SKRIPSI
PENGARUH PEMANASAN TERHADAP KEMAMPUAN EKSTRAK GULA TALAS (Colocasia esculenta (L) Schott) UNTUK MENDUKUNG PERTUMBUHAN BAKTERI ASAM LAKTAT DAN EVALUASI IN VIVO POTENSI PREBIOTIK
Oleh : HANA F24102074
2007 DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Hana. F24102074. Pengaruh Pemanasan terhadap Ekstrak Gula Talas (Colocasia esculenta (L) Schott) untuk Mendukung Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat dan Evaluasi In Vivo Potensi Prebiotik. Di bawah bimbingan : Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc. dan Dr. Ir. Lilis Nuraida, M.Sc.
RINGKASAN Salah satu kelompok pangan fungsional yang sedang dikembangkan beberapa tahun terakhir ini adalah prebiotik, probiotik dan sinbiotik yang bermanfaat bagi kesehatan pencernaan manusia. Prebiotik merupakan suatu konsep untuk meningkatkan jumlah bakteri target tertentu (khususnya BAL) yang telah ada dalam kolon. Beberapa jenis prebiotik yang kini populer termasuk dalam kelompok oligosakarida, seperti rafinosa, stakhiosa, verbaskosa dan FOS (Fruktooligosakarida). Talas merupakan salah satu jenis bahan pangan alternatif sebagai sumber karbohidrat. Ekstrak gula talas mentega diketahui mengandung rafinosa (50.88 ppm) dan dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan beberapa bakteri asam laktat (Lactobacillus casei Shirota, L. casei Rhamnosus, Lactobacillus G3, Bifidobacterium longum dan B. bifidum) secara in vitro sehingga talas berpotensi menjadi salah satu sumber prebiotik. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pemanasan terhadap kandungan ekstrak oligosakarida tepung talas mentega dan mengetahui potensi prebiotik ekstrak oligosakarida umbi talas mentega dalam sistem pencernaan hewan percobaan. Percobaan dilakukan dengan membuat tepung talas melalui pengeringan dan penggilingan irisan talas mentega, kemudian tepung talas mentega yang dihasilkan dibagi dalam tiga perlakuan, yaitu pengukusan, pemanggangan dan penyangraian, hasil pengolahan tersebut kemudian ditepungkan kembali. Oligosakarida dari tepung talas mentega segar dan pengolahan diekstrak dengan menggunakan pelarut etanol 70%, dan ekstrak yang dihasilkan dipekatkan dengan evaporator vakum. Kandungan ekstrak gula tepung talas mentega segar dan hasil pemanasan dianalisa secara kualitatif dengan kromatografi kertas. Disamping itu juga dilakukan uji pertumbuhan BAL secara in vitro. Tahap uji pertumbuhan BAL dilakukan dengan menggunakan media berbasis MRS Broth (de Mann Rogosa Sharpe) dimana komponen gulanya disubstitusi dengan ekstrak gula talas mentega segar dan pengolahan. Setiap media tersebut diinokulasikan dengan salah satu dari empat jenis BAL, yaitu L. casei Shirota, L.casei Rhamnosus, B. bifidum, dan B. longum. Nilai absorbansi diukur pada hari ke-0 dan hari ke-2 setelah diinkubasi selama 48 jam pada suhu 37oC. Tahap in vivo dilakukan dengan menggunakan 27 ekor tikus jantan galur Sprague Dawley berumur 2 bulan. Ekstrak gula talas mentega segar dan BAL yang paling baik pertumbuhannya digunakan pada tahap ini. Tikus-tikus dibagi menjadi empat kelompok yang terdiri dari 6-7 ekor tikus setiap kelompoknya, yaitu kelompok kontrol (diberi ransum standar saja), prebiotik (ekstrak gula talas mentega), probiotik (BAL), dan sinbiotik (esktrak gula dan BAL). Percobaan dilakukan selama 35 hari, 15 hari pertama adalah masa adaptasi, 10 hari perlakuan (pemberian ekstrak, BAL dan campuran keduanya) dan 10 hari masa pasca
