Isolasi Enzim Laktase pada Bakteri Lactobacillus acidophilus

untuk Penderita Intoleransi Laktase Sekunder

OLEH

Nama : Wayan Ria Medisina

NIM : 0808505030

JURUSAN FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2010

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Susu merupakan sumber nutrisi yang penting untuk pertumbuhan bayi. Susu mengandung

karbohidrat,protein, lemak, mineral, dan vitamin. Laktosa merupakan satu-satunya karbohidrat

yang terdapay di dalam susu yang diproduksi oleh mammalia. Laktosa merupakan gabungan dari

monisakarida glukosa dengan galaktosa.

Laktosa akan dipecah menjadi dua penyusunnya yang berupa monosakarida untuk dapat

diserap melalui peredaran darah. Enzim laktase yang berfungsi memecah gula susu (laktosa)

terdapat di mukosa usus halus. Pada keadaan normal, tubuh dapat memecah laktosa menjadi gula

sederhana dengan bantuan enzim laktase. Tanpa laktase yang cukup manusia tidak dapat/mampu

mencerna laktosa sehingga akan mengalami gangguan pencernaan seperti sakit perut dan diare

yang dikenal sebagai intoleransi laktosa atau defisiensi laktase.

Apabila ketersediaan laktase tidak mencukupi, laktosa yang terkandung dalam susu tidak

akan mengalami proses pencernaan dan akan dipecah oleh bakteri di dalam usus halus. Proses

fermentasi yang terjadi dapat menimbulkan gas yang dapat menimbulkan gas dan rasa sakit di

bagian perut. Sedangkan sebagian laktosa yang tidak dicerna akan tetap berada di saluran cerna

dan tidak terjadi penyerapan air dari faeses sehingga penderita akan mengalami diare.

Untuk mengurangi angka kematian akibat diare khususnya karena intoleransi laktosa atau

defisiensi laktase, perlu dilakukan pemberian sediaan yang mengandung enzim laktase itu sendiri

mengingat individu tersebut tidak memiliki kemampuan untuk menyediakan enzim laktase.

Untuk membuat suatu sediaan enzim, diperlukan suatu metode untuk mengidentifikasi dan

mengisolasi dari enzim laktase tersebut sehingga didapatkan enzim yang murni.

1.1. Rumusan Masalah

Bagaimana cara isolasi enzim laktase untuk mengatasi intoleransi laktosa sekunder

1.2. Tujuan

Tujuan umum :

Mengetahui metode isolasi untuk mendapatkan enzim laktase.

Tujuan khusus :

1. Mengetahui dampak dan penyebab intoleransi laktosa pada manusia.

2. Mengetahui penanganan dalam bidang farmasi untuk pasien intoleransi laktosa.

3. Mengetahui manfaat isolasi enzim di bidang farmasi

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Intoleransi Laktosa

Intoleransi laktosa merupakan sebuah keadaan ketidakmampuan untuk mencerna laktosa

yang merupakan komponen utama dalam susu. Penyakit ini disebabkan karena defisiensi enzim

lactase yang diproduksi pada sel yang terdapat di dalam usus halus. Enzi mini memecah laktosa

pada susu menjadi dua bagian yaitu glukosa dan galaktosa yang nantinya akan diserap melalui

peredaran darah.

Orang yang memiliki penyakit ini biasanya mengalami ketidaknyamanan ketika

mengkonsumsi susu atau produk yang mengandung laktosa. Gejala umum yang muncul adalah

mual, keram pertu, kejang, kembung, gassing, dan diare. Gejala ini muncul kira-kira 30 menit

hingga 2 jam setelah mengkonsumsi produk yang mengandung laktosa. Tingkat keparahan gejala

bergantung pada seberapa besar kemampuan seseorang dapat mentoleransi laktosa dan umur, dan

kecepatan pencernaan. (Anonim, 2006).

Defisiensi laktosa dibagi menjadi tiga jenis yaitu primer, kongenital, dan sekunder.

