BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Inulin merupakan polimer unit-unit fruktosa dengan gugus terminal glukosa. Unit-unit fruktosa dalam inulin dihubungkan oleh ikatan β-(21)-Dfruktosil-fruktosa (Roberfroid, 2005). Inulin merupakan prebiotik, bersifat larut dalam air panas namun tidak dapat dicerna oleh enzim-enzim dalam sistem pencernaan mamalia. Di dalam usus besar, inulin difermentasi oleh bakteri-bakteri tertentu seperti Bifidobacterium spp. dan Lactobacillus spp. (Pompei et al., 2008; Roberfroid, 2005). Stimulasi terhadap sejumlah bakteri pencernaan tersebut memberi beberapa manfaat bagi kesehatan inang (manusia). Selain itu, inulin juga ditujukan untuk dapat memberi pengaruh fisiologis yang penting seperti sifat sebagai anti kanker dan imunomodulator. Ditinjau dari pengembangan pemanfaatannya, inulin sebagai senyawa yang memiliki efek positif bagi kesehatan diharapkan dapat digunakan sebagai salah satu komponen dalam pembuatan produk pangan sehingga dihasilkan pangan fungsional. Definisi pangan fungsional yang ditetapkan oleh Badan POM pada tahun 2005 adalah pangan yang secara alamiah maupun telah melalui proses pengolahan, mengandung satu atau lebih senyawa yang berdasarkan kajian-kajian ilmiah dianggap mempunyai fungsi-fungsi fisiologis tertentu yang bermanfaat bagi kesehatan. Pola yang berkembang saat ini adalah tuntutan masyarakat yang menginginkan senyawa fungsional tersebut merupakan bahan alami sebagai hasil
1
ekstraksi dari sumber yang ada di alam, misalnya inulin yang diekstrak langsung dari tanaman. Sumber alami inulin yang telah banyak digunakan secara komersial adalah chicory (Cichorium intybus L., var. sativum). Namun, chicory tidak tumbuh di Indonesia. Oleh karena itu, penelitian yang mengkaji tanaman lokal sebagai sumber inulin terus dikembangkan dalam rangka membatasi dan mengatasi permasalahan impor. Salah satu bahan baku lokal yang dilaporkan memiliki potensi sebagai sumber inulin adalah gembili (Dioscorea esculenta). Gembili merupakan umbi lokal yang banyak tumbuh secara liar di pekarangan penduduk maupun hutan di berbagai wilayah Indonesia. Pemanfaatan gembili oleh masyarakat masih tergolong sangat terbatas, yaitu sebagai sumber karbohidrat alternatif. Pemanfaatan gembili sebagai bahan baku ekstraksi inulin merupakan salah satu upaya dan terobosan baru untuk memberi nilai tambah serta meningkatkan pemanfaatan gembili sebagai sumber daya alam lokal yang cukup melimpah. Winarti et al. (2011) melaporkan bahwa ekstraksi inulin dari gembili dengan menggunakan air panas (90 ˚C) dilanjutkan pembekuan pada suhu -20 ˚C menghasilkan serbuk inulin dengan rendemen sebanyak 14,77% (bk). Potensi yang cukup besar ini memberi peluang bagi industri untuk memproduksi inulin dari gembili. Namun, ketersediaan gembili segar bersifat musiman, maka perlu dilakukan upaya alternatif untuk menjaga kontinuitas produksi inulin. Salah satu alternatif yang dapat dilakukan adalah melakukan ekstraksi inulin dengan bahan baku tepung gembili.
