EFEKTIVITAS PEMBERIAN SEDUHAN TEH HITAM, TEH HIJAU (Camelia sinensis var. assamica), TEH DAUN MURBEI (Morus kanva) DAN CAMPURANNYA DALAM AKTIVITAS HIPOGLIKEMIK PADA TIKUS (Rattus norvegicus) DIABETES
YOYANDA BAIT
SEKOLAH PASCASARJANA PROGRAM STUDI ILMU GIZI MASYARAKAT INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2010
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Efektivitas Pemberian Seduhan Teh Hitam, Teh Hijau (Camelia sinensis var. assamica), Teh Daun Murbei (Morus kanva) dan Campurannya dalam Aktivitas Hipoglikemik pada Tikus (Rattus norvegicus) Diabetes” adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka dibagian akhir tesis ini. Bogor, Februari 2010 Yoyanda Bait NRP I151070021
ABSTRACT YOYANDA BAIT. The effectiveness of black tea, green tea (Camelia sinensis var. asamica), mulberry leaf tea (Morus kanva) and their mixtures in hypoglicemic activities of diabetic rats (Rattus norvegicus). Supervised by EVY DAMAYANTHI and RIMBAWAN. Diabetes mellitus was a degenerative disease with a high prevalence that happened in many countries. Several studies had been done to control diabetes by using such as green tea, mulberry leaf tea, and their mixtures. The aim of this study was investigated the effect of black tea, green tea, mulberry tea and their mixtures on controlling blood glucose level. This experiment used fourty two rats, aged 2.5-3.0 months, 150-200 g bw. The rats were divided into 7 groups, each group consisted of 3 rats, namely; normally control group, negative control group, black tea group, green tea group, mulberry leaf tea group, black tea+mulberry leaf tea group and green tea+mulberry leaf tea group. The study was carried out for 16 days intervention. The dose of alloxan 125 mg/kg bw were given by intraperitonial. After blood glucose level >200 mg/dl, rats were given tea with dose 1 ml/day/100 g bw, equivalent with EGCG 44.47 mg/kg bw for green tea and for black tea, EGCG 0.36 mg/kg bw, theaflavin 11.19 mg/kg bw, thearubigin 134.4 mg/kg bw. This research consisted two phases, first determined the phytochemichal of leaf tea, second phases, observed the capability of black tea, green tea and mulberry leaf tea also their mixtures to control of blood glucose level during 16 days on diabetic rats, glycosilated hemoglobin level (HbA1c) and insulin level. The results were showed that the green tea significantly decreased blood glucose level (p<0,05) was compared to the others treatment but not significant with a black tea. The tea treatments were not significantly (p>0,05) affected to glycosilated hemoglobin level (HbA1c) and insulin level from rats blood. Keywords: black tea, green tea, mulberry leaf tea, blood glucose level, glycosilated hemoglobin level, insulin level
RINGKASAN YOYANDA BAIT. Efektivitas Pemberian Seduhan Teh Hitam, Teh Hijau (Camelia sinensis var. assamica), Teh Daun Murbei (Morus kanva) dan Campurannya dalam Aktivitas Hipoglikemik pada Tikus (Rattus norvegicus) Diabetes. Dibimbing oleh EVY DAMAYANTHI dan RIMBAWAN. Diabetes melitus adalah penyakit degeneratif yang angka kejadiannya cukup tinggi di berbagai negara dan merupakan salah satu penyakit yang menjadi masalah kesehatan masyarakat. Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk mengendalikan diabetes mellitus, diantaranya dengan mengembangkan minuman fungsional yang mempunyai khasiat antidiabetes, salah satunya yang banyak diteliti adalah khasiat dari daun teh dan daun murbei. Penelitian betujuan untuk melihat efektifitas teh hitam, teh hijau, teh daun murbei dan campurannya dalam pengendalian kadar glukosa darah dalam rangka pencegahan penyakit DM. Penelitian ini merupakan bagian dari penelitian Prioritas Nasional yang diketuai oleh Kustiyah (2009) dan dibiayai oleh DIKTI. Penelitian dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Teh dan Kina (PPTK) Bandung untuk pembuatan teh hijau, teh hitam dan teh daun murbei serta menganalisis kandungan fitokimia teh hijau dan teh hitam. Analisis proksimat dilakukan di Laboratorium Departemen Gizi Masyarakat, Institut Pertanian Bogor (IPB). Pemeliharaan dan perlakuan pada hewan percobaan dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Gizi, Departemen Kesehatan. Analisis kadar insulin darah dilakukan di Laboratorium Balai Penelitian Ternak (Balitnak) Ciawi – Bogor dan analisis HbA1c dilakukan di Laboratorium Klinik Nugraha Bogor. