BERAS ANALOG FUNGSIONAL DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK TEH UNTUK MENURUNKAN INDEKS GLIKEMIK DAN FORTIFIKASI DENGAN FOLAT, SENG, DAN IODIN.
Laporan Perkembangan Penelitian
OLEH: Wiwit Arif Wijaya
F24080036
Nur Sofia Wardani Y
F24080069
Meutia
F24080075
Indra Hermawan
F24080094
Rafiqah Nusrat Begum
F24080110
2012 DEPARTMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
ii
DAFTAR ISI DAFTAR ISI....................................................................................................................... ii DAFTAR TABEL...............................................................................................................iv DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... v 1.
2.
PENDAHULUAN ...................................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang .................................................................................................... 1
1.2
Tujuan Penelitian ................................................................................................ 2
TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................. 3 2.1
Beras ................................................................................................................... 3
2.2
Beras analog ........................................................................................................ 4
2.3
Seng..................................................................................................................... 4
2.4
Defisiensi Seng ................................................................................................... 5
2.5
Iodium ................................................................................................................. 6
2.6
Gangguan Akibat Kekurangan Iodium (GAKI) .................................................. 7
2.7
Teh Hijau dan Polifenol ...................................................................................... 7
2.8
Teh Hitam ........................................................................................................... 8
2.9
Indeks Glikemik dan Faktor yang Mempengaruhinya ........................................ 8
2.10
Diabetes Mellitus ................................................................................................ 9
2.11
Beras Analog Rendah IG .................................................................................... 9
2.12
Fortifikasi Asam folat ....................................................................................... 10
2.12.2
Neural Tube Defect ................................................................................... 10
2.12.3
Asam Folat ................................................................................................ 10
2.12.4
Asupan Folat Harian ................................................................................. 12
Seng................................................................................................................... 13
2.13 3.
METODE PENELITIAN .......................................................................................... 16 3.1.
Pembuatan Beras Analog .................................................................................. 16
3.2
Analisis ............................................................................................................. 17
3.2.1
Metode Analisis iodin ............................................................................... 17
3.2.2
Analisis Seng ............................................................................................ 19
3.2.3
Analisis Asam Folat .................................................................................. 20
3.2.4
Uji Indeks Glikemik .................................................................................. 23
3.2.5 Uji Daya Cerna Pati (Muchtadi et al, 1992) ................................................... 23
iii
4.
HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................. 24 4.1
Rendemen ......................................................................................................... 24
4.2
Kondisi Penyimpanan ....................................................................................... 24
4.3
Komposisi Proksimat ........................................................................................ 26
4.3.1
Kadar Abu ................................................................................................. 26
4.3.2
Kadar Lemak ............................................................................................. 26
4.3.4
Kadar Protein ............................................................................................ 27
4.4
Iodin .................................................................................................................. 27
4.5
Asam Folat ........................................................................................................ 28
4.6
Beras Rendah Indeks Glikemik......................................................................... 29
KESIMPULAN ................................................................................................................. 36 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... 37
iv
DAFTAR TABEL Tabel 1. Komposisi kimia beras pecah kulit per 100 g .............................................................. 3 Tabel 2. RDA Zinc untuk tiap golongan usia .............................................................................. 6 Tabel 3. Kecukupan iodium yang dianjurkan per orang per hari ................................................ 6 Tabel 4. Estimated Average Requirement (EAR) dan Recommended Nutrient Intake (RNI) untuk asam folat................................................................................................ 13 Tabel 5. Asupan seng yang disarankan. ...................................................................................... 4 Tabel 6. Parameter Pengukuran Untuk Logam Seng (Zn) ........................................................ 19 Tabel 7. Data rendemen produk beras analog teknologi ekstrusi .............................................. 24 Tabel 8. Data kadar air tepung beras ........................................................................................ 25 Tabel 9. Data kadar air produk beras analog teknologi ekstrusi (produk sesudah ekstrusi) ...... 25 Tabel 10. Data Aw produk beras analog teknologi ekstrusi ..................................................... 26 Tabel 11. Kadar abu produk ...................................................................................................... 26 Tabel 12. Kadar lemak beras analog ......................................................................................... 26 Tabel 13. Kadar protein beras analog ........................................................................................ 27 Tabel 14. Kandungan proksimat produk. .................................................................................. 27 Tabel 15. Data kurva standar kadar fenol .................................................................................. 29 Tabel 16. Data total fenol teh... ................................................................................................. 30 Tabel 17. Data kurva standar maltosa ....................................................................................... 31 Tabel 18. Data daya cerna pati .................................................................................................. 32 Tabel 19. Metode penambahan ekstrak teh pada pengolahan beras ekstrusi ............................. 33
v
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Struktur (a) amilosa dan (b) amilopektin .................................................................. 4 Gambar 2. Struktur kimia asam folat bentuk sintetis dan folat natural ..................................... 12 Gambar 3. Diagram alir proses pembuatan beras analog terfortifikasi ..................................... 16 Gambar 4. Diagram alir proses pembuatan beras analog rendah indeks glikemik. ................... 16 Gambar 5. Mikroenkapsulasi Iodium ........................................................................................ 17 Gambar 6. Tahap persiapan sampel analisis asam folat ............................................................ 21 Gambar7. Diagram alir pembuatan fase gerak .......................................................................... 22 Gambar 8. Grafik kadar air beras analog................................................................................... 24 Gambar 9. Profil asam folat dalam standar(a), kurva standar asam folat(b) ............................. 29 Gambar 10. Kurva standar kadar fenol .................................................................................... 30 Gambar 11. Kadar total fenol ekstrak teh .................................................................................. 30 Gambar 12. Kurva standar maltosa. .......................................................................................... 31 Gambar 13. Grafik daya cerna pati. .......................................................................................... 32
1.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Beras merupakan makanan pokok bagi sebagian besar masyarakat Indonesia. Konsumsi beras masyarakat Indonesia semakin meningkat setiap tahunnya seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk Indonesia (Badan Pusat Satistik Nasional, 2009). Ketergantungan masyarakat Indonesia yang sangat tinggi terhadap beras akan menjadi masalah jika ketersediaan beras sudah tidak dapat tercukupi. Hal inilah yang akan mengganggu ketahanan pangan nasional. Salah satu alternatif dalam mencapai ketahanan pangan nasional adalah dengan diversifikasi pangan. Namun budaya masyarakat Indonesia yang sangat kuat akan anggapan belum makan jika belum mengkonsumsi nasi membuat proses diversifikasi pangan belum berjalan dengan lancar. Oleh sebab itu, diperlukan suatu pangan alternatif yang menyerupai makanan pokok bangsa Indonesia, yaitu beras. Makanan yang menyerupai beras ini dinamakan beras analog. Proses penggilingan padi menghasilkan beras giling dan juga hasil samping berupa sekam, bekatul, dan menir. Menir merupakan bagian beras yang hancur dan bernilai nilai ekonomi rendah. Jumlah menir yang dihasilkan dalam setiap produksi beras giling sekitar 5%. Jika produksi gabah mencapai 49,8 juta ton, maka produksi menir mencapai 2.5 juta ton. Pemanfaatan menir dan beras patah, masih terbatas, bahkan di beberapa tempat dimamfaatkan menjadi bahan limbah atau makanan ternak. Menir memiliki nilai ekonomi yang baik apabila ditangani dengan benar. Pemamfaatan menir dan beras patah untuk dibentuk kembali menjadi beras dapat menjadi solusi meningkatkan nilai ekonomi menir dan beras patah selain untuk mencukupi ketersediaan beras nasional. Tantangan besar di Indonesia selain ketersediaan beras adalah masalah kekurangan zat gizi mineral dan vitamin, diantaranya adalah gangguan akibat kekurangan iodium (GAKI), seng, dan asam folat. Masalah gizi lainnya adalah diabetes yang disebabkan kelainan pada metabolisme gula dalam darah. Gangguan Akibat Kekurangan Iodium (GAKI) di Indonesia merupakan masalah kesehatan yang serius karena dampaknya sangat besar terhadap kelangsungan hidup dan kualitas sumber daya manusia. Penduduk di Indonesia yang menderita GAKI sebanyak 52.9 juta jiwa. Adapun macam-macam GAKI meliputi kretinisme (0,9 juta jiwa), gondok (10 juta jiwa), dan resiko daerah endemik (42 juta jiwa). Menurut Public Health Problem, WHO, sebanyak 15,8% penduduk Indonesia mengalami defisiensi seng. Defisiensi seng terkait dengan gangguan pertumbuhan dan kematangan seksual. Defisiensi seng juga dapat mengganggu pertumbuhan dan meningkatkan resiko diare dan infeksi saluran nafas. Gangguan lainnya yang berkaitan dengan defisiensi seng adalah hambatan penyembuhan luka, gangguan fungsi pengecap dan gangguan nafsu makan (Kodyat, Thaha, & Minarto, 1998). Neural Tube Defect (NTD) merupakan salah satu masalah kesehatan masyarakat yang serius mengingat dampaknya dapat menyebabkan cacat lahir pada bayi. NTD disebabkan oleh akibat kekurangan asam folat. Indonesia belum memiliki data yang pasti mengenai jumlah penderita NTD. Namun setiap bulan, dari 300 ibu hamil yang memeriksakan kehamilannya di RSCM, 3 pasien diantaranya terbukti janinnya menderita NTD. NTD dapat menyebabkan cacat lahir pada bayi yang dapat menyebabkan kematian. Menurut survey WHO, Indonesia menempati posisi ke-4 dalam peringkat jumlah penderita diabetes melitus terbesar di dunia setelah India, Cina, dan Amerika Serikat. Penderita diabetes mengurangi konsumsi nasi sebagai makanan pokoknya karena nasi dianggap dapat menaikkan kadar glukosa darah secara cepat. Penanggulangan masalah akibat kekurangan mineral dan vitamin, serta diabetes dapat diatasi dengan menambahkan mineral dan vitamin ke dalam bahan pangan atau biasa disebut
1
sebagai fortifikasi. Fortifikasi dapat dilakukan dengan pelapisan dan premix. Fortifikasi dengan cara pelapisan pada permukaan butir beras dinilai tidak efektif karena akan terbuang saat dicuci dan direndam. Oleh sebab itu, fortifikasi dengan metode premix menjadi salah satu solusi yang efektif. Metode premix dapat diaplikasikan pada pembuatan beras analog menggunakan beras menir dan beras patah yang kemudian dibentuk kembali menjadi beras utuh. Proses pembentukan kembali dari menir dan beras patah menyebabkan fortifikan yang telah ditambahkan terperangkap pada matriks beras analog sehingga tidak hilang pada proses pencucian. 1.2 Tujuan Penelitian 1.
2.
3. 4.
Mengembangkan produk beras analog dari menir dan beras patah menjadi pangan fungsional melalui proses fortifikasi untuk memecahkan masalah kekurangan mineral dan vitamin di Indonesia Menentukan formulasi yang tepat dalam pembuatan beras analog yang difortifikasi, menentukan kestabilan fortifikan dalam beras analog sebelum dicuci, setelah dicuci, dan setelah pemasakan Mengembangkan produk beras analog dari menir dan beras patah menjadi pangan fungsional rendah indeks glikemik melalui penambahan ekstrak teh Menentukan formulasi yang tepat dalam pembuatan beras analog yang ditambah dengan ekstrak teh, menentukan kestabilan ekstrak teh dalam beras analog sebelum maupun setelah dicuci dan setelah pemasakan.
2
2.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Beras Beras merupakan bahan pangan pokok yang dikonsumsi oleh sebagian besar penduduk Indonesia. Beras adalah bagian bulir padi (gabah) yang telah dipisahkan dari sekam. Penggilingan beras berfungsi untuk menghilangkan sekam dari bijinya dan lapisan aleuron, baik sebagian maupun seluruhnya agar menghasilkan beras yang putih serta beras pecah sekecil mungkin. Gabah pada mulanya digiling untuk membuang kulitnya, sehingga dihasilkan beras pecah kulit. Setelah itu akan dilakukan penyosohan beras untuk membuang lapisan aleuron yang menempel pada beras, sehingga dihasilkan beras sosoh. Menir merupakan kelanjutan dari beras patah menjadi bentuk yang lebih kecil daripada beras patah (Damardjati, 1988). Ukuran butir beras hasil penggilingan dibedakan atas beras kepala, beras patah, dan menir. Berdasarkan persyaratan yang dikeluarkan oleh Bulog, beras kepala merupakan beras yang memiliki ukuran lebih besar dari 6/10 bagian beras utuh. Beras patah memiliki ukuran butiran 2/10 bagian sampai 6/10 bagian beras utuh. Menir memiliki ukuran lebih kecil dari 2/10 bagian beras utuh atau melewati lubang ayakan 2.0 mm (Waries, 2006). Komposisi terbesar yang terkandung dalam beras adalah karbohidrat, yaitu sebesar 79%. Energi dari beras sebesar 365 kalori per 100 gram beras (USDA, 2009). Beras juga mengandung protein, vitamin (terutama pada bagian aleuron), mineral, dan air. Komposisi kimia beras pecah kulit dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Komposisi kimia beras pecah kulit per 100 g Keterangan
Nilai
Energi
1,527 kJ (365 kcal)
Karbohidrat
79 g
-Gula
0,12 g
-Serat pangan
1,3 g
Lemak
0,66 g
Protein
7,13 g
Air
11,62 g
Thiamin (Vit. B1)
0,070 mg (5%)
Riboflavin (Vit. B2)
0,049 mg (3%)
Niasin (Vit. B3)
1,6 mg (11%)
Asam Pantothenat (B5)
1,014 mg (20%)
Vitamin B6
0,164 mg (13%)
Folat (Vit. B9)
8 μg (2%)
Kalsium
28 mg (3%)
Besi
0,80 mg (6%)
Magnesium
25 mg (7%)
Mangan
1,088 mg (54%)
Forfor
115 mg (16%)
Potassium
115 mg (2%)
Seng
1,09 mg (11%)
Persentase merujuk kepada rekomendasi Amerika Serikat untuk orang dewasa. Sumber: Sumber Data Nutrisi USDA
3
Pati beras tersusun dari dua polimer karbohidrat, yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa adalah pati dengan struktur tidak bercabang dan merupakan fraksi larut air, sedangkan amilopektin adalah pati dengan struktur bercabang, tidak larut air, dan cenderung bersifat lengket (Haryadi, 2008) Perbandingan komposisi kedua golongan pati ini sangat menentukan warna (transparan atau tidak) dan tekstur nasi (lengket, lunak, keras, atau pera). Ketan hampir sepenuhnya didominasi oleh amilopektin sehingga sangat lekat, sementara beras pera memiliki kandungan amilosa melebihi 20% yang membuat butiran nasinya terpencar-pencar (tidak berlekatan) dan keras. Strukur kimia amilosa dan amilopektin ditunjukkan pada gambar 1.
