II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beras
Beras adalah biji gabah yang bagian kulitnya sudah dipisahkan dengan cara digiling dan disosoh menggunakan alat pengupas dan penggiling serta alat penyosoh (Astawan dan Wresdiyati, 2004). Beberapa cara penggolongan beras yaitu (1) berdasarkan varietas padinya, sehingga dikenal adanya beras Bengawan Solo, Celebes, Sintanur, dan lain-lain, (2) berdasarkan asal daerahnya, sehingga dikenal adanya beras Cianjur, beras Garut, dan beras Banyuwangi, (3) berdasarkan cara pengolahannya, sehingga dikenal adanya beras tumbuk dan beras giling, (4) berdasarkan tingkat penyosohannya, sehingga dikenal beras kualitas I atau beras kualitas II, (5) berdasarkan gabungan antara sifat varietas padi dengan tingkat penyosohannya (Winarno, 2004). Sifat-sifat fisik beras antara lain suhu gelatinisasi, konsistensi gel, penyerapan air, kepulenan, kelengketan, kelunakan, dan kilap nasi (Damardjati dan Purwani, 1991).
Karbohidrat utama dalam beras adalah pati dan hanya sebagian kecil pentosan, selulosa, hemiselulosa, dan gula. Pati beras berkisar antara 85 – 90% dari berat kering beras. Kandungan pentosan berkisar antara 2 – 2,5% dan gula 0,6 – 1,4% dari beras pecah kulit (Winarno, 1997). Komposisi kimia beras pecah kulit dapat dilihat pada Tabel 1.
8
Tabel 1. Komposisi kimia beras putih kulit per 100 g. Keterangan Energi Karbohidrat 79 g Gula Serat pangan Lemak Protein Air Thiamin (Vit. B1) Riboflavin (Vit. B2) Niasin (Vit. B3) Asam Pantothenat (B5) Vitamin B6 Folat (Vit. B9) Kalsium Besi Magnesium Mangan Forfor Potassium Seng Sumber: Sumber Data Nutrisi USDA, 2009.
Nilai 1,527 kJ (365 kkal) 79 g 0,12 g 0,66 g 7,13 g 11,62 g 0,070 mg (5%) 0,049 mg (3%) 1,6 mg (11%) 1,014 mg (20%) 0,164 mg (13%) 8 μg (2%) 28 mg (3%) 0,80 mg (6%) 25 mg (7%) 1,088 mg (54%) 115 mg (16%) 115 mg (2%) 1,09 mg (11%)
Berdasarkan data dari Angka Tetap (ATAP) produksi padi pada tahun 2012 sebesar 69,06 juta ton Gabah Kering Giling (GKG) atau mengalami kenaikan sebesar 3,30 juta ton (5,02 persen) dibandingkan tahun 2011. Produksi padi pada tahun 2013 diperkirakan 69,27 juta ton GKG atau mengalami kenaikan sebesar 0,21 juta ton (0,31 persen) dibandingkan tahun 2012. Kenaikan produksi tersebut diperkirakan terjadi di Jawa sebesar 0,02 juta ton dan di luar Jawa sebesar 0,19 juta ton. Kenaikan produksi diperkirakan terjadi karena peningkatan luas panen seluas 5,69 ribu hektar (0,04 persen) dan peningkatan produktivitas sebesar 0,14 kuintal/hektar (0,27 persen) (Badan Pusat Statistik, 2013).
Mutu kematangan atau tanak nasi sangat dipengaruhi oleh sifat fisikokimia beras seperti suhu gelatinisasi pati, pengembangan volume, penyerapan air, viskositas
9
pasta, dan konsistensi gel pati dalam proses pengolahannya (Purwani, 2001). Suhu gelatinisasi pati adalah suhu saat granula pati pecah dengan adanya penambahan air panas saat proses pengolahan. Setiap jenis pati memiliki suhu gelatinisasi berbeda-beda tergantung varietas beras 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). Konsumsi nasi yang mempunnyai Indeks Glikemik rendah atau dari beras berkadar amilosa tinggi menyebabkan laju pencernaan lebih lambat karena pada saat pengolahan atau pemanasan amilosa membentuk senyawa kompleks yang berikatan dengan lipid sehingga menurunkan kerentanan terhadap hidrolisis enzimatik sehingga laju pencernaan daya cerna pati menurun (Widowati, 2007).
