Mikrobiologi

“PERANAN BAKTERI ASAM LAKTAT DARI DADIH SAPI SEBAGAI ANTIMUTAGENIK UNTUK MENURUNKAN RESIKO PENYAKIT KANKER”

DISUSUN OLEH:

JOKO SETIYONO (08640027)

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA

YOGYAKARTA

2011

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Seiring dengan peningkatan kesadaran manusia akan pentingnya hidup sehat maka terjadi pula peningkatan penelitian dan pemasaran produk produk makanan yang berpotensi untuk menjaga kesehatan tubuh. Produk makanan yang berkhasiat terapeutik lebih dikenal dengan istilah makanan fungsional. Salah satu makanan fungsional adalah makanan yang mengandung probiotik yaitu mikroba hidup yang bila dikonsumsi akan menimbulkan efek terapeutik pada tubuh dengan cara memperbaiki keseimbangan mikroflora dalam saluran pencernaan (Fueller 1989).

Makanan fungsional yang lain adalah makanan yang mengandung “prebiotik” yaitu komponen pangan (food ingredients) yang tidak dapat dihidrolisis oleh enzim-enzim pencernaan dalam saluran pencernaan manusia namun komponen ini dapat menguntungkan tubuh dengan cara menstimulasi pertumbuhan atau aktivitas sejumlah bakteri misalnya BAL, Bifidobacterium, Enterococcus, Bacteroides dan Eubacterium di dalam usus besar yang pada akhirnya dapat meningkatkan kesehatan tubuh (Gibson & Roberfroid 1995).

B. Rumusan Masalah

Apakah isolat kelompok BAL dari dadih sapi mampu menghasilkan kemampuan antimutagen untuk menurunkan resiko penyakit kanker?

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Deskripsi Dadih

Di Indonesia dikenal beberapa makanan tradisional, salah satu yang berpotensi sebagai sebagai makanan fungsional untuk mencegah kanker adalah “dadih”. Dadih adalah makanan traditional Minangkabau dan daerah sekitarnya di Sumatera Barat dan juga di Kampar, Propinsi Riau. Produk makanan ini diproduksi dengan cara memasukkan susu kerbau segar yang telah disaring ke dalam bambu (khususnya bambu buluh), ditutup dengan daun pisang lalu dibiarkan pada suhu kamar selama kurang lebih 1 sampai 2 hari sampai terbentuk gumpalan menyerupai pasta dan biasanya langsung dipasarkan dalam bambu (Surono & Hosono 1995).

Terbentuknya gumpalan atau pasta ini sebagai akibat penurunan pH oleh aktivitas proses fermentasi. Penuruan pH juga yang menyebabkan rasanya agak asam karena terbentuknya asam laktat sebagai produk utama hasil metabolisme bakteri asam laktat. Makanan ini biasanya dikonsumsi mentah (tanpa dimasak atau dipanaskan sehingga sel tetap hidup) dengan mencampurkan dadih dan ketan, parutan kelapa ditambah gula kelapa atau bisa juga dimakan dengan sambal lado dan di warung disajikan sebagai minuman penyegar dengan menambahkan es dan gula (Hosono et al, 1985; Nakazawa & Hosono 1992).

Dilihat dari komposisi kimia dan nilai gizi, dadih merupakan sumber protein yang tinggi yaitu sekitar 39,8% dimana proteinnya tergolong protein lengkap yang mengandung hampir semua jenis asam amino esensial guna keperluan pertumbuhan. Selain itu dadih mengandung kalsium dalam jumlah yang relatif tinggi dimana mineral ini sangat berperanan dalam pertumbuhan dan pembentukan tulang dan gigi dan mencegah terjadinya pengeroposan tulang (osteoporosis) pada orang dewasa/usia lanjut. Juga beberapa jenis vitamin terutama vitamin B kompleks yang merupakan komponen susu sendiri dan vitamin B dan K yang terbentuk selama proses fermentasi (Surono & Hosono 1995).

B. Bakteri Asam Laktat (BAL)

Bakteri asam laktat adalah kelompok bakteri yang mampu mengubah karbohidrat (glukosa) menjadi asam laktat. Efek bakterisidal dari asam laktat berkaitan dengan penurunan pH lingkungan menjadi 3 sampai 4,5 sehingga pertumbuhan bakteri lain termasuk bakteri pembusuk akan terhambat (Fardoaz, 1992). Pada umunya mikroorganisme dapat tumbuh pada kisaran pH 6-8 (Buckle et al., 1987). Pemanfaatan BAL oleh manusia telah dilakukan sejak lama, yaitu untuk proses fermentasi makanan. BAL merupakan kelompok besar bakteri menguntungkan yang memiliki sifat relatif sama. Saat ini BAL digunakan untuk pengawetan dan memperbaiki tekstur dan cita rasa bahan pangan (Kuswanto dan Slamet, 1988). BAL mampu memproduksi asam laktat sebagai produik akhir perombakan karbohidrat, hidrogen peroksida, dan bakteriosin (Afrianto, dkk., 2006). Efektivitas BAL dalam menghambat bakteri pembusuk dipengaruhi oleh kepadatan BAL, strain BAL, dan komposisi media (Gaman dan Sherrington, 1992).

