Saturday, 09 Nov 2024

Ilmuwan Menemukan Efek Tak Terduga dari Pengawet Makanan Biasa

RisalahPos
7 Feb 2024 03:48
5 minutes reading

Makanan seperti yogurt, sayuran kaleng, dan roti kemasan sering kali mengandung bahan pengawet yang memanfaatkan sifat antimikroba dari zat seperti lantibiotik, termasuk yang serupa dengan nisin, untuk memastikan umur panjang dan keamanannya. Bahan tambahan ini, meskipun penting untuk mencegah pertumbuhan mikroba yang dapat menyebabkan pembusukan, kini sedang dipelajari untuk mengetahui implikasinya yang lebih luas terhadap kesehatan, khususnya interaksinya dengan mikrobioma usus manusia. Temuan terbaru yang dilakukan oleh para peneliti di Universitas Chicago menunjukkan adanya aksi ganda dari senyawa-senyawa ini, yang mampu menargetkan patogen merugikan dan bakteri menguntungkan yang penting di dalam usus, sehingga menimbulkan pertanyaan penting tentang efek jangka panjang senyawa-senyawa tersebut terhadap kesehatan pencernaan dan keanekaragaman mikroba.

Penelitian tentang bahan pengawet makanan yang banyak digunakan dan dikenal karena kemampuannya dalam menghilangkan patogen menunjukkan bahwa bahan tersebut juga berdampak pada bakteri baik, sehingga menimbulkan risiko terhadap keseimbangan mikrobioma usus.

Untuk memperpanjang umur simpan makanan, produsen biasanya memasukkan bahan pengawet ke dalam produknya. Zat-zat tersebut dimaksudkan untuk menghilangkan mikroorganisme yang dapat menyebabkan kerusakan pada makanan. Meskipun bahan pengawet tradisional seperti gula, garam, cuka, dan alkohol memiliki sejarah penggunaan yang panjang, produk makanan kontemporer sering kali mencantumkan bahan tambahan yang tidak jelas seperti natrium benzoat, kalsium propionat, dan kalium sorbat pada labelnya.

Bakteri menghasilkan bahan kimia yang disebut bakteriosin untuk membunuh mikroba pesaing. Bahan kimia ini dapat berfungsi sebagai pengawet alami dengan membunuh patogen berbahaya dalam makanan. Lanthipeptida, suatu kelas bakteriosin dengan sifat antimikroba yang sangat kuat, banyak digunakan dalam industri makanan dan dikenal sebagai “lantibiotik” (gabungan ilmiah dari lanthipeptida dan antibiotik).

Meskipun penggunaannya tersebar luas, namun sedikit yang diketahui tentang bagaimana lantibiotik ini mempengaruhi mikrobioma usus orang yang mengonsumsinya dalam makanan. Mikroba di usus hidup dalam keseimbangan yang rumit, dan bakteri komensal memberikan manfaat penting bagi tubuh dengan memecah nutrisi, memproduksi metabolit, dan—yang terpenting—melindungi dari patogen. Jika terlalu banyak bakteri komensal yang dibunuh tanpa pandang bulu oleh bahan pengawet makanan yang bersifat antimikroba, bakteri patogen oportunistik mungkin akan menggantikannya dan mendatangkan malapetaka—yang hasilnya tidak lebih baik daripada mengonsumsi makanan yang terkontaminasi.

Efek pada bakteri baik dan jahat

Sebuah studi baru yang diterbitkan di Biologi Kimia ACS oleh para ilmuwan dari Universitas Chicago menemukan bahwa salah satu kelas lantibiotik yang paling umum memiliki efek kuat terhadap patogen dan bakteri komensal usus yang membuat kita tetap sehat.

