SKRIPSI KAJIAN INDEKS GLIKEMIK DAN KAPASITAS IN VITRO PENGIKATAN KOLESTEROL DARI UMBI SUWEG (Amorphophallus campanulatus Bl.) DAN UMBI GARUT (Maranta arundinaceae L.)
Oleh : Asih Ratna Utami F24103006
2008 DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
SKRIPSI KAJIAN INDEKS GLIKEMIK DAN KAPASITAS IN VITRO PENGIKATAN KOLESTEROL DARI UMBI SUWEG (Amorphophallus campanulatus Bl.) DAN UMBI GARUT (Maranta arundinaceae L.)
SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu Dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh : Asih Ratna Utami F24103006
2008 DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN KAJIAN INDEKS GLIKEMIK DAN KAPASITAS IN VITRO PENGIKATAN KOLESTEROL DARI UMBI SUWEG (Amorphophallus campanulatus Bl.) DAN UMBI GARUT (Maranta arundinaceae L.) SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu Dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : Asih Ratna Utami F24103006 Dilahirkan pada tanggal 30 April 1985 Di Kalirejo, Lampung Tengah Tanggal lulus :
Januari 2008
Menyetujui, Bogor,
Januari 2008
Didah Nur Faridah, S.TP, MSi Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Endang Prangdimurti, MSi Dosen Pembimbing II Mengetahui,
Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc. Ketua Departemen ITP
Asih Ratna Utami. F24103006. Kajian Indeks Glikemik dan Kapasitas In Vitro Pengikatan Kolesterol dari Umbi Suweg (Amorphophallus campanulatus Bl.) dan Umbi Garut (Maranta arundinaceae L.). Di bawah bimbingan Didah Nur Faridah, S.TP, MSi. dan Dr. Ir. Endang Prangdimurti, Msi. 2008. ABSTRAK Pangan fungsional adalah pangan atau ingredien pangan yang memiliki manfaat kesehatan disamping manfaat gizi utamanya. Diet penderita diabetes dapat dikontrol dengan pangan fungsional yang bermanfaat untuk menekan peningkatan kadar glukosa darah sekaligus mengontrol kadar kolesterol plasma darah yaitu makanan yang memiliki indeks glikemik (IG) rendah dan memiliki efek hipokolesterolemik. Beberapa komponen serat pangan larut air dalam diet memiliki sifat fungsional hipoglikemik dan hipokolesterolemik. Pati resisten yang merupakan fraksi pati tidak tercerna juga memiliki fungsi fisiologis yang sama dengan serat pangan. Sebagai bahan sumber karbohidrat, umbi suweg (Amorphophallus campanulatus Bl.) dan umbi garut (Maranta arundinaceae L.) perlu dikaji nilai IG-nya. Sebagai bahan pangan nabati kedua umbi tentunya mengandung serat pangan. Selain itu, umbi juga dapat mengandung pati resisten akibat pengolahan termasuk bentuk tepungnya. Dengan demikian kedua jenis umbi diharapkan memiliki potensi manfaat fungsional sebagai pangan alternatif dalam terapi diet penderita diabetes. Penelitian ini bertujuan menganalisis karakter fisik tepung umbi suweg dan garut, menentukan kandungan pati resisten dan kadar serat pangan tepung, mengukur nilai IG dari umbi kukus dan menganalisis kapasitas penghambatan absorbsi kolesterol dari tepung umbi secara in vitro. Hasil penelitian diharapkan dapat menyediakan informasi sifat fungsional umbi suweg dan umbi garut terkait dengan kandungan serat pangan dan pati resistennya, serta menambah nilai positif umbi suweg dan umbi garut. Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap yaitu tahap analisis proksimat umbi segar, tahap pembuatan dan karakterisasi tepung umbi yang meliputi penentuan kadar total pati, amilosa dan amilopektin, penentuan kadar serat pangan dan pati resisten, daya cerna pati, analisis warna, pengukuran absorbsi air dan minyak, uji sifat amilografi, dan pengamatan granula pati secara mikroskopis, tahap pengukuran IG yang diawali dengan analisis proksimat, dan tahap penentuan kapasitas in vitro pengikatan kolesterol sebagai parameter efek hipokolesterolemik dari tepung umbi. Komposisi kimia umbi segar yaitu kadar air, abu, protein, lemak dan