Berdasarkan kandungan amilosanya, beras dapat dibedakan menjadi beras ketan dengan kadar amilosa <10%, beras beramilosa rendah kadar amilosa 10 – 20%, beras beramilosa sedang dengan kadar amilosa 20 – 25%, dan beras beramilosa tinggi dengan kadar amilosa >25% (Juliano, 2006). Beras berkadar amilosa rendah mempunyai sifat nasi yang pulen, tidak terlalu basah maupun kering. Sedangkan beras berkadar amilosa tinggi mempunyai sifat nasi yang keras, kering dan pera. Penduduk daerah tropis seperti Indonesia, Pakistan dan sebagian Filipina menyukai beras berkadar amilosa sedang, sedangkan penduduk Srilanka, Vietnam Selatan, Malaysia Barat, dan Burma menyukai beras berkadar amilosa tinggi (Damardjati dan Purwani, 1991).
10
2.2. Nasi Instan
Beras merupakan makanan pokok yang mengandung karbohidrat yang dibutuhkan tubuh. Beras memiliki banyak keunggulan antara lain kandungan karbohidrat, vitamin dan mineral yang tinggi, serta kandungan amilosa dan amilopektin yang beragam. Secara umum, beras membutuhkan waktu 45 – 60 menit agar dapat dikonsumsi yang meliputi pencucian, perendaman, pemasakan, dan pengukusan. Selain itu, beras juga dapat dimasak dengan metode quick cooking rice sehingga menjadi beras instan yang dapat disajikan dalam waktu singkat. Beras instan ini dibuat menjadi porous sehingga air dan panas lebih cepat terserap ke dalam biji beras sehingga proses gelatinisasi menjadi lebih cepat dan menyebabkan waktu memasak beras juga menjadi lebih cepat. Nasi dapat dikatakan instan adalah apabila dapat dipersiapkan dalam waktu 1 sampai 5 menit dengan cara persiapan yang sederhana. Setelah dimasak, diharapkan nasi instan tetap mempunyai rasa, aroma, tekstur, warna dan kenampakan seperti nasi biasa. Begitu pula nilai gizi dan komposisi seimbang serta dapat diproduksi dalam jumlah banyak (Pamungkas et al., 2013).
Nasi instan dapat menjadi pangan fungsional bagi penderita diabetes mellitus apabila ditambahkan komponen aktif yang dapat menurunkan daya cerna patinya (Indrasari et al., 2008). Nasi instan fungsional dangan daya cerna rendah dapat diproduksi dengan menggunakan ekstrak teh hijau (Widowati, 2007). Hal ini karena teh hijau memiliki komponen aktif seperti senyawa polifenol (Wijaya et al., 2012). Senyawa polifenol dapat menurunkan daya cerna protein maupun pati sehingga respon glikemiknya menurun (Himmah dan Handayani, 2012).
11
2.3. Tingkat Hidrolisis dan Daya Cerna Pati
Pati merupakan sumber utama karbohidrat dalam pangan berupa polisakarida yang tersimpan dalam jaringan tanaman, berupa granula dalam kloroplas daun dan dalam amiloplas pada biji dan umbi (Sajilata et al., 2006). Pati merupakan homopolimer yang tersusun dari banyak glukosa dengan ikatan glikosidik. Ikatan glikosidik merupakan ikatan yang menyatukan dua monosakarida sehingga membentuk disakarida. Pati tersusun oleh amilosa yang merupakan polimer berantai lurus dan amilopektin yang merupakan struktur dengan rantai bercabang (BeMiller dan Whistler, 2009). Pada amilopektin, sebanyak 4 – 5 % glukosanya menyusun percabangan, dengan jumlah glukosa antar cabang sekitar 20 – 25 unit (Sajilata et al., 2006). Kandungan amilosa berbagai jenis pati bervariasi rata-rata 20-30 % (Bender, 2003).
Berdasarkan sifat pati terhadap aktivitas enzim, Berry (1986) membagi jenis pati dalam tiga golongan yaitu pati yang cepat terhidrolisis, pati yang terhidrolisis dengan lambat, dan pati resisten. Pati yang dapat dicerna dengan cepat atau Rapid Digestible Starch (RDS), dan pati yang memiliki daya cerna lambat atau Slowly Digestible Starch (SDS). Contoh RDS yaitu beras dan kentang yang telah dimasak serta beberapa sereal instan siap saji, dan contoh SDS adalah pati sereal, produk pasta, dan RS, yaitu pati yang sulit dicerna di dalam usus halus (Englyst, 1992). Pati resisten merupakan pati yang tidak tercerna dengan baik dalam usus halus tapi terfermentasi pada usus besar oleh mikroflora (Fuentes et al., 2010)
Pati resisten dikenal dengan pati resisten tipe satu (RS1) tidak dapat dihidrolisis oleh enzim, pati resisten tipe dua (RS2) yaitu pati mentah yang tidak bisa di
12
tembus oleh enzim tapi bila dimasak pati menjadi tidak resisten lagi, RS3 terbentuk karena proses pengolahan dan RS4 pati termodifikasi baik secara fisik atau kimiawi (Leszcznski, 2004). Pati resisten dianggap menjadi komponen pangan yang penting terhadap kesehatan (Alsaffar, 2012). Pati yang mengandung kadar resisten tinggi mempunyai kadar indeks glikemik rendah (Silva et al., 2011). Daya cerna pati (in vitro) ditentukan dengan menghitung jumlah maltosa yang terbentuk akibat hidrolisa pati oleh enzim alfa-amilase (Widowati et al., 2007).
