Analisa Serat
Oleh: Ilzamha Hadijah Rusdan, S.TP., M.Sc
Oleh: Ilzamha Hadijah Rusdan, S.Tp., M.Sc
Keluarga Serat: Selulosa, Lignin, Pektin, Hemiselulosa,Gum, Waxes
1.Selulosa:
Senyawa organik dengan rumus C6H10O5 polisakarida yang terdiri dari rantai linier dari beberapa ratus hingga lebih dari 10.000 ikatan β (1-4) unit D-Glukosa.
2.Lignin:
Salah satu zat komponen penyusun tumbuhan. Berbeda dengan selulosa, struktur lignin sangat komleks dan tidak berpola sama (gugus aromatik, rantai alifatik).
3. Pektin:
Polimer heterosakarida yang diperoleh dari dinding sel tumbuhan darat. Digunakan untuk perekat dan stabilizer.
4. HemiSelulosa: Senyawa organik jenis polisakarida yang mengisi ruang antara serat selulosa dalam dinding sel tumbuhan.
5.Gum: Polisakarida dari alam yang mampu meningkatkan viskositas secara drastis pada larutan.
6. Waxes: Komponen organik, yang hidrofobik, pada suhu ruang berbentuk padatan lunak.
Macam Serat dan Definisi CRUDE FIBRE (SERAT KASAR) - Selulosa - Lignin - Pentosa Zat sisa asal tanaman yang biasa dimakan yang masih tertinggal setelah bertututturut diekstraksi dengan zat pelarut, asam encer dan alkali.
✓ Jumlah nya lebih sedikit (1/5) dari serat pangan ✓ Tidak mencerminkan serat pangan
DETERGENT FIBRE
DIETARY FIBER (SERAT PANGAN)
- Neutral detergent fibre - Acid detergent fibre
- Total Dietary fibre (TDF) - Soluble Dietary fibre (SDF) - Insoluble Dietary fibre (IDF)
Zat sisa asal tanaman yang biasanya ada pada makanan hewan dan tidak dapat dicerna oleh hewan.
Zat sisa asal tanaman yang tahan thdp hidrolisis oleh enzim di dlm usus halus manusia, meliputi polisakarida tak tercerna (selulosa, hemiselulosa, oligosakarida, pektin, gum & waxes) dan lignin
✓ to determine how much food an animal requires and how much energy the animal will receive from that consumed food
(Trowel, 1972)
Serat Pangan (Dietary Fiber) Bagian tumbuhan yang dapat dimakan atau karbohidrat analog, yang tahan pencernaan dan absorpsi di dalam usus halus manusia dan mengalami fermentasi sebagian atau seluruhnya di dalam usus besar. (AACC, 2001) Karbohidrat analog meliputi : dekstrin yang tak tercerna, pati resisten, dan karbohidrat sintesis (polydextrose, methyl cellulose, hydroxypropylmethyl cellulose)
Nama lain serat pangan: ✓ Serat makanan ✓ Serat makan ✓ Serat diet
Crude Fibre vs Dietary Fibre Produk White Bread Whole Bread Apple Cabbage Carrots
Crude Fibre (%) 0,8 12,0 4,0 16,0 8,0
Total Dietary Fibre (%) 4,6 14,1 9,2 40,3 28,6
Serat Pangan lebih tinggi dibanding serat kasar, yang digunakan oleh tubuh manusia adalah serat pangan, sehingga analisa serat yang dilakukan untuk mengetahui serat pada makanan yang bisa digunakan oleh manusia adalah serat pangan.
Belum ada patokan baku ✓ US FDA : Total Dietary Fiber (TDF) 25 g/2000 kalori atau 30 g/2500 kalori. ✓ The American Cancer Society, The American Heart Association dan The American Diabetic Association : 25-35 g fiber/hari ✓ Konsensus nasional pengelolaan diabetes di Indonesia : 25 g/hari bagi orang yang berisiko menderita DM. ✓ PERKI (Perhimpunan Kardiologi Indonesia) 2001 menyarankan 25-30 g/hari untuk kesehatan jantung dan pembuluh darah. ✓ American Academy of Pediatrics : kebutuhan TDF sehari untuk anak adalah jumlah umur (tahun) ditambah dengan 5 (g).