Sebagai makanan fermentasi tradisional, mikrobia utama yang terlibat selama proses fermentasi dadih adalah bakteri asam laktat. Hasil analisis mikrobiologis beberapa jenis BAL meliputi genus Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus (Hosono et al, 1989; Surono dan Nurani, 2001). Selain itu juga ditemukan bakteri yang tergolong non-bakteri asam laktat yaitu Micrococcus varians, Bacillus cereus dan Staphylococcus saprophyticus serta khamir yaitu Endomyces lactis (Hosono et al, 1989).

1. Karakteristik Bakteri Asam Laktat

Dalam mikrobiologi pangan, pengelompokan bakteri berdasarkan sifat pertumbuhannya pada makanan lebih penting daripada pengelompokan berdasarkan sifat-sifat lainnya. Dengan pengelompokan ini mudah diduga perubahan-perubahan yang akan terjadi pada makanan jika suatu bakteri yang termasuk dalam suatu kelompok tumbuh pada makanan (Daulay dan Rachman, 1992). Sifat yang terpenting dari bakteri asam laktat adalah kemampuannya untuk menfermentasi gula menjadi asam laktat. Sifat ini penting dalam pembuatan produk fermentasi seperti fermentasi sayur-sayuran (sauerkraut, pikel, dan sebagainya), fermentasi susu (keju, yoghurt, susu asam, dan sebagainya), dan fermentasi ikan (silase, bekasem, chaoteri, terasi, dan sebagainya). Karena produksi asam oleh bakteri asam laktat berjalan cepat, maka pertumbuhan mikroba lain yang tidak diinginkan dapat terhambat (Fardiaz, 1989 dan Rahayu et al.,1992).

2. Mutagen dan Kanker

Penyakit kanker merupakan salah satu penyakit penyebab kematian terbesar di dunia terutama di negara-negara maju. Faktor penyebab penyakit meliputi perilaku seksual, infeksi, obat-obatan medis, food additive, merokok, radiasi, sinar UV dan diet. Diantara faktor penyebab ini ternyata diet merupakan faktor penyebab utama terjadinya kanker (Doll & Peto 1981). Hal ini didukung dengan hasil temuan berbagai jenis senyawasenyawa mutagen dan karsinogen yang diisolasi dari berbagai jenis bahan pangan terutama makanan berprotein tinggi yang diolah dengan suhu tinggi. Senyawa ini juga terbentuk dari reaksi pyrolisis asam-asam amino misalnya triptophan dan asam glutamat serta dari protein (Nagao et al, 1977). Senyawa-senyawa ini dikenal dengan nama heterocyclic amines atau HA. Jumlah HA dalam makanan yang dimasak di atas suhu 1500C diperkirakan berkisar 0,1-50 ppb (Felton et al, 1984).

Jenis makanan yang diolah dengan suhu tinggi sangat berpengaruh terhadap tingkat pembentukan mutagen; sebagai contoh pembentukan mutagen pada ikan 1000 kali lebih banyak dibanding dengan hamburger kalau dipanaskan pada suhu yang sama. Mekanisme pembentukan senyawa-senyawa mutagen sejauh ini belum dapat dijelaskan dengan pasti. Namun dari hasil penelitian ditemukan bahwa mutagen dapat terbentuk bila campuran yang banyak terdapat dalam otot misalnya glycin, glukosa dan kreatinin ipanaskan pada suhu 1280C (Negishi et al, 1984). Secara alamiah mutagen tertentu bisa juga terkandung dalam bahan pangan misalnya rempah-rempah dan minuman beralkohol. Telah bahwa 85% senyawa-senyawa karsinogen bersifat mutagenik (Nakazawa & Hosono 1992).

