Probiotik: Sejarah, Sains, dan Pengurutan Genetik

Dalam dunia kesehatan dan pola makan sehat, tren datang dan pergi, namun beberapa hal dapat bertahan di luar tren. Misalnya saja probiotik. 

Probiotik adalah bakteri dan ragi hidup yang memberikan manfaat kesehatan bagi tubuh kita. Bagi banyak dari kita, kita pertama kali mengetahui tentang probiotik melalui iklan yogurt yang didukung oleh selebriti pada tahun 80-an dan 90-an, yang terkenal karena memuji-muji bagaimana probiotik dapat membuat Anda menjadi "sehat". 

Dalam beberapa tahun terakhir, minuman teh fermentasi yang dikenal sebagai kombucha telah menjadi minuman yang sangat populer di kalangan orang Amerika, begitu juga dengan minuman yogurt kefir, yang keduanya kaya akan kultur hidup. Tentu saja, Anda selalu bisa mendapatkan probiotik dalam bentuk kapsul atau sachet. 

Sudah jelas bahwa probiotik akan terus ada, tapi dari mana asalnya? Probiotik sebenarnya sama tuanya dengan peradaban itu sendiri. Mari kita telusuri sejarah probiotik yang kita kenal, dan bagaimana pemahaman kita tentang probiotik terus berkembang hingga saat ini.

Sejarah Fermentasi

Sejarah probiotik berjalan seiring dengan sejarah umat manusia. Dan meskipun kita tidak selalu memahami probiotik seperti yang kita lakukan di era modern, kita telah mengonsumsinya selama berabad-abad, berkat fermentasi.

Fermentasi adalah proses kimiawi di mana enzim mikroorganisme memecah gula dalam makanan atau minuman. Proses ini terjadi secara anaerobik (tanpa oksigen), menghasilkan senyawa baru seperti etanol, asam laktat, dan karbon dioksida. 

Akibatnya, komposisi dan tekstur makanan tersebut benar-benar berubah.

Sebagai contoh, ragi dalam adonan roti menggunakan fermentasi untuk memanfaatkan energi dari glukosa dalam tepung, menciptakan_CO2 sebagai produk limbah dan menghasilkan gelembung yang membantu adonan mengembang saat dipanggang. Perubahan komposisi ini juga terjadi pada keju, karena asam laktat menciptakan rasa dan aroma yang menarik.

Probiotik di Zaman Kuno

Orang-orang telah memfermentasi makanan dan minuman mereka selama lebih dari 10.000 tahun untuk mengawetkan dan meningkatkan rasa, aroma, dan tekstur. Hampir setiap peradaban memiliki serangkaian metode sendiri: para arkeolog telah menemukan catatan tentang fermentasi di Tiongkok neolitikum sekitar tahun 7000 SM, di mana minuman yang terbuat dari beras yang difermentasi adalah hal yang umum. Dalam kitab Kejadian (18:1-8), Abraham dikatakan membawa persembahan berupa "daging sapi muda, roti, dan susu asam," yang menunjukkan rasa asam yang dihasilkan dari asam laktat dalam produk susu fermentasi. Nabi Muhammad juga dikatakan memberi para pendaki gunung di Kaukasus kefir, yang merupakan minuman fermentasi yang juga kaya akan asam laktat.

Fermentasi juga dipraktikkan oleh bangsa Sumeria, yang merupakan salah satu orang pertama yang bercocok tanam untuk mendapatkan bahan makanan. Dalam teks-teks paku-paku kuno dari sekitar tahun 1800 SM, terdapat catatan tentang sereal yang dikirim ke tempat pembuatan bir, dan bahkan nyanyian pujian yang memuji pembuatan bir. Catatan juga menunjukkan bahwa orang Sumeria memfermentasi susu: dalam sebuah catatan seorang petani, disebutkan bahwa ia mendapatkan hasil yang sangat baik pada tahun sebelumnya dari susu, mentega, dan keju dari ternaknya.

Orang Mesir Kuno juga dikenal memfermentasi makanan, terutama melalui pemanggangan roti penghuni pertama. Roti adalah makanan pokok setiap orang Mesir, seperti yang ditunjukkan oleh banyak catatan dari makam dan kuil yang menggambarkan proses pengumpulan dan pengolahan biji-bijian untuk menggiling tepung untuk roti. Tepung ini akan digunakan untuk adonan dan kultur starter, yang secara alami terbuat dari ragi di udara. Kultur ini akan membantu adonan mengembang sebelum roti dipanggang, sehingga menghasilkan tekstur yang lapang dan kenyal dengan banyak rasa.

Mungkin yang paling mengesankan dari semuanya: keju tertua di dunia ditemukan pada mumi dari tahun 1615 Sebelum Masehi di gurun Taklamakan, Cina. 

Namun, keajaiban di balik fermentasi baru benar-benar ditemukan pada abad ke-20.