(a)
(b) Gambar 1. Struktur (a) amilosa dan (b) amilopektin Mutu tanak dari nasi sangat ditentukan oleh sifat fisikokimia beras seperti suhu gelatinisasi pati, pengembangan volume, penyerapan air, viskositas pasta, dan konsistensi gel pati (Purwani, 2001). Suhu gelatinisasi pati adalah suhu pada saat granula pati pecah dengan penambahan air panas. Suhu gelatinisasi berbeda-beda bagi tiap jenis pati dan berpengaruh terhadap lama pemasakan. Beras yang mempunyai suhu gelatinisasi tinggi membutuhkan waktu pemasakan lebih lama daripada beras yang mempunyai suhu gelatinisasi rendah (Winarno, 2008). 2.2 Beras analog Upaya mengurangi ketergantungan konsumsi beras masyarakat Indonesia adalah dengan mengembangkan alternatif pangan. Program diversifikasi pangan belum dapat berhasil sepenuhnya karena keterikatan masyarakat yang sangat kuat dengan konsumsi beras. Maka perlu dikembangkan alternatif pangan menyerupai beras namun tidak murni terbuat dari beras. Beras analog yang dibuat diharapkan dapat mendekati bentuk beras asli sehingga psikologi masyarakat yang mengonsumsinya merasa mengonsumsi beras. Baras analog yang dibuat pada percobaan ini merupakan hasil olahan beras patah dan menir yang difortifikasi dengan polifenol yang terkandung dalam daun teh, asam folat, yodium dan seng. 2.3 Seng Seng atau seng (Zn) adalah sebuah mikronutrisi yang bisa ditemukan di semua jaringan tubuh dan penting bagi pertumbuhan sel, diferensiasi sel dan sintesa DNA. Seng sangat dibutuhkan oleh tubuh untuk membantu pertumbuhan dan meningkatkan imunitas tubuh. Ratusan enzim dalam tubuh bisa bekerja hanya jika tercukupinya kebutuhan seng dalam tubuh kita. Bersama-sama dengan zat besi (Fe), seng bertugas untuk membangun jaringan tubuh. Seng umumnya ada di dalam otak, dimana seng mengikat protein. Kekurangan seng akan berakibat fatal
4
terutama pada pembentukan struktur otak, fungsi otak dan mengganggu respon tingkah laku dan emosi (Black, 1998). Seng adalah suatu komponen dari beberapa sistem enzim, yang berfungsi di dalam sintesa protein, transport karbon dioksida dan di dalam proses penggunaan vitamin A (Eschelemen, 1996). Dalam studi keamanan ekstensif yang dilakukan pada binatang di laboratorium, seng telah dinyatakan bukan karsinogenik, mutagenik, atau teratogenik. Selain itu tubuh manusia memiliki mekanisme homeostatik yang efisien mengatur penyerapan dan retensi seng dan hal-hal tersebut mengurangi kemungkinan terbentuknya racun dalam tubuh. Keracunan seng pada orang dewasa bisa terjadi sebagai akibat asupan seng yang tinggi (>150 mg/ hari atau sekitar 10 kali lebih banyak dari RDA) dalam jangka waktu yang panjang atau akibat mengonsumsi > 1 g seng (lebih dari 60 kali lebih banyak dari RDA) akibat overdosis lewat suplementasi atau transfusi. Mengonsumsi terlalu banyak seng sekaligus bisa mengakibatkan penyakit maag dan gejala umum yang sering dihubungkan dengan kasus keracunan makanan. Dosis seng yang tinggi selama jangka waktu yang panjang bisa menyebabkan konsentrasi lipoprotein plasma yang lebih redah dan berkurangnya penyerapan tembaga. Kondisi tembaga yang lebih rendah juga bisa menghambat transportasi zat besi dan mengakibatkan anemia (Kodyat, Thaha, & Minarto, 1998). Pemberian suplementasi Zn dan Fe juga dipengaruhi oleh asupan makanan. Seng banyak terdapat dalam daging, tiram, ikan kering, hati dan susu juga merupakan sumber makanan yang kaya akan seng. Selain itu makanan yang mengandung fitat dan makanan berserat menghalangi absorbsi seng (Eschelemen, 1996). Beberapa bahan makanan yang dapat meningkatkan penyerapan seng dan besi adalah asam askorbat dan sitrat (pepaya, jambu biji, pisang, mangga, semangka, pir, jeruk, lemon, apel, jus nenas, kembang kol, dan limau), asam malak dan tartrat (wortel, kentang, tomat, labu, kol, dan lobak cina), asam amino sistein (daging, kambing, daging babi, hati, ayam, dan ikan), dan produk-produk fermentasi (kecap kacang kedele, acar/asinan kubis) (Gillespie, 1998). Beberapa makanan yang dapat menghambat penyerapan seng dan besi adalah fitat (beras, terigu, gandum, kacang kedele, susu coklat, kacang dan tumbuhan polong), polifenol (teh, kopi, bayam, kacang, tumbuhan polong, rempah-rempah), kalsium dan fosfat (susu dan keju) (Gillespie, 1998). Makanan yang mengandung seng dalam jumlah yang cukup juga mengandung besi dalam jumlah yang cukup pula, seperti daging dan ikan merupakan sumber terbaik dari kedua nutrien tersebut. Parasit seperti cacing tambang akan menyebabkan berkurangnya kedua zat nutrien ini di dalam darah. Kecuali pada penderita diare, kehilangan seng lebih tinggi daripada besi. Inilah sebabnya anak-anak sering diasumsikan menderita defisiensi (Allen, 1998). Daya larut relatif garam seng dalam larutan encer sangat bervariasi, Seng Sulfat dan Klorida sangat larut, Seng Asetat larut secara bebas, dan Seng Karbonat dan Oksida secara praktis tidak larut. Kelarutan dalam larutan encer sangat erat hubungannya dengan kemampuan diabsorpsi. Sedikit informasi yang ada tentang bioavailibilitas dari suplementasi seng bila dikonsumsi bersama-sama dengan makanan yang banyak mengandung fitat, yang menghambat absorpsi seng. Beberapa penelitian mengatakan bahwa bioavailibilitas dari suplementasi besi dapat larut bila dikonsumsi bersama dengan makanan yang juga mengandung zat besi, misalnya makanan pokok seperti padi-padian yang banyak mengandung fitat, bila dikonsumsi secara bersama-sama dapat mempengaruhi absorpsi seng dan besi (Allen, 1998). 2.4 Defisiensi Seng Kekurangan seng pada manusia pertama kali teridentifikasi oleh Prasad pada tahun 1960-an pada anak laki-laki yang pertumbuhannya terhabat di Mesir. Analisis tingkat populasi baru-baru ini dari Food Balance Sheet telah memperkirakan 21% dari populasi dunia beresiko kekurangan seng. WHO telah mengidentifikasi kekurangan seng sebagai resiko utama bagi kesehatan anak dan telah menghubungkannya dengan morbiditas akibat diare, infeksi saluran pernafasan yang lebih rendah, dan mengakibatkan 0,8 juta kematian anak per tahun. Defisiensi seng pada manusia berdampak terhadap “growth retardation” pada anak, yaitu dwafism, poor sexual development,
5
deformed bones, penyembuhan luka lama, rambut dan kuku abnormal, kurang rasa pengecap, komplikasi obstresti (AKI dan AKB tinggi), yaitu pendarahan postpartum, clift dan palate deformitas (bibir sumbing) (Kurniawan, 2007). International Seng Consultative (ISengG) merevisi RDA (asupan yang dianjurkan) pada tahun 2004. Rekomendasi-rekomendasi tersebut menyarankan hal-hal berikut: Tabel 2. RDA Seng untuk tiap golongan usia Kelompok RDA Seng Bayi 4-5 mg Anak usia 1-3 tahun 3 mg Anak usia 4-8 tahun 4-5 mg Wanita yang tidak hamil 8-9 mg Wanita hamil dan menyusui 9-13 mg Pria 13-19 mg Rekomendasi-rekomendasi ini memperhitungkan perbedaan dalam diet dan berdasarkan referensi standar berat badan. Anak-anak yang menerima asupan fitat yang lebih tinggi yang mana ditemukan dalam sereal yang tidak dimurnikan perlu mengonsumsi lebih banyak seng setiap hari untuk memenuhi ketentuan fisiologis. Selain itu, panduan ini adalah untuk anak-anak yang sehat dan tidak memperhitungkan kelebihan seng yang hilang selama periode diare. 2.5 Iodium Iodium merupakan salah satu unsur yang diperlukan oleh tubuh manusia. Iodium merupakan bahan mineral dan termasuk unsur gizi esensial walaupun jumlahnya sangat sedikit di dalam tubuh. Iodium diperlukan dalam sintesis hormon tiroksin yang dikeluarkan oleh kelenjar tiroid. Hormon tiroksin sangat diperlukan dalam pengaturan metabolisme (West, Jooste, & Pandav, 2004). Kebutuhan iodium setiap orang berbeda-beda tergantung usia, jenis kelamin, dan aktivitas yang dilakukan. Kecukupan iodium yang dianjurkan per orang per hari dapat dilihat pada tabel 3. Tabel 3. Kecukupan iodium yang dianjurkan per orang per hari Golongan umur
Kebutuhan (g)
Golongan umur
0 - 6 bulan
50
Wanita
7 - 12 bulan
70
10 - 12 tahun
150
1 - 3 tahun
70
13 - 15 tahun
150
4 - 6 tahun
100
16 - 19 tahun
150
7 - 9 tahun
120
20 - 59 tahun
150
> 60 tahun
150 +25
Pria
Kebutuhan (g)
10 - 12 tahun
150
Hamil
13 - 15 tahun
150
Menyusui
16 - 19 tahun
150
1 - 6 bulan
+50
20 - 59 tahun
150
7 - 12 bulan
+50
> 60 tahun 150 (Depkes, 1994) Menurut Djokomoeljanto (1993), manusia tidak dapat membuat unsur iodium dalam tubuhnya seperti ia membuat protein atau gula. Manusia memperoleh iodium dari luar tubuhnya melalui serapan iodium yang terkandung dalam makanan serta minuman yang dikonsumsi. Ada dua macam bentuk iodium yang sesuai dalam penggunaannya sebagai fortifikan, yaitu iodat dan iodida. Bentuk iodium tersebut biasanya ditambahkan sebagai garam potassium. Namun seringkali juga ditambahkan dalam bentuk garam kalsium atau sodium (Allen et al., 2006).
6
2.6 Gangguan Akibat Kekurangan Iodium (GAKI) Gangguan Akibat Kekurangan Iodium atau GAKI didefinisikan sebagai rangkaian spektrum gangguan kekurangan iodium pada tumbuh-kembang manusia (Rimbawan, 2000). Defisiensi iodium di kalangan masyarakat dikenal sebagai penyebab timbulnya penyakit gondok (Suhadjo, 1990). Pada kenyataannya, terdapat konsekuensi lain yang lebih membahayakan yang diakibatkan dari kekurangan iodium, yaitu terhambatnya pertumbuhan, retardasi mental, penurunan tingkat kecerdasan, dan kretinisme (Basil & Potter, 1983). Menurut Suhadjo (1990) hasil analisis iodium melalui ekskresi yang terdapat dalam urin menunjukkan bahwa terdapat tiga tingkatan GAKI, yaitu: a. GAKI ringan dengan tingkat prevalensi gondok sekitar 2 – 20% b. GAKI sedang dengan tingkat prevalensi mencapai 30% c. GAKI berat dengan prevalensi gondok lebih dari 30% 2.7 Teh Hijau dan Polifenol Teh merupakan tanaman daerah tropis dan subtropis yang secara ilmiah dikenal dengan Camellia sinensis. Daun tanaman teh dengan nama latin Camellia sinensis memiliki kandungan flavonoid yang merupakan senyawaan polifenol. Jenis teh di dunia secara garis besar terdiri dari teh hitam (teh fermentasi sempurna), teh hijau (teh tanpa fermentasi) dan teh Oolong (teh semi fermentasi). Secara umum dikenal dua jenis teh berdasarkan ada tidaknya fermentasi pada proses pembuatan teh yaitu teh hitam dan teh hijau. Teh hitam adalah teh yang proses pembuatannya melalui proses fermentasi, yaitu proses oksidasi enzimatis katekin oleh polifenol oksidase (Rasalakhsi dan Narasimhan, 1996). Sedangkan teh hijau adalah teh yang proses pembuatannya tidak melalui proses fermentasi. Hal ini mengakibatkan senyawa katekin yang merupakan antioksidan tidak dioksidasi oleh polifenol oksidase. Teh hijau (Camellia sinensis) banyak mengandung senyawa polifenol. Menurut Daniells (2008), teh hijau mengandung 30-40% polifenol. Sumber lain menyebutkan bahwa Teh hijau kering memiliki kandungan 15-30% senyawa polifenol, yang memiliki bahan aktif berupa catechin, yang terdiri dari epigallocatehcin gallate (EGCG), epigallocatehcin (EGC), epicatehcin gallate (ECG), epicatehcin (EC), dan gallocatehcin (GC) (Yang CS dan Landau JM, 2000). Senyawa utama yang dikandung teh adalah katekin, yaitu suatu turunan tanin terkondensasi yang juga dikenal sebagai senyawa polifenol karena banyaknya gugus fungsi hidroksil yang dimiliknya. Senyawa katekin yang tidak terfermentasi pada teh hijau berperan sebagai antioksidan yang mampu mencegah maupun menghambat serangan tidak terkendali pada kelompok sel tubuh seperti membran sel, DNA, dan lemak oleh radikal bebas dan senyawa oksigen reaktif (Rohdiana, 2007). Senyawa polifenolik sering disebut sebagai tanin. Zat antigizi ini dapat menurunkan daya cerna protein maupun pati sehingga respon glikemiknya menurun (Griffiths and Moseley, 1980). Dampak adanya tanin adalah terbentuknya senyawa kompleks dengan protein yang bersifat tidak larut sehingga cenderung menurunkan daya cerna protein maupun pati (Prangdimurti, Palupi, Zakaria 2007). Tanin dapat mengendapkan protein, alkaloid, dan polisakarida tertentu serta mengandung gugus hidroksi dan gugus lain seperti karboksilat sehingga membentuk kompleks yang kuat dengan protein dan makromolekul lain. Senyawa ini mudah teroksidasi dengan adanya oksigen dalam suasana alkali atau terdapatnya enzim polifenolase, membentuk senyawa radikal ortokuinon. Senyawa orto-kuinon tersebut sangat reaktif dan apabila bereaksi dengan protein dapat membentuk senyawa kompleks yang melibatkan asam amino lisin sehingga ketersediaannya akan menurun. Selain itu senyawa kompleks protein polifenol tersebut sulit ditembus oleh enzim protease sehingga daya cerna proteinnya juga rendah, sehingga secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa nilai gizi protein tersebut juga akan turun (Prangdimurti, Palupi, Zakaria. 2007). Enzim αamilase adalah protein dalam tubuh yang bertugas memecah karbohidrat mejadi gugus gula sederhana. Oleh karena itu, pembentukan kompleks antara protein dan senyawa polifenol akan
7