Defisiensi laktosa primer disebabkan karena keturunan. Defisiensi laktosa kongenital, hal ini

biasanya jarang terjadi, yaitu ketika aktivitas enzim tidak terjadi atau minim ketika dalam

keadaan baru lahir. Bagian ketiga adalah tipe sekunder. yaitu ketika usus halus mengalami

kerusakan karena suatu penyakit, operasi, atau radiasi. Hal ini menyebabkan produksi lactase

sebagai pemecah laktosa menjadi terganggu (Bastin, 1997)

(Rusynyk dan Still, 2001)

Prevalensi penyakit intoleransi laktosa dapat dilihat pada tabel di bawah :

(Rusynyk dan Still, 2001)

Diagnosis penyakit ini dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu, Lactose Tolenrance

Test (LTT), Breath Hydrogen Test (BHT) dan mengukur aktivitas enzim lactase pada sampel

usus halus. Cara yang paling umum digunakan adalah dengan LTT. Pada pengujian dengan

metode LTT pengujian ini diawali dengan puasa sebelum dilakukan suatu pengujian, kemudian

pasien minum minuman yang mengandung laktosa. Darah pasien diambil setelah 2 jam untuk

mengetahui kadar glukosa di dalam darahnya yang mengindikasikan pencernaan laktosa di

dalam tubuh (Anonim , 2005).

Secara normal, ketika laktosa berada dalam sistem pencernaan, enzim lactase akan

mengubahnya menjadi dua molekul, yaitu glukosa dan galaktosa. Hati akan mengubah galaktosa

menjadi glukosa, yang akan menuju sistem peredaran darah dan meningkatkan kadar gula darah

seseorang. Jika laktosa tidak bekerja secara sempurna, kadar gula darah tidak akan meningkat

secara sigjifikan, atau tidak ada peningkatan sama sekali, ini akan ditunjukkan dalam pengujian

dengan metode LTT (Anonim , 2005).

Terapi penyakit ini dengan mengontrol gejala malabsorpsi laktosa pada pasien. Beberapa

penderita intoleransi laktosa dapat mengkonsumsi produk yang mengandung laktosa dalam skala

kecil, misalnya secangkir susu tanpa mengalami gejala defisiensi laktosa. Terdapat pula pasien

yang harus menghindari konsumsi laktosa, jadi harus menghindari produk-produk susu dan harus

mengkonsumsi suplemen kalsium (Anonim , 2005)

Terapi yang lebih efektif adalah dengan mengkonsumsi enzim pencernaan. Biasanya

enzim pencernaan dibuat dalam bentuk tablet yang mengandung laktase, yang dapat memecah

laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Tablet ini diminum sebelum mengkonsumsi makanan

atau minuman yang mengandung laktosa. Selain dalam bentuk tablet enzim lactase juga tersedia

dalam bentuk cair yang dicampur dalam susu cair siap minum. Kedua bentuk sediaan enzim ini

membantu penderita intoleransi laktosa agar dapat mengkonsumsi produk susu sehingga tidak

terjadi kekurangan kalsium yang dapat menyebabkan kerapuhan tulang (Anonim , 2005).

2.2. Laktosa

Laktosa merupakan disakariba (4- β-d- galactosyl- D- glukosa) yang hanya terdapat di

dalam produk susu mammalian. Kandungan laktosa pada susu manusia berkisar 7 gram dalam

100 ml dan pada susu sapi terkandung 4,8 gram per 100 ml. Setelah dikonsumsi, laktosa dipecah

di dalam usus menjadi dua molekul monosakarida yaitu glukosa dan galaktosa, yang dibantu

oleh enzim β-galaktosidase yang diproduksi pada membrane mukosa usus. Setelah pemecahan,

molekul monosakarida tersebut secara aktif diserap dan didistribusikan menuju hati melalui

pembuluh darah (Schaafsma, 1996). Galaktosa merupakan sneyawa yang penting untuk

pembentukan serebrosida. Serebrosida ini penting untuk perkembanggan dan fungsi otak.