karbohidrat masing-masing sebesar 72.14 %, 1.10 %, 3.25 %, 0.33 % dan 23.18 % pada umbi suweg, dan 72.66 %, 0.81 %, 1.59 %, 0.28 %, dan 24.67 % pada umbi garut. Hasil pengamatan karakter fisik tepung umbi meliputi warna, ukuran ratarata granula pati, daya serap tepung suweg terhadap air, daya serap terhadap minyak, suhu awal gelatinisasi, suhu puncak gelatinisasi, dan viskositas puncak gelatinisasi masing-masing adalah sebesar L = 54.4, a = + 4.62, b = + 3.34, °hue = 35.8 atau berwarna merah kekuningan kurang cerah, 49.75 %, 1.09 g/g, 2.14 g/g, 84ºC, 895 BU, dan 93ºC untuk tepung umbi suweg dengan kadar air 5.23 %, dan L = 62.83, a = + 3.79, b = + 1.70, °hue 24.1 atau berwarna merah kekuningan
sedikit lebih cerah, 73.85 %, 1.16 g/g, 1.71 g/g, 76.1ºC, 1020 BU, dan 82.5ºC untuk tepung garut dengan kadar air 7.00 %. Hasil pengamatan karakter kimia tepung umbi meliputi kadar pati, kadar amilosa, kadar amilopektin, kadar serat pangan, pati resisten, dan daya cerna pati masing-masing adalah 63.45 % bk, 15.92 % pati, 84.08 % pati, 84.53 % pati, 15.10 % bk, 2.23 % bk dan 81.68 % pada tepung umbi suweg, dan 74.17 % bk, 15.47 % pati, 9.78 % bk, 2.63 % bk, dan 98.30 % pada tepung umbi garut. Beberapa karakter tersebut menjadikan tepung garut lebih baik terutama nilai derajat putih yang tinggi, daya serap minyak yang rendah, suhu awal dan puncak gelatinisasi yang rendah, dan viskositas puncak yang lebih tinggi dari tepung suweg. Nilai IG umbi suweg sebesar 36 sedikit lebih tinggi dari umbi garut yang memiliki nilai IG sebesar 32. Pada takaran saji 100 g, beban glikemik umbi garut kukus (8) lebih rendah dari beban glikemik umbi suweg kukus (10), sehingga umbi garut dapat dijadikan pilihan diet yang lebih baik untuk mengontrol kadar glukosa darah. Berdasarkan penentuan kapasitas pengikatan kolesterol, sampel tepung suweg (29,33 %) dapat dikatakan lebih baik dari sampel tepung garut (6.60 %) karena nilai persentase kolesterol terikatnya setara dengan nilai persentase kolesterol terikat dari produk oat instan (25.28 %) sebagai acuannya. Akan tetapi, persentase sterol terdialisis secara in vitro pada tepung suweg (3.10 %) tidak berbeda nyata dengan perlakuan tanpa sampel (3.68 %) sebagai kontrol, sedangkan persentase sterol terdialisis pada tepung garut (2.91 %), tidak berbeda nyata dengan perlakuan tepung suweg tetapi berbeda nyata dengan perlakuan tanpa sampel. Persentase sterol terdialisis pada kedua jenis tepung berbeda nyata dengan oat instant (0.47 %) yang menjadi produk acuan. Dengan demikian pengaruh sampel tepung umbi terhadap absorbsi kolesterol masih perlu dikaji lebih lanjut.
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Kalirejo, Lampung Tengah pada tanggal 30 April 1985, sebagai putra ketiga dari empat bersaudara pasangan Bapak Wahidin dan Ibu Siti Hasanah. Pendidikan penulis dimulai dari TK Aisyiyah Bustanul Athfal Kalirejo pada tahun 1990, lalu SD Muhammadiyah Kalirejo hingga tahun 1997, dilanjutkan dengan SLTP Negeri 1 Kalirejo hingga tahun 2000, dan SMU Negeri 2 Bandar Lampung hingga tahun 2003. Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama menjadi mahasiswa penulis sempat bergabung dalam kepengurusan organisasi Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan (HIMITEPA) tahun 2004-2005, dan mengikuti beberapa kepanitiaan pada acara Lepas Landas Sarjana Fateta 2005, Lomba Cepat Tepat Ilmu Pangan XIII, dan Baur 2005. Sebagai tugas akhir, penulis mengerjakan penelitian yang berjudul “Kajian Indeks Glikemik dan Kapasitas In Vitro Pengikatan Kolesterol dari Umbi Suweg (Amorphophallus campanulatus Bl.) dan Umbi Garut (Maranta arundinaceae L.)” yang mendapat dana dari Program Penelitian Hibah Bersaing LPPM IPB dibawah bimbimgan Ibu Didah Nur Faridah, S.TP, M.Si. dan Ibu Dr. Ir. Endang Prangdimurti, M.Si.
