada inangnya (FAO/WHO, 2002)

• Prebiotik : komponen pangan yang tidak dapat dicerna yang

secara selektif merangsang pertumbuhan beberapa species

bakteri yang menguntungkan di dalam saluran pencernaan

• Umumnya prebiotik adalah golongan oligosakarida (gula dengan

3-6 atom C) dan serat larut terdapat dalam buah dan sayur

23

24

27/11/2019

13

Bakteri Endogen dalam Usus Manusia

• Yang menguntungkan

Bifidobacterium

Eubacterium

Lactobacillus

• Yang merugikan

Clostridium

Shigella

Veillonella

Distribusi dan Komposisi Mikroflora Intestinal

Sumber: Lichtenstein and Goldin, 1998

25

26

27/11/2019

14

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Komposisi

Mikroflora dalam Usus Manusia

• Umur

• Kemudahan untuk terkena infeksi

• Kebutuhan akan zat-zat gizi

• Status imunologis

• pH usus besar

• Waktu transit sisa makanan hasil pencernaandanpenyerapan dalam usus besar

• Terdapatnya bahan yang dapat difermentasioleh bakteri dalam usus besar.

• Jumlah dan jenis bahan yang dapat menstimulirpertumbuhan bakteri paling berpengaruh

Contof : Mikroflora pada Usus Bayi

• Terdapat perbedaan yang nyata dalam hal jumlah dan

jenis mikrobiota dalam usus besar bayi yang diberi ASI

dibandingkan dengan bayi yang diberi susu formula.

• Pada bayi yang diberi ASI, mikroflora usus besar

didominasi oleh populasi bakteri bifido.

• Sedangkan pada bayi yang diberi susu formula,

mikrofloranya sangat beragam dan tidak ada satupun

genus bakteri yang mendominasi.

27

28

27/11/2019

15

Banyak bahan pangan, terutama oligosakarida dan

polisakarida (termasuk serat pangan) yang diklaim

mempunyai aktifitas prebiotik

Tidak semua karbohidrat pangan (oligosakarida dan

polisakarida) merupakan prebiotik, karena tidak

semuanya memenuhi kriteria untuk digolongkan sebagai

prebiotik

• Tidak terhidrolisa oleh enzim atau terserap pada saluran pencernaan

bagian atas sehingga dapat mencapai kolon tanpa perubahan struktur

atau diekskresikan dalam feses

• Berperan sebagai substrat yang secara selektif dapat menstimulir

pertumbuhan bakteri yang menguntungkan pada kolon/usus besar

• Mengubah komposisi mikrobiota usus sehingga menguntungkan bagi

kesehatan dengan menekan pertumbuhan bakteri patogen

• Meningkatkan efek yang positif bagi kesehatan inang

Kriteria yang Harus Dipenuhi Bahan

Pangan sebagai Prebiotik

29

30

27/11/2019

16

Mekanisme Kerja Prebiotik

• Prebiotik tidak dicerna oleh enzim, tetapi difermentasi oleh

bakteri anaerob dalam usus besar.

• Prebiotik yang telah difermentasi dalam usus besar

menghasilkan asam lemak rantai pendek (short chain fatty

acid /SCFA), dalam bentuk acetat, propionat, dan butyrat,

dan L-lactate, CO2 dan gas lainnya

• SCFA tersebut oleh tubuh dipakai sebagai sumber energi,

dan menstimulasi pertumbuhan berbagai bakteri terutama

lactobacillus dan bifidobacterium

Skema Aktivitas Metabolisme di

dalam Usus Besar

Sumber : Binns, 2013

31

32

27/11/2019

17

Bahan-bahan yang dapat

difermentasi oleh bakteri :

• Residu makanan tidak dicerna yang terdapat dalam bagian atas usus

besar

• Bahan endogen seperti nucins

• Sel-sel epitel usus yang terkelupas

• Produk hasil lisis bakteri

Pada orang dewasa, substrat yang dapat

difermentasi oleh mikrobiota dalam usus besar :

• Karbohidrat (serat pangan, pati resisten,

oligosakarida, gula yang tidak dapat diserap usus

halus)

• Protein (asam amino dan lipida) sedikit yang

dapat difermentasi

Sedangkan pada bayi, substrat yang dapat

difermentasi komponen yang tidak tercerna

pada susu (memberikan pengaruh penting pada

komposisi mikroflora dalam usus besar).

33

34

27/11/2019

18

Sumber Prebiotik

• Secara alami diperoleh dari Air Susu Ibu (ASI) dalam bentuk

ologosakarida N-acetyl glucosamine dalam kolostrum.

• Prebiotik ini hanya tercerna kurang dari 5% di usus serta dapat

mendukung pertumbuhan probiotik Bifidobacterium.