Pati beras tersusun dari dua polimer karbohidrat, yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa adalah pati dengan struktur kimia tidak bercabang dan merupakan fraksi yang larut dalam air, sedangkan amilopektin adalah pati dengan struktur kimia bercabang, tidak larut air, dan cenderung bersifat lengket dibandingkan dengan sifat kimia amilosa (Haryadi, 2008). Perbandingan adanya komposisi kedua golongan pati ini berpengaruh terhadap penentuan warna beras (transparan atau tidak) dan tekstur nasi (lengket, lunak, keras, atau pera). Karakteristik dari amilosa dalam suatu larutan adalah kecenderungan membentuk rantai yang sangat panjang dan fleksibel yang selalu bergerak melingkar. Struktur ini mendasari terjadinya interaksi iodamilosa membentuk warna biru. Dalam pengolahan masakan, amilosa memberikan efek keras bagi pati. Struktur rantai amilosa cenderung membentuk rantai yang linear (Hee-Young, 2005). Struktur kimia dari pati dapat dilihat pada Gambar 1.
13
a)
b)
Gambar 1. Struktur kimia (a) amilosa dan (b) amilopektin.
Gelatinisasi terjadi apabila pati dipanaskan dalam kondisi kelembaban yang cukup. Granula-granula pati akan menyerap air lalu mengembang dan menyebabkan kekacauan pada kristalin tanpa bisa kembali pada kondisi semula (irreversible). Menurut teori Harper (1981), mekanisme terjadinya gel dapat dibagi menjadi tiga tahapan. Pertama, granula pati mulai berinteraksi dengan molekul air dan dengan peningkatan suhu suspensi terjadilah pemutusan sebagian besar ikatan intermolekul pada kristal amilosa. Tahap kedua terjadi pengembangan granula pati. Tahap akhir adalah mulai berdifusinya molekulmolekul amilosa keluar dari granula sebagai akibat dari meningkatnya suhu panas
14
dan air yang berlebihan, hal ini menyebabkan granula mengembang lebih lanjut. Konsistensi gel yang diukur dari viskositas pasta dingin dari pati adalah indikator yang baik dalam menentukan tekstur nasi yang dihasilkan, terutama untuk beras dengan kadar amilosa tinggi (Singh et al., 2003)
Gel yang mengandung amilosa sekitar 25% akan menghasilkan gel yang keras karena molekul pati membentuk jaringan, sebaliknya pada gel dengan amilosa yang rendah bertekstur lembut dan tidak memiliki jaringan (Copeland et al., 2009). Suhu gelatinisasi mempengaruhi lamanya memasak nasi. Beras dengan suhu geletinisasi rendah pada suhu 55 – 590C, sedang pada suhu 79 – 740C sedangkan gelatinisasi tinggi pada suhu 75 – 790C. Beras yang mempunyai suhu gelatinisasi tinggi apabila dimasak akan membutuhkan lebih banyak air dan akan mengembang dan waktu tanak lebih lama dibanding beras bersuhu gelatinisasi rendah (Prihatini, 2002 dan Juliano, 2006).
Mengkonsumsi makanan dengan kadar pati resisten yang tinggi dapat mengontrol kenaikan kadar glukosa darah akibat pelepasan glukosa yang lambat yaitu 5 – 7 jam hal tersebut dapat menurunkan respon insulin tubuh dan menormalkan kembali kadar gula darah (Mark et al., 2010). Penelitian (Zhang et al, 2007), menunjukan bahwa mengkonsumsi pati resisten dapat secara efektif memperbaiki insulin pada diabetes tipe 3. Penelitian (Kay et al.,2006), menunjukan bahwa mengkonsumsi makanan yang mengandung pati resisten dapat menurunkan kadar glukosa darah dan meningkatkan produksi insulin.
15
2.4. Pegagan (Centella asiatica)
Pegagan (Centella asiatica) termasuk salah satu tumbuhan yang paling banyak dipakai sebagai bahan ramuan obat tradisional. Cantella asiatica berasal dari daerah Asia tropik dan tumbuh diberbagai Negara seperti Filipina, Cina, India, Sri Langka, Madagaskar, Afrika, dan Indonesia. Di Indonesia tumbuhan ini dikenal dengan berbagai macam nama sesuai dengan daerah tempat tumbuhnya. Di Jakarta misalnya tumbuhan ini disebut pegagan, di Sunda antanan, di Sumatra daun kaki kuda, di Madura tikusan, di Jawa gagan-gagan dan di Bali piduh (Santa dan Bambang, 1992 dalam Rizki, 2012). Pegagan memiliki kandungan nutrisi yang cukup banyak. Komposisi nilai nutrisi dalam 100 gram herbal pegagan dapat dilihat pada Tabel 2.
