UNIVERSITAS GADJAH MADA FAKULTAS KEDOKTERAN PRODI GIZI KESEHATAN Jl. Farmako Sekip Utara Yogyakarta
Buku 2 : RKPM (Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan) Modul Pembelajaran Pertemuan ke 9 dan 10
Isu Dietetik dan Kesehatan Semester III/ 2 SKS/KUG 2239 Oleh
Fatma Zuhrotun Nisa’, STP., MP
Didanai dengan dana BOPTN P3-UGM Tahun Anggaran 2012
Januari 2013
Waktu: 1x pertemuan @100 menit
Soal-tugas
Web4
Peptida Biogenik : (1) definisi, (2) Bioaktif dan biogenik peptida susu, (3) Manfaat sebagai antihipertensi, hipokolesterolemik
Metode Evaluasi dan Penilaian2
Audio/Video
Dapat menjelaskan isu terbaru mengenai peptida biogenik.
Media Ajar1
Gambar
Topik (pokok, subpokok bahasan, alokasi waktu)
Presentasi
10
Tujuan Ajar/ Keluaran/ Indikator
Teks
Pertemuan ke
Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKPM) – Isu Dietetik dan kesehatan
1
1
6
-
3
-
Kuis : peptida biogenik
Metode Ajar (STAR)3
Aktivitas Mahasiswa
Mahasiswa berkelompok dan berdiskusi didampingi dosen
(1) Membaca bahan ajar dan informasi terkait dari sumber lain sebelum kuliah, (2) Mengerjakan kuis secara individu.
Aktivitas Dosen/ Nama Pengajar
Menjelaskan materi di depan kelas, memandu jalannya diskusi dan merespon penyampaian oleh mahasiswa Pengajar: Fatma Zuhrotun Nisa’, STP., MP
1
Sumber Ajar
Pustaka :
• Mahan, K, EscottStump, S. 2007. Krause’s Food Nutrition and Diet Therapy. 12th Ed. Elsevier Health Sciences
• Shils, ME, Shike, M, Ross,C, Caballero, B, Cousins, RJ.2006. Modern Nutrition in Health and Disease. 10th Ed. Lippincott
Masing-masing media ajar disertakan dalam bentuk handout setiap minggu/pertemuan. Evaluasi mahasiswa dapat berupa: Kuis, Tugas, Self-Test, Tes formatif, Tes sumatif. Evaluasi mahasiswa ditujukan untuk mengukur ketercapaian tujuan (pada Kolom 2). 3 UGM menggunakan sistem pembelajaran STAR (Student Teacher Aesthetic Role-Sharing): kombinasi optimal antara SCL (Student Centered Learning) dan TCL (Teacher Centered Learning). 4 Tautan di internet disajikan dalam kolom terakhir (Sumber Ajar). Untuk materi online yang dikembangkan sendiri gunakan LMS eLisa http://elisa.ugm.ac.id/ 2
Williams&Wilkins 11
Dapat menjelaskan isu terbaru mengenai indeks glikemik jajanan lokal.
Indeks Glikemik Makanan Jajanan Lokal : (1) Definisi, (2) Pengukuran, (3) Metode, (4) Hal-hal yang mempengaruhi IG, (5) Beberapa nilai IG makanan jajanan lokal Waktu: 1x pertemuan @100 menit
1
1
1
-
3
-
Kuis : Indeks Glikemik Makanan Jajanan Lokal
Mahasiswa berkelompok dan berdiskusi didampingi dosen
(1) Membaca bahan ajar dan informasi terkait dari sumber lain sebelum kuliah, (2) Mengerjakan kuis secara individu.