Laktase disintesis di retikulum endoplasma sebagai polipeptida tunggal dan mengalami

glikosilasi menjadi “high mannose” precursor. Setelah mengalami beberapa proses, laktase

ditransportasikan dan diinsersikan pada membran mikrovilus. Laktase merupakan salah satu dari

tiga enzim sel epitel usus dengan aktifitas ß-galaktosidase. Enterosit juga mengandung

Lysosomal acid ß-galaktosidase, membantu hidrolisa laktosa, dan cytosolic ß-galaktosidase yang

tidak memiliki kekhususan terhadap laktosa (Barlianto, 2005)

2.3 Isolasi Enzim Laktase dari Lactobacillus acidophilus (Alkolkar, 2004)

2.3.1 Lactobacillus acidophilus

Lactobacillus acidophilus adalah salah satu dari delapan genera umum dari bakteri asam

laktat. Tiap genus dan spesies nya mempunyai karakteristik yang berbeda. Namun, secara umum

mereka merupakan bakteri gram positif berbentuk kokus atau batang, bersifat non motil, dan

nonspora yang memproduksi asam laktat sebagai produk utama dari metabolisme fermentasi dan

menggunakan laktosa sebagai sumber karbon utama dalam memproduksi energi. L. acidophilus

dapat tumbuh baik dengan oksigen ataupun tanpa oksigen, dan bakteri ini dapat hidup pada

lingkungan yang sangat asam sekalipun, seperti pada pH 4-5 atau dibawahnya dan bakteri ini

merupakan bakteri homofermentatif yaitu bakteri yang memproduksi asam laktat sebagai satu-

satunya produk akhir. Bakteri ini merupakan bakteri Lactobacillus yang dikenal sangat baik,

umumnya bakteri ini ditemukan di dalam gastro intestinal manusia, hewan, mulut, dan vagina.

Klasifikasi dari Lactobacillus acidophilus adalah :

Kerajaan : Bacteria

Divisi : Firmicutes

Kelas : Bacili

Famili : Lactobacillaceae

Genus : Lactobacillus

Spesies : Lactobacillus acidophilus

2.3.2 Metode Isolasi

Isolasi dari ragi

Ragi difermentasi selama 12 jam dan alikuotnya disuspensikan ke dalam larutan saline

psikologi dan media pada plat.

Identifikasi dan Karakterisasi Lactobacillus acidophilus

Identifikasi secara mikroskopik dilakukan dengan pengujian gram. Identifikasi secara

makroskopik dilakukan dengan uji katalase, uji reduktase nitrat, dan fermentasi dalam berbagai

jenis gula. Reagen yang digunakan adalah Media air fermentasi pepton ( Pepton Water Broth –

10 g pepton, 5 g NaCl, dan air hingga volume 1 liter). 2. Indikator Andrade’s -0,1 ml- (NaOH 0,1

M dicampurkan pada larutan asam fuschin 5% hingga warnanya menjadi kuning).

Tabel 3. Karakterisasi Lactobasillus achidophilus

Fermentasi untuk memproduksi Laktase

Strain yang dikarekterisasi sebagai Lactobasillus acidophilus diinokulasikan untuk

memproduksi laktase selama 24 jam. Medium yang digunakan adalah MRS. Hsil dari fermentasi

dikeluarkan dalam MRS.

Instrumen

Analisa secara spektrofotometri dilakukan dengan Spektrofotometer Hitachi U 2001.

Untuk pemisahan biomassa digunakan cara sentrifugasi, yaitu dengan alat Eltek atau Beckman

Cold Centrifuge. Sedangkan untuk sonication digunaka alat Branson sonifier. Ultrafiltrasi

dilakukan dengan Amicon. Untuk pengujian denga kromatografi dilakukan dengan pompa

peristaltik, pengumpul fraksi, dan spektrofotometri UV-Vis.

Pengujian aktivitas Enzim, Protein, dan Konstanta Kinetik

Pengujian aktivitas laktase dapat dilihat dari produksi o-nitophenyl galactopyranoside

(ONPG). Satu unit aktivitas enzim sebanding dengan pembentukan 1 mol o-nitophenol dalam

ml per menit. ONPG digunakan sebagai substrat pada rentang konsentrasi 0,4-5,4 m M untuk

mementukan konstanta kinetik. Tetapan Michaelis Mentern Km dan Vmak dihitung dengan plot

Lineweaver-Burk. Metode Folin Lowry merupakan metode yang digunakan untuk mengukur

perkiraan protein dengan BSA sebagai standar. Metode asam dinitrosalisilat digunakan untuk

memperkirakan jumlah laktase.

Pemurnian dan Karakterisasi Enzim

Pemurnian enzim laktase dilakukan dengan ultrafiltrasi dan kolom kromatografi.