Nisin adalah lantibiotik populer yang digunakan dalam segala hal mulai dari bir dan sosis hingga keju dan saus celup. Ini diproduksi oleh bakteri yang hidup di kelenjar susu sapi, namun mikroba di usus manusia juga menghasilkan lantibiotik serupa. Zhenrun “Jerry” Zhang, Ph.D., seorang sarjana pascadoktoral di laboratorium Eric Pamer, MD, Profesor Kedokteran Donald F. Steiner dan Direktur Institut Keluarga Duchossois di UChicago, ingin mempelajari dampak dari perubahan alami tersebut. menghasilkan lantibiotik pada bakteri usus komensal.

“Nisin pada dasarnya adalah antibiotik yang telah lama ditambahkan ke dalam makanan kita, namun dampaknya terhadap mikroba usus kita belum diteliti dengan baik,” kata Zhang. “Meskipun hal ini mungkin sangat efektif dalam mencegah kontaminasi makanan, hal ini mungkin juga memiliki dampak yang lebih besar pada mikroba usus manusia.”

Dia dan rekan-rekannya menggali database publik genom bakteri usus manusia dan mengidentifikasi gen yang memproduksi enam lantibiotik berbeda yang berasal dari usus yang sangat mirip dengan nisin, empat di antaranya baru. Kemudian, bekerja sama dengan Wilfred A. van der Donk, Ph.D., Ketua Kimia Richard E. Heckert di Universitas Illinois Urbana-Champaign, mereka memproduksi versi lantibiotik ini untuk menguji pengaruhnya terhadap patogen dan komensal. bakteri usus. Para peneliti menemukan bahwa meskipun berbagai lantibiotik memiliki efek yang berbeda-beda, mereka membunuh patogen dan bakteri komensal.

“Penelitian ini adalah salah satu penelitian pertama yang menunjukkan bahwa usus komensal rentan terhadap lantibiotik, dan terkadang lebih sensitif dibandingkan patogen,” kata Zhang. “Dengan banyaknya lantibiotik yang ada dalam makanan, kemungkinan besar hal tersebut juga berdampak pada kesehatan usus kita.”

Memanfaatkan kekuatan lantibiotik

Zhang dan timnya juga mempelajari struktur peptida dalam lantibiotik untuk lebih memahami aktivitasnya, demi mempelajari cara menggunakan sifat antimikroba untuk kebaikan. Misalnya, dalam penelitian lain, laboratorium Pamer menunjukkan bahwa konsorsium empat mikroba, termasuk satu mikroba yang memproduksi lantibiotik, membantu melindungi tikus dari resistensi antibiotik. Enterokokus infeksi. Mereka juga mempelajari prevalensi gen yang resisten terhadap lantibiotik di berbagai populasi orang untuk lebih memahami bagaimana bakteri tersebut dapat berkolonisasi di usus dalam kondisi dan pola makan yang berbeda.

“Tampaknya lantibiotik dan bakteri penghasil lantibiotik tidak selalu baik untuk kesehatan, jadi kami mencari cara untuk melawan potensi pengaruh buruk sambil memanfaatkan sifat antimikroba yang lebih bermanfaat,” kata Zhang.

Referensi: “Aktivitas Lantibiotik Mirip Nisin yang Berasal dari Usus terhadap Patogen dan Komensal Usus Manusia” oleh Zhenrun J. Zhang, Chunyu Wu, Ryan Moreira, Darian Dorantes, Tea Pappas, Anitha Sundararajan, Huaiying Lin, Eric G. Pamer dan Wilfred A .dari Keledai, 31 Januari 2024, Biologi Kimia ACS.
DOI: 10.1021/acschembio.3c00577

Penelitian ini didukung oleh GI Research Foundation, Howard Hughes Medical Institute, the Institut Kesehatan Nasional (hibah R01AI095706, P01 CA023766, U01 AI124275, dan R01 AI042135) dan Duchossois Family Institute di UChicago. Penulis tambahan termasuk Chunyu Wu, Ryan Moreira, dan Darian Dorantes dari Universitas Illinois Urbana-Champaign, dan Téa Pappas, Anitha Sundararajan, dan Huaiying Lin dari UChicago.



RisalahPos.com Network