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama yaitu pembuatan teh hitam dan teh hijau, pengujian kandungan EGCG, theaflavin dan thearubigin, analisis proksimat (protein, abu, lemak, karbohidrat dan kadar air) dari teh hitam, teh hijau, teh daun murbei. Pada tahap ini penelitian dilaksanakan di Laboratorium Pusat Penelitian Teh dan Kina (PPTK) Bandung dan Laboratorium Departemen Gizi Masyarakat. Tahap kedua dilakukan intervensi pada tikus percobaan normal dan tikus diabetes (yang diinduksi dengan aloksan) selama 16 hari pengamatan serta dilakukan analisa pada darah tikus meliputi uji toleransi glukosa, kadar glukosa, kadar hemoglobin glikosilat dan kadar insulin dari serum darah. Pengukuran lainnya juga dilakukan antara lain berat badan tikus selang dua hari, berat ransum, volume air minum dan volume urin tikus dilakukan setiap hari selama 16 hari pengamatan. Penelitian menggunakan 42 ekor tikus jenis Sprague Dawley umur 2,5 - 3 bulan dengan berat badan 150 – 200 g dibagi menjadi 7 kelompok masing-masing terdiri dari 3 ekor tikus, yaitu kelompok kontrol normal, kontrol negatif, teh hitam, teh hijau, teh daun murbei, teh hitam + teh daun murbei dan teh hijau + teh daun murbei. Pemberian perlakuan dilakukan selama 16 hari pengamatan. Setelah melewati masa adaptasi, sebanyak 39 ekor tikus dibuat menjadi diabetes dengan diinduksi menggunakan aloksan dengan dosis 125 mg/kg BB. Tikus dengan kadar glukosa darah 200 mg/dl dikategorikan diabetes dan siap digunakan dalam penelitian ini. Konfirmasi kondisi diabetes dilakukan dengan pengamatan histopat pankreas tikus.
Berdasarkan kandungan fitokimia menunjukkan bahwa teh hitam mempunyai kandungan theaflavin yaitu 1,14% dan thearubigin 13,10%. Theaflavin merupakan hasil oksidasi dari katekin yang terjadi selama proses oksidasi enzimatis. Hasil analisis kandungan EGCG, teh hijau yang dibuat secara non oksidasi enzimatis menunjukkan kandungan EGCG yang lebih tinggi, yaitu 4,50%, sedangkan kandungan EGCG teh hitam hanya 0,37%. Dosis filtrat yang dicekokkan ke tikus (1 ml/100 g BB tikus) setara dengan EGCG untuk teh hijau 44,47 mg/kg BB, untuk teh hitam EGCG 0,36 mg/kg BB, theaflavin 11,19 mg/kg BB dan thearubigin 134,4 mg/kg BB. Hasil uji toleransi glukosa secara oral menunjukkan terjadi peningkatan kadar glukosa darah setelah 30 menit pemberian glukosa, kemudian pada menit ke-60 terjadi penurunan kadar glukosa tetapi naik lagi pada menit ke-90. Setelah 120 menit terjadi kembali penurunan kadar glukosa darah. Pengukuran berat badan, kelompok tikus yang mendapatkan perlakuan campuran teh hijau +TDM mengalami peningkatan berat badan paling besar, yaitu 43,20 g dibandingkan dengan pelakuan lainnya. Hal ini sejalan dengan banyaknya ransum yang dikonsumsi selama 16 hari perlakuan. Pada penelitian ini ditunjukkan bahwa peningkatan berat badan pada tikus diabetes tanpa perlakuan/kontrol negatif (25,53 g) lebih kecil dibanding tikus normal (35,43 g). Hasil pengukuran menunjukkan bahwa banyaknya volume air minum linier dengan banyaknya urin yang dikeluarkan. Tikus yang diberi teh hijau + TDM paling banyak minum air (758,33 ml) selama 16 hari pengamatan, sehingga volume urin yang dikeluarkan tikus yang diberi teh hijau + TDM juga paling banyak (284,67 ml). Hasil uji statistik menunjukkan bahwa perlakuan pemberian teh memberikan pengaruh yang nyata (p<0,05) terhadap perubahan kadar glukosa darah tikus, sedangkan selisih (delta) tidak memberikan pengaruh terhadap