KATA PENGANTAR Alhamdulillaahi robbil ‘alamin, segala puji dan syukur penulis tujukan hanya kepadaAllah SWT. atas rahmat dan hidayahNya sehingga tugas akhir berjudul Kajian Indeks Glikemik dan Kapasitas In Vitro Pengikatan Kolesterol dari Umbi Suweg (Amorphophallus campanulatus Bl.) dan Umbi Garut (Maranta aryndinaceae L.) ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini penulis sampaikan pula rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung terelesaikannya tugas akhir ini antara lain : 1. Bapak dan Mama’ tersayang atas limpahan kasih sayang, dukungan dan doa tak terputus tanpa kami minta. 2. Ibu Didah Nur Faridah, S.TP, M.Si. atas kesabarannya dalam membimbing penulis. 3. Ibu Dr.Ir. Endang Prangdimurti, M.Si. atas bimbingannya selama penyelesaian tugas akhir ini. 4. Ibu Elvira Syamsir, S.TP, M.Si. atas kesediaannya memberikan saran dan masukan bagi penulis. 5. Mba Iyang, Mas Adib dan Nahar, atas dukungan dan motivasinya. 6. Yanu, Icha, dan Erfan, yang tak lelah memberi semangat serta memfasilitasi penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Itut dan Dhidy, selalu ada yang unik dalam persahabatan ini. 8. Intan, Nooy, Laste, Angie, Monce, Gading, Mae, Fitri, Mima, Teh Euis, Mba Echi, Mba Leni, kebersamaan dengan kalian menjadi oase kala hati sedang kering. 9. Shinta dan Bima, pengurus tikus yang sering direpotkan, semangat! 10. Mba Feni, Tilo, Kanin, dan teman-teman penelitian di Lab ITP dan SEAFAST Centre, makasi atas keceriaan yang mengobati kekakuan selama ngelab, juga pinjaman alat dan tenaganya. 11. Teman-teman seangkatan, Golongan A TPG’40 khususnya Kelompok A1 yang beberapa semester akhir penulis jarang tergabung di dalamnya; kalian partner yang tiada duanya menjalani praktikum ‘seru’ di TePeGe ini.
12. Pak Wahid, Pak Rojak, Pak Koko, Pak Jun, Pak Iyas Bu Rub, Bu Sri, para laboran dan teknisi lainnya di Laboratorium Departemen ITP dan SEAFAST Centre, atas bantuan dan kesabarannya dalam memberikan pelayanan. 13. Pak Dunung, Pa Marga, Bu Desnur, para pustakawan dan staff tata usaha Departemen ITP. 14. Program Penelitian Hibah Bersaing LPPM IPB yang mendanai penelitian ini. Semoga karya ini dapat memberi manfaat di kemudian hari. Bogor, Januari 2008 Penulis
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .....................................................................................
i
DAFTAR ISI ................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... v DAFTAR TABEL ........................................................................................... vi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... vii I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 A. LATAR BELAKANG ............................................................................ 1 B. TUJUAN ................................................................................................. 2 C. MANFAAT ............................................................................................. 2 II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 3 A. SUWEG (Amorphophallus campanulatus Bl.) ........................................ 3 B. GARUT (Maranta arundinaceae L.) ...................................................... 4 C. KARBOHIDRAT .................................................................................... 6 1. Pati ..................................................................................................... 7 2. Serat Pangan ....................................................................................... 8 D. PATI RESISTEN .................................................................................... 10 E. INDEKS GLIKEMIK .............................................................................. 11 F. KOLESTEROL ........................................................................................ 13 G. DIABETES MELLITUS ......................................................................... 16 III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................................ 20 A. BAHAN DAN ALAT .............................................................................. 20 B. METODE PENELITIAN ........................................................................ 21 C. METODE PENGAMATAN .................................................................... 23 1. Analisis untuk Umbi Segar dan Umbi Kukus .................................... 23 2. Analisis Sifat Fisik Tepung Umbi ...................................................... 24 3. Analisis Sifat Kimia Tepung Umbi .................................................... 26 4. Penentuan Indeks Glikemik Umbi Kukus .......................................... 30 5. Pengujian Kapasitas Pengikatan Kolesterol Tepung Umbi secara In Vitro ................................................................................................ 32 VI. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 36
A. KOMPOSISI KIMIA UMBI ................................................................... 36 B. PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI TEPUNG UMBI ................. 38 1.Pembuatan Tepung dan Pati................................................................. 38 2. Karakter Fisik Tepung Suweg dan Tepung Garut .............................. 40 3. Karakter Kimia Tepung Suweg dan Tepung Garut ............................ 48 C. INDEKS GLIKEMIK .............................................................................. 55 1. Analisis Proksimat Umbi Kukus ......................................................... 55 2. Indeks Glikemik Umbi Kukus............................................................. 56 3. Beban Glikemk Umbi Kukus .............................................................. 59 D. KAPASITAS IN VITRO PENGIKATAN KOLESTEROL .................... 60 1. Proses Pencernaan in Vitro ................................................................ 60 2. Kapasitas Pengikatan Kolesterol secara in Vitro ................................ 61 2. Persentase Kolesterol Terdalisis ........................................................ 63 V. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 67 A. KESIMPULAN ....................................................................................... 67 B. SARAN ................................................................................................... 68 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 69 LAMPIRAN
