Resistant Starch Tipe Iii Dan Tipe IV Pati Singkong (Manihot Esculenta Crantz), Suweg (Amorphophallus Campanulatus), Dan Ubi Jalar (Ipomoea Batatas L.) Sebagai Prebiotik

(1)

SKRIPSI

RESISTANT STARCH

TIPE III DAN TIPE IV PATI SINGKONG (

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

Amorphophallus campanulatus

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

L.) SEBAGAI PREBIOTIK

Oleh :

RIBKA JULIANA

F24102094

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

Ribka Juliana. F24102094.

Resistant Starch

Tipe III dan Tipe IV Pati Singkong

(

Manihot esculenta

Crantz), Suweg (

), dan Ubi

Jalar (

Ipomoea batatas

L) Sebagai Prebiotik. Dibawah bimbingan: Betty Sri

Laksmi Jenie dan C.C. Nurwitri, 2006.

ABSTRAK

Prebiotik adalah bahan makanan yang tidak dapat dicerna oleh usus

manusia, tetapi bermanfaat untuk mendorong pertumbuhan bakteri probiotik

dalam usus besar sehingga dapat membantu meningkatkan kesehatan.

Resistant

starch

merupakan sumber prebiotik yang potensial karena sifatnya yang tidak

dapat dicerna oleh enzim pencernaan manusia sehingga dapat dimetabolisme oleh

bakteri yang ada di usus. RS tipe III adalah RS yang terbentuk dari retrogradasi

pati, sedangkan RS tipe IV adalah RS yang terbentuk dari pati yang dimodifikasi

secara kimia.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi prebiotik dari

umbi-umbian lokal, yaitu singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu sehingga

diharapkan dapat meningkatkan nilai tambahnya. Penelitian terdiri dari dua tahap

yaitu, tahap seleksi umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik secara

in vitro

dan tahap seleksi jenis RS dan Bakteri Asam Laktat (BAL) terpilih.

Pemilihan umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik

didasarkan pada daya cerna RS tipe IV dan rendemen pati. Umbi singkong dipilih

untuk diuji potensi prebiotiknya karena daya cernanya lebih rendah dan

rendemennya lebih tinggi dibanding suweg, ubi jalar, dan ubi Cilembu.

Media yang digunakan dalam uji potensi prebiotik adalah media RS yang

disuspensikan di dalam air (s-RS) dan media

DeMann Rogosa Sharpe Broth

(MRSB) tanpa dekstrosa (m-MRSB). m-MRSB memiliki komposisi yang sama

dengan MRSB, tetapi dekstrosa dalam media diganti dengan RS (m-MRSB+RS).

BAL yang digunakan adalah

Lactobacillus casei

subsp. rhamnosus,

Lactobacillus

plantarum

sa28k, dan

Bifidobacterium bifidum

. Konsentrasi RS yang

ditambahkan adalah 2.5% dan kultur yang ditambahkan ke dalam media sebesar

5% dan 1%. Jumlah awal

L. casei

subsp. rhamnosus dalam media adalah 7.6x10

7

CFU/ml,

L. plantarum

sa28k 1.1x10

8

CFU/ml, dan

7.1x10

7

CFU/ml

. Viabilitas BAL di media m-MRSB yang mengandung RS lebih

baik daripada viabilitasnya di media s-RS (p<0.05). Pada media yang sama, tidak

terdapat perbedaan viabilitas yang signifikan di antara ketiga BAL yang

digunakan. Jenis RS juga tidak berpengaruh nyata terhadap viabilitas BAL.

(3)

SKRIPSI

RESISTANT STARCH

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

RIBKA JULIANA

F24102094

2007

(4)

Resistant Starch

(

Manihot esculenta

Crantz), Suweg (

), dan Ubi

Jalar (

Ipomoea batatas

L) Sebagai Prebiotik. Dibawah bimbingan: Betty Sri

RINGKASAN

manusia, tetapi bermanfaat untuk mendorong pertumbuhan bakteri probiotik

Resistant

starch

pati, sedangkan RS tipe IV adalah RS yang terbentuk dari pati yang dimodifikasi

secara kimia.

yaitu, tahap seleksi umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik secara

in vitro

didasarkan pada daya cerna RS tipe IV dan rendemen pati. Hasil pengujian daya

cerna RS tipe IV dari singkong 21.20%, suweg 17.72%, ubi jalar putih 38.11%,

dan ubi Cilembu 25.96%. Ubi jalar putih memiliki rendemen tertinggi, yaitu

14.47%, diikuti oleh singkong (11.79%), ubi Cilembu (11.76%), dan suweg

(6.12%). Dengan mempertimbangkan daya cerna terendah dan rendemen pati

yang cukup memadai, umbi singkong dipilih untuk diuji potensi prebiotiknya.

disuspensikan di dalam air (s-RS) dan media

Lactobacillus casei

subsp. rhamnosus,

Lactobacillus

plantarum

sa28k, dan

ditambahkan adalah 2.5% dan kultur yang ditambahkan ke dalam media sebesar

L. casei

7

CFU/ml,

L. plantarum

sa28k 1.1x10

8

CFU/ml, dan

7.1x10

7

CFU/ml

.