perubahan kadar glukosa darah tikus. Hasil uji beda menunjukkan bahwa perlakuan teh hijau berbeda nyata dengan perlakuan kontrol normal, kontrol negatif, teh daun murbei (TDM), teh hitam + TDM dan teh hijau + TDM dan tidak berbeda nyata dengan teh hitam. Pengukuran HbA1c dilakukan pada hari ke-8 dan hari ke-16 setelah perlakuan. Data hasil pengukuran HbA1c menunjukkan bahwa kadar Hba1c tikus yang diberi teh hijau pada perlakuan 8 hari telah berada pada kadar HbA1c normal bawah (4%), dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Data pengukuran insulin menunjukkan penurunan konsentrasi insulin pada tikus yang diberi teh hitam dan teh daun murbei pengamatan pada hari ke-16 bila dibandingkan pengamatan dengan hari ke-8, sedangkan pada perlakuan lainnya terjadi peningkatan konsentrasi insulin. Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa teh hijau paling efektif dalam menurunkan kadar glukosa darah. Penelitian ini diharapkan dapat membantu dalam pengendalian penyakit DM. Kata kunci : teh hitam, teh hijau, teh daun murbei, kadar glukosa darah, kadar hemoglobin glikosilat, kadar insulin.
@ Hak Cipta Milik IPB, tahun 2010 Hak Cipta dilindungi Undang-undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
EFEKTIVITAS PEMBERIAN SEDUHAN TEH HITAM, TEH HIJAU (Camelia sinensis var. assamica), TEH DAUN MURBEI (Morus kanva) DAN CAMPURANNYA DALAM AKTIVITAS HIPOGLIKEMIK PADA TIKUS (Rattus norvegicus) DIABETES
YOYANDA BAIT
Tesis sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Gizi Masyarakat
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010
Judul Tesis
:
Nama NRP
: :
Efektivitas Pemberian Seduhan Teh Hitam, Teh Hijau (Camelia sinensis var. assamica), Teh Daun Murbei (Morus kanva) dan Campurannya dalam Aktivitas Hipoglikemik Tikus (Rattus norvegicus) Diabetes Yoyanda Bait I 151070021
Disetujui, Komisi Pembimbing
Dr. Rimbawan Anggota
Dr. Ir. Evy Damayanthi, MS. Ketua
Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Gizi Masyarakat
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. drh. Rizal M.Damanik, MRep,Sc
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS
Tanggal Ujian : 22 Januari 2010
Tanggal Lulus :
PRAKATA Alhamdulillahi Rabbil’alamiin. Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis yang berjudul “Efektivitas Pemberian Seduhan Teh Hitam, Teh Hijau (Camelia sinensis var. assamica), Teh Daun Murbei (Morus kanva) dan Campurannya dalam Aktivitas Hipoglikemik pada Tikus (Rattus norvegicus) Diabetes” berhasil diselesaikan. Selama perkuliahan hingga selesai tersusunnya tesis ini, penulis banyak mendapatkan bantuan baik moral maupun material dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih setulus dan seikhlasnya kepada: 1. Keluargaku tercinta: Papa, Mama, Suamiku, Anak-anaku serta seluruh keluarga yang selalu memberikan doa, perhatian, curahan kasih sayang, dukungan dan semangat yang terus mengalir tak kenal henti. 2. Ibu Dr. Ir. Evy Damayanthi, MS dan Bapak Dr. Rimbawan, terima kasih atas perhatian, pengertian, dan bimbingannya, sehingga tesis ini dapat diselesaikan. 3. Ibu Dr. Ir. Lilik Kustiyah, M.Si. selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan dan saran demi tercapainya kesempurnaan tesis ini. 4. Bapak Prof. Dr. Ir. Hi. Nelson Pomalingo, MPd. selaku Rektor Universitas Negeri Gorontalo yang telah memberikan kesempatan untuk melanjutkan studi. 5. Bapak Ir. Zulzain Ilahude, M.Si. selaku Dekan Fakultas Ilmu – ilmu Pertanian Universitas Negeri Gorontalo yang selalu memotivasi selama studi. 6. Direktorat Pendidikan Tinggi Terimakasih telah memberikan bantuan beasiswa (BPPS). 7. Tim peneliti Hibah Prioritas Nasional (DIKTI) yang telah banyak membantu selama proses penelitian dan atas dana bantuan penelitian yang telah diberikan. 8. Seluruh staf pengajar di Program Studi Ilmu Gizi Masyarakat IPB, yang telah membagi ilmunya kepada penulis. Semoga ilmu yang diberikan menjadi ilmu yang bermanfaat.