Menjelaskan materi di depan kelas, memandu jalannya diskusi dan merespon penyampaian oleh mahasiswa
Pustaka :
• Mahan, K, EscottStump, S. 2007. Krause’s Food Nutrition and Diet Therapy. 12th Ed. Elsevier Health Sciences
• Shils, ME, Shike, M, Ross,C, Pengajar: Caballero, B, Fatma Cousins, RJ.2006. Zuhrotun Nisa’, Modern Nutrition STP., MP in Health and Disease. 10th Ed. Lippincott Williams&Wilkins
BAB V Peptide Biogenik danIndeks Glikemik Makanan Jajanan Lokal
A. Pendahuluan Peptida biogenik menjadi isu yang menarik untuk dikaji mahasiswa terutama kaitannya dengan konsumsi susu dan produk olahannya yang ternyata kaya manfaat bagi kondisi klinis tertentu seperti antihipertensi dan sebagainya. Ada pula informasi mengenai indeks glikemik makanan jajanan lokal yang baru-baru ini dikembangkan. Manfaatnya yang luas, tidak hanya bagi aspek keilmuan maupun kesehatan tapi juga bagi komoditas pangan local bahkan hingga perekonomian bangsa, menjadikan kajian ini sarat akan ilmu baru dan hal-hal yang bisa ldikembangkan lebih lanjut. Informasi ini akan merangsang mahasiswa untuk lebih jeli terhadap isu khasiat makanan tertentu bagi kesehatan serta memotivasi utnuk melakukan penelitian atau kajian ilmiah lebih lanjut. Setelah mengikuti perkuliahan ini diharapkan mahasiswa dapat menjelaskan isu mengenai Peptide Biogenik danIndeks glikemik makanan jajanan lokal.
B. Penyajian 1. Indeks Glikemik dan Peptida Biogenik Definisi Pengukuran kecepatan penyerapan karbohidrat dan kemampuan karbohidrat untuk menaikkan konsentrasi glukosa darah dalam waktu tertentu.sebagai respon glukosa darah terhadap makanan yang mengandung karbohidrat dalam takaran dan waktu tertentu Pengukuran Indeks glikemik diukur dengan menghitung luas kurva kenaikan dan penurunan kadar gula darah setelah mengkonsumsi makanan tertentu yang dibandingkan dengan suatu standar (glukosa murni) Metode Pengukuran glukosa darah subyek penelitian sehat (dibuktikan dari hasil pemeriksaan kesehatan) diawali dengan memberikan air minum secukupnya sesuai kebutuhan subyek. Subyek dipuasakan selama 12 jam dengan tujuan untuk mengurangi cadangan gula darah dalam tubuh yang dapat digunakan sebagai energi, sehingga gula darah yang diukur benar-benar merupakan respon terhadap pangan uji yang diberikan. Kemudian subyek diberi makanan uji. Makanan uji diberikan antara jam 08.00 dan 08.30, dan dimakan selama15 menit. Pengambilan
dan pengukuran gula darah dilakukan pada sebelum diberi makanan uji dan pada 30, 45, 70, 95, 120 dan 180 menit setelah diberi makanan uji. Hal-hal yang mempengaruhi IG
Serat
Bentuk Struktur
Kadar Lemak dan Protein
Pati Resisten
Serat Prijatmoko (2007) menunjukkan bahan pangan yang mengandung serat lebih tinggi mempunyai respon glukosa yang rendah Jagung dengan serat 1.5% menaikan glukosa darah sebesar 13.4 mg/dl Nasi mengandung serat 0.5% menaikan kadar glukosa darah 35.6 mg/dl Kentang yang mengandung serat 0.9% dapat menaikan kadar glukosa darah 18.1 mg/dl. Pati Golongan karbohidrat serealia adalah pati, polisakarida, dan selulosa.Pati memiliki dua bentuk, yaitu amilosa dan amilopektin.Amilosa memiliki struktur tidak bercabang, sedangkan amilopektin memiliki struktur bercabang.Perbedaan bentuk struktur tersebut yang mempengaruhi nilai IG suatu makanan.Struktur amilosa yang lurus membuat amilosa terikat lebih kuat sehingga lebih sulit dicerna oleh enzim, sedangkan amilopektin yang memiliki struktur bercabang, ukuran molekul lebih besar dan lebih terbuka lebih mudah dicerna oleh enzim (Rimbawan dan Siagian, 2004). Makanan yang mengandung amilosa lebih tinggi akan lebih sulit dicerna, sehingga memiliki nilai IG yang rendah. Menurut Powell et al (2002), corn muffin yang mengandung amilosa rendah memiliki nilai IG 102, sedangkan corn muffin yang mengandung amilosa tinggi memiliki nilai IG 49 dengan glukosa sebagai standar. Kadar Lemak dan Protein Kadar lemak dan protein mempengaruhi nilai IG suatu makanan karena tingginya kedua komponen tersebut dalam bahan pangan akan memperlambat laju pengosongan lambung, sehingga pencernaan makanan di dalam usus halus juga akan diperlambat (Rimbawan dan Siagian 2004). Berdasarkan hal tersebut, makanan yang memiliki kadar lemak lebih tinggi memiliki nilai IG yang lebih rendah. Pati Resisten
Pati resisten merupakan komponen pati yang tidak dapat dicerna oleh enzim pencernaan orang sehat (Haliza et al 2006).