perlakuan (pemberian ransum standar). Kandungan total mikroba, jumlah BAL dan E. coli serta keberadaan Salmonella secara kualitatif diuji pada feses tikus dengan pengambilan sampel pada hari ke-0, 4 dan 10 perlakuan serta hari ke-4 dan 9 pasca perlakuan. Tepung talas mentega segar menghasilkan rendemen sebesar 25.61%. Hasil penepungan kembali olahan tepung talas mentega menghasilkan rendemen hasil pengukusan, pemanggangan dan penyangraian berturut-turut sebesar 48.88%, 37.54% dan 95.48% (dihitung berdasarkan perbandingan jumlah tepung yang dihasilkan dengan jumlah tepung talas segar yang digunakan). Hasil analisis kromatografi kertas menunjukan ekstrak gula tepung talas mentega segar mengandung glukosa, fruktosa, sukrosa, rafinosa, oligofruktosa dan inulin. Tepung talas mentega hasil olahan juga secara kualitatif masih menunjukan kandungan gula-gula tersebut. Hal ini dapat disebabkan karena panas yang digunakan belum cukup untuk mendegradasi seluruh bagian gula pada tepung talas mentega. Pengolahan (pemanggangan dan pengukusan) juga diduga membebaskan gula sederhana dan oligosakarida melalui gelatinisasi pati dan hidrolisis fraksi karbohidrat. Hasil uji pertumbuhan BAL (L. casei Shirota, L. casei Rhamnosus, B. longum dan B. bifidum) menggunakan gula standar (glukosa, rafinosa, oligofruktosa dan inulin) menunjukan glukosa dan rafinosa secara umum memiliki nilai absorbansi paling tinggi diantara dua gula lainnya. Hal ini dikarenakan BAL lebih mudah mendegradasi dan mencerna gula yang lebih sederhana. Hasil uji pertumbuhan BAL pada ekstrak gula talas menunjukan bahwa keempat BAL uji dapat menggunakan ekstrak gula tepung talas mentega baik tepung talas mentega segar maupun yang sudah mengalami perlakuan panas. Hasil uji pertumbuhan BAL menunjukan nilai absorbansi pada ekstrak gula talas hasil pengukusan dan pemanggangan lebih tinggi dari yang dicapai ekstrak gula talas mentega segar, diduga karena kandungan oligosakarida dan (terutama) kandungan gula sederhananya lebih tinggi. Kurang baiknya pertumbuhan BAL pada ekstrak gula tepung sangrai dapat terjadi karena fraksi gula tepung sangrai mengalami peleburan dan pencokelatan non enzimatis sehingga hanya sedikit gula yang dapat digunakan untuk pertumbuhan BAL. Meskipun ekstrak gula talas mentega hasil pemanggangan dan pengukusan menunjukan nilai pertumbuhan BAL yang lebih baik, ekstrak gula yang digunakan dalam uji in vivo adalah ekstrak gula talas mentega segar. Hal tersebut didasarkan pada pertimbangan bahwa pertumbuhan BAL pada ekstrak gula tepung hasil pemanggangan dan pengukusan dapat disebabkan karena penggunaan gula sederhana yang terkandung dalam ekstrak. Sedangkan pada saluran pencernaan mamalia gula sederhana tersebut akan diserap sebelum mencapai kolon, sehingga belum tentu ekstrak gula talas pengukusan dan pemanggangan memiliki sifat prebiotik yang lebih baik dibandingkan kestrak gula talas mentega segar. BAL yang digunakan untuk uji in vivo adalah L. casei Rhamnosus karena menunjukan pertumbuhan paling tinggi pada ekstrak gula tepung talas mentega segar. Pemberian ekstrak gula talas mentega sebagai prebiotik, L. casei Rhamnosus sebagai probiotik dan gabungan keduanya sebagai sinbiotik, tidak berpengaruh secara nyata terhadap total mikroba feses tikus. Pemberian isolat BAL belum mampu meningkatkan jumlah BAL dalam feses tikus diduga karena BAL yang diberikan tidak dapat bersaing dan beradaptasi dengan flora normal