9. Bapak drh. Endi Ridwan selaku Kepala Laboratorium Hewan-Pusat Penelitian dan Pengembangan Gizi dan Makanan, Departemen Kesehatan, Bogor atas bantuan, saran dan kerjasamanya selama penulis melakukan penelitian. 10. Bapak Pandi selaku Laboran Laboratorium Hewan-Pusat Penelitian dan Pengembangan Gizi dan Makanan, Departemen Kesehatan Bogor, atas bantuan dan kerjasamanya selama penelitian. 11. Laboran Departemen Gizi Masyarakat (Pak Mashudi dan Bu Nina), Ibu Ida dan Ibu Sri di Lab. Fisiologi Hewan, Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor, Laboran di Balitnak, Ibu Widi dan Ibu Susi di Lab. Klinik Nugraha yang telah membantu selama penelitian. 12. Teman-teman staf dosen dan administrasi di Fakultas Ilmu – ilmu Pertanian, khususnya Jurusan Teknologi Pertanian atas dukungannya. 13. Teman-teman di Program Studi Ilmu Gizi Masyarakat: Rini, Mba Nita, Mba Reisi, Mba Ririn, Mba Reni, Bu Maya, Mba Nur, Athie, Afrin, Nisa, Bu Mimi, Mas Rusman dan teman-teman lain yang tidak bisa disebutkan satu persatu, atas dukungan semangat selama studi. 14. Partnerku di dalam penelitian Dina Nikmatina Ritonga, Yuges Syahputri dan Vita Nurhikmah yang telah banyak membantu dan memberikan semangat. 15. Teman-teman mahasiswa Gorontalo di Bogor: Ibu Lisna, Ibu Marini, Ibu Yanne, Amy, Lian, Wiwin, Ibu Rita H., Rita B., Pak Hasyim, Pak Wawan, Pak Samad, Pak Irwan, Pak Iswan, Pak Zainal, Fadli, Vicky, Mamad, Rizal, Pak Herwin, Pak Tahir, Pak Sahrudin, Pak Faisal, Pak Amir, Pak Kifli, Pak Fahrul, Pak Yanto dan Pak Nurdin terima kasih atas dukungan moril, perhatian, curahan kasih sayang, dukungan dan semangat yang terus mengalir tak kenal henti. Akhirnya hanya ucapan terima kasih yang dapat penulis haturkan kepada semua pihak yang mungkin terlupa untuk disebutkan. Allah-lah Maha pembalas kebaikan. Amin. Semoga karya ini mendapatkan ridho-Nya dan bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan. Jazakumullah khairan katsiran. Bogor, Februari 2010 Yoyanda Bait
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Gorontalo pada tanggal 29 Nopember 1979 dari Bapak Ahmad Bait dan Ibu Sartje Ahmad. Penulis merupakan putri pertama dari tiga bersaudara, yaitu Ronaldi Aks Bait dan Reagenda Ems Bait, Amd. Penulis menikah dengan Hartono Hadjarati, M.Pd dan telah dikarunia dua putra, yaitu Noerja Fadhylla Hadjaratie dan Alief Prasetyo Hadjarati. Pendidikan formal penulis dimulai dari Sekolah Dasar Negeri 63 Gorontalo. Tahun 1994 penulis lulus dari Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri 2 Gorontalo. Tahun 1997 penulis menyelesaikan pendidikan di Sekolah Lanjutan Tingkat Atas Negeri 1 Gorontalo
dan lulus sebagai Mahasiswa di
Perguruan Tinggi Negeri Universitas Sam Ratulangi Manado
pada Jurusan
Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian. Pada tahun 2002 penulis menamatkan pendidikan di Negeri Universitas Sam Ratulangi Manado pada Program Studi Teknologi Hasil Pertanian Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian. Pada tahun 2007 penulis berkesempatan mengikuti Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor pada Program Studi Ilmu Gizi Masyarakat Fakultas Ekologi Manusia (FEMA) IPB. Beasiswa pendidikan Pascasarjana diperoleh dari BPPS DIKTI.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ........................................................................................... xiii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xv PENDAHULUAN Latar Belakang ......................................................................................... Tujuan Penelitian ...................................................................................... Manfaat ..................................................................................................... Hipotesis ....................................................................................................
