BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Diabetes mellitus (DM) merupakan penyakit gangguan metabolik yang bersifat komplek dan kronis. Terjadinya infeksi atau inflamasi pada penderita DM merupakan penyebab penting terjadinya komplikasi dan timbulnya kematian pada penderita DM. Salah satu faktor lingkungan spesifik yang berperan penting terhadap perkembangan penyakit gangguan metabolik / DM yaitu komposisi mikrobiota usus. Mikrobiota usus berperan dalam mengatur proses metabolisme inang (Host) dan berkontribusi terhadap perkembangan awal dari proses inflamasi (Cani et al., 2007). Pada penderita DM dan obesitas ditandai dengan perubahan gut barrier yang mengawali terjadinya gangguan pada hubungan simbiosis antara mikrobiota usus dan sel host. Ketidakseimbangan ini dapat meningkatkan resiko inflamasi (level rendah) dan gangguan metabolis seperti perubahan homeostasis glukosa dan lipid pada penderita diabetes (Everard dan Cani, 2013). Perbaikan keseimbangan antara komposisi mikrobiota usus dan sel host pada penderita DM merupakan salah satu terapi yang dapat digunakan untuk menurunkan resiko inflamasi yang berkelanjutan. Konsep prebiotik dan probiotik diterapkan untuk kesehatan melalui perbaikan keseimbangan mikrobiota usus dengan cara menghambat pertumbuhan bakteri merugikan dan merangsang bakteri yang menguntungkan terhadap inangnya (Urdaneta et al., 2007). Kefir merupakan salah satu pangan fungsional berbasis probiotik yang berfungsi untuk meningkatkan pertumbuhan bakteri probiotik dalam tubuh. Kefir diproduksi melalui proses fermentasi susu baik susu kambing, susu sapi, susu domba, dan 1
lain-lain oleh starter kefir dalam bentuk biji/ granula. Granula kefir merupakan simbiosis antara bakteri (termasuk spesies lactobacilli, lactococci, acetobacteria) dan yeast (baik yang memfermentasi laktosa maupun tidak) yang terperangkap dalam matriks polisakarida yang disebut kefiran (Gaware et al.,2011). Hasil penelitian Forejt et al. (2007) juga menyebutkan bahwa konsumsi kefir selama 14 hari berturut-turut mampu menurunkan populasi bakteri Enterococcus faecalis feses secara signifikan. Marquina et al. (2002) menjelaskan bahwa pemberian kefir pada tikus selama ± 7 minggu meningkatkan jumlah populasi bakteri asam laktat secara signifikan di dalam usus besar, sedangkan populasi Clostridia dan Enterobactericeae lebih rendah secara signifikan Berdasarkan beberapa penelitian tersebut diketahui bahwa konsumsi kefir mampu meningkatkan keseimbangan mikrobiota dalam saluran pencernaan dengan cara meningkatkan populasi bakteri probiotik dan menghambat bakteri patogen. Susu kambing merupakan salah satu alternatif yang dapat digunakan sebagai bahan pembuatan kefir serta untuk mengatasi kejadian lactose intolerance. Beberapa keunggulan susu kambing antara lain, kandungan laktosa dalam susu kambing lebih rendah daripada susu sapi, selain itu kandungan prebiotik oligosakarida susu kambing (0.25-0.30 g/l) lebih tinggi dibandingkan susu sapi (0.03-0.06 g/l) maupun susu hewani lainnya (Martinez-Ferez et al., 2006). Oligosakarida pada susu kambing dapat meningkatkan pertumbuhan Bifidobacter (growth factor) pada usus dan berperan penting pada sel-sel mukosa usus terhadap serangan patogen (Gopal dan Gill, 2000). Oligosakarida ini dapat menurunkan adesi patogen pada sel-sel epitel (antiadhesive receptor analogs untuk patogen), sehingga menghambat perlekatannya dengan sel-sel inang (Bode, 2