Penemuan Probiotik

Probiotik pertama kali didokumentasikan secara ilmiah pada tahun 1907, ketika ilmuwan Rusia dan pemenang Hadiah Nobel, Élie Metchnikoff, meneliti penduduk Pegunungan Kaukasus Bulgaria. Dia terpesona oleh tingginya rasio centenarian (orang yang hidup sampai usia 100 tahun atau lebih) di daerah tersebut, dan mengamati bahwa penduduk desa di wilayah tersebut secara teratur meminum sejenis yogurt yang difermentasi. 

Sebagai seorang kontemporer Louis Pasteur, yang mengidentifikasi mikroorganisme yang berperan dalam fermentasi, Metchnikoff tertarik pada efek mikroorganisme tersebut terhadap kesehatan manusia. Sebagai hasilnya, ia dengan cepat mempelajari mikroba yang mungkin ia temukan dalam yogurt yang diminum oleh penduduk desa.

Setelah mempelajari mikroba di bawah mikroskop, ia menemukan bahwa yogurt ini mengandung sejenis bakteri yang diidentifikasi sebagai Lactobacillus bulgaricus, mikroorganisme yang baru-baru ini ditemukan oleh dokter Bulgaria, Stamen Grigorov. Dan seperti yang kita ketahui saat ini, kultur susu untuk yogurt biasanya dilakukan dengan menambahkan bakteri asam laktat seperti Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus.

Ketika hubungan ini dibuat, penelitian Metchnikoff menunjukkan bahwa Lactobacilli dapat menangkal dampak negatif GI yang berkontribusi terhadap penyakit dan penuaan. Metchnikoff menyebut Lactobacilli sebagai "probiotik", yang berasal dari istilah Latin "pro", yang berarti "untuk", dan kata Yunani "bios" atau "biotik", yang berarti "kehidupan". 

Saat ini, kita tahu bahwa probiotik ditemukan dalam berbagai jenis bakteri dan ragi, tetapi temuan Metchnikoff menjadi dasar dari apa yang kita ketahui tentang probiotik. Sebagai contoh, penelitian modern menunjukkan manfaat dari probiotik seperti meningkatkan suasana hati, meringankan masalah pencernaan, dan mendukung kekebalan tubuh yang sehat.

Jika bukan karena penemuan ini, pemahaman kita tentang probiotik tidak akan berkembang seperti sekarang ini. Inilah pemahaman kita tentang probiotik saat ini sebagai hasil dari temuan Metchnikoff.

Probiotik di Zaman Modern

Probiotik lebih lazim di masyarakat kita daripada sebelumnya, dan ini terlihat jelas dengan semakin populernya makanan fermentasi seperti kombucha, yogurt, dan kimchi. Namun, probiotik modern tidak hanya berkaitan dengan makanan yang lezat - probiotik juga membuat gebrakan besar dalam bidang pengurutan genetik.

Probiotik & Pengurutan Genetik

Pengurutan genetik adalah proses menentukan urutan empat "blok bangunan" kimia yang dikenal sebagai basa, yang membentuk molekul DNA. Basa-basa ini meliputi adenin, guanin, sitosin, dan timin, dan mereka memberi tahu para ilmuwan jenis informasi genetik yang dibawa dalam segmen DNA tertentu. Hal ini sangat berharga dalam kasus probiotik, karena membantu kita mengidentifikasi tidak hanya strain yang berbeda di dunia, tetapi juga strain yang ada di tubuh kita sendiri.

Tetapi pertama-tama, garis waktu singkat penemuan dalam pengurutan genetik:

Dekade terakhir telah membawa perubahan yang luar biasa untuk penelitian probiotik, yang sebagian besar disebabkan oleh meningkatnya akses terhadap metode pengurutan genom secara keseluruhan, berkat terobosan-terobosan seperti Proyek Genom Manusia. Dengan urutan genom yang telah diterjemahkan dari lebih dari 1.000 bakteri yang berbeda, pemahaman kita tentang biologi bakteri telah berkembang secara signifikan.

Sementara upaya awal di balik pengurutan genom terutama berfokus pada bakteri patogen yang menyebabkan penyakit, beberapa perhatian ini sekarang telah bergeser ke arah bakteri yang berhubungan dengan makanan, bakteri komensal usus dan bakteri probiotik - sebuah disiplin ilmu yang diciptakan pada tahun 2009 sebagai probiotik.

Dengan data urutan genom yang lengkap, para ahli dapat menjawab lebih banyak pertanyaan, memecahkan lebih banyak masalah, dan membuat lebih banyak lagi kemajuan di bidang kesehatan dan kedokteran. Pengurutan genom dari strain baru yang diisolasi dari makanan yang difermentasi atau usus memungkinkan para ilmuwan untuk menjawab banyak pertanyaan tentangnya hanya dalam satu atau dua hari:

• Jika berbahaya - jika memiliki gen yang menyebabkan reaksi histamin atau resistensi antibiotik
• Jika bermanfaat - jika memiliki gen untuk memfermentasi laktosa menjadi asam laktat, misalnya
• Siapa kerabat genetiknya
• Jika ditemukan dalam usus orang yang mikrobiomanya telah diurutkan

PS128: Apa yang Kita Ketahui dari Pengurutan Genom

Ketika strain bakteri baru diisolasi dari sawi yang difermentasi pada tahun 2007, pengurutan genom menunjukkan bahwa bakteri tersebut termasuk dalam spesies Lactobacillus plantarum. Strain baru ini, L. plantarum PS128, dapat dengan cepat diklasifikasikan sebagai probiotik manusia yang potensial, karena tidak memiliki gen penghasil histamin yang diketahui atau gen yang resisten terhadap antibiotik. Bagaimana kita tahu? Karena pengurutan genom. 