Tingginya kandungan pati resisten dapat menurunkan nilai IG. Pembentukkan pati resisten dapat terjadi dengan berbagai cara, selama proses pengolahan (Sajilata et al, 2006) perlakuan heat moisture treatment (HMT) pada pati (Miyoshi 2002 dan Shin 2004). HMT merupakan modifikasi yang dilakukan
secara fisik dengan menggunakan kombinasi kadar air dan pemanasan diatas suhu gelatinisasi (80-120 C). Salah satu kelebihan modifikasi pati dengan metode HMT adalah tidak melibatkan reaksi kimia dengan menggunakan reagen tertentu, sehingga tidak akan meninggalkan residu pada hasil pati termodifikasi. Terbentuknya pati resisten selama proses HMT disebabkan karena terjadinya pemotongan rantai lurus dari amilopektin dan pembentukkan ikatan amilosa dengan amilosa, amilopektin, atau lemak sehingga membentuk struktur yang lebih kompak (Miyoshi 2002). Pembentukkan ikatan tersebut menyebabkan pati lebih sulit untuk diserang oleh enzim pencernaan, sehingga terjadi penurunan kemampuan pati untuk dicerna. Definisi Peptida : senyawa yang terdiri dari asam amino yang terikat secara kovalen. Bioaktif : Life-sustaining; Komponen makanan yang terdapat secara alami dalam makanan yang memberikan keuntungan kesehatan dengan melibatkan mikroflora usus Biogenik : Life-generating; Komponen makanan yang diturunkan melalui aktifitas mikrobia yang memberikan keuntungan kesehatan dengan tanpa melibatkan mikroflora usus. Bioaktif Peptida Susu;susu secara alami mengandung komponen bioaktif peptida yang berfungsi sebagai : a. Penghilang rasa sakit Mengurangi rasa tidak enak atau sakit pada sistim pencernaan b. Anti mikroba Immunomodulator (Perangsang respon kekebalan) c. Anti trombosis Penghilang Rasa Sakit Pada sistem pencernaan, susu akan mengurangi rasa tidak enak atau sakit di perut seperti yang dipercaya dalam tradisi Barat. Dibuktikan dengan ditemukannya kasomorfin beta pada susu. peptida yang berasal dari kasein beta dan menjadi bagian dari peptida yang mempunyai aktivitas opium mengurangi kecepatan sekresi cairan lambung dan gerakan usus. Untuk sementara, pengaruhnya baru dibuktikan pada hewan coba. Anti mikroba Penghambat aktivitas bakteri patogen Beberapa
ahli
menemukan
bahwa
peptida
tertentu
mampu
menghambat
pertumbuhan bakteri patogen yang ditumbuhkan di dalam tabung percobaan (in vitro).