usus dengan kandungan E. coli yang cukup tinggi. Kandungan oligosakarida dalam ekstrak gula yang diberikan diduga masih belum mencukupi untuk meningkatkan populasi BAL dalam saluran pencernaan tikus. Selain itu kemungkinan bahwa E. coli dapat menggunakan prebiotik yang diberikan dapat menjadi sebab jumlah BAL sulit meningkat karena harus bersaing dengan E. coli. Pemberian L. casei Rhamnosus tidak berhasil menurunkan jumlah E. coli secara signifikan. Hal tersebut diduga diakibatkan oleh jumlah E. coli dalam feses tikus pada penelitian ini cukup tinggi. Pemberian ekstrak gula talas tidak dapat menurunkan jumlah E. coli feses. Hal tersebut dapat disebabkan kandungan oligosakarida yang diberikan tidak mencukupi dan terdapat indikasi ekstrak gula talas mentega mengandung komponen yang dapat digunakan oleh E. coli untuk pertumbuhannya. Kemungkinan kontaminasi mikroba terutama E. coli dari aspek pemeliharaan juga dapat turut menyebabkan kurang efektifnya pemberian BAL dan ekstrak gula talas mentega dalam penelitian ini untuk menurunkan jumlah E. coli feses.Pengujian Salmonella menunjukan hasil positif pada kelompok kontrol, prebiotik dan probiotik pada waktu yang berbeda-beda sepanjang masa percobaan. Kontaminasi Salmonella tersebut dapat bersumber dari aspek pemeliharan yang kurang saniter. Pemberian L. casei Rhamnosus dan ekstrak gula talas mengindikasikan pertahanan yang lebih baik terhadap kontaminasi Salmonella.
PENGARUH PEMANASAN TERHADAP KEMAMPUAN EKSTRAK GULA TALAS (Colocasia esculenta (L) Schott) UNTUK MENDUKUNG PERTUMBUHAN BAKTERI ASAM LAKTAT DAN EVALUASI IN VIVO POTENSI PREBIOTIK
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Oleh: HANA F24102074
2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN PENGARUH PEMANASAN TERHADAP KEMAMPUAN EKSTRAK GULA TALAS (Colocasia esculenta (L) Schott) UNTUK MENDUKUNG PERTUMBUHAN BAKTERI ASAM LAKTAT DAN EVALUASI IN VIVO POTENSI PREBIOTIK
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Oleh: HANA F24102074
Dilahirkan pada tanggal 2 November 1983 Di Bogor Tanggal lulus : 11 Mei 2007 Disetujui Bogor, Juni 2007
Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc. Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Lilis Nuraida, M.Sc. Dosen Pembimbing II
Mengetahui,
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc. Ketua Departemen ITP
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama lengkap Hana, dilahirkan di Bogor pada tanggal 2 November 1983. Penulis adalah putri ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Abdul Aziz Harran dan Ratu Erna Darmiasih. Pendidikan dasarnya diselesaikan di SD Al-Irsyad Al-Islamiyah, Bogor pada tahun 1996, dilanjutkan di SLTP Negeri 1 Bogor pada tahun 1996-1999 dan di SMUN 1 Bogor pada tahun 1999-2002. Penulis melanjutkan pendidikannya di Institut Pertanian Bogor, Fakultas Teknologi Pertanian, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan melalui jalur USMI (Ujian Saringan Masuk IPB). Penulis melakukan penelitian yang berjudul “Evaluasi Potensi Prebiotik Umbi Talas (Colocasia esculenta (L) Schott) In Vivo” sebagai tugas akhir dibawah bimbingan Dr. Ir. Feri Kusnandar, MSc. dan Dr. Ir. Lilis Nuraida, MSc. Penelitian tersebut terselenggara berkat program pendanaan Research Grant Hibah Bersaing. Penulis aktif dalam berbagai kegiatan di kampus selama menjalani kuliah, diantaranya sebagai anggota HIMITEPA (Himpunan Mahasiswa Teknologi Pangan) 2002-2006, Bendahara Seksi Kewirausahaan HIMITEPA masa kepengurusan 2004-2005, Ketua Mading HIMITEPA tahun 2004-2005, serta turut serta dalam kepanitiaan berbagai acara di lingkungan Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan.