menganggu daya cerna karbohidrat. Sehingga akan berdampak pada penurunan penyerapan kadar gula darah secara cepat. 2.8 Teh Hitam Teh hitam adalah teh yang proses pembuatannya melalui proses fermentasi, yaitu proses oksidasi enzimatis katekin oleh polifenol oksidase (Rasalakhsi dan Narasimhan, 1996). Teh hitam memiliki berbagai manfaat bagi kesehatan, antara lain menurunkan risiko penyakit jantung koroner dan stroke, mencegah dan mengkontrol pertumbuhan kanker, mencegah karies gigi, peningkatan massa tulang (BMD), serta efek antidiabetes (Khomsan, 2009). Theaflavin merupakan hasil oksidasi katekin akibat proses oksimatis pada pengolahan teh hitam. Senyawa ini merupakan antioksidan, anti kanker, anti mutagenik, serta anti diabetes. Senyawa theaflavin dalam teh hitam jumlahnya cukup signifikan Teh hitam menununjukkan kemampuan sebagai sumber bahan pangan alami bagi para penderita diabetes, terutama dalam kapasitasnya menaikkan aktivitas insulin. Penelitian yang dilakukan Departemen Pertanian Amerika Serikat (Journal Agric Food Chem, 2002) menunjukkan kemampuan teh hitam meningkatkan aktivitas insulin melebihi dari teh hijau dan teh oolong. Teh hitam mengandung senyawa polifenol, meskipun tidak sebanyak teh hijau. Menurut Daniells (2008) teh hitam mengandung 3-10% polifenol. Senyawa polifenol sering disebut sebagai tannin. Zat antigizi ini dapat menurunkan daya cerna protein dan pati sehingga respon glikemiknya menurun (Griffiths and Moseley, 1980). Dampak adanya tannin adalah terbentuknya senyawa kompleks dengan protein yang bersifat tidak larut sehingga dapat menurunkan daya cerna protein maupun pati (Prangdimurti, Palupi, Zakaria 2007). 2.9 Indeks Glikemik dan Faktor yang Mempengaruhinya Indeks glikemik (glikemic index, GI) adalah tingkatan pangan menurut efeknya terhadap kadar gula darah. Dengan kata lain, indeks glikemik merupakan respon glukosa darah terhadap makanan dibandingkan dengan respon glukosa darah terhadap glukosa murni. Indeks glikemik berguna untuk menentukan respon glukosa darah terhadap jenis dan jumlah makanan yang dikonsumsi oleh seseorang. Indeks glikemik suatu bahan pangan berbeda-beda tergantung pada fisiologis, bukan pada kandungan bahan pangan tersebut (Sarwono W, 2002). Indeks glikemik pangan merupakan sifat bahan pangan yang sangat unik, dipengaruhi oleh jenis bahan, cara pengolahan, dan karakteristik (komposisi dan sifat biokimiawi) bahan, tidak bisa diprediksi dari satu karakter bahan. Masing-masing komponen bahan pangan memberikan kontribusi dan saling berpengaruh sinergis antarsifat bahan hingga menghasilkan respon glikemik tertentu (Widowati, 2007). Indeks pangan menggunakan indeks glikemik (IG) glukosa murni sebagai perbandingannya (IG gluksoa murni adalah 100) (Rimbawan & Siagiaan, 2004).Menurut Miller (1997) berdasarkan respon glikemiknya, pangan dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu pangan IG rendah (IG<55), IG sedang (55
70). Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi IG pada pangan antara lain : cara pengolahan (tingkat gelatinisasi pati dan ukuran partikel), perbandingan amilosa dan amilopektin, tingkat keasaman dan daya osmotic, kadar serat, kadar lemak dan protein, serta kadar zat-zat anti gizi pangan (Rimbawan & Siagiaan 2004). Karbohidrat yang diserap secara lambat akan menghasilkan puncak kadar glukosa darah yang rendah dan berpotensi dalam mengendalikan daya cerna pati beras yang dipengaruhi oleh komposisi amilosa atau amilopektinnya(Willet et al. 2002). Kandungan pati dan komposisi amilosa/amilopektin berpengaruh terhadap daya cerna pati beras atau nasi. Amilosa dicerna lebih lambat dibandingkan dengan amilopektin (Behall and Hallfrisch, 2002), karena amilosa merupakan polimer dari gula sederhana dengan rantai lurus, tidak bercabang. Rantai yang lurus ini menyusun ikatan amilosa yang solid sehingga tidak mudah tergelatinisasi. Oleh karena itu, amilosa lebih sulit dicerna dibandingkan dengan amilopektin (Lehninger, 1982). Hasil penelitian Heatehr et al. (2001) menunjukkan adanya korelasi positif pada pangan dengan IG rendah sehingga dapat memperbaiki pengendalian metabolik pada penderita DM tipe 2 dewasa.
8
Pengonsumsian nasi indeks glikemik rendah atau dari beras berkadar amilosa tinggi menyebabkan laju pencernaan lebih lambat karena pada saat pengolahan atau pemanasan amilosa membentuk kompleks dengan lipid sehingga menurunkan kerentanan terhadap hidrolisis enzimatik dan laju pencernaan juga menurun (Widowati, 2007). 2.10 Diabetes Mellitus Perubahan gaya hidup dan pola konsumsi pangan masyarakat berdampak terhadap peningkatan resiko penyakit degeneratif, seperti diabetes mellitus (DM) dan hipertensi. Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) memperkirakan terdapat 150 juta penderita DM tipe 2 di seluruh dunia. Di Indonesia, pada tahun 2001 penderita diabetes meningkat menjadi 4 juta jiwa dari 2,5 juta jiwa pada tahun 1994. Pada tahun yang sama, paling sedikit 240 juta penduduk dunia menderita diabetes (Tjokroprawiro, 2001). Diabetes mellitus (kencing manis) adalah penyakit di mana tubuh penderita tidak dapat mengendalikan tingkat glukosa dalam darahnya. Penderita mengalami gangguan metabolisme dari distribusi gula sehingga tubuh tidak bisa memproduksi insulin dalam jumlah yang cukup atau tidak mampu menggunakan insulin secara efektif. Akibatnya, terjadi kelebihan gula di dalam darah. Pada tahun 1980 WHO menyatakan bahwa diabetes melitus merupakan suatu penyakit yang ditandai dengan terjadinya defisiensi insulin absolute atau relative,dan gangguan fungsi insulin. Hal ini berhubungan dengan aterosklerosis yang dipercepat dan dapat menimbulkan komplikasi mikrovaskuler spesifik pada retina, jaringan saraf, serta organ ginjal. Diabetes mellitus juga dapat definisikan sebagai suatu tingkat kronis peningkatan kadar glukosa darah dan adanya pengrusakan toleransi glukosa yang akan meningkatkan kadar glukosa darah. Menurut Schersten (1983), kedua hal tersebut terjadi karena kekurangan insulin, gangguan fungsi insulin, atau peningkatan faktor yang memiliki fungsi berlawanan dengan insulin, sehingga pada akhirnya akan menimbulkan gangguan metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Diabetes mellitus secara umum dapat dikatakan terjadi karena defisiensi insulin. Kekurangan insulin menghambat glukosa dalam darah masuk dalam sel, dengan demikian kadar glukosa dalam pembuluh darah mengalami peningkatan atau yang dikenal dengan hiperglikemika. Umumnya peningkatan kadar glukosa darah pada penderita DM tipe 1 lebih tinggi (400 mg/dL) daripada penderita DM tipe 2 (150-300 mg/dL). Bila kadar glukosa darah telah melebihi ambang batas ginjal (180 mg/dL), maka glukosa tidak dapat lagi diserap oleh ginjal dan akan dikeluarkan melalui urin(glukosuria). Glukosa merupakan zat yang bersifat hidrofilik sehingga peningkatannya dapat meningkatkan osmotic diuretic dari sel disekitarnya dan akhirnya terjadi dehidrasi intraselular diikuti dengan polyuria. 2.11 Beras Analog Rendah IG Teh (Camellia sinensis) banyak mengandung senyawa polifenol. Senyawa polifenolik sering disebut sebagai tanin. Zat antigizi ini dapat menurunkan daya cerna protein maupun pati sehingga respon glikemiknya menurun (Griffiths & Moseley, 1980). Dampak adanya tanin adalah terbentuknya senyawa kompleks dengan protein yang bersifat tidak larut sehingga cenderung menurunkan daya cerna protein maupun pati (Palupi, Zakaria, & Prangdimurti, 2007). Disisi lain, polifenol secara umum mempunyai kemampuan menangkap radikal bebas seperti peroksinitrit dan superoksida, sehingga berperan dalam menahan kerusakan sel dan jaringan oleh spesies nitrogen reaktif dan oksigen reaktif. Akibat kerusakan sel dan jaringan oleh radikal bebas tersebut antara lain timbulnya penyakit degeneratif seperti kanker, diabetes melitus dan penyakit kardiovaskuler (Balentine & I, 2000) Tanin dapat mengendapkan protein, alkaloid, dan polisakarida tertentu serta mengandung gugus hidroksi dan gugus lain seperti karboksilat sehingga membentuk kompleks yang kuat dengan protein dan makromolekul lain. Senyawa ini mudah teroksidasi dengan adanya oksigen dalam suasana alkali atau terdapatnya enzim polifenolase, membentuk senyawa radikal ortokuinon. Senyawa orto-kuinon tersebut sangat reaktif dan apabila bereaksi dengan protein dapat
9
membentuk senyawa kompleks yang melibatkan asam amino lisin sehingga ketersediaannya akan menurun. Selain itu senyawa kompleks proteinpolifenol tersebut sulit ditembus oleh enzim protease sehingga daya cerna proteinnya juga rendah, sehingga secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa nilai gizi protein tersebut juga akan turun (Palupi, Zakaria, & Prangdimurti, 2007). Enzim α-amilase adalah protein dalam tubuh yang bertugas memecah karbohidrat mejadi gugus gula sederhana. Oleh karena itu, pembentukan kompleks antara protein dan senyawa polifenol akan menganggu daya cerna karbohidrat.
2.12 Fortifikasi Asam folat 2.12.2 Neural Tube Defect Neural tube atau tabung neural adalah struktur pada janin yang membentuk jaringan otak dan tulang belakang. Struktur tabung neural awal, berupa jaringan yang terdiri dari pita kecil. Jaringan tersebut akan terlipat menjadi tabung yang tertutup pada hari ke-28 setelah konsepsi. NTD atau Neural Tube Defect terjadi ketika tabung neural gagal untuk menutup. Akibatnya terjadi kecacatan dari perkembangan otak dan tulang belakang seperti spina bifida dan anencephaly. Spina bifida adalah kecacatan pada tulang belakang yang dapat menyebabkan kelumpuhan dan hidrosefalus. Anencephaly adalah kondisi ketika bayi dilahirkan dengan otak dan tengkorak yang tidak berkembang sempurna yang dapat berakibat fatal. Perkembangan otak dan jaringan yang berada di sekeliling otak mengakibatkan kematian sebelum atau sesaat setelah kelahiran (Green, 2002). Karena NTD terjadi pada tahap awal pembentukan fetus, langkah pencegahan pada tahap perencanaan kehamilan adalah cara yang paling efektif untuk menanggulang penyakit NTD. Peningkatan serum folat dalam sel darah merah sangat berkaitan dengan penurunan resiko NTD. Jumlah serum homosistein berbanding terbalik terhadap dengan jumlah folat dalam darah, jika jumlah folat yang dikonsumsi tinggi, maka jumlah homosistein akan menurun. Penyebab cacat lahir belum jelas diketahui. Beberapa hipotesis mengatakan dapat disebabkan oleh folat yang rendah atau tingginya kadar homosistein atau keduanya atau disebabkan oleh reaksi berantai lainnya (Green, 2002). Telah disepakati bahwa asupan sebanyak 400 µg asam folat saat mendekati waktu konsepsi dapat menurunkan resiko Neural Tube Defect (NTD) (Green, 2002). Karena nilai bioavailibilitas dan stabilitas folat alami yang rendah, diet yang mengandalkan folat alami kurang efektif dalam mencegah NTD. Penelitian menunjukan bahwa resiko NTD meningkat sampai 10 kali lipat pada orang dengan diet rendah folat dibandingkan dengan yang mengkonsumsi folat dalam jumlah banyak (Daly, Kirke, Molloy, Weir, & Scott, 1995). 2.12.3
Asam Folat
Asam folat memiliki bentuk berupa kristal bewarna kuning dengan berat molekul 441.4 gr/mol. Asam folat dapat larut dalam air, tetapi tidak larut pada pelarut organik (Arcot & Shrestha, 2005). Asam folat lebih stabil pada kondisi basa dibandingkan kondisi asam. Secara kimia, asam folat dibuat dengan dari bicyclic pterin yang diikat oleh jembatan metilen dan asam paraaminobenzoat (Figueiredo, et al., 2009). Penelitian mengenai kestabilan asam folat menunjukkan bahwa tingkat dan laju kerusakan asam folat dipengaruhi oleh pH medium, agen pereduksi dan larutan buffer, derivat folat, tipe buffer dan jenis makanan. Penelitian lainnya menemukan bahwa asam folat dan asam 5-formyltetrahidrofolat sangat stabil terhadap panas (Green, 2002) Asam folat dibutuhkan dalam sintesis dan pertahanan sel baru. Asam folat berfungsi dalam membantu sintesis DNA dan sintesis RNA. Selain itu asam folat mampu mencegah terjadinya perubahan pada DNA. Asam folat dibutuhkan untuk membawa satu grup karbon pada tahap metilasi dan sintesis asam nukleat. Oleh sebab itu defisiensi asam folat dapat menghalangi proses sintesis DNA dan pembelahan sel (Figueiredo, et al., 2009). Transkripsi RNA dan pembentukan protein tidak terlalu dipengaruhi oleh asam folat karena mRNA dapat di daur ulang dan digunakan
10
kembali, berbeda dengan DNA yang salinan gen harus dibuat. Karena itu kekurangan asam folat dapat menganggu pembentukan sel saraf dan pembentukan sel darah merah. Asam folat lebih mudah diserap oleh tubuh dibandingkan turunannya, sehingga asam folat lebih efektif dalam menanggulangi resiko Neural Tube Defect. (Francis, 1999). Asam folat juga memiliki bioavailbilitas yang lebih baik dibandingkan dengan folat yang berasal dari makanan secara alami. (Wright et al, 2001). Asam folat juga dikenal sebagai asam pteroylglutamik yang merupakan bentuk paling sederhana dan paling stabil. (Ball, 1998). Folat yang tersedia secara alami memiliki kestabilan yang rendah. Aktivitas biologi asam Folat alami yang tersedia pada makanan kehilangan aktivitas biologisnya dalam hitungan hari atau minggu. Asam folat sintetis atau asam folat yang tersedia hasil fortifikasi hampir dapat dikatakan stabil, karena dapat mempertahankan aktivitas biologisnya sampai hitungan bulan bahkan sampai tahun. Ketidakstabilan folat alami dihasilkan oleh kerusakan aktivitas biologisnya saat dipanen, disimpan, diolah dan dipersiapkan. Setengah sampai tiga perempat asam folat kemungkinan hilang saat dilakukan proses. Berbeda dengan asam folat dalam bentuk sintetis, cincin pteridin (2-amino4-hidroksipteridin) tidak tereduksi namun asam folat sintetis tetap dapat direduksi di dalam sel oleh enzim dihidrofolat reduktase menjadi bentuk dihidro dan tetrahidro. Reaksi ini terjadi pada mukosa usus dan 5-methyltetrahydrofolat dilepaskan ke plasma (FAO, 2001). Folat alami ditemukan pada makanan dalam bentuk terkonjugasi rantai poliglutamil yang berbeda tergantung dari jenis makanan. Poliglutamil dilepaskan menggunkan enzim folat konjugase di usus menjadi folat monoglutamat yang kemudian diserap oleh usus (Scott & Weir, 1994). Bioavailabilitas folat alami akan sangat tergantung bagaimana folat yang terkonjugasi pada poliglutamat dapat dilepaskan di usus. Namun proses pencernaan folat alami menjadi bentuk yang dapat diserap hanya berhasil sebanyak 25-50 %. Asam folat sintetis dapat memiliki bioavailabilitas mendekati 100 % (Gregory, 1997). Rendahnya bioavailabilitas dari folat alami menyebabkan pemenuhan asupan asam folat sangat baik dilakukan dengan suplementasi atau fortifikasi. Di dalam tubuh, folat dapat menerima satu gugus karbon dari molekul donor melalui reaksi biosintetis (Scott & Weir, 1994). folat yang telah terduksi dalam sel terkonjugasi pada rantai poliglutamat. Folat tereduksi menjadi tidak stabil secara kimiawi, terutama dalam bentuk dihidro dan tetrahidro. Folat dalam bentuk dihidro dan tetrahidro mudah terpisahkan antara C-9 dan N-10 yang menghasilkan pteridin dan p-aminobenzoylglutamat yang tidak memiliki aktivitas biologi (FAO, 2001). Sifat fungsional folat dihasilkan oleh satu gugus karbon yang terikat pada beberapa prekursor metabolik, yaitu serin, N-formino-L-glutamat, dan folat, dengan 10-formiltetrahidrofolat yang digabungkan dengan C-2 dan C-8 pada cincin purin. Hasil reaksi tersebut akan membantu mengkatalis reaksi pengubahan deoxyuridylate menjadi tymidylate(prekursor DNA). Oleh sebab itu, folat sangat penting untuk biosintesis DNA (Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2001), ditunjukan pada gambar 2.