1 4 5 5
TINJAUAN PUSTAKA Teh ............................................................................................................ Murbei ....................................................................................................... Diabetes Melitus ....................................................................................... Insulin ........................................................................................................ Aloksan ...................................................................................................... Hemoglobin Glikosilat ...............................................................................
6 12 13 16 17 18
METODOLOGI Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................... Bahan dan Alat .......................................................................................... Metode ...................................................................................................... Penyiapan Bahan Uji ................................................................................. Hewan Percobaan ...................................................................................... Induksi Aloksan untuk Membuat Tikus Diabetes ...................................... Pembuatan Ransum Standar ...................................................................... Prosedur Pengujian dan Rancangan Percobaan ......................................... Analisis Data .............................................................................................
21 21 21 22 22 23 25 25 31
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Fitokimia Teh Hitam dan Teh Hijau ............................................ Analisis Proksimat Teh Hitam, Teh Hijau dan Teh Daun Murbei ............ Tes Toleransi Glukosa ............................................................................... Induksi Aloksan dan Konfirmasi Kondisi Diabetes pada Tikus ................ Perubahan Berat Badan dan Jumlah Konsumsi Ransum Tikus ................ Total Volume Air Minum dan Urin Tikus ................................................ Kadar Glukosa Darah Tikus Diabetes ........................................................ Kadar Hemoglobin Glikosilat ................................................................... Kadar Insulin .............................................................................................
32 34 34 39 41 43 44 48 50
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan .................................................................................................... 53 Saran ........................................................................................................... 53 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 54 LAMPIRAN .................................................................................................... 60
DAFTAR TABEL Halaman 1. Perbedaan teh hitam ortodoks dan CTC ................................................
7
2. Kelompok tikus percobaan yang akan diberi perlakuan .......................
23
3. Komposisi ransum standar tikus ............................................................
25
4. Kandungan fitokimia teh hitam dan teh hijau .......................................
32
5. Analisis proksimat teh hitam, teh hijau dan teh daun murbei ...............
34
6. Rata-rata kadar glukosa darah tes toleransi glukosa secara oral ..........
37
7. Perubahan berat badan dan jumlah ransum yang dikonsumsi tikus ......
42
8. Volume air minum dan urin tikus ..........................................................
43
DAFTAR GAMBAR Halaman 1.
Diagram alir proses pengolahan teh hitam CTC ................................
8
2.
Struktur kimia theaflavin dan thearubigin .........................................
9
3.
Proses pengolahan teh hijau berkatekin tinggi ...................................
10
4.
Struktur kimia polifenol teh hijau .......................................................
11
5.
Pembentukan HbA1c ..........................................................................
20
6.
Bagan Alur Percobaan ........................................................................
24
7.
Prosedur kerja pengujian HbA1c ........................................................
28
8.
Skema oksidasi enzimatis teh hitam ...................................................
33
9.
Grafik rata-rata kadar glukosa darah hasil uji toleransi glukosa.........
38
10. Kadar glukosa darah sebelum dan sesudah induksi aloksan...............
40
11. Fotomikrograf jaringan pankreas tikus normal ...................................
40
12. Fotomikrograf jaringan pankreas tikus diabetes .................................
41
13. Kadar glukosa darah tikus diabetes ....................................................
45
14. Perubahan kadar glukosa darah ..........................................................
47
15. Kadar hemoglobin glikosilat ..............................................................
49
16. Kadar insulin ......................................................................................
51
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Pembuatan teh hijau dan teh hitam .......................................................
60
2. Prosedur analisis kadar katekin/polifenol teh .......................................
63
3. Metode analisis kimia ............................................................................
66
4. Hasil analisis statistik tes toleransi glukosa...........................................
68
5. Hasil analisis statistik kadar glukosa darah ...........................................
69
6. Hasil analisis statistik kadar hemoglobin glikosilat ..............................
71
7. Hasil analisis statistik kadar insulin ......................................................
72
8. Dokumentasi penelitian
73
....................................................................