KATA PENGANTAR Penulis menyampaikan puji dan syukur kepada Allah SWT, karena hanya dengan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi yang berjudul “Pengaruh Pemanasan terhadap Ekstrak Gula Talas (Colocasia esculenta (L) Schott) untuk Mendukung Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat dan Evaluasi In Vivo Potensi Prebiotik”. Tulisan ini adalah salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing Akademik dan Dr. Ir. Lilis Nuraida, M.Sc. selaku Pembimbing II atas petunjuk, saran dan bimbingannya selama penulis menjadi mahasiswa S1 serta dalam penelitian hingga selesainya penulisan skripsi ini. 2. Dr. Ir. Nurheni Sri Palupi, M.Si. atas kesediaannya menjadi penguji serta atas nasehat dan saran perbaikan dalam penyusunan skripsi ini. 3. Pihak Research Grant Hibah Bersaing atas bantuan dana dalam pelaksanaan penelitian ini. 4. Ayahanda Abdul Aziz Harran, Ibunda Ratu Erna Darmiasih, Hala Nikmah, Kak Luthfi, Mbak Era, Kak Nia, dan Hani serta seluruh keluarga besar yang telah memberikan semangat, dorongan dan doa yang tulus bagi penulis selama menempuh kuliah dan menyelesaikan penelitian. 5. Para staf dan laboran di laboratorium Departemen ITP dan SEAFAST atas segala bantuan dan kerepotannya. 6. Rekan tim prebiotik; Mbak Nani, Bu Rini dan Kiky atas kerjasamanya dalam duka cita selama penelitian. 7. Rekan-rekan ITP atas segala tolong menolongnya selama ini; Mba Nani, Ibu Rini, Kiky, Dhenok, Meilina, Sari, Dian, Vero, Ka Era, Teh Reni, Mba Santi, Mba Mira, Mba Dorkas, Eva, Risna, Fahrul, Yoga, Didin, Arief, Gugum, Eko,
Tim RS, serta adik-adik TPG 40; Purwono, Angel, Abdy, Andal, Lilin, Noor dan Asih. 8. Dhenok, Sari, Rina, Meilina, Dian, Dikres, Vero, Mba Kiki, Kanyaka dan Eva atas segala drama yang terjadi selama empat-lima tahun ini dan semoga terus ada episode-episode baru. 9. Rekan-rekan satu bimbingan; Astri, Samsul dan Irwan. 10. Kelompok C-3; Molid, Yudhan dan Bobby atas kebersamaan dan kerusuhan dalam praktikum selama ini. 11. Golongan C atas keramaian, kebingungan dan kebersamaan selama hampir empat tahun. 12. Rekan TPG 39 atas segala warna dalam hidup. 13. Mbak Putri, Kak Manda dan Teh Novi atas bantuan dan konsultasi jarak jauhnya selama penelitian. 14. Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Semoga Allah SWT memberikan balasan atas semua bantuan dan dorongan yang telah diberikan. Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Mei 2007
Penulis
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN PENGARUH PEMANASAN TERHADAP KEMAMPUAN EKSTRAK GULA TALAS (Colocasia esculenta (L) Schott) UNTUK MENDUKUNG PERTUMBUHAN BAKTERI ASAM LAKTAT DAN EVALUASI IN VIVO POTENSI PREBIOTIK
JURNAL
Sebagai Salah syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Oleh: HANA F24102074
Dilahirkan pada tanggal 2 November 1983 Di Bogor
Disetujui Bogor,
Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc. Dosen Pembimbing I
Mei 2007
Dr. Ir. Lilis Nuraida, M.Sc. Dosen Pembimbing II