11
Gambar 2. Struktur kimia asam folat bentuk sintetis dan folat natural 2.12.4 Asupan Folat Harian Asupan folat menurut tabel 4 diasumsikan bahwa konsumsi folat didapatkan dari makanan. Hal ini disebabkan oleh mayoritas komunitas pada negara berkembang mendapatkan asupan folat dari folat yang tersedia secara alami pada makanan (Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2001). Folat yang tersedia pada makanan ditemukan dalam bentuk terkonjugasi yang bioavailabilitasnya dapat turun sampai 50 % (Gregory, 1997). Selain itu, folat alami memiliki stabilitas yang rendah. Jika asam folat sintetis yang digunakan untuk memenuhi asupan, maka asupan folat yang dibutuhkan disesuaikan tergantung bioavailabilitas asam folat sintetis tersebut.
12
Tabel 4. Estimated Average Requirement (EAR) dan Recommended Nutrient Intake (RNI) untuk asam folat Group EAR (µg/day) RNI (µg/day) Infants and children 0-6 months a 65 80 7-12 months 65 80 1-3 years 120 160 4-6 years 160 200 7-9 years 250 300 Adolescents, 10-18 years 300 400 Adults 19-65 years 320 400 65+ years 320 400 Pregnancy 520 600 Lactation 450 500 Diambil dari US National Academy of Sciences. Berdasarkan asupan susu sebanyak 0.75 l/hari.
FAO/WHO telah setuju dengan temuan oleh Food and Nutrition Board of the US National Academy of Sciences (National Academy of Sciences, 1998). Karena asam folat sintetik memiliki bioavalibilitas 85 %, tetapi folat alami hanya memiliki 50 % bioavalibilitas, maka asam folat sintetis memiliki bioavailibilitas 1.7(85/50) lebih tinggi. Oleh sebab itu, perhitungan Dietary Folate Equivalent (DFE) hasil dari konsumsi asam folat sintetis dan folat yang ada pada makanan secara bersamaan mengikuti persamaan : µg of DFE provided = [µg of food folate + (1.7 x µg of synthetic folic acid)] 2.13 Seng Seng adalah sebuah mikronutrisi yang bisa ditemukan di semua jaringan tubuh yang penting bagi pertumbuhan sel, diferensiasi sel, dan sintesa DNA. Zinc (Zn) atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan seng, sangat dibutuhkan oleh tubuh untuk membantu pertumbuhan dan meningkatkan imunitas tubuh. Ratusan enzim dalam tubuh bisa bekerja hanya jika tercukupinya kebutuhan Seng dalam tubuh kita. Bersama-sama dengan zat besi (Fe), seng bertugas untuk membangun jaringan tubuh. Seng umumnya ada di dalam otak, dimana seng mengikat protein. Kekurangan seng akan berakibat fatal terutama pada pembentukan struktur otak, fungsi otak dan mengganggu respon tingkah laku dan emosi (Black, 1998). Seng adalah suatu komponen dari beberapa sistem enzim, yang berfungsi di dalam sintesa protein, transport karbon dioksida, dan di dalam proses penggunaan vitamin A. Kekurangan seng pada manusia pertama kali teridentifikasi oleh Prasad et al pada tahun 1960-an pada anak laki-laki yang pertumbuhannya terhambat di Mesir. Analisis tingkat populasi baru-baru ini dari Food Balance Sheet telah memperkirakan 21% dari populasi dunia beresiko kekurangan seng. WHO teah mengidentifikasi kekurangan seng sebagai resiko utama bagi kesehatan anak dan telah menghubungkannya dengan morbiditas akibat diare, infeksi saluran pernafasan yang lebih rendah, dan mengakibatkan 0,8 juta kematian anak per tahun.
13
International Seng Consultative (ISengG) merevisi RDA (asupan yang dianjurkan) pada tahun 2004. Rekomendasi-rekomendasi tersebut menyarankan hal-hal berikut: Tabel 5. Asupan seng yang disarankan
Rekomendasi-rekomendasi ini memperhitungkan perbedaan dalam diet dan berdasarkan referensi standar berat badan. Anak-anak yang menerima asupan pitat yang lebih tinggi yang mana ditemukan dalam sereal yang tidak dimurnikan perlu mengonsumsi lebih banyak seng setiap hari untuk memenuhi ketentuan fisiologis. Selain itu, panduan ini adalah untuk anak-anak yang sehat dan tidak memperhitungkan kelebihan seng yang hilang selama periode diare. Dalam studi keamanan ekstensif yang dilakukan pada binatang di laboratorium, seng telah ditunjukkan bukan karsinogenik, mutagenik, atau teratogenik. Selain itu tubuh manusia memiliki mekanisme homeostatik yang efisien mengatur penyerapan dan retensi seng dan hal-hal tersebut mengurangi kemungkinan terbentuknya racun dalam tubuh. Keracunan seng pada orang dewasa bisa terjadi sebagai akibat asupan seng yang tinggi (>150 mg/ hari atau sekitar 10 kali lebih banyak dari RDA) dalam jangka waktu yang panjang atau akibat mengonsumsi > 1 g seng (lebih dari 60 kali lebih banyak dari RDA) akibat overdosis lewat suplementasi atau transfusi. Mengonsumsi terlalu banyak seng sekaligus bisa mengakibatkan penyakit maag dan gejala umum yang sering dihubungkan dengan kasus keracunan makanan. Dosis seng yang tinggi selama jangka waktu yang panjang bisa mentebabkan konsentrasi lipoprotein plasma yang lebih redah dan berkurangnya penyerapan tembaga (copper). Kondisi tembaga yang lebih rendah juga bisa menghambat transportasi zat besi dan mengakibatkan anemia. Pemberian suplementasi Zn dan Fe juga dipengaruhi oleh asupan makanan. Seng banyak terdapat dalam daging, tiram, ikan kering, hati dan susu juga merupakan sumber makanan yang kaya akan seng. Selain itu makanan yang mengandung fitat dan makanan berserat menghalangi absorbsi Seng (Eschelemen, 1996). Beberapa bahan makanan yang dapat meningkatkan penyerapan seng dan besi adalah asam askorbat dan sitrat (pepaya, jambu biji, pisang, mangga, semangka, pir, jeruk, lemon, apel, jus nenas, kembang kol, dan limau), asam malak dan tartrat (wortel, kentang, tomat, labu, kol, dan lobak cina), asam amino sistein (daging, kambing, daging babi, hati, ayam, dan ikan), dan produkproduk fermentasi (kecap kacang kedele, acar/asinan kubis). Beberapa makanan yang dapat menghambat penyerapan seng dan besi adalah fitat (beras, terigu, gandum, kacang kedele, susu coklat, kacang dan tumbuhan polong), polifenol (teh, kopi, bayam, kacang, tumbuhan polong, rempah-rempah), kalsium dan fosfat (susu dan keju) (Gillespie, 1998). Makanan yang mengandung seng dalam jumlah yang cukup juga mengandung besi dalam jumlah yang cukup, seperti daging dan ikan merupakan sumber terbaik dari kedua nutrien tersebut. Parasit seperti cacing tambang akan menyebabkan berkurangnya kedua zat nutrien ini di dalam darah. Kecuali pada penderita diare, kehilangan seng lebih tinggi daripada besi. Inilah sebabnya anak-anak sering diasumsikan menderita defisiensi (Allen, 1998). Daya larut relatif garam seng dalam larutan encer sangat bervariasi, Seng Sulfat dan Klorida sangat larut, Seng Asetat larut secara bebas, dan Seng Karbonat dan Oksida secara praktis tidak larut. Kelarutan dalam larutan encer sangat erat hubungannya dengan kemampuan diabsorpsi. Sedikit informasi yang ada tentang bioavailibilitas dari suplementasi seng bila dikonsumsi bersama-sama dengan makanan yang banyak mengandung fitat, yang menghambat
14
absorpsi seng. Untuk besi, beberapa penelitian mengatakan bahwa bioavailibilitas dari suplementasi besi dapat larut bila dikonsumsi bersama dengan makanan yang juga mengandung zat besi. Misalnya makanan pokok seperti padi-padian yang banyak mengandung fitat, bila dikonsumsi secara bersama-sama dapat mempengaruhi absorpsi seng dan besi (Allen, 1998).
15
3. METODE PENELITIAN 3.1. Pembuatan Beras Analog beras patah/menir
Fortifikan
Pencampuran manual
Air 37%
Proses ekstrusi dengan kecepatan ulir 400 rpm
Pengeringan dengan rak
Produk akhir Gambar 3. Diagram alir proses pembuatan beras analog terfortifikasi
Ekstrak daun teh hijau/ teh hitam
beras patah/menir
Pencampuran manual
Proses ekstrusi dengan kecepatan ulir 400 rpm
Pengeringan dengan rak
Produk akhir
Gambar 4. Diagram alir proses pembuatan beras analog rendah indeks glikemik.
16
3.2 Analisis 3.2.1 Metode Analisis iodin Penelitian ini dibagi menjadi 5 tahap (Gambar 1), yaitu (1) mikroenkapsulasi iodium, (2) pembuatan tepung menir, (3) pembuatan beras ekstrusi tanpa fortifikasi sebagai kontrol, (4) pembuatan beras ekstrusi fortifikasi iodium, dan (5) analisis sifat fisik, kimia, dan organoleptik. Pada penelitian bagian pertama dilakukan proses mikroenkapsulasi pada iodium. Mikroenkapsulasi iodium bertujuan untuk memperoleh fortifikan yang lebih stabil. Sumber iodium yang digunakan adalah KIO3. Bahan-bahan yang digunakan sebagai penyalut adalah maltodekstrin dan susu skim dengan perbandingan 19:1 (20% (b/b)). Bagan alir mikroenkapsulasi iodium dapat dilihat pada Gambar 5. Maltodekstrin : susu skim (19:1) 20% (b/b)
KIO3 10% TPT 2,5 gram
Pencampuran
Aquades 100 ml 60oC
Homogenisasi 5 menit 6000-8000 rpm
Penyimpanan di refrigerator 24 jam 3-4oC
Homogenisasi 5 menit 6000-8000 rpm
Pengeringan dengan spray dryer Ti 170oC dan To 80oC
Mikroenkapsulan iodium Gambar 5. Mikroenkapsulasi Iodium Analisis kadar iodium dengan metode spektrofotometri (Slamet dkk., 1990). Prinsip dari pengukuran kadar iodium adalah asam arsenit (AsO33-) mereduksi Ce4+ (kuning) menjadi Ce3+ (tidak berwarna). Sisa Ce4+ yang tidak tereduksi diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 420 nm. Larutan pereaksi: a. Asam arsenat 0.02 N Sebanyak 0.986 g arsen trioksida (AsO33-) dilarutkan ke dalam 10 ml NaOH 0.5 N dalam sebuah gelas piala dan dipanaskan. Dimasukkan secara kuantitatif ke dalam labu takar 1 liter,
17
b.
c.
d. e.
kemudian diencerkan dengan 850 ml air suling dan ditambahkan 20 ml asam klorida pekat serta 20.6 ml asam sulfat pekat. Ditepatkan dengan air suling samapai dengan 1 liter. Ceri ammonium sulfat 0.03 N Ditambahkan 48.6 ml asam sulfat pekat ke dalam 600 ml air suling ke dalam labu takar 1 liter. Kemudian ditambahkan 20 gram ceri amonium sulfat dan langsung dilarutkan. Larutan ditepatkan hingga 1 liter. Larutan pengabuan Dilarutkan 212 gram natrium karbonat anhidrus dan 20 gram kalium hipoklorida di dalam 1 liter air suling. Larutan standar induk iodin 4 g/ml dibuat dengan melarutkan standar kalium iodida didalam air suling. Standar kerja iodin Dipipet ke dalam labu takar 100 ml, masing-masing 1, 2, 3, dan 4 ml larutan standar iodin dan ditepatkan hingga tanda garis. Larutan ini sekarang mengandung 0.04, 0.08, 0.12, dan 0.16 g iodium/ml.