Berbagai komponen atau senyawa yang terdapat dalam makanan mempunyai efek antimutagenik terhadap mutagen. Mutagenisitas dari 1,4-dinitro-2-methyl-pyrole (DNMP) hilang dengan penambahan ekstrak berbagai jenis sayuran (Yen et al., 1992). Kada et al, 1984; 1985 dalam Nakazawa & Hosono (1992) melaporkan bahwa ekstrak burdock menurunkan mutagenisitas 4-nitro-1,2-diaminobenzene (4-NO2-1,2-DAB) dan 2-nitro-1,4-diaminobenzene (2-NO2-1,4- DAB). Ekstrak daun pohon kemang (Mangifera caesia Jack ex Wall) mampu menghilangkan secara total mutagnisitas yang dihasilkan oleh merica dan cabe. Komponen antimutagenik juga ditemukan pada bunga kamelia, strawberri, jamur shiitake, teh hijau dan daun maple (Kada 1981 dalam Nakazawa & Hosono 1992). Juga produk hasil reaksi kimia antara asam-asam amino dengan gula pereduksi yang dikenal dengan nama produk reaksi Maillard (Maillard reaction product) dilaporkan mampu menurunkan mutagenisitas berbagai jenis mutagen (Yen et al, 1992; Lee et al, 1994; Hosono et al, 1997). Butylated hydroxyanisole (BHA) dan butylated hydroxytoluene (BHT) serta antioksidan alamiah α-tokoferol mempunyai efek antimutagenik terhadap benzepyrene (Calle & Sullivan 1982 dalam Nakazawa & Hosono 1992).

3. Aktivitas Antimutagenik Bakteri Asam Laktat dari Dadih

Banyak hasil penelitian melaporkan antimutagenik produk-produk susu fermentasi. (Hosoda et al, 1992; Hosono et al, 1990a; Surono & Hosono 1995; Usman & Hosono 1998). Menurut Hosono et al, (1988) dan van Boekel et al, (1993) melaporkan bahwa antimutagenik dari susu fermentasi disebabkan oleh kandungan kasein yang terdapat dalam produk tersebut. Namun demikian persentase pengahambatan mutagenisitas kalsium sangat rendah dibanding dengan sel bakteri asam laktat (Usman & Hosono 1998).

BAL dalam dadih telah dilaporkan mempunyai efek antimutagenik terhadap berbagai jenis mutagen seperti N-nitrosodimethylamine (NDMA), N-nitroso-pyrrolidine (NPIP) dan N-nitroso-piperidine (NPIP); senyawa mutagen ini banyak dijumpai pada bahan pangan dan minuman (Hosono et al, 1990). Aktivitas antimutagenik tergantung pada jumlah sel BAL dan jenis mutagen. Dadih juga mempunyai antimutagenik terhadap mutagen yang muncul akibat pemanasan makanan pada suhu tinggi misalnya pada terasi (Surono & Hosono 1996) dan tauco (Usman & Hosono 2003) yang dipanaskan pada suhu lebih dari 1000C selama lebih dari 1 jam.

BAB III

PEMBAHASAN

Mekanisme antimutagenik dari BAL dadih dengan cara mengikat mutagen dan karsinogen di dalam saluran pencernaan terutama dalam usus halus dan kolon. Mekanisme antimutagenenik atau antitumor sangat tergantung pada genus dan spesies dari BAL. Dari hasil penelitian ditemukan bahwa efek antitumor antitumor dari BAL juga disebabkan oleh penghambatan aktivitas enzim β-glucuronidase,azoreductase dan nitroreductase dan penghambatan pertumbuhan bakteri penghasil enzim-enzim yang mengkonversi senyawa-senyawa prokarsinogen menjadi karsinogen (Goldin et al, 1984 dan Mitchelland et al, 1976 dalam Nakazawa & Hosono 1992). Senyawa-senyawa polisakarida ekstarseluler yang diproduksi oleh BAL selama pertumbuhannya juga mempunyai efek antimutagenik dan antitumor (Salminen & von Wright 1993).

BAB IV

PENUTUP

Kesimpulan

Dadih atau produk yang mengandung BAL dadih berpotensi untuk mencegah terjadinya kanker terutama kanker usus. Hal ini dimungkinkan karena BAL dadih mempunyai kemampuan untuk menurunkan dan menghambat terjadinya mutagenisitas yang ditimbulkan oleh berbagai jenis mutagen yang terdapat dalam makanan/diet manusia. Mekanisme dari efek antimutagenik berlangsung karena adanya ikatan antara mutagen atau karsinogen dengan peptidoglikan yang terdapat pada dinding sel BAL dadih. Mutagen dan karsinogen yang terikat oleh BAL dadih akan dikeluarkan melalui feses dan air kemih.

BAB V

DAFTAR PUSTAKA

Afrianto, E., E. Liviawaty., dan I. Rostini. 2006. Pemanfaatan Limbah Sayuran untuk Memproduksi Biomasa Lactobacillus plantarum sebagai Bahan Edible Coating dalam Meningkatkan Masa Simpan Ikan Segar dan Olahan. Laporan Akhir. Unpad. 113 hlm.