• Prebiotik dapat diperoleh dari sumber tanaman seperti

bawang, asparagus, pisang, chicory, artichoke, dan beberapa

oligosakarida pada kedelai, dll.

Beberapa karbohidrat yang tidak dapat dicerna dan diserap

dalam bentuk oligosakarida dan serat pangan

Inulin Galaktosil laktosa

Fruktooligosakarida (FOS) Laktusukrosa

Galaktooligosakarida

(GOS)

Isomaltooligosakarida

Laktulosa Gluko-oligosakarida

Laktitol Xylo-oligosakarida

Rafinosa

35

36

27/11/2019

19

• Diantara oligosakarida tersebut, hanya

Inulin dan Fruktooligosakarida (FOS) yang

dapat digolongkan sebagai prebiotik

• Sedangkan galaktooligosakarida dan

laktulosa meskipun digolongkan sebagai

prebiotik, tapi masih memerlukan

penelitian lebih lanjut.

Efek Prebiotik Berbagai

OligosakaridaKarbohidrat Tidak dapat

dicerna

Fermentasi Selektivitas Status

Prebiotik

Inulin dan Fruktoologosakarida Ya Ya Ya Ya

Galaktooligosakarida Mungkin ???? Ya Ya

Laktulosa Mungkin ???? Ya Ya

Isomaltooligosakarida Sebagian Ya Memberi

harapan

Tidak

Laktosukrosa TD TD Memberi

harapanTidak

Silooligosakarida TD TD Memberi

harapanTidak

Oligosakarida kedelai TD TD TD Tidak

Glukooligosakarida TD TD TD Tidak

Sumber : Roberfroid (2007)

37

38

27/11/2019

20

Keuntungan Mengonsumsi

Prebiotik

• Perbaikan komposisi mikroflora usus besar

• Perbaikan fungsi lambung

• Peningkatan penyerapan kalsium karena fermentasi prebiotik menjadi SCFA

• Perbaikan metabolism lipida

• Menghambat patogen melalui mekanismelangsung atau tidak langsung dengan membloksisi reseptor pelekatan patogen pada mukosausus dan secara tidak langsung denganmendukung pertumbuhan probiotik

39

40

27/11/2019

21

Keuntungan Mengonsumsi

Prebiotik …..• Mencegah kanker usus;

• Menurunkan kolesterol dengan memicu

pertumbuhan probiotik atau BAL yang

memproduksi enzim atau pengikatan kolesterol

oleh membran

• Meningkatkan imunitas dengan meningkatkan

pertumbuhan probiotik yang berinteraksi dengan

sistem imun

Sinbiotik

• Sinbiotik berasal dari kata syn berarti sinergi dan biotic berarti

hidup.

• Definisi sinbiotik

Potensi yang sinergi antara probiotik dan prebiotik berada

dalam suatu makanan.

• Substansi prebiotik memiliki dampak positif bagi mikroflora

usus terutama bakteri probiotik yang berfungsi sebagai

makanan dari probiotik sehingga meningkatkan daya tahan

hidup probiotik karena substrat yang spesifik telah diperoleh.

41

42

27/11/2019

22

SINBIOTIK

• Suplemen pangan yang merupakan kombinasi dari

probiotik dan prebiotik yang memberi manfaat kepada

inang melalui peningkatan jumlah dan daya tahan hidup

dari mikroorganisme di saluran pencernaan.

• Probiotik secara tunggal tanpa sumber nutrien

(prebiotik) tidak dapat bertahan hidup secara baik dalam

sistem pencernaan.

• Sinbiotik dikenal sebagai pangan fungsional pada level

nutrisi dan terapetik.

• Dapat memberikan probiotik hidup dalam jumlah yang

tinggi

Peran Sinbiotik

• Probiotik meningkatkan sistem kekebalan saluran cerna dan

barrier (pertahanan) dinding saluran cerna sehingga dapat

memberikan proteksi terhadap infeksi saluran cerna atau

membuat seorang anak menjadi lebih toleran terhadap

makanan yang bersifat alergi.

• Probiotik menghambat pertumbuhan bakteri ’jahat’ dengan cara

mencegah bakteri ‘jahat’ menempel pada dinding saluran cerna

dan menciptakan lingkungan asam sehingga bakteri ‘jahat’ tidak

menempel.

• Probiotik memproduksi berbagai enzim pencernaan dan vitamin

yang bermanfaat bagi tubuh.

43

44

27/11/2019

23

Peran prebiotik sebagai makanan probiotik terhadap kesehatan

saluran cerna adalah secara tidak langsung.

Pemberian kombinasi probiotik dan prebiotik adalah untuk

mengoptimalkan efek tersebut.

45