Pembuatan Kurva Standar a. Dipipet 5 ml masing-masing larutan standar kerja iodin 0.00, 0.04, 0.08, 0.12, dan 0.16 g iodium/ml ke dalam labu reaksi atau kuvet dan rendam dalam penangas air bersuhu 37 oC. b. Setelah suhu 37oC tercapai, tambahkan dengan pipet 1.0 ml larutan ceri amonium sulfat ke dalam tabung. c. Tepat setelah 20 menit, reduksi ceri kepada cero diukur dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 420 nm. d. Lakukan juga blanko tanpa sampel atau standar. e. Dibuat kurva hubungan konsentrasi (g iodium/ml) versus serapan masing-masing larutan standar. Persiapan contoh a. Sekitar 5 gram sampel ditimbang (mengandung 0.04 – 0.08 g iodium) dan dimasukkan ke dalam tabung pyrex 22 x 200 mm. b. Ditambahkan pembantu pengabuan larutan campuran natrium karbonat dan kalium perklorat (Na2CO3 – KClO4) 0.5 ml. c. Campuran dikeringkan dalam oven pada suhu 105-110oC. Biasanya pengeringan membutuhkan waktu kurang lebih 2 jam. d. Tabung dipindahkan ke dalam tanur. Suhu dinaikkan perlahan-lahan dan sampel diabukan pada suhu 500oC selama 4-6 jam. e. Dinginkan tabung, kemuadian ekstrak abu dengan menambahkan 10 ml larutan asam arsenit. Diamkan selama kurang lebih 15 menit. f. Campuran dipusingkan pada 2000 rpm selama 20 menit. g. Dipipet 5 ml supernatan ke dalam tabung reaksi atau kuvet dan rendam dalam penangas air bersuhu 37oC h. Setelah suhu 37oC tercapai, 1ml larutan ceri amonium sulfat ditambahkan dengan pipet ke dalam tabung reaksi. i. Tepat setelah 20 menit, reduksi ceri kepada cero diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 420 nm. I (g/g 100) = Keterangan: C = Konsentrasi larutan sampel yang terbaca dari kurva standar (g/ml) V = Volume ekstrak sampel (10 ml) B = Berat sampel (gram)
18
3.2.2
Analisis Seng
Kadar seng dalam sampel beras analog dianalisis dengan menggunakan alat spektrofotometri serapan atom yang berada di Laboratorium Jasa Analitik, Fakultas Teknologi Pertanian IPB. 3.2.2.1 Persiapan sampel uji a. Sampel beras atau nasi diambil sebanyak 5 gram dan dimasukkan dalam cawan porselen. b. Kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 105 oC hingga tercapai berat konstan, lalu setelah kering ditimbang dan dihitung kadar airnya. c. Sampel kering dimasukkan ke dalam furnace atau tanur pada temperatur 100 oC dan sedikit demi sedikit suhunya dinaikkan sampai 550oC selama 8 jam. d. Sampel didinginkan dan dilarutkan dalam 10 mL HCl pekat kemudian dipanaskan hingga setengah volume awal. e. Kemudian disaring dengan kertas Whatman no. 40. f. Filtrat hasil penyaringan diencerkan dengan akuades pada labu takar 50 mL. 3.2.2.2 Pembuatanlarutan baku logam seng, Zn 100 mg/L (SNI 06-6989.7-2004) a. Dengan menggunakan pipet diambil 10 mL larutan induk logam seng, (Zn) 1000 mg/L ke dalam labu ukur 100 mL. b. Kemudian ditambahkan akuades sampai tanda batas. Pembuatan larutan logan seng, Zn 10 mg/L (SNI 06-6989.7-2004) a. Dengan menggunakan pipet diambil 10 mL larutan induk logam seng, (Zn) 100 mg/L ke dalam labu ukur 100 mL. b. Kemudian ditambahkan akuades sampai tanda batas. Pembuatan larutan standar logam seng (Zn) (SNI 06-6989.7-2004) a. Dengan menggunakan pipet diambil 0 mL; 0,5 mL; 1 mL; 2 mL; 5 mL; dan 10 mL larutan baku seng (Zn) 10 mg/L ke dalam labu ukur 100 mL. b. Tambahkan larutan pengancer sampai tepat tanda batas sehingga diperoleh konsentrasi logam seng 0,0 mg/L; 0,05 mg/L; 0,1 mg/L; 0,2 mg/L; 0,5 mg/L; dan 1,0 mg/L. c. Nilai absorbansinya diukur dengan menggunakan spektrofotometri serapan atom (SSA) pada panjang gelombang 213,90 nm. Pengukuran konsentrasi logam seng (Zn) dengan AAS a. Mengoptimalkan Alat ASS sesuai petunjuk penggunaan alat b. Beberapa parameter pengukur untuk logam seng (Zn) ditetapkan sebagai berikut. Tabel 6. Parameter Pengukuran Untuk Logam Seng (Zn) No. Parameter Spesifikasi 1. Panjang gelombang 213,90 nm 2. Tipe nyala Asetilen/ udara 3. Lebar celah 0,05 nm 4. Lampu katoda 5,0 mA Sumber : Petunjuk penggunaan alat ASS Tipe Buck Scientific c. Kemudian diukur nilai absorbansi masing-masing larutan standar (larutan kerja) yang telah dibuat. d. Dibuat kurva kalibrasi untuk mendapatkan persamaan garis regresi e. Dilanjutkan dengan pengukuran contoh uji yang sudah dipersiapkan.
19
3.2.3 Analisis Asam Folat Metode analisis asam folat dan analognya dapat dilakukan secara mikrobiologi, radioassay, kromatografi dan kimia. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kromatografi menggunakan HPLC. 3.2.3.1 Pembuatan Larutan Standar Asam folat standar dibuat dengan cara dilarutkan dalam buffer 0.1 M dibasic potasium fosfat (pH 8-8.5) yang telah mengandung 0.1% asam askorbat dan 0.1% 2-mercaptoetanol sehingga konsentrasi asam folat menjadi 200 µg/mL. Larutan standar harus digunakan sesegera mungkin untuk menghidari kerusakan asam folat. 3.2.3.2 Enzim Enzim α-amilase yang digunakan adalah enzim (EC 3.2.1.1) yang dihasilkan oleh Aspergillus oryzae .Enzim dilarutkan dalam air distilasi sehingga konsentrasinya adalah 25 mg/mL, 1 mL digunakan untuk 1 gram sampel. Protease yang digunakan, dilarutkan dalam air hingga konsentrasinya adalah 5 mg/ml 3.2.3.3 Sampel Sampel yang akan dianalisis (5 g) harus dihomogenisasikan selama 1 jam dalam larutan 50 mL 0.1 M dibasic potasium fosfat (pH 8-8.5), asam askorbat 0.1 % dan 0.1% 2-mercaptoetanol . Sampel dipanaskan dalam autoclave selama 15 menit dalam suhu 120˚C, didinginkan dalam bak es lalu sampel dihomogenisasikan. Hasil sampel yang telah di homogenisasikan, diinkubasi dengan 1.25 ml α-amilase pada suhu 37˚C selama 4 jam. Selanjutnya, sampel direaksikan dengan 1 mL protease selama 1 jam pada suhu 37˚C kemudian dipanaskan pada air mendidih selama 5 menit. Setelah inkubasi, sampel disentrifuse selama 20 menit pada kecepatan 4000 rpm. Supernatan diambil sebanyak lalu disaring dengan whatman 42 lalu disimpan dalam suhu (-20˚C) atau langsung diinjeksikan.
20
Asam askorbat 0.1%
Sampel 1 g
10 mL K2HPO4 0.1 M
2-Merkaptoetanol 0.1%
Homogenisasi
Dipanaskan dalam autoclave 120˚C
Inkubasi selama 4 jam pada suhu 37˚C
protease 1 ml
α-amilase 1.25 ml
Inkubasi selama 1 jam pada suhu 37˚C
Dipanaskan dalam air mendidih 5 menit Sentrifuse pada kecepatan 4000 rpm 20 menit Supernatan disaring
Tidak dalam 24 jam Injeksi ke HPLC
Disimpan pada suhu -20˚C
Langsung injeksikan
Gambar 6. Tahap persiapan sampel analisis asam folat
21
Analisis asam folat dilakukan dengan menggunakan Reverse phase-HPLC dengan menggunakan UV/Vis detektor. Aliran 1 mL/min digunakan pada analisis. Fase gerak dibuat dengan menggunakan larutan A(28 mmol/L dibasic potasium fosfat dan 60 mmol/L asam pospat dalam air) dan larutan B((28 mmol/L dibasic potasium fosfat dan 60 mmol/L asam pospat dalam 200mL/L asetonnitril dan 800mL/L air). Pada 3 menit pertama digunakan 100% larutan A secara konstan. Setelah menit ke-3 berakhir, fase gerak diubah, dengan proporsi konsentrasi larutan A diturunkan sampai 70% dan larutan B ditingkatkan sampai 30% selama 10 menit selanjutnya. Komposisi eluen kembali diubah setelah memasuki menit ke-13, menjadi 45 % larutan A dan 55 % larutan B sampai menit ke 30. Komposisi fase gerak diubah mejadi A; 43% dan B: 57% pada menit ke 30 sampai menit ke-45. Absorbansi asam folat akan dimonitor oleh detector UV-Vis pada panjang gelombang 280 (Arcot & Shrestha, 2005). Injeksi sampel
Proses kromatografi dengan fase gerak 100% larutan A selama 3 menit
Proses kromatografi dengan fase gerak 70% larutan A dan 30% larutan B selama 10 menit
Proses kromatografi dengan fase gerak 45% larutan A dan 55% larutan B selama 17 menit
Proses kromatografi dengan fase gerak 43% larutan A dan 57% larutan B selama 15 menit
equilibrasi Gambar 7. Diagram alir pembuatan fase gerak
22
3.2.4 Uji Indeks Glikemik Pengujian IG dapat dilakukan denga metode EL (1999). Pada metode tersebut pengujian indeks glikemik dilakukan dengan sampel darah manusia. Digunakan manusia sebagai objek pengujian indeks glikemik karena metabolisme tubuh manusia sangat rumit sehingga sulit untuk ditiru secara in vitro (ragnhild et al 2004). Relawan yang akan diuji sampel darahnya dalah 10 orang dengan persyaratan individu yg sehat dan tidak menderita penyakit diabetes (kadar glukosa darah normal). Kadar glukosa darah normal menurut rimbawan dan siagian (2004) adalah <110 mg/dl. Kadar glukosa darah minimum 40-60 mg/dl diperlukan untuk menyediakan energi bagi susunan saraf pusat (Sardesai 2003). Sebelum pengambilan sampel darah, relawan harus menjalani puasa penuh (kecuali air) selama 1 malam (20.00-08.00). pada hari pegambilan sampel darah, relawan mengonsumsi 1 porsi nasi yg mengandung 50 gr karbohidrat. Jumlah porsi (%)=25 gr karbohidrat/kadar karbohidrat sampelx100% Setelah itu relawan diambil darah sebanyak 20uL (finger prick capillary blood sampel method) setiap 30 menit selama 2 jam. Pada hari lain juga dilakukan pengujian indeks glikemik glukosa murni sebaai standar. Glukosa murni g dikonsumsi relawan sebanyak 25 gr. Kada glukosa darah yang didapat lalu dibuat kurva dengan sumbu X sebagai waktu pengambilan darah dan sumbu Y sebagai kadar glukosa darah. Nilai IG dapat dihitung setelah megetahui luas kurva sampel dan glukosa. IG= luas kurva sampel/luas kurva glukosa x 100 3.2.5 Uji Daya Cerna Pati (Muchtadi et al, 1992) Pada pengukuran daya cerna pati, sampel dianalisis daya cernanya secara in vitro karena hal ini relatif lebih mudah sebab jika dianalisis secara in vivo, pati biasanya sudah diubah menjadi energi sehingga relatif sulit untuk dianalisis daya cernanya. Pertama-tama, sampel akan ditambahkan dengan akuades dan dimasukkan ke dalam waterbath hingga mencapai suhu 90°C agar pati terlarut sehingga dapat dicerna oleh enzim nantinya. Kemudian larutan pati tersebut didinginkan hingga 37°C. Setelah itu, larutan pati tersebut dibagi ke dalam dua tabung, lalu ditambahkan akuades agar lebih encer dan ditambahkan bufer fosfat pH 7.0 agar tingkat keasamannya berada pada pH 7.0 dan tetap. Kemudian, kedua larutan tersebut diinkubasi pada suhu 37°C selama 15 menit untuk menciptakan kondisi agar enzim dapat bekerja maksimum nantinya. Lalu, larutan yang satu (tabung A) ditambahkan enzim amilase, sedangkan larutan yang lain (tabung B) ditambahkan bufer fosfat pH 7.0. Setelah itu, kedua tabung tersebut diinkubasi selama 30 menit pada suhu 37°C agar sesuai dengan suhu tubuh manusia dan enzim bisa bekerja. Setelah selesai inkubasi, larutan segera diambil dan ditambahkan perekasi DNS (1 g 3,5-asam dinitrosalisilat + 30 g Na-K tartarat + 1.6 g NaOH dalam 100 ml akuades). Kemudian, campuran tersebut dididihkan selama 10 menit, lalu ditambahkan akuades agar tidak terlalu pekat ketika dianalisis dengan spektrofotometer. Setelah itu, larutan tersebut diukur absorbansinya pada panjang gelombang 520 nm. Semakin banyak kadar gulanya, maka semakin oranye (merah) larutannya, yang ditunjukkan dengan semakin tinggi nilai absorbansinya.
23
4. 4.1
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen
Dalam pembuatan beras analog teknologi ekstrusi, data rendemen diperlukan untuk mengetahui produktivitas beras analog yang dihasilkan. Selain itu nilai rendemen juga menunjukkan adanya kehilangan produk selama proses berlangsung. Analisis rendemen beras analog teknologi ekstrusi disajikan dalam Tabel 7. Tabel 7. Data rendemen produk beras analog teknologi ekstrusi W produk sebelum ekstrusi (g) W produk setelah ekstrusi (g)
Rendemen (%)
434.50
356.20
81.98
461.90
448.90
97.19
363.40
78.12
465.20 Rataan
85.76
Perhitungan rendemen produk beras analog teknologi ekstrusi yang dihasilkan didasarkan pada rumus (1): 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛 % =
𝑊 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 𝑠𝑒𝑡𝑒𝑙𝑎ℎ 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑢𝑠𝑖 𝑔 x 100% 𝑊 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 𝑠𝑒𝑏𝑒𝑙𝑢𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑢𝑠𝑖 𝑔
Rendemen beras analog teknologi ekstrusi dengan berkisar antara 78.12%-97.19%. Keragaman nilai rendemen ini dikarenakan faktor-faktor dalam proses pembuatan beras analog teknologi ekstrusi antara lain: kadar air adonan, kecepatan pemasukan adonan ke alat ekstruder, dan pemotongan produk keluaran yang masih dilakukan secara manual. 4.2
Kondisi Penyimpanan
Beras yang mengalami penyimpanan mengalami perubahan pada sifat fisik maupun akibat kerusakan mikrobiologis. Kadar air merupakan salah satu parameter penting yang sangat berpengaruh dalam proses penyimpanan beras. Beras yang memiliki kadar air yang tinggi akan mudah rusak dan mengalami penurunan mutu. Kadar air beras IR-64 hasil penelitian Setianingsih (2008) yaitu 10,8 % (bb). SNI menyaratkan kadar air maksimum beras giling adalah 13%. Beras pada penelitian ini mempunyai kadar air yang berkisar antara 4.67%- 10.24% (bb). Hal ini berarti kadar air beras analog berbagai perlakuan hasil penelitian sesuai dengan persyaratan dari BSN.