Buckle, K.A., R.A. Edwards, G.H. Fleet, and M. Wooton. 1987. Ilmu Pangan. Jakarta: Universitas Indonesia Press. 365 hlm.

Daulay, D. dan A. Rachman. 1992. Teknologi Fermentasi Sayuran dan Buah-buahan. Bogor: PAU Pangan dan Gizi, IPB.

Doll, R. & Peto, R. 1981. The causes of cancer: quantitative estimate of avoidable risks of cancer in the United States today. J. Natl. Cancer Inst. 66:1195-1308.

Fardiaz, S. 1989. Mikrobiologi Pangan. Bogor: PAU Pangan dan Gizi, IPB.

Fardiaz, Srikandi. 1992. Mikrobiologi Pangan I. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.

Feltons, J.S. et al. 1984. Isolation and characterization of new mutagens from fried ground beef. Carcinogenesis. Hal 5: 95-102.

Gaman, P.M., dan K.B. Sherrington. 1992. Pengantar Ilmu Pangan Nutrisi dan Mikrobiologi. Yogyakarta: UGM Press.

Hosoda, M., Hashimoto, H., Morita, H., Chiba, M. & Hosono, A. 1992. Antimutagenicity of milk cultured wit lactic acid bacteria against N-methyl-N’-nitro-N-nitroso-guanidine. J. Dairy Sci. 75: 976-981.

Hosono, A., Wardoyo, R. & Otani, H. 1990. Inhibitory effects of lactic acid bacteria from fermented milk on the mutagenecities of volatile nitrosamines. Agric. Biol. Chem. 54: 1639-1643.

Hosono, A. et al. 1985. A general review of traditional milk products in Indonesia. Tukar-Menukar 4: 11-17.

Hosono, A., Wardoyo, R. & Otani, H. 1989. Microbial flora in dadih, a traditional fermented milk in Indonesia. Lebensm.-Wiss. U. –Technol. 22: 20-24.

Kuswanto, K.R., dan Slamet Sudarmadji. 1988. Proses-proses Mikrobiologi Pangan. Yogyakarta: PAU Pangann dan Gizi Universitas Gadjah Mada.

Lee, I.E., Nguye, V.N., Hayase, F. & Kato, H. 1994. Desmutagenicity of melanoidins against various kinds of mutagens and activated mutagens. Biosci. Biotech. Biochem. 58:18-23.

Nakazawa, Y. & Hosono, A. 1992. Function of fermented milk: Challenges for the health sciencis. Elsevier Applied Science.

Nagao, M., Honda, M., Seino, Y., Yahagi, T., Kawachi, T. & Sugimura, T. 1977. Mutagenicities of protein pyrolisates. Cancer Lett. 2: 335-340.

Negishi, C., et al. 1984. Formation of 2-amino-3,7,8-trimethylimidazo (4,5-f) quinoxaline, a new mutagen, by heating a mixture of creatinine, glucose and glycine. Mutat. Res. 140: 55-59.

Rahayu, W.P., S. Ma'oen, Suliantari, dan S. Fardiaz. 1992. Teknologi Fermentasi Produk Perikanan. Bogor: PAU Pangan dan Gizi , IPB.

Salminen, S. & von Wright, A. 1993. Lactic acid bacteria. New York: Marcel Dekker.

Sreekumar, O. & Hosono, A. 1998. The heterocyclic amine binding receptors of Lactobacillus gasseri cells. Mutat. Res. 421: 65-72.

Surono, I.S. & Hosono, A. 1995. Indigenous fermented foods in Indonesia. Japanese J. Dairy and Food Sci. 44: A91-A98.

Surono, I.S. & Hosono, A. 1996. Antimutagenicity of milk cultured with lactic acid bacteria from dadih against mutagenic terasi. Milchwissenschaft 51:493-497.

Surono, I.S. & Nurani, D. 2001. Exploration of indigenous dadih lactic bacteria for probiotic and starter cultures. Domestic Research Collaboration Grant-URGE-IBRD World Bank Project 2000-2001. Research Report. January 2001.

Usman & Hosono, A. 1998. Desmutagenicity of milk cultured with Lactobacillus acidophilus against mutagenic heated tauco. Food Chem. Toxicol. 36:805-810.

Usman, P. & Hosono, A. 2003. Bile and acid tolerance of lactic acid bacteria isolated from dadih and their antimutagenicity against mutagenic heated tauco. Asian-Australian J. Anim. Sci. (in communication).

Van Boekel, et al. 1993. Antimutagenic effects of casein and its digestion products. Food-Chem. Toxicol. 31: 731-737.

Yen, G.C., Tsai, L.C. & Lii, J.D. 1992. Antimutagenic effect of Maillard browning products obtained from amino acids and sugars. Food-Chem. Toxicol. 30

: 127-132.