Sifat Fisik dan Kimiawi Serat Pangan 1. Menaikkan viskositas digesta ✓Menunda pengosongan perut (lambung) ✓Mempercepat waktu transit ✓Mengurangi absorpsi (gula, kolesterol dsb) di dalam usus halus baik untuk penderita diabet & kolesterol
2. Memiliki Kapasitas Pengikatan Air (WHC = Water Holding Capacity) yang tinggi ✓Kadar air digesta tinggi ✓Digesta ruah (bulky) ✓Mengurangi waktu transit di usus besar
3.Terfermentasi di dalam usus besar menghasilkan SCFA (Short Chain Fatty Acids = asam lemak rantai pendek) ✓Menghasilkan SCFA & energi ✓Menurunkan pH feses ✓Menaikkan jumlah feses (krn jumlah mikrobia tinggi) ✓Mempermudah laksasi 4. Bersifat Penukar Ion (Cation Exchange) ✓Menghambat absorpsi mineral/ mengurangi bioaviabilitas Tidak baik untuk anemia
5. Mempunyai kemampuan absorpsi molekul organic ✓Lignin dan hemiselulosa mengabsorbsi asam empedu , sedangkan selulosa mempunyai daya adsorpsi yang rendah terhadap asam empedu
DIPENGARUHI OLEH: 1. Sumber Serat 2. Proses Pengolahan 3. Proses Pencernaan
Nilai Gizi Serat Pangan
✓ Dahulu serat pangan dianggap tidak mengandung nilai gizi
✓ Saat ini diketahui bahwa banyak serat yang difermentasi di usus besar dan menghasilkan hidrogen, metana, CO2 dan asam lemak rantai pendek (Short Chain Fatty Acid = SCFA) ✓ SCFA diabsorpsi secara cepat dari saluran pencernaan dan berpengaruh terhadap keseimbangan energi di dalam tubuh ✓ Rata- rata energi yang dihasilkan 2 kkal/g serat (Kisarannya : 0-3 kkal/g serat yang tidak dapat dfermentasi dan serat yang dapat difermentasi).
Sumber Serat Pangan 1 Cup = 240 ml
Serat Pangan Komersil
KLAIM KESEHATAN SERAT PANGAN 1. 2.
Menurunkan Nafsu Makan Mencegah Diabetes ASUPAN SP TINGGI Ruah
viskus
Menurunkan Asupan gula
Asupan lemak Rendah Asupan KH komplek Tinggi
kenyang
Menurunkan Efek insuninogenik Pencegahan diabetes
Menurunkan Transport glukosa
Menurunkan kolesterol
(Marsono, 2013)
3. Menurunkan Kadar Kolesterol Dietary fiber Delay gastric emptying
Flattened glucose curve
Insulin secretion
Interferance with digestive
May contain Lipase inhibitor
May sequester lipid + CHO from Digestive enzymes
Impaired Absorption Of lipid & CHO Substrate for Hepatic lipid synthesis
Stimulation of HMG-CoA Reduction by insululin
Interferance with Micelle formation
May bind Bile acids
Cholesterol can’t be absorbed
Bile resorption
Exogenous
Chol pulled out
cholesterol
for new bile
Lower serum cholesterol
Inhibition of Chol biosyntesis
Bact ferm Produce propionate
Prop inhibits HMG-CoA reductase
Inhibits Chol biosin
(McIntosh, 2001)
4. Mencegah Kanker Usus ASUPAN SP TINGGI
Rendah lemak, Tinggi KH komplek
Pati/RS
ruah
NSP Digesta lunak
Substrat mikroflora Fesekasi mudah
Perub met lipid Mencegah Kanker kolon
Retensi air meningkat
SCFA, pH rendah
Fungsi kolon normal
(Marsono, 2013)
ANALISIS SERAT KASAR
Prinsip analisa serat kasar: Mengetahui kandungan serat kasar dalam bahan pangan, dengan metode gravimetri perlakuan asam dan alkali mendidih. Prosedur: 1.Haluskan bahan sehingga dapat melalui ayakan diameter 1 mm dan campurlah baik-baik. Kalau bahan tak dapat dihalusksan, hancurkan sebaik mungkin. 2.Timbang 2 g bahan kering 3.Ekstraksi lemaknya dengan soxhlet. Kalau bahan sedikit mengandung lemak, misalnya sayur-sayuran gunakan 10 g bahan; tidak perlu dikeringkan dan diekstraksi lemaknya. Eg: buah-buahan, sayuran, kayu-kayuan, dll
4. Pindahkan bahan ke dalam erlenmeyer 600 ml. Kalau ada tambahkan 0,5 g asbes yang telah dipijarkan dan 3 tetes zat anti buih (antifoam agent).
5. Tambahkan 200 ml larutan H2SO4 mendidih (125 g H2SO4 pekat/100 ml = 0.255 N H2SO4) dan tutuplah dengan pendingin balik, didihkan selama 30 menit dengan kadangkala digoyang-goyangkan. 6. Saring suspensi melalui kertas saring dan residu yang tertinggal dalam erlenmeyer dicuci dengan aquades mendidih.