12.00% 10.00% 8.00% 6.00% 4.00% 2.00% 0.00% 0
2
4
6
Gambar 8. Grafik kadar air beras analog
24
Berdasarkan hasil analisis kadar air diketahui bahwa beras analog pada minggu ke nol memiliki kadar air yang sangat rendah yaitu mencapai 5%. Rendahnya nilai kadar air ini dipengaruhi oleh proses pengeringan dengan oven yang terlalu berlebihan waktunya sehingga air pada beras dipaksa keluar melewati titik kesetimbangannya. Rendahnya kadar air pada beras menyebabkan beras menjadi lebih aman dari pertumbuhan mikroba namun menjadi tidak efisien energi dan biaya karena terjadi susut bobot. Kadar air pada minggu selanjutnya terus mengalami peningkatan akibat makin banyak air yang diserap dari lingkungan. Hal ini terjadi karena produk mencoba membuat keseimbangan kadar air dengan RH lingkungan. Produk mengalami peningkatan kadar air yang cukup besar pada minggu ke-2 dan minggu ke-4. Peningkatan ini disebabkan karena gradien yang cukup besar antara RH udara sekitar dan AW produk. Peningkatan kadar air melambat pada minggu ke-6, hal ini disebabkan nilai AW produk telah mendekati RH udara sekitar dan kesetimbangan hampir tercapai. Penelitian masih akan dilanjutkan sehingga dapat diketahui waktu sampai kadar air tidak mengalami perubahan lagi. Dengan demikian pada minggu ke-6 beras analog masih aman dikonsumsi secara mikrobiologi karena masih kurang dari batas 13%. Proses pembuatan tepung menir diawali dengan pencucian menir dengan air bersih sebanyak satu kali dan dilanjutkan dengan perendaman selama 1 jam. Setelah itu menir dikeringkan dengan oven dan digiling dengan mesin disc mill. Setelah digiling, tepung diayak dengan ukuran 60 mesh. Terhadap tepung dan produk dilakukan analisis proksimat. Tabel 8. Data kadar air tepung beras Sampel Cawan (C) S+C sesudah Ka (b/b) Rataan Ka (b/k) Rataan (S) oven (SC) Ka (b/b) Ka (b/k) HJ1 1.0296 4.5550 5.4412 13.93 14.04 16.18 16.33 HJ2
1.0297
4.5237
5.4092
14.00
16.28
HJ3
1.0218
4.6147
5.4916
14.18
HT1
1.0457
4.1142
5.0102
14.32
16.52
HT2
1.0840
4.3909
5.3194
14.35
16.74
HT3
1.0918
3.6391
4.6267
9.54
10.55
K1
1.0688
4.6595
5.6096
11.11
K2
1.0677
3.1572
4.1052
11.21
12.62
K3
1.0158
3.1875
4.0924
10.92
12.25
12.73
11.08
16.70
12.49
14.66
12.45
Keterangan : HT = Tepung beras dengan penambahan ekstrak teh hitam HJ = Tepung beras dengan penambahan ekstrak teh hijau K = Tepung beras tanpa penambahan ekstrak teh (baik hijau maupun hitam) Tabel 9. Data kadar air produk beras analog teknologi ekstrusi (produk sesudah ekstrusi) Sampel Cawan (C) S+C sesudah Ka (b/b) Rataan Ka (b/k) Rataan (S) oven (SC) Ka (b/b) Ka (b/k) P11 2.0342 4.5590 6.4556 6.76 7.09 7.25 7.64 P12
2.0307
3.2135
5.1032
6.94
7.46
P13
2.0400
4.6830
6.5685
7.57
8.19
P21
2.0380
4.9475
6.7967
9.26
P22
2.0372
3.1779
5.0303
9.07
9.98
P23
2.0232
4.5894
6.4423
8.42
9.19
P31
2.0357
4.8647
6.7170
9.01
P32
2.0411
4.6477
6.4863
9.92
11.01
P33
2.0124
4.4541
6.2725
9.64
10.66
8.92
9.52
10.21
9.90
9.79
10.53
25
Tabel 10. Data Aw produk beras analog teknologi ekstrusi keterangan Aw P11
0.481
T (C) 29.7
P12
0.486
29.7
P21
0.400
29.7
P22
0.387
29.8
P31
0.571
29.8
P32
0.580
29.7
Keterangan : P1 = Perlakuan ekstrak teh sebelum milling P2 = Perlakuan ekstrak teh sebelum ekstrusi P3 = Perlakuan ekstrak teh sebelum milling dan sebelum ekstrusi Analisis kadar air tepung beras hasil penelitian adalah 14.04%, 12.73%, dan 11.08% atau sedikit lebih tinggi dari persyaratan SNI 2549:2009 untuk bahan pangan tepung beras yaitu kadar air maksimum 13.00% (b/b). Kadar air tepung sangat berpengaruh terhadap proses pembuatan beras analog teknologi ekstrusi, terutama dalam penentuan penambahan air maupun ekstrak teh untuk mencapai kadar air adonan sesuai perlakuan. Kadar air tepung beras yang tinggi menyebabkan adonan beras analog teknologi ekstrusi lebih lembek/basah sehingga kadang proses gelatinisasi di dalam ekstruder terjadi kurang sempurna. Alternatif proses yang dapat dilakukan antara lain dengan mengeringkan kembali tepung beras sebelum digunakan pada proses pembuatan beras analog teknologi ekstrusi maupun dengan mengekstrusi ulang adonan sehingga tergelatinisasi sempurna. Namun pemrosesan ulang dapat mengakibatkan nilai daya cerna pati yang dihasilkan produk tidak sesuai dengan yang diharapkan. 4.3
Komposisi Proksimat
4.3.1 Kadar Abu Tabel 11. Kadar abu beras analog No
Bobot cawan
Bobot sampel awal
Bobot cawan+sampel
Kadar abu
1
23.7349
2.3981
23.7451
0.4253%
2
27.8095
1.4894
27.8125
0.2014%
rata-rata
0.31%
SD
0.11% Kadar abu menunjukan jumlah mineral dan zat anorganik yang terkandung dalam produk (Winarno, 2008). Semakin tinggi kadar abu maka semakin tinggi kandungan mineral dalam produk tersebut. Menurut tabel beras analog yang dibuat memiliki kadar abu sebesar 0. 31%. Sementara kadara abu beras IR64 hasil penelitian Setianingsih (2008) yaitu 0.56% (bk). Kandungan mineral pada beras sangat dipengaruhi oleh kondisi pra panen dan varietas sehingga tetap dimungkinan adanya variasi kadar abu. 4.3.2 Kadar Lemak Tabel 12. Kadar lemak beras analog No
Bobot labu
Bobot sampel awal
Bobot cawan+sampel
Kadar lemak
1
100.8102
2.7878
100.8184
0.29%
2
84.5939
2.1596
84.6057
0.55%
3
79.4882
2.9092
79.496
0.27%
rata-rata
0.37%
SD
0.13%
26
Lemak adalah komponen senyawa yang memiliki gugus non-polar sehingga bersifat tidak larut dalam air, namun larut dalam pelarut organik. Kadar lemak pada beras analog mencapai 0.37% . Kadar lemak ini terrgolong rendah jika dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan Muslikatin(2011) yang melakukan analisis proksimat pada beras analog yaitu sebesar 0.34%0.62%. 4.3.4
Kadar Protein
Tabel 13. Kadar protein beras analog bobot sampel awal No Jumlah HCl (mg)
Konsentrasi HCl (M)
%n
Kadar protein
1
15.9
212.2
0.0155
1.63%
10.17%
2
10.6
180.9
0.0155
1.27%
7.95%
3
18.1
224
0.0155
1.75%
10.96%
rata-rata
9.69%
SD
1.27% Protein penting dalam metabolisme tubuh manusia, terutama dalam pembentukan sel jaringan. Protein bertindak sebagai makronutrien yang berperan dalam proses pembentukan biomolekul. Selain itu protein juga mampu bekerja sebagai pembentuk enzim, bertindak sebagai plasma dan sumber energi. Kadar protein beras analog mencapai 9.69 %, nilai ini mendekati nilai protein hasil penelitian dari Setianingsih(2008) yaitu 10.9%(bk). Karbohidrat adalah zat gizi yang merupakan penyusun utama beras. Karbohidrat disimpan dalam bentuk pati pada jenis serealia. Penentuan kadar karbohidrat dalam analisis proksimat dilakukan secara by difference. Sehingga secara keseluruhan hasil analisis proksimat ditunjukan oleh tabel 14. Tabel 14. Kandungan proksimat produk. Keterangan Kadar Air Kadar Abu Kadar Lemak Kadar protein Kadar karbohidrat (by difference) 4.4
Jumlah 4.67% 0.31% 0.37% 9.69% 84.96%
Iodin
Fortifikasi iodin dilakukan dengan mikroenkapsulasi iodium yang mengacu pada Manurung (2008). Mikroenkapsulasi iodium bertujuan untuk mendapatkan fortifikan iodium yang lebih stabil. Iodium yang digunakan bersumber dari KIO3 karena sifatnya yang lebih stabil dibanding bentuk senyawa iodium lain. Pada proses mikroenkapsulasi iodium, dilakukan beberapa modifikasi, yaitu pada proses pencampuran. Proses pencampuran dilakukan secara bersamaan untuk maltodekstrin, susu skim, dan KIO3. Hasil yang diperoleh dari mikroenkapsulasi iodium adalah mikroenkapsulan yang berwarna putih dan tidak mudah dilarutkan dengan air. Sebelum dilakukan proses produksi beras ekstrusi fortifikasi, dilakukan uji kadar total iodium pada mikroenkapsulan iodium untuk mengetahui jumlah iodium yang harus ditambahkan karena terdapat pengurangan konsentrasi iodium setelah mikroenkapsulasi. Analisis kadar total iodium menggunakan metode spektrofotometri dengan metode Slamet dkk. (1990). Spektrofotometer yang digunakan adalah spektrofotometer double beam yang berada di laboratorium kimia pangan. Pada uji kandungan total iodium, tahap awal yang dilakukan adalah persiapan larutan dan pembuatan kurva standar. Kurva standar yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 9.
27
0.060 y = 0.0022x + 0.0061 R² = 0.9341
Absorbansi
0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 0
5
10
15
20
25
konsentrasi (ppm)
Gambar 9. Kurva standar kadar total iodium Tahap selanjutnya adalah perhitungan kadar total iodium pada mikroenkapsulan iodium. Hasil pembacaan absorbansi dengan spektrofotometer double beam dan perhitungan kadar total iodium untuk mikroenkapsulan iodium dapat dilihat pada Tabel 15. Tabel 15. Hasil perhitungan kadar total iodium pada mikroenkapsulan iodium W sampel Abs [ ] pada kurva Abs [0] - abs FP V larutan abu (g) std (ppm) [x] (L)
Kadar total iodium (mg/g)
0.0681
0.344
21
0.048
10
0.01
30.8370
0.0696
0.342
22
0.050
10
0.01
31.6092
Rata-rata
31.2231 +
SD
0.5460
4.5
Asam Folat
Penelitian mengenai kestabilan asam folat telah mencapai kurva standar. Gambar xx menunjukan kromatograf standar asam folat. Pada gambar ini peak area asam folat memiliki retention time 20.384 menit. Pemisahan standar asam folat dilakukan dengan kolom C-18 Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography. Konsentrasi yang digunakan pada kurva linieritas standar asam folat adalah 10 mg/L - 50mg/L, kurva yang dihasilkan memilii nilai koefisien sebesar 0.95.