2006). Namun, ada beberapa hal yang tidak disukai konsumen dari susu kambing salah satunya yaitu adanya bau khas kambing yang masih terdapat pada susu kambing. Untuk mengurangi bau khas kambing maka dapat digunakan kombinasi bahan baku lain yang juga memiliki kandungan prebiotik yang cukup tinggi, salah satunya yaitu kedelai. Karbohidrat kedelai sebagian besar terdiri dari disakarida dan oligosakarida, yaitu 2.5-8.2% sukrosa, 0.1-0.9% raffinosa, dan 1.4-4.1% stakiosa (Macrae et al., 1993). Farnworth et al. (2007) menyebutkan pertumbuhan Lactobacillus dan Bifidobacteria dalam media susu kedelai dan yogurt susu kedelai yang dihasilkan akan menurunkan ph lebih cepat selama proses fermentasi dari pada media susu sapi, hal ini sebagai hasil dari kemampuan bakteri menggunakan jenis sumber karbon yang berbeda pada media susu kedelai. Produk fermentasi susu kedelai seperti soy-yoghurt dan kefir susu kedelai dapat memperbaiki dan meningkatkan citarasa dan tekstur dari susu kedelai, meningkatkan sifat fungsional terhadap kesehatan serta mampu mengurangi adanya flavor yang kurang disukai (Donkor et al., 2005). Beberapa penelitian menyebutkan bahwa produk kedelai merupakan media yang baik untuk mendukung pertumbuhan bakteri probiotik seperti soy yoghurt (Franworth et al., 2007) dan soy milk kefir (Liu et al., 2005). Adanya kandungan oligosakarida baik pada susu kambing maupun susu kedelai yang sebagian besar masuk ke dalam kolon, akan difermentasi oleh bakteri probiotik dalam kolon yang akan menghasilkan short chain fatty acid/scfa (asam asetat, asam propionat, asam asetat, dan asam butirat) (Chen et al., 2008). Untuk dapat difermentasi di kolon dan memiliki efek kesehatan pada 3
inangnya, ada dua syarat yang harus dimiliki, yaitu mampu mencapai kolon tanpa dicerna/diabsorbsi di saluran cerna bagian atas dan dapat dicerna secara selektif oleh mikrobiota saluran cerna, sehingga mampu meningkatkan pertumbuhan bakteri baik dalam usus (Donkor et al., 2007). Berdasarkan potensi dan manfaat dari kefir dalam kaitannya dengan terapi penyakit DM, maka perlu dikembangkan pangan fungsional yang dapat menurunkan resiko inflamasi pada penderita DM dengan memperbaiki keseimbangan populasi mikrobia usus. Kefir yang dibuat dari kombinasi susu kambing dan susu kedelai diduga mempunyai potensi sebagai pangan fungsional yang bermanfaat untuk meningkatkan keseimbangan mikrobia usus bagi penderita diabetes mellitus. 1.2. Perumusan Masalah 1. Apakah selama proses fermentasi kefir kombinasi susu kambing dan susu kedelai terjadi perubahan komponen prebiotik fruktooligosakarida dan rafinosa? 2. Apakah penambahan kefir kombinasi susu kambing dan susu kedelai pada media MRS broth mampu meningkatkan pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidophillus, Bifidobacterium longum dan E.coli. 3. Bagaimana pengaruh pemberian kefir kombinasi susu kambing dan susu kedelai terhadap populasi bakteri Lactobacilli, Bifidobacter dan E. coli digesta tikus diabetes? 4. Apakah pemberian kefir kombinasi susu kambing dan susu kedelai berpengaruh terhadap kadar air, ph, berat digesta, dan kadar SCFA tikus diabetes? 4
1.3. Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu : 1. mengetahui perubahan komponen prebiotik (fruktooligosakarida dan rafinosa) kefir susu kambing, kefir susu kedelai, dan kefir susu campuran, 2. mengetahui pengaruh penambahan kefir susu kedelai, kefir susu kambing, dan kefir susu campuran pada media MRS terhadap peningkatan pertumbuhan bakteri uji seperti Lactobacillus acidophilus, Bifidobacteria longum dan E.coli, 3. mengetahui pengaruh pemberian kefir susu kambing, susu kedelai, dan susu campuran terhadap pertumbuhan populasi Lactobacillus, Bifidobacteria, dan E. coli digesta tikus diabetes, 4. mengetahui pengaruh pemberian kefir susu kambing, susu kedelai, dan susu campuran terhadap berat, kadar air, ph, dan kandungan SCFA (short chain fatty acid) digesta tikus diabetes. 1.4 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai diversifikasi dan potensi kefir kombinasi susu kambing dan susu kedelai dalam meningkatkan populasi bakteri probiotik dan menekan populasi bakteri patogen pada penderita diabetes mellitus serta pengaruhnya terhadap karakteristik fisik kimia digesta. 5