Baru-baru ini Lactobacillus plantarum PS128 diubah namanya menjadi Lactiplantibacillus plantarum PS128. Mengapa? Sekali lagi, karena pengurutan genom. 

Meskipun genus Lactobacillus sebelumnya mencakup sejumlah besar spesies bakteri penghasil asam laktat, pengurutan genom mengungkapkan bahwa banyak dari 260 spesies ini memiliki hubungan yang cukup jauh satu sama lain, secara evolusioner. 

Laktosa, yang diubah menjadi asam laktat melalui fermentasi, umum ditemukan dalam makanan olahan susu, dan berkat ketahanannya terhadap asam dan garam empedu, bakteri asam laktat sangat bermanfaat untuk penggunaan komersial. Bakteri asam laktat juga memainkan peran fungsional dalam memerangi patogen karena mereka menciptakan senyawa antimikroba seperti asam laktat, serta bakteriosin dan hidrogen peroksida.

Pada tahun 2020, sebuah proposal untuk klasifikasi ulang diterima oleh jurnal resmi pencatatan nama-nama bakteri, yang mengklasifikasikan ulang Lactobacillus menjadi 25 genera baru, setelah pengurutan genom membantu mengungkap perbedaan yang jelas dalam kandungan genetiknya. Klasifikasi baru ini mencakup satu genus yang mempertahankan nama lama "Lactobacillus", bersama dengan Lactiplantibacillus yang baru, dan 23 genus baru lainnya.

Masa Depan Probiotik

Berkat terobosan seperti pengurutan genetik dan kecepatannya yang menakjubkan yang dapat dilakukan dengan teknologi modern, pemahaman kita tentang mikrobioma dan probiotik telah berkembang pesat, yang telah membuat lompatan besar dalam pengetahuan kita tentang kesehatan manusia. 

Berkat pengurutan mikrobioma tinja, misalnya, para ahli dapat menentukan profil mikrobioma individu, yang dapat memberikan pencerahan bagi mereka yang ingin memahami lebih lanjut tentang kebutuhan kesehatan mereka secara spesifik. Mungkin yang paling mengesankan, kita bahkan dapat memperdalam pemahaman kita tentang mikrobioma kita sendiri dengan kit mikrobioma tinja di rumah, yang tersedia bagi siapa saja untuk dibeli secara online. 

Dengan kit ini, siapa pun dapat mempelajari lebih lanjut tentang kebutuhan kesehatan mereka berdasarkan profil mikrobioma mereka, yang dapat membantu menentukan probiotik apa yang akan memberikan manfaat terbaik. Meskipun kit ini masih cukup mahal, banyak perusahaan yang berupaya membuatnya lebih mudah diakses melalui opsi pembayaran yang berbeda sehingga lebih banyak orang dapat menginformasikan perawatan usus mereka dengan lebih baik.

Inovasi yang telah dilakukan sebelumnya dan yang sedang berlangsung menawarkan banyak kemungkinan baru untuk penelitian dan penerapan probiotik. Misalnya, metode baru, seperti metagenomik, tersedia yang memungkinkan penelitian secara real-time pada manusia. Dalam hal ini, pendekatan ini melibatkan pengurutan DNA genom secara langsung dari sumber alami. Ini jauh lebih ramping daripada metode yang tersedia sebelumnya di mana para peneliti harus dapat menumbuhkan strain bakteri tertentu untuk dapat mengekstrak DNA yang cukup untuk mengurutkannya. Teknik ini telah memungkinkan identifikasi 70% mikrobiota manusia yang sangat sulit untuk ditumbuhkan di laboratorium.

Metode seperti ini memiliki potensi untuk mengungkap gen, keluarga gen, dan protein yang dikodekannya - yang dapat menjadi sangat penting dalam pengobatan dan bioteknologi - dan cara-cara baru untuk mengumpulkan data membantu mendorong bidang ini ke depan. Sistem seperti ini akan memajukan penelitian tentang probiotik dan interaksinya dengan sistem kekebalan tubuh, metabolisme, dan mikrobioma secara keseluruhan. 

Di Bened Life, kami ingin menjadi bagian dari masyarakat yang menggunakan probiotik usus-otak untuk memecahkan masalah sehari-hari dan masalah global, mendukung kualitas hidup yang tinggi untuk semua orang dari semua lapisan masyarakat. Cari tahu produk Bened Life mana yang paling cocok untuk Anda dengan mengikuti kuis 1 menit kami di sini!