a)
20.434/6296264
mV Detector A Ch1:280nm 200 175 150 125 100 75 50 25
28
0 0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
27.5
m in
Kurva Linearisasi Asam Folat
b)
Luas Area
10000000 8000000 6000000 y = 74052x + 6E+06 R² = 0.9523
4000000 2000000 0 0
10
20
30
40
50
60
konsentrasi (ppm)
Gambar 9. Profil asam folat dalam standar(a), kurva standar asam folat(b) 4.6
Beras Rendah Indeks Glikemik
Pengujian total fenol dilakukan untuk mengetahui seberapa besar kandungan senyawa fenol di dalam ekstrak teh yang digunakan dalam penelitian. Ekstrak teh yang digunakan pada penelitian ini adalah ekstrak teh hijau Citra dan teh hitam Walini BP 1 yang diproduksi oleh PT Perkebunan Nusantara Gunung Mas Bogor. Proses ekstraksi teh dilakukan cara yang berbeda antara teh hijau dan teh hitam. Hal ini didasarkan pada pengkajian beberapa penelitian untuk mendapatkan nilai variabel suhu dan waktu penyeduhan masing-masing ekstrak teh yang optimal dalam penghambatan enzim alfa amilase dan alfa glukosidase. Dari pengkajian didapat bahwa suhu dan waktu ekstraksi untuk teh hijau sebesar 100C 5 menit dan untuk teh hitam sebesar 70C 15 menit. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan reagen Folin Ciocalteau yang dapat mereduksi. Adanya senyawa fenol ditandai dengan perubahan warna larutan dari hijau (warna reagen Folin Ciocalteau) menjadi warna biru akibat telah teroksidasi dan mereduksi senyawa antioksidan. Perubahan warna tersebut diukur absorbansinya deangan panjang gelombang 725 nm dan dibandingkan dengan kurva standar asam galat 250 mg/L. Tabel 15. Data kurva standar kadar fenol [Fenol] (mg/l)
Absorbansi
0
0.000
50
0.412
100
0.560
150
0.664
200
0.700
250
0.925
29
1.000 Absorbansi
0.800
y = 0.003x + 0.144 R² = 0.898
0.600 0.400 0.200 0.000 0
50
100
150
200
250
300
[fenol] (mg/l)
Gambar 10. Kurva standar kadar fenol Dengan menggunakan persamaan kurva standar kadar total fenol di atas, yaitu y = 0.003x+0.144, dan nilai r2 sebesar 0.898, didapat nilai x sebagai kadar total fenol (mg/l) dan nilai y sebagai absorbansi. Dari hal tersebut diketahui kadar total fenol yang dikandung oleh ekstrak teh yang digunakan dapat ditentukan. Tabel 16. Data total fenol teh Sampel Absorbansi Kadar fenol (mg/L) Rataan (mg/L) HT1
0.659
160.9375
HT2
0.697
172.8125
HJ1
1.215
334.6875
HJ2
1.219
335.9375
166.875 35.3125
Keterangan : HT 1 = Ekstrak teh hitam sampel 1 HT 2 = Ekstrak teh hitam sampel 2 HJ 1 = Ekstrak teh hijau sampel 1 HJ 2 = Ekstrak teh hijau sampel 2
400 kadar total fenol (mg/l)
350
334.6875
335.9375
HJ1
HJ2
300 250 200
160.9375
172.8125
HT1
HT2
150 100 50 0 Gambar 11. Kadar total fenol ekstrak teh
30
Data menunjukkan jumlah fenol pada teh hijau lebih banyak dari teh hitam. Hal ini terjadi karena pada proses pembuatan teh hijau tidak melalui proses fermentasi (oksidasi enzimatis) sedangkan pada proses pembuatan teh hitam melalui proses fermentasi. Teh hijau merupakan teh yang berasal dari pucuk daun teh yang sebelumnya mengalami pemanasan dengan uap air untuk menonaktifkan enzim oksidase atau fenolase sehingga oksidasi terhadap katekin dapat dicegah. Sedangkan teh hitam merupakan teh yang berasal dari pucuk daun teh segar yang dibiarkan layu sebelum digulung, kemudian daun-daun tersebut dibiarkan selama beberapa jam sebelum dipanaskan dan dikeringkan. Selama itu, enzim yang terdapat pada daun-daun teh akan mengkatalisis reaksi oksidasi senyawa-senyawa yang ada di dalam teh sehingga menghasilkan warna, rasa, dan aroma (Hartoyo 2003). Selain itu, proses fermentasi menyebabkan perubahan struktur molekul yaitu letak dan posisi gugus hidroksil polyphenol sehingga tidak dapat bereaksi dengan reagen folin ciocalteu sehingga total phenol yang terukur lebih rendah (Shi dkk 2010). Daya cerna pati menunjukkan kemampuan pati untuk dicerna dan diserap oleh tubuh. Dalam penelitian ini daya cerna pati dianalisis secara in vitro. Hasil analisis terhadap daya cerna pati beras ekstrusi disajikan dalam Gambar 13. Tabel 17. Data kurva standar maltosa [Maltosa] (mg/ml) Absorbansi 0
0
0.1
0.053
0.2
0.126
0.3
0.226
0.4
0.280
0.5
0.396
0.5 y = 0.788x - 0.017 R² = 0.988
Absorbansi
0.4 0.3 0.2 0.1 0 -0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
[maltosa] (mg/ml)
Gambar 12. Kurva standar maltosa Dengan menggunakan persamaan kurva standar maltosa di atas, yaitu y = 0.788x – 0.017, dan nilai r2 sebesar 0.988, didapat nilai x sebagai kadar maltosa (mg/ml) dan nilai y sebagai absorbansi. Dari hal tersebut diketahui kadar maltosa yang dikandung oleh sampel (kadar maltosa awal) dan kadar maltosa sampel setelah reaksi hidrolisis enzim sehingga daya cerna pati pada sampel dapat ditentukan.
31
Perhitungan daya cerna pati didasarkan pada rumus (1): 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑐𝑒𝑟𝑛𝑎 𝑝𝑎𝑡𝑖 % =
A−a x 100% 𝐵−𝑏
Keterangan : A = kadar maltosa sampel a = Kadar maltosa blanko sampel B = kadar maltosa pati murni b = Kadar maltosa blanko pati murni
Tabel 18. Data daya cerna pati Absorbansi (y) Tab A
Tab B
Tab a
Kadar maltosa (x) Tab b
Tab A
Tab B
Tab a
DC pati Tab b
Ka
0.6114
0.2019
0.7975
0.2778
73.86
P1a
0.5305
0.2043
0.6948
0.2808
58.83
P2a
0.6115
0.2114
0.7976
0.2898
72.16
P3a
0.6329
0.2067
0.8247
0.2839
76.87
Pati
0.7138
0.1948
0.9274
0.2688
Keterangan : K = Perlakuan tanpa penambahan ekstrak teh (Kontrol) P1 = Perlakuan ekstrak teh sebelum milling P2 = Perlakuan ekstrak teh sebelum ekstrusi P3 = Perlakuan ekstrak teh sebelum milling dan sebelum ekstrusi 90.00
Daya cerna pati (%)
80.00
73.86
70.00
72.16
76.87
58.83
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00
K M1a
M2a P1
M3a P2
P3 M4a
Gambar 13. Grafik daya cerna pati Pada penelitian ini dilakukan empat perlakuan pada cara penambahan ekstrak teh (seperti ditunjukkan pada Tabel 19. dalam pembuatan beras analog teknologi ekstrusi dengan menggunakan proses ekstrusi untuk menentukan cara penambahan ekstrak teh yang paling optimal. Perlakuan tersebut antara lain : 1) K yaitu tanpa penambahan ekstrak teh (control) 2) P1 yaitu penambahan esktrak teh dilakukan pada saat sebelum proses milling 3) P2 yaitu penambahan ekstrak teh dilakukan pada saat sebelum proses ekstrusi, dan 4) P3 yaitu pengambahan ekstrak teh dilakukan pada saat sebelum proses penggilingan tepung beras dan saat sebelum proses ekstrusi. Dari perlakuan tersebut dilakukan perhitungan daya cerna pati sebagai parameter proses.
32
Tabel 19. Metode penambahan ekstrak teh pada pengolahan beras ekstrusi Perlakuan Penambahan Ekstrak Teh saat perendaman saat akan diekstrusi Kontrol 1 v 2 v 3 v v Daya cerna pati adalah tingkat kemudahan suatu jenis pati untuk dapat dihidrolisis oleh enzim pemecah pati menjadi unit-unit yang lebih sederhana. Secara umum, daya cerna pati dapat diasumsikan sebagai proses pemecahan pati dan penyerapannya oleh tubuh. Pemecahan dan penyerapan karbohidrat dalam tubuh terlebih dulu harus diubah menjadi komponen yang lebih kecil yaitu glukosa. Enzim yang dapat memecah pati adalah α amilase yang terdapat dalam air liur yang dihasilkan oleh kelenjar saliva dan pankreas. Enzim ini stabil pada kisaran pH 5-5,8. Enzim α amilase yang berasal dari saliva menjadi inaktif oleh pH rendah lambung. Enzim α amilase yang berasal dari pankreas memecah pati di usus menjadi unit-unit dimerik terutama maltose (Sardesai 2003). Pati dihidrolisis oleh enzim alfa amilase menjadi gula-gula sederhana. Semakin tinggi daya cerna suatu pati maka akan semakin banyak pati yang dapat dihidrolisis dalam waktu tertentu. Hal ini ditunjukkan oleh semakin banyaknya glukosa dan maltosa yang dihasilkan. Kedua zat ini akan bereaksi dengan DNS (asam dinitrosalisilat) sehingga kadar keduanya dapat diukur secara spektrofotometri. Pengolahan bahan pangan mengakibatkan perubahan struktur dan mempengaruhi karakteristik pati termasuk daya cerna pati (Singh et al. 2010). Perhitungan daya cerna pati beras analog teknologi ekstrusi yang dihasilkan dengan penambahan ekstrak teh menunjukkan penurunan pada M1a dan M2a (Gambar 13) dibandingkan dengan beras analog teknologi ekstrusi kontrol (Ka). Hal ini menunjukkan bahwa ekstrak teh hijau yang ditambahkan pada beras analog teknologi ekstrusi memiliki komponen aktif, dalam hal ini polifenol, yang berpengaruh dalam menurunkan daya cerna pati in vitro (Tabel 18). Namun pada perlakuan beras analog teknologi ekstrusi P3a nilai daya cerna pati mengalami peningkatan. Sehingga nilai daya cerna pati yang didapat berturut-turut dari yang terbesar adalah perlakuan P3a, Ka, P2a, dan P1a. Pada proses pembuatan beras analog teknologi ekstrusi daya cerna kontrol sebesar 73.86%. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Muslikatin (2011) yang menyebutkan bahwa kisaran daya cerna pati pada beras ekstrusi sebesar 73%. Proses ekstrusi diketahui dapat mempengaruhi struktur fisik granula pati mentah, membuatnya menjadi kurang kristalin, lebih mudah larut air, dan mudah terhidrolisis enzim. Istilah tersebut dikenal dengan istilah pemasakan, atau gelatinisasi. Karena kondisi kelembapan rendah pada ekstruder, gelatinisasi secara tradisional yang melibatkan perobekan (swelling) dan hidrasi granula pati tidak terjadi (Zakaria et al. 2007). Panlasigui et al (1992) dalam penelitiannya menyatakan beras yang diekstrusi secara signifikan menurunkan daya cerna pati sebanyak 15% dan indeks glikemik pada sukarelawan yang sehat sebesar 36%. Pengaruh ekstrusi berhubungan dengan gelatinisasi pati dan retrogradasi yang terjadi selama pengolahan yang diindikasikan dengan viskositas yang lebih rendah dan konsistensi gel yang lebih lembut dari produk mie dari beras. Puspowati (2003) menyatakan semakin besar derajat gelatinisasi suatu produk maka akan semakin tinggi pula daya cerna patinya, demikian pula Widowati (2007) yang menyatakan bahwa beras yang mengalami gelatinasi akan lebih mudah dicerna sehingga nilai daya cernanya akan mengalami peningkatan.. Derajat gelatinisasi merupakan indikator tejadinya degradasi pati. Jadi, apabila derajat gelatinisasi meningkat maka degradasi pati juga meningkat. Adanya peningkatan degradasi pati akan mengakibatkan penyerangan enzim yang lebih mudah sehingga akan meningkatkan daya cerna pati.
33
Pada perlakuan P2a dan P1a, adanya penambahan ekstrak teh menyebabkan penurunan nilai daya cerna pati dikarenakan ekstrak teh memiliki komponen aktif, yaitu polifenol, yang berpengaruh dalam menurunkan daya cerna pati in vitro. Dampak adanya polifenol adalah terbentuknya senyawa kompleks dengan protein yang bersifat tidak larut sehingga cenderung menurunkan daya cerna protein maupun pati (Palupi, Zakaria, & Prangdimurti, 2007). Polifenol dapat mengendapkan protein, alkaloid, dan polisakarida tertentu serta mengandung gugus hidroksi dan gugus lain seperti karboksilat sehingga membentuk kompleks yang kuat dengan protein dan makromolekul lain. Thompson et al. (1984) menyatakan ada beberapa hasil penelitian yang menunjukkan bahwa adanya polifenol dapat menghambat aktivitas enzim-enzim pencernaan, terutama tripsin dan amilase. Enzim α-amilase adalah protein dalam tubuh yang bertugah memecah karbohidrat mejadi gugus gula sederhana. Oleh karena itu, pembentukan kompleks antara protein dan senyawa polifenol akan menganggu daya cerna karbohidrat. Kemungkinan lainnya adalah tipe ikatan antara polifenol dengan karbohidrat melalui jembatan H+ dan interaksi hidrofobik sangat penting dalam bentuk kompleks tersebut. Lebih lanjut dinyatakan bahwa ukuran molekul dan fleksibilitas konformasi berperan dalam ikatan antara polifenol dengan polisakarida dan dipengaruhi oleh tingkat keasaman (pH). Bentuk kompleks tersebut akan memodifikasi struktur polisakarida atau polifenol sehingga mengubah afinitasnya. Namun informasi mengenai tipe ikatan antara polifenol dan karbohidrat sendiri masih sangat terbatas. Selain itu, adanya adsorpsi substansi polifenol secara selektif oleh pati akan menurunkan daya cerna pati in vitro. Perlakuan P1a (penambahan ekstrak teh sebelum proses milling) memiliki nilai daya cerna pati yang lebih rendah dibandingkan dengan perlakuan P2a (penambahan ekstrak teh sebelum proses ekstrusi) dikarenakan pada perlakuan P1a terdapat proses perendaman ekstrak teh ke dalam beras menir selama satu jam sehingga struktur ikatan kompleks antara senyawa fenol dan pati lebih kuat. Hal tersebut menyebabkan daya hambat terhadap enzim alfa amylase lebih baik sehingga nilai daya cerna pati yang dihasilkan lebih rendah. Sedangkan pada proses P2a penambahan ekstrak teh dilakukan tepat sebelum proses ekstrusi (untuk menaikkan kadar air menjadi sekitar 45%) sehingga ikatan anatara senyawa fenol dan pati belum terlalu terbentuk dengan kuat dan langsung melalui proses pemanasan dan gelatinisasi saat ekstrusi sehingga menyebabkan daya hambat terhadap enzim alfa amylase pada pati masih rendah. Dampak dari bentuk kompleks antara pati dengan fenol menyebabkan sisi atau bagian pati yang secara normal dihidrolisis oleh enzim pencernaan menjadi tidak dikenali. Semakin banyak ikatan pati dengan polifenol maka semakin banyak sisi-sisi yang tidak dapat dikenali oleh enzim pencernaan, sehingga kemampuan hidrolisis pati menurun. Akibatnya, daya cerna pati menjadi rendah. Namun adanya proses pengolahan pangan seperti pemanasan dapat mempengaruhi nilai daya cerna pati. Pada Gambar 13 terlihat bahwa perlakuan P3a justru memiliki nilai daya cerna pati yang paling tinggi diantara data yang lainnya. Diasumsikan bahwa penambahan ekstrak teh sebanyak dua kali pada proses pembuatan beras analog tidak berpengaruh terhadap penurunan daya cerna patinya. Hal ini dikarenakan proses penghambatan enzim alfa amilase yang dapat menurunkan nilai daya cerna pati merupakan proses penghambatan dapat balik (reversible) secara kompetitif. Nilai indeks glikemik suatu bahan pangan tidak hanya ditentukan oleh satu faktor tetapi beberapa faktor yang saling berkaitan. Varietas tanaman, dalam hal ini padi, yang berbeda dapat menyebabkan perbedaan nilai indek glikemik. Faktor yang mempengaruhi indeks glikemik antara lain ukuran partikel dan keberadaan gula, kadar serat, pengolahan pangan, perbandingan amilosa dan amilopektin, pati resisten, lemak, protein, dan zat antigizi pangan (Rimbawan dan Siagian 2004). Pada penelitian ini digunakan dua faktor utama: 1) proses pengolahan pangan yaitu dengan proses ekstrusi dan 2) penambahan zat antigizi pangan yaitu penambahan ekstrak teh untuk menurunkan nilai indeks glikemik pangan. Berbagai penelitian menunjukkan bahwa mekanisme adanya hubungan negatif antara asupan polifenol dengan indeks glikemik masih belum jelas. Diduga hal ini berhubungan langsung dengan interaksi antara pati dan polifenol yang belum dapat digambarkan secara rinci. Hal ini
34
menyebabkan data daya cerna pati merupakan parameter penting pada penelitian ini. Dari data daya cerna tersebut dipilih satu sampel yang memiliki nilai terendah. Sampel tersebut nantinya akan dianalisis nilai indeks glikemik dan analisis fisiko-kimia secara keseluruhan. Diasumsikan bahwa daya cerna pati memiliki korelasi positif terhadap nilai indeks glikemik. Dan pada penelitian ini, didapatkan kesimpulan sementara bahwa sampel yang memiliki nilai daya cerna pati terendah adalah sampel dengan perlakuan 1 (P1a) yaitu proses penambahan ekstrak teh dilakukan sebelum proses ekstrusi, dengan nilai daya cerna pati sebesar 58.83%.