Lactobacillus plantarum

tumbuh sedikit lebih baik daripada dua

BAL yang lain dan pertumbuhan

L. plantarum

di media air yang mengandung RS

tipe IV (rata-rata sebesar 1.0x10

8

CFU/ml) lebih baik daripada media dengan RS

tipe III (rata-rata sebesar 8.9x10

7

CFU/ml). Viabilitas BAL di media m-MRSB

yang mengandung RS lebih baik daripada viabilitasnya di media s-RS (p<0.05).

Pada media yang sama, tidak terdapat perbedaan viabilitas yang signifikan di

antara ketiga BAL yang digunakan. Jenis RS juga tidak berpengaruh nyata

terhadap viabilitas BAL

(5)

tipe III, dan RS tipe IV memiliki densitas kamba berturut-turut sebesar 0.67, 0.72,

dan 0.63 gr/ml, sedangkan densitas padatnya adalah 0.88, 0.81, dan 0.84 g/ml.

Kadar amilosa RS tipe IV memiliki amilosa sebesar 29.42%, tidak berbeda nyata

jika dibandingkan dengan pati alami (27.32%) dan RS tipe III (26.54%). Aktivitas

air dari pati alami singkong 0.308, RS tipe III 0.563, dan RS tipe IV 0.365.

Kelarutan pati alami singkong, RS tipe III, dan RS tipe IV berturut-turut sebesar

4.20, 12.27, dan 4.25%. RS tipe IV memiliki suhu puncak gelatinisasi yang sama

dengan pati alami singkong, yaitu 84

o

C, sedangkan RS tipe III memiliki suhu

puncak gelatinisasi sebesar 60

o

C. Viskositas maksimum pati alami singkong

1.420 BU, RS tipe III 790 BU, dan RS tipe IV 1.550 BU.

(6)

RESISTANT STARCH

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

SKRIPSI

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada jurusan Teknologi Pangan dan Gizi

Fakultas Teknologi Pertanian

Oleh:

Ribka Juliana

F24102094

Dilahirkan pada tanggal 21 September 1984

Di Jakarta, DKI Jakarta

Tanggal Lulus: Januari 2007

Menyetujui,

Bogor, Januari 2007

Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS

Ir. C. C. Nurwitri, DAA

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Mengetahui

(7)

i

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus

karena atas kasih sayang, kebaikan, dan hikmat-Nya penulis dapat menyelesaikan

penulisan skripsi ini. Skirpsi ini dibuat berdasarkan hasil penelitian di

laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan sejak Mei – Desember

2006. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS., selaku dosen pembimbing

akademik, atas bimbingan, pengarahan, motivasi, dan dukungan yang telah

diberikan selama penulis menempuh pendidikan di Departemen Ilmu dan

Teknologi Pangan.

2. Ir. C.C. Nurwitri, DAA, selaku dosen pembimbing II, atas bimbingan dan

motivasi yang telah diberikan kepada penulis selama penelitian dan penulisan

skripsi ini.

3. Siti Nurjanah, STP, MSi atas kesediaannya menjadi dosen penguji serta

bimbingan dan bantuan yang telah diberikan selama penulis melaksanakan

penelitian.

4. Antung Sima Firliyanti, STP atas bimbingan dan bantuan yang diberikan

selama penulis melaksanakan penelitian.

5. Papa dan Mama. Orang tua dan sahabat terbaik di dunia. Terima kasih untuk

kasih sayang yang luar biasa, kesabaran, pengorbanan, kepercayaan, doa, dan

dukungan yang senantiasa diberikan. Terima kasih telah mengajarkan saya

untuk selalu mengutamakan Tuhan.

6.

Research Grant

Program B Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan atas

dana yang diberikan untuk melaksanakan penelitian ini.

7. PT. Monsanto untuk beasiswa yang diberikan kepada penulis.

8. Om Papi, Tante Mami, Ko Sammy, I’ Pipin, Ci Nen, dan segenap keluarga

besar. Terima kasih untuk perhatian, bantuan, dan dukungan yang telah

diberikan selama ini.

9. Keluarga Pdt. Andreas Tairas. Terima kasih untuk doa, nasihat-nasihat,

(8)

ii

10. Sahabat-sahabat terbaik: Nanda Mehuli Giantine, Pretty Arinigora, dan

Shinta. Terima kasih untuk keterbukaan, kesabaran, kehangatan, dan

keceriaan yang diberikan sejak TPB sampai saat ini.

11. Ratih Woro Anggraini dan Manginar