Streptococcus mutans (S. mutans) merupakan agen penyebab utama karies yang memiliki kemampuan untuk membentuk biofilm pada permukaan gigi. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi Streptococcus mutans dalam pembentukan biofilm. Adanya ketersediaan nutrisi seperti glukosa, laktosa, protein kedelai serta zat besi. Keempat sumber nutrisi tersebut telah terbukti meningkatkan pembentukan biofilm Streptococcus mutans.
Salah satu tantangan terbesar bagi bakteri patogen penyebab karies gigi adalah lingkungan dari rongga mulut itu sendiri. Beberapa penelitian menunjukan bahwa sel sel yang tumbuh pada biofilm lebih tahan terhadap antibiotik, pH ektrem, atau senyawa kimia dibandingkan dengan sel yang tidak terdapat di biofilm. Sehingga pembentukan biofilm gigi merupakan syarat penting bagi bakteri untuk bertahan terhadap perubahan dinamis dalam lingkungan rongga mulut.
Terjadinya karies pada gigi sangat bergantung pada peran biofilm dan faktor lingkungan utama yaitu adanya diet karbohidrat yang terfermentasi. Diet karbohidrat yang terfermentasi juga telah diakui sebagai faktor utama dalam terjadinya perubahan biokimia maupun fisiologis biofilm pada gigi. Selain itu, mengkonsumsi karbohidrat jangka panjang juga akan meningkatkan jumlah S. mutans.
Struktur Biofilm
Karbohidrat juga diketahui berkontribusi dalam pembentukan struktur biofilm. Glukosa merupakan salah satu monosakarida yang berdasarkan jumlah atom karbonnya masuk dalam golongan heksosa. Glukosa dapat langsung dimetabolisme oleh mikroorganisme, sedangkan laktosa merupakan oligosakarida yang tergabung dalam golongan disakarida. Keduanya merupakan derivat dari karbohidrat dan terbukti meningkatkan pembentukan biofilm S.mutans. Glukosa bagi S.mutans berperan sebagai substrat untuk sintesis intraseluler dan ekstraseluler polisakarida serta meningkatkan produksi asam. Hadirnya glukosa dapat membantu S.mutans dalam menghasilkan biofilm yang lebih kariogenik. Menurut hasil penelitian Assaf et al (2014) dituliskan bahwa dengan penambahan laktosa pada medium pertumbuhan secara signifikan merangsang pembentukan biofilm dari S. mutans.
Kedelai memiliki kandungan protein yang mencapai 40%. Protein kedelai memiliki kandungan asam amino sulfur yang rendah namun setara dengan protein hewani. Protein kedelai banyak memiliki manfaat bagi manusia. Sehingga banyak makanan maupun minuman yang dihasilkan menggunakan bahan dasar kedelai, salah satunya berupa susu (Winarsi, 2010). Susu kedelai memiliki protein yang cukup baik sehingga dapat digunakan sebagai pengganti sumber protein yang berasal dari susu sapi. Berdasarkan SNI diperoleh kadar protein berkisar 1,16 hingga 2,04 %. Menurut hasil penelitian Dashper et al (2012) tingkat produksi asam oleh S. Mutans pada pH 6,5 di semua minuman kedelai adalah lima hingga enam kali lebih tinggi dibandingkan dengan sampel susu sapi. Hal ini dapat diindikasikan bahwa minuman kedelai memiliki potensi kariogenik yang lebih tinggi.
Faktor-Faktor
Faktor-faktor seperti kondisi lingkungan rongga mulut, ketersediaan nutrisi, serta adanya molekul organik dan anorganik spesifik, semua ini bertindak sebagai sinyal dalam pembentukan biofilm. Salah satu molekul tersebut adalah zat besi. Zat besi telah terbukti dapat meningkatkan pembentukan biofilm oleh beberapa mikroorganisme, seperti S. mutans, Pseudomonas aeruginosa, dan Staphylococcus aureus.
Untuk mengetahui struktur dan ketebalan biofilm S.mutans yang diinduksi dengan glukosa, laktosa, protein kedelai, dan zat besi. Penelitian observasional analitik dengan pendekatan laboratoris ini menginduksi biofilm S.mutans dengan glukosa, laktosa, protein kedelai, dan zat besi kemudian diamati menggunakan SEM-EDX untuk mengetahui struktur biofilm S.mutans dan CLSM untuk mengetauhi ketebalan biofilm S. mutans.
Penelitian ini mengenai biofilm bakteri yang diinduksi menggunakan bahan glukosa, laktosa, zat besi, maupun protein kedelai yang diharapkan dapat mengetahui struktur biofilm yang memiliki unsur-unsur kimia dan ketebalan biofilm dari S.mutans yang diinduksi dengan empat bahan berbeda apakah terdapat perbedaan biofilm yang diekspresikan.
Hasil dan Kesimpulan
Hasil diketahui melalui pemeriksaan SEM-EDX struktur biofilm S.mutans yang diinduksi glukosa menunjukan dominan unsur kimia O (Oksigen) sebesar 30,24 w%; diinduksi laktosa menunjukan dominan unsur O (Oksigen) sebesar 29,65 w%; diinduksi protein kedelai menunjukan dominan unsur C (Karbon) 34,31 w%; diinduksi zat besi menunjukan dominan unsur O (Oksigen) sebesar 32,51 w%. Pemeriksaan CLSM didapatkan rerata ketebalan biofilm yang diinduksi glukosa sebesar 17.666 nm, laktosa sebesar 12.666 nm, protein kedelai sebesar 18.000 nm, zat besi sebesar 15.666 nm.
Kesimpulan: Struktur biofilm S. mutans yang diinduksi oleh glukosa, laktosa, dan zat besi memiliki rerata unsur kimia dari yang tertinggi sampai terendah yaitu unsur O, C, N, P, S sedangkan protein kedelai unsur C, O, N, S, P dan ketebalan biofilm S. mutans dari yang paling tebal hingga paling tipis yaitu dengan induksi protein kedelai, glukosa, zat besi, laktosa.
Baca Juga: Pembentukan Biofilm Bakteri sebagai Marker untuk Deteksi Dini