Unltrafiltrasi dilakukan terhadap ekstrak intraseluler dengan 50kDa, terdapat pemotongan

membrane dan pengujian komponen protein dan aktivitas enzim laktase. Pemisahan selanjutnya

dengan kolom kromatogradi Sephadex G-200, dengan panjang kolom 15 cm,n

2.4 Penanganan Intoleransi Laktosa

Intoleransi laktosa sekunder biasanya bersifat sementara dan dapat diatasi dengan

intoleransi primer. Pasien harus membatasi konsumsi produk susu yang mengandung laktosa

hingga penyebab utama penyakit hilang. Dengan mengeliminasi konsumsi produk susu,

penderita kemungkinan akan mengalami kekurangan kalsium yang menyebabkan osteoporosis

dan mengkonsumsi suplemen kalsium untuk menghindari kerapuhan tulang. Selain itu,

mengkonsumsi yogurt dan keju masih dimungkinkan karena kedua produk tersebut lebih

ditoleransi daripada susu (Rusynyk and Still, 2001).

- Selain itu konsumsi enzim juga termasuk terapi dalam intoleransi laktosa. Produk-produk

enzim dalam sediaan tablet ataupun cair dapat digunakan dalam mengatasi intoleransi laktosa.

Sediaan enzim ini dapat dikonsumsi sebelum makan, dapat pula dicampurkan dalam makanan,

atau dicampur ke dalam produk susu untuk menghidrolis laktosa terlebih dahulu sebelum

dikonsumsi. Dengan suplemen enzim ini diharapakan penderita laktosa intolerant dapat

memperoleh nutrisi yang cukup dari produk-produk susu tanpa terganggu dengan adanya gejala

intoleransi laktosa (Bastin, 1997).

Enzim yang telah diperoleh dari proses isolasi enzim dari bakteri Lactobacillus

acidophilus digunakan dalam terapi penyembuhan intoleransi sekunder. Hal-hal yang perlu

diperhatikan dalam memformulasi enzim adalah karakteristik enzim, bahan-bahan obat selain

enzim tidak boleh mengganggu mekanisme kerja enzim. Selain faktor sifat psikokimia dan

interaksi bahan obat, parameter farmakokinetik suatu sediaan juga haris diperhatikan untuk

tujuan terapi yang diinginkan dan kenyamanan pasien.

BAB III

KESIMPULAN

Berdasarkan uraian di atas kesimpulan yang didapat adalah

1. Isolasi enzim laktase dari bakteri Lactobacillus achidophylus dilakukan dari fermentasi

ragi

2. Manfaat isolasi enzim dari bakteri Lactocacillus achidophylus adalah untuk memperoleh

enzim laktase yang akan digunakan sebagai terapi penyakit intoleransi laktosa

3. Intoleransi laktosa dengan defesiensi laktosa sekunder yaitu ketika usus halus mengalami

kerusakan karena suatu penyakit, operasi, atau radiasi. Hal ini menyebabkan produksi

lactase sebagai pemecah laktosa menjadi terganggu Intoleransi laktosa dapat

menyebabkan diare akut.

4. Penanganan intoleransi laktosa dengan defisiensi laktosa sekunder dapat dilakukan

dengan pemberian suplemen enzim laktase dalam bentuk tablet maupun cairan.

DAFTAR PUSTAKA

Alkorkar, S.K., Sajgure, A., Lele, S.S. 2004. LactaseProduction from Lactobacillus acidophilus

World Journal of Microbiology & Biotechnology (2005) 21: 1119–1122

Anonim. 2005. Diagnosis and Test For Lactose Intolerance (cited 25 November 2010).

Available at http://www.foodreactions.org/intolerance/lactose/diagnosis.html.

Anonim. 2006. Lactose Intolerance. National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney

Diseases NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH. USA

Barlianto, Wisnu. 2005. Terapi Sinbiotik Terhadap Diare Akut dengan Intoleransi Laktosa

Sekunder. Available at : http://eprints.undip.ac.id/17773/1/Wisnu_Barlianto.pdf . Opened on

: November 25,2010.

Bastin, S. 1997. Lactose Intolerance.University of Kentucky Cooperative Extention Service.

Rusynyk, R.A., Still, C.D. 2001. Lactose Intolerance. S10 • JAOA • Vol 101 • No 4 • Supplement

to April 2001

Schaafsma, G. 1996. Lactose intolerance : Nutritional Implications. TNO-Nutrition and Food

Research Institute.