35
KESIMPULAN Pembuatan beras analog fungsional dengan menggunakan teknologi ekstrusi mampu menjadi salah satu solusi untuk fortifikasai pada beras, karena mampu mencegah terjadinya kehilangan fortifikan saat dilakukan proses pencucian dan pemasakan. Penelitian ini belum selesai dan dalam tahap penyimpanan untuk mengetahui kestabilan fortifikan dalam kodisi penyimpanan. Daya cerna beras yang telah dimodifikasi menunjukan bahwa memiliki penurunan jika dibandingkan dengan beras pada umumnya secara in vitro. Penelitian selanjutnya akan difokuskan pada kondisi in vivo untuk mengukur respon indeks glikemik.
36
DAFTAR PUSTAKA Allen, L. H. 1998. Zinc and Micronutrient Supplement for Chirdren. Am J Clin Nutr. AOAC. 1995. Official Methods of Analysis 960.52 Modified, Chapter 12.1.07, p7. Arcot J, Shrestha A. 2005. Folate: methods of analysis. Trend in Food Science & Technology, 253266. Ball G. 1998. Bioavailability and analysis of vitamin in foods. London: Chapman and Hall. Balentine, D., & I, P.-R. (2000). Tea as a Source of Dietary Antioxidants with a Potential in Prevention of Chronic Diseases. Pennsylvania, USA: Technomic Pub. Com. Inc. Basil, S. H., & Potter, B. J. 1983. Iodine deficiency and the role of thyroid hormones in brain development. In E. D. Ivor, R. M. Smith, E. D. Ivor, & R. M. Smith (Eds.), Neurobiology of the trace elements (Vol. 1, pp. 83-). United State of America: The Humana Press Inc. Behall, K.M. and J. Hallfrisch. 2002. Plasma glucoce and insulin reduction after consumption of bread varying in amylase content. Eur. J. Clin. Nutr. 56(9):913-920. Black, M. M. 1998. Zinc deficiency and child development. Am. J. Clin. Nutr. Botto L, Moore C, Khoury M, Erickson J. 1999. Neural Tube Defect. J.Med.341, 1509-1510. BPS Nasional. 2009. Penduduk Indonesia menurut provinsi 1971, 1980, 1990, 1995, dan 2000. Jakarta : BPS. Cragan J, Edmond H, Khoury L, Kirby M. 1995. Surveillance for anencephaly and spina bifida and the impact of prenatal diagnosis. United States: Morb. Mortal. Wkly. Daly L, Kirke P, Molloy A, Weir D, Scott J. 1995. Folate levels and neural tube defects. Implications for prevention. JAMA, 274: 1698-1702. Damardjati D. 1981. Struktur dan Komposisi Beras[Tesis]. Bogor: Program Studi Ilmu Pangan, Fakultas Pasca Sarjana IPB. Damardjati D. 1983. Pyhsical and Chemical Properties and protein Characteristic of some indonesian Rice Varieties [disertasi]. Bogor: Program Pascasarjana IPB. Damardjati, D. S. 1988. Struktur Kandungan Gizi Beras. Bogor: Balitbang Pertanian. Daniells S. 2008. Green tea catechins go nano: study (terhubung berkala) http://www.ritc.or.id [14 November 2011]. Dick M, Harisson I, Farreer K. 1948. The thermal stability of folic acid. Australian Journal of Experimental Biology Medicinal Science, 239. Eschelemen, M. M. 1996. Introductory Nutrition and Nutrition Therapy. Lippincott: Raven Publisher. FAO/WHO. 2001. Chapter 12: Iodine. In: Human Vitamin and Mineral Requirements. Report of a joint FAO/WHO expert consultation Bangkok, Thailand, Food and Nutrition Division,FAO Rome, p. 181-194. Fellow P. 2008. Food Processing Technology : Principle and Practice. New York: CRC Press. Figueiredo J, Grau M, Haile R, Sandler R, Summers R, Bresalier R. 2009. Folic acid and risk of prostate cancer: result from a randomized clinical trial. Journal of the National Cancer Institute 101 (6), 432-435. Francis F. 1999. Encyclopedia of food science and technology. New York: John Wiley & Sons. Gillespie, S. R. 1998. Major Issues in The Control of Iron Deficiency. The Micronutrient Inititative. Canada: Unicef. Green N S. 2002. Folic Acid Supplementation and Prevention of Birth Defects. The Journal of Nutrition, 2356-2360. Gregory J. 1997. Bio-availability of folate. J.Clin.Nutr, 554-559. Griffiths DW, Moseley G. 1980. The effect of diets containing field beans of high or low polyphenolic content on the activity of digestive enzymes in the intestines of rats. J Sci Food Agric 31:255-259. Haryadi. 2008. Teknologi Pengolahan Beras. Yogyakarta: UGM Press.
37
Hartoyo A. 2003. Teh & Khasiatnya Bagi Kesehatan. Yogyakarta : Kanisius Heather R et al. 2001. Tea effect of flexible low glycemic index dietary advice versus Houtson D. 1972. Rice chemistry and Technology. Minnesota: American Association of Cereal Chemist. Indrasari SD, P Wibowo, Aan AD. 2008. Kandungan mineral beras varietas unggul baru. Disampaikan pada Seminar Nasional Padi. Sukamandi, 23-24 Juli 2008. Juliano B. 1979. The chemical basis rice grain quality. Workshop on Chemical aspects of Rice Grain Quality. Los Banos: IRRI. Khomsan A. 2009. Teh Hijau [terhubung berkala]. www.yaskum.info [14 November 2011]. King, F. S., & Ann, B. 1993. Nutrition for Developing Countries. Oxford: Oxford University Press. Kodyat, B. A., Thaha, A. R., & Minarto. 1998. Penuntasan Masalah Gizi Kurang. Jakarta: LIPI. Kurniawan, A. 2007. Kebijakan Penanggulangan Masalah Defisiensi Seng (Zn) di Indonesia. Direktorat Bina Gizi Masyarakat, DepKes RI. Lehninger, A.L. 1982. Principles of Biochemistry. Jakarta : Erlangga. Miller et al. 2003. Low-glycemic index diets in the management of diabetes. A meta-analysis of randomized controlled trials. diabetes care 26 : 2261-2267. Muchtadi D. 1992. Evaluasi Nilai Gizi Pangan. Bogor : Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Jenderal Pendidikan Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi IPB. Muchtadi D. 2010. Teknik Evaluasi Nilai Gizi Protein. Bandung: CV Alfabeta. Muslikatin. 2011. Pembuatan beras ekstrusi dengan penambahan ekstrak rumput laut [Skripsi]. IPB: Bogor. National Academy of Sciences. 1998. Dietary Reference Intakes: Folate, other B Vitamins and Choline. Wasington D.C.: National Academy Press. Panlasigui L N, Thompson LU, Juliano BO, Perez CM, Jenkins, DJA, Yiu SH. 1992. Extruded rice noodles: starch digestibility and glycemic response of healthy and diabetic subjects with different habitual diets. J of Nutrition Research 1992 v.12(10) p.1195-1204. Prangdimurti E, Palupi NS, Zakaria FR. 2007. Metode evaluasi nilai biologis karbohidrat dan lemak, metode e-learning ENBP. Bogor : Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Prihananto. 2004. Fortifikasi Pangan Sebagai Upaya Penanggulangan Anemia Zat Besi. Dipetik November 1, 2011, dari http://rudyct.com Purwani, E. Y. 2001. Sifat Fisiko Kimia Beras dan Indeks Glikemiksnya. Teknologi dan Industri Pangan, 59-66. Puspowati. 2003. Kajian formulasi, mikrostruktur, daya cerna, dan umur simpan biskuit garut untuk MP ASI.[tesis]. Sekolah Pascasarjana IPB. Bogor. Rasalakhsi D, Narasimhan S. 1996. Food antioxidant: Sources and methods of evaluation. Di dalam: Madhavi DL, Deshpande SS, Salunkhe DK, editor. Food Antioxidants Technological, Toxilogical and Health Perspectives. New York: Marcel Dekker Rimbawan. 2000. Studi Keterkaitan antara Defisiensi Selenium dan Defisiensi Iodium dalam Menentukan Masalah GAKI (Gangguan Akibat Kekurangan Iodium) dan Upaya Penanggulangannya Melalui Fortifikasi Ganda. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Rimbawan dan A. Siagian. 2004. Indeks glikemik pangan. Jakarta : Penebar Swadaya. Samad. 2003. Pembuatan Beras Tiruan (Artificial Rice) dengan Bahan Baku Ubi Kayu dan Sagu. Prosiding Seminar Teknologi untuk Negeri 2003, Vol. II pp 36-40. Jakarta: BPPT. Sardesai, V.M. 2003. Introduction to clinical nutrition. New York, Marcel Dekker Inc. p. 339-354. Sarwono et al. 2003. Indeks glikemik berbagai makanan di Indonesia. Jakarta : UI. Schersten et al. 1983. Improvement of periphera; nerve function after institution of insulin treatment in diabetes mellitus. Acta Medica Scandinavica Vol 213, Issue 4, pp 283-287. Scott J, Weir D. 1994. Folate/vitamin B12 interrelationships. Essays in Biochemistry, 63-72.
38
Shi J dkk. 2010. Functional Foods of The East. USA: CRC Press. Singh J, Dartois A, Kaur L. 2010. Starch digestibility in food matrix: a review. Trends in Foods Science & Technology, 21: 168-180. Slamet, D. S. 1990. Pedoman analisis zat gizi. Jakarta: Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Standar Nasional Indonesia. 2010. Garam Konsumsi Beryodium. SNI 3556:2010 Suhadjo. 1990. Defisiensi Vitamin dan Mineral. Bogor: Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor. Tjokroprawiro, A. 2001. Diabetes mellitus: klasifikasi, diagnosis, dan terapi. Edisi ketiga. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. USDA. 2009. Dipetik November 1, 2011, dari United States Department of Agriculture: http://www.usda.gov Waries, A. 2006. Teknologi Penggilingan Padi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. West, C. E., Jooste, P. L., & Pandav, S. C. 2004. Iodine and Iodine deficiency. In M. J. Gibney, B. M. Margetts, J. M. Kearney, & L. Arab, Public Health Nutrition (pp. 263-276). Oxford: Blackwell Publishing Ltd. Widjayanti, E. 2004. Potensi dan prospek pangan fungsional indigenous Indonesia. Disampaikan pada Seminar Nasional: Pangan Fungsional Indigenous Indonesia: Potensi, Regulasi, Keamanan, Efikasi, dan Peluang Pasar. Bandung 6-7 Oktober 2004. Widowati, S. 2007. Pemanfaatan ekstrak teh hitam Hijau (Camellia sinensis) dalam pengembangan beras fungsional untuk penderita diabetes mellitus. Disertasi Sekolah Pasca-Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Winarno, F. 2008. Kimia Pangan dan Gizi. Bogor: Mbrio Press. Willet, W., J. Manson, and S. Liu. 2002. Glycemic index, glycemic load and risk of type 2 diabetes. Am. J. Clin. Nutr. 76(1):274S-280S. Widowati, S. 2007 Pemanfaatan ekstrak teh hijau Hijau (Camellia sinensis) dalam pengembangan beras fungsional untuk penderita diabetes mellitus. Disertasi Sekolah Pasca-Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Willet, W., J. Manson, and S. Liu. 2002. Glycemic index, glycemic load and risk of type 2 diabetes. Am. J. Clin. Nutr. 76(1):274S-280S. Wright A, PM F,. Southon, S. 2001. Proposed mandatory fortification of the UK diet with folic acid : Have potential risks been underestimated. Trends in food science and technology, 12(9), 313-321. [WHO]. Expert Committee on Diabetes Mellitus. 1980. Second Report. Technical Report Series.646. Geneva: WHO. Pp 66. Xiao-Fu B. 2008. Asian noodles: History, classification, raw materials, and processing. Food Research International, 41: 888-902. Yang CS, Landau JM.Effects of tea consumption on nutrition and health. J. Nutr. 2000; 130(10): 2409-12.
39
LAMPIRAN
40
Lampiran 1. Rekapitulasi data analisis kadar air kadar air minggu ke-0 No ulangan
Bobot cawan
Bobot Sampel Awal
Bobot cawan+sampel
Kadar air
1
2.8302
2.7915
5.4924
4.63%
2
2.4907
4.2574
6.548
4.70%
rata-rata
4.67%
SD
0.03%
kadar air minggu ke-2 No ulangan
Bobot cawan
bobot sampel awal
Bobot cawan+sampel
Kadar air
1
4.439
4.482
8.6122
6.89%
2
2.6654
2.3913
4.9033
6.41%
3
2.8308
6.4833
8.8965
6.44%
4
4.0941
2.2017
6.1541
6.44%
rata-rata
6.55%
SD
0.20%
kadar air minggu ke-4 No ulangan
Bobot cawan
bobot sampel awal
Bobot cawan+sampel
Kadar air
1
4.4323
2.2924
6.4978
9.90%
2
2.6618
1.0657
3.6196
10.12%
3
2.8302
1.2158
3.9308
9.48%
4
4.0836
1.4129
5.362
9.52%
rata-rata
9.75%
SD
0.27%
kadar air minggu ke-6 No ulangan
rata-rata SD
Bobot cawan
bobot sampel awal
Bobot cawan+sampel
Kadar air
1
4.4328
1.855
6.0952
10.38%
2
2.6587
1.4621
3.9721
10.17%
3
2.8281
2.4052
4.9866
10.26%
4
4.0834
3.2777
7.0285
10.15% 10.24% 0.09%
41
Lampiran xx. Kromatograf asam folat standar Standar asam folat konsentrasi 10ppm 20.434/6296264
mV Detector A Ch1:280nm 200 175 150 125 100 75 50 25 0 0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
27.5
min
Standar asam folat konsentrasi 20ppm 20.384/7134025
mV 250 Detector A Ch1:280nm 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0 0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
27.5
30.0
m in
Standar asam folat konsentrasi 30 ppm 20.360/7665031
mV 275 Detector A Ch1:280nm 250 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0 0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
27.5
30.0
m in
42
Standar asam folat konsentrasi 40 ppm 20.372/8998515
mV Detector A Ch1:280nm 300
250
200
150
100
50
0 0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
27.5
30.0
m in
Standar asam folat konsentrasi 50 ppm 20.388/9066604
mV Detector A Ch1:280nm 300
250
200
150
100
50
0 0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
27.5
30.0
m in
43