Gambar 2. Daun Pegagan. Sumber: Rizki, 2012.
16
Tabel 2. Komposisi kimia nutrisi pegagan dalam 100 g. Komposisi Jumlah Energi 34,0 Air 89,3 Protein 1,6 Lemak 0,6 Serat 2,0 Abu 1,6 Karbohidrat 6,9 Kalsium 170,0 Fosfor 30,0 Besi 3,1 Kalium 414,0 β karoten 6,580 Tiamin 0,15 Riboflavin 0,14 Niasin 0,12 Asamaskorbat 4,0 Sumber: Pramono, (1992).
Satuan Kal g g g g g g Mg Mg Mg Mg Mg Mg Mg Mg Mg
2.5. Antioksidan
Antioksidan merupakan senyawa yang melindungi senyawa atau jaringan dari efek destruktif jaringan oksigen atau efek oksidasi. Senyawa antioksidan dapat diartikan juga sebagai senyawa yang mempunyai struktur molekul yang dapat memberikan elektronnya kepada molekul radikal bebas, dapat memutus reaksi berantai dan radikal bebas. Antioksidan bertindak sebagai inhibitor yang bekerja menghambat oksidasi dengan cara bereaksi dengan radikal bebas reaktif membentuk radikal bebas tak reaktif yang relatif stabil. Apabila dikaitkan dengan radikal bebas yang dapat menyebabkan penyakit, antioksidan dapat didefinisikan sebagai senyawa-senyawa yang melindungi sel dari efek berbahaya radikal bebas oksigen reaktif (Pramitasari, 2010).
17
Radikal bebas tidak hanya diperoleh dari luar tubuh, namun dapat terbentuk radikal bebas secara alami. Ketika sel tubuh bermetabolisme, molekul radikal bebas ikut di lepaskan dan pelepasan radikal bebas melebihi batas akan ditangkap oleh antioksidan. Penyakit yang disebabkan oleh radikal bebas yang sifatnya kronis membutuhkan waktu bertahun – tahun dalam prosesnya, misal diabetes, jantung, darah tinggi, stroke, dan kanker. Selain itu, tubuh tidak memiliki system pertahanan antioksidatif yang berlebihan, sehingga jika terjadi paparan radikal berlebih tubuh membutuhkan antioksidan eksogen. Jika radikal bebas tidak diinaktivasi, reaktivitasnya dapat merusak keseluruhan makromolekul seluler, termasuk karbohidrat, protein, lipid dan asam nukleat serta dapat merusak sel-sel di dalam tubuh. Dengan adanya antioksidan sebagai salah satu sistem pertahanan tubuh, maka radikal bebas dapat ternetralisir (Eleanore, 2013).
Sebagian besar manusia tidak memperoleh asupan antioksidan yang cukup dari makanan yang mereka konsumsi setiap hari. Oleh karena itu, perlu upaya yang di lakukan untuk mendapatkan antioksidan dari luar tubuh (eksogen) untuk mendukung antioksidan dalam tubuh (endogen). Salah satu antioksidan yang sering dijumpai adalah golongan fenolik yang banyak ditemukan hampir di setiap tumbuhan. Lebih dari 4.000 jenis flavonoid ditemukan diberbagai tumbuhan tingkat tinggi dan tingkat rendah (Eleanore, 2013). Kandungan metabolit sekunder dalam pegagan di duga akan dapat berpotensi untuk dioptimalkan menjadi produk antioksidan (Dewi, 2012).
Senyawa yang memiliki aktivitas antioksidan dapat melindungi sel dari kerusakan oksidatif, mengurangi proses penuaan serta mencegah penyakit diabetes mellitus
18
(Pandey dan Rizvi, 2009). Upaya menjaga tidak terjadinya komplikasi penyakit pada penderita diabetes mellitus dapat dilakukan dengan mengonsumsi pangan fungsional berbahan baku tanaman obat yang memiliki aktivitas antioksidan (Safithri et al., 2012). Hal ini karena senyawa antioksidan, terutama senyawa polifenol mampu menangkal radikal bebas (Tasia dan Widyaningsih, 2014). Senyawa radikal bebas apabila terakumulasi dalam jumlah berlebih dapat memicu penyakit diabetes mellitus (Eleannore, 2013).