Immunomodulator Mempunyai beberapa pengertian : Immunopotensiator/Immunostimulator meningkatkan respon imun Immunosupressor menekan respon imun Immunotoleransi tidak memberikan respon imun Peptida susu Immunostimulator Mekanisme Peptida susu dalam mempengaruhi sistem imun dan poliferasi sel : ß-casokinin menghambat enzim ACE yang bertanggung jawab dalam Inaktivasi bradykinin
(hormon
yang
meningkatkan
sistim
immune)
yang
selanjutnya
meningkatkan seluruh respon immunostimulator. Peptida turunan dari Casein Hydrolisate meningkatkan aktivitas fagositosis dari makrofag manusia Percobaan untuk mengetahui efek imunomodulator baru dilakukan pada susu hewani seperti sapi dan kuda. Antitrombosis Dasar pemikiran Proses penggumpalan susu dan darah menunjukkan sejumlah kesamaan pola, khususnya pada tingkat molekuler. Fibrinogen memegang peranan penting dalam penggumpalan darah sehingga terjadi agregasi (trombosit saling melekat dan bertumpuk tdk teratur menutupi bagian pembuluh darah yang bocor). Sekuens fibrinogen kini telah diketahui mirip dengan sekuens peptida k-kasein susu sapi. Berdasarkan penelitian sekuens peptida susu sapi mempunyai aktivitas antitrombosis. Mekanisme Fibrinogen dan k-kasein akan bersaing memperebutkan bagian reseptor trombosit yang sama. Antitrombosis Peptida fungsional yang memenangkan persaingan otomatis akan menghambat sebagian atau seluruh penggumpalan darah. Pada bayi yang minum ASI atau susu formula, ditemukan peptida antitrombosis dalam darahnya pada konsentrasi yang secara fisiologis berpotensi aktif (10 - 20 um/ml). Diduga, peptida fungsional dibebaskan selama pencernaan protein. Biogenik Peptida Dihasilkan Dari Fermentasi susu baik susu hewani maupun nabati dengan bakteri menguntungkan yaitu BAL (bakteri asam laktat). Bakteri Asam Laktat
:kelompok bakteri yang membentuk asam laktat pada
metabolisme karbohidratnya, baik sebagai satu-satunya produk maupun sebagai produk utama.
Contoh :Lactobacillaceae, Streptococcoceae Efek Menguntungkan Mikroorganisme Langsung sel hidup probiotik Kelemahan : jangkauan distribusi dan self-life time produk rendah Tidak Langsung metabolit Biogenik Perubahan selama Fermentasi Hidrolisis protein susu oleh BAL Beberapa Laktobasilus tidak mampu mensintesis beberapa asam amino menghidrolisa protein susu dan menggunakan beberapa asam amino dan peptida untuk tumbuh. Akibatnya residu asam amino dan peptida bebas meningkat dalam susu fermentasi Biogenik Peptida Susu sebagai Anti Hipertensi Menurunkan tekanan darah Mekanisme penghambatan enzim pengubah angiotensin atau ACE (angiotensin convertingenzyme) inhibitor, yang berperan dalam meningkatkan tekanan darah. ACE adalah enzim yang penting dalam regulasi tekanan darah Antihipertensi Dalam percobaan in vivo menggunakan tikus percobaan, ditemukan peptida fungsional pada aorta jantung tikus. penurunan tekanan darah tikus percobaan yang mengalami hipertensi pada dosis 5 ml/kg bobot badan. Peptida fungsional anti hipertensi telah diketahui yaitu val-pro-pro dan Ile-pro-pro yang dihasilkan dari fermentasi susu dengan mikroba L. helveticus dan S. cereviseae. Antihipertensi Pada manusia pengujian in vivo dilakukan dengan mengkonsumsi 95 ml susu asam yang mengandung 1,5 dan 1,1 mg val-pro-pro dan ile-pro-pro selama delapan minggu. Hasilnya, terjadi penurunan tekanan darah pada subyek. Hasil studi efikasi susu asam dosis peptida rendah dan tanpa efek samping diinginkan Mekanisme Antihipertensi Melalui terbentuknya angiotensin II dari angiotensin I oleh ACE. Darah mengandung angiotensinogen yang diproduksi hati, kemudian oleh hormon renin (diproduksi oleh ginjal) diubah menjadi angiotensin I (dekapeptida yang tidak aktif).