7. Cucilah residu dalam kertas saring sampai air cucian tidak bersifat asam lagi (uji dengan kertas lakmus). 8. Pindahkan secara kuantitatif residu dari kertas saring ke dalam erlenmeyer kembali dengan spatula dan sisanya dicuci dengan larutan NaOH mendidih (1.25g NaOH/100ml = 0,313 N NaOH) sebanyak 200 ml sampai semua residu masuk ke dalam erlenmeyer.
9. Dididihkan dengan pendingin balik sambil kadangkala digoyanggoyangkan selama 30 menit. 10. Saring suspensi melalui kertas saring dan residu yang tertinggal dalam erlenmeyer dicuci dengan aquades mendidih. 11. Cucilah residu dalam kertas saring sampai air cucian tidak bersifat basa lagi (uji dengan kertas lakmus).
12. Keringkan dan timbang kertas lakmus
Prinsip analisa serat pangan: Mengetahui kandungan serat pangan dalam bahan pangan, dengan metode enzimatis (enzim amilase dan pepsin pankreatik) dikondisikan seperti di dalam saluran pencernaan manusia.
ANALISIS SERAT PANGAN (DF) (AOAC, 1995) Prosedur : 1. Timbang sampel (0.3-0.5 mm mesh) 1 gram, masukkan dlm beaker 400 ml 2. Tambahan 50 ml buffer posfat, pH 6.0 3. Tambahkan 0.1 ml Termamyl, tutup dengan aluminium foil dan masukkan dlm waterbath mendidih selama 15 menit, goyang setiap 5 menit. Pastikan bahwa suhu sampel mencapai 95-100oC. Tambah waktu pemanasan bila perlu (total waktu di dlm waterbath ± 30 menit) 4. Dinginkan sampel pada suhu kamar dan atur pH menjadi 7.5 ± 0.2 dengan penambahan 10 ml larutan 0.275 N NaOH
5. Tambahkan 5 gr protease (krn protease bersifat lengket, dianjurkan untuk membuat larutan ensim 50 mg protease dlm 1 ml buffer posfat) dan tambahkan 0.1ml larutan ensim. Tutup dengan aluminium foil dan inkubasika selama 30 menit 6. Dinginkan dan tambah 10 ml 0.325M larutan HCl. Atur pH hingga 4.0-4.6. Tambahkan 0.3 mL amyloglukosidase, tutup dg Alufoil dan inkubasikan pd 60oC selama 30 menit denga agitasi kontinyu 7. Tambahkan 280 ml 95% ETOH, panasi 60oC dan presipitasikan pd suhu kamar 60 menit
8. Saring dengan krus yg telah diberi celite 0.1 mg yang diratakan denga ETOH 78 %
9. Cuci residu dlm krus dgn 20ml ETOH 78% (3x), 10 ml ETYOH 95% (2x) dan 10 ml aseton (1x) 10. Keringkan residu dlm oven vakum 70oC semalam atau oven 105oC sampai berat konstan. Koreksi DF dengan abu 11. Perhitungan: % DF = (a- b)/w x 100 %
a= berat sampel konstan; b= berat abu w= berat awal sampel.
ANALISIS PATI RESISTEN Devinisi Pati Resisten: Sejumlah pati dan hasil pencernaan pati yang tidak diabsorbsi di dalam usus halus individu yang sehat (BNF, 1992). ✓ Jenis pati resisten (Resistant Starch/ RS): RS-1: Pati yang secara fisik sulit dicerna (misal krn ukuran besar) ; contoh serealia utuh/digiling tidak halus RS-2: Granula pati resisiten; misal kentang dan pisang mentah RS-3: Pati teretrogradasi (resisten krn proses pengolahan) misal: corn flakes, rotitawar, lempeng RS-4: Pati modifikasi
✓ Pati resisten terukur bersama dengan serat pangan, karena tidak ada tahapan ekstraksi RS pada analisa serat pangan ✓ Apakah RS termasuk serat pangan? - Definisi Trowel (1976) : Tidak - Definisi AACC (2001) : Ya - Analisa AOAC : Ya - Englyst & Cummings mod : Tidak - Fisiologis : Ya
Problem Practice
Mala ingin menganalisa serat pangan pada produk eskrim alpukatnya, Mala menimbang eskrim seberat 1,057 gram, dan pada analisa abu eskrimnya mendapatkan sisa pengabuan seberat 0,321 gram. Setelah proses analisa serat pangan dengan berbagai enzim, dan pengeringan hingga konstan berat akhir sampel dan kertas saring 3,334 gram, sebelum ditimbang berat kertas saring juga telah diketahui sebesar 2,456 gram. Jawab: Berat konstan sampel (b) = 3,334 gram - 2,456 gram = 0,878 gram a. Berapa nilai a, b, dan w?x 100% % DF = (0,876-0,321) gram b. Berapa1,057 % kah berat serat pangan pada eskrim alpukat tersebut? gram = 52,69 %
Practice Problem