2
Salah
satu
metode
ekstraksi
inulin,
dalam
penelitian
tersebut
menggunakan bahan baku tepung chicory, yang telah dikembangkan oleh Gupta et al. (2003) memiliki prinsip ekstraksi dengan air mendidih selama 20 menit, serta proses kristalisasi dan pengendapan inulin dengan metode pembekuan filtrat selama 72 jam dilanjutkan pencairan (freezing/thawing). Dari tahapan-tahapan tersebut dapat diperoleh inulin kering mencapai 35,5% (bk). Kelemahan dari metode ekstraksi ini adalah waktu pembekuan filtrat yang cukup lama. Hal tersebut dapat menyebabkan tingginya biaya produksi jika akan diaplikasikan dalam industri. Pada dasarnya, dalam proses pembekuan tersebut terjadi proses kristalisasi inulin yang akan diendapkan pada proses thawing sehingga keberhasilan proses tersebut diduga memberi pengaruh terhadap karakteristik inulin. Lopez-Molina et al. (2005) menyatakan bahwa pada ekstraksi inulin dari artichoke, ditemukan kecenderungan peningkatan rendemen inulin ketika waktu pembekuan ditingkatkan, namun belum ada cukup informasi mengenai pengaruh waktu pembekuan filtrat terhadap karakteristik inulin yang diperoleh. Oleh karena itu, dilakukan variasi waktu pembekuan filtrat pada tahapan ekstraksi inulin dari tepung gembili untuk mengetahui pengaruhnya terhadap karakteristik inulin yang diperoleh. Pada penelitian ini juga dilakukan konfirmasi enzimatis terhadap inulin yang diperoleh. Cho et al. (2001) menyatakan bahwa inulin dapat dihidrolisis oleh aktivitas inulinase, oleh karena itu dilakukan hidrolisis oleh inulinase. Untuk menguji peran inulin sebagai prebiotik dilakukan evaluasi awal berupa analisis ketahanan inulin terhadap pencernaan oleh asam dan enzim in vitro, sebab sebagai
3
prebiotik, inulin harus lolos dari pencernaan sehingga mampu mencapai kolon untuk selanjutnya dapat difermentasi oleh bakteri probiotik. Pada penelitian ini juga dilakukan analisis aktivitas prebiotik untuk mengetahui kemampuan inulin dari tepung gembili dalam menstimulasi pertumbuhan bakteri probiotik. Hasil yang diperoleh dapat menjadi pembanding dengan hasil penelitian inulin gembili segar sehingga dapat digunakan sebagai informasi awal tentang pengaruh proses pengeringan tepung gembili terhadap nilai aktivitas prebiotik inulin yang diperoleh.
1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh variasi waktu pembekuan filtrat pada tahapan ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik inulin yang diperoleh? 2. Bagaimana sifat fisik, kimia, dan aktivitas prebiotik inulin hasil ekstraksi? 3. Bagaimana ketahanan inulin yang diperoleh terhadap pencernaan oleh asam dan enzim pencernaan in vitro? 4. Apakah inulin yang diperoleh dapat dihidrolisis oleh enzim inulinase?
4
1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan Umum Mengetahui pengaruh waktu pembekuan filtrat pada ekstraksi inulin dari tepung gembili terhadap sifat fisik dan kimia, serta aktivitas prebiotik inulin yang diperoleh.
1.3.2 Tujuan Khusus 1. Mengetahui pengaruh waktu pembekuan filtrat (24, 48, dan 72 jam) pada tahapan ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik inulin. 2. Mengetahui sifat fisik, kimia, dan aktivitas prebiotik inulin hasil ekstraksi dibandingkan dengan inulin standar. 3. Mengetahui ketahanan ekstrak inulin terhadap pencernaan oleh asam dan enzim pencernaan in vitro. 4. Konfirmasi kemurnian inulin dengan enzim inulinase.
1.4 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi kepada pembaca dan masyarakat umum mengenai metode ekstraksi inulin dari tepung gembili sehingga dapat meningkatkan pemanfaatan tepung gembili sebagai bahan baku alami untuk ekstraksi inulin. Selain itu juga memberikan informasi tentang karakteristik ekstrak inulin dengan variasi lama pembekuan filtrat sehingga dapat digunakan sebagai dasar dalam aplikasi industri.
5