Oleh ACE yang terdapat di paru-paru, angiotensin I diubah menjadi angiotensin II (oktapeptida yang sangat aktif). Angiotensin II inilah yang memiliki peranan kunci dalam menaikkan tekanan darah melalui dua aksi utama. Sistem Renin-Angiotensin Aksi Pertama Meningkatkan sekresi hormon antidiuretik (ADH) dan rasa haus. ADH diproduksi di hipotalamus (kelenjar pituitari) dan bekerja pada ginjal untuk mengatur osmolalitas dan volume urin. Dengan meningkatnya ADH, urin yang diekskresikan sangat sedikit sehingga menjadi lebih pekat dan tinggi osmolalitasnya. Untuk mengencerkannya, volume cairan ekstraseluler perlu ditingkatkan dengan cara menarik cairan dari bagian instraseluler. Peningkatan volume darah ini menyebabkan peningkatan tekanan darah. Aksi Kedua Menstimulasi sekresi aldosteron (hormon steroid yang berperan penting pada ginjal) dari korteks adrenal. Aldosteron akan mengurangi ekskresi NaCl (garam) dengan cara mereabsorpsinya dari tubulus ginjal. Naiknya konsentrasi NaCl akan diencerkan dengan cara meningkatkan volume cairan ekstraseluler yang pada gilirannya akan meningkatkan volume dan tekanan darah. Hipokolesterolemik Penelitian susu fermentasi yang disterilisasi ternyata mampu menurunkan kolesterol secara in vivo (Dewi, 2004) Susu kedelai fermentasi yang disterilisasi juga mampu menurunkan kolesterol secara in vivo (Nisa, 2005) Hasil Identifikasi Peptida Peptida Fraksi 1 adalah Asam aspartat dan asam glutamat Peptida fraksi 2 adalah asparagin, serin, glutamat, threonin+glisin, Alanin, arginin dan tirosin Peptida fraksi 3 adalah triptofan, fenilalanin, isoleusin, leusin dan lisin. Hasil Uji Pengikatan Kolesterol Peptida Soygurt Sterilized Hasil Uji Penurunan Kolesterol In vivo Hipokolesterolemik Mekanisme Penghambatan penyerapan kolesterol dan asam empedu oleh komponen-komponen biogenik
Peptida susu dapat diproduksi dalam skala industri baik sebagai supplemen maupun sebagai obat. Materi Pengayaan Terdapat pada lampiran bahan ajar ini 2. Aktivitas : Sebelum perkuliahan dimulai, mahasiswa diharapkan telah membaca bahan ajar terlebih dahulu. Dosen akan memaparkan materi di depan kelas, kemudian memberikan kuis yang dikerjakan secara individu. Dosen akan memandu jalannya diskusi dan memberikan respon atas hasil diskusi mahasiwa. Kuis dapat pula diberikan di awal pertemuan, sebelum dosen memberikan materi. 3. Tugas : 4. Latihan o
Kuis 1 : Peptide Biogenik
o
Kuis 2 : Indeks glikemik makanan jajanan lokal
C. Penutup 1. Tes formatif dan kunci tes formatif o o
Jelaskan mekanisme peptide biogenik dan bioaktif susu sebagai antihipertensi, anti thrombosis, dan penghilang rasa sakit. Jelaskan apa yang dimaksud indeks glikemik dan kegunaan atau manfaat diketahuinya indeks glikemik dari makanan sumber karbohidrat.
2. Petunjuk penilaian dan umpan balik Penilaian dilakukan dengan proporsional sesuai metode dan kriteria evaluasi yaitu meliputi kehadiran dan partisipasinya di kuis. Terutama saat pemebelajaran di dalam kelas serta tes sumatif (UTS dan UAS) yang dilakukan. Mahasiswa menunjukan keaktifannya dalam pembelajaran dan dosen menyampaikan materi dan merespon keaktifan mahasiswa. 3. Tindak lanjut a. Perbaikan Nilai Kesempatan remidiasi diberikan sebanyak dua kali.Apabila masih belum mencukupi maka mahasiswa dapat mengulang mata kuliah di tahun ajaran berikutnya. b. Bahan bacaan : Mahan, K, Escott-Stump, S. 2007. Krause’s Food Nutrition and Diet Therapy. 12th Ed. Elsevier Health Sciences Shils, ME, Shike, M, Ross,C, Caballero, B, Cousins, RJ.2006. Modern Nutrition in Health and Disease. 10th Ed. Lippincott Williams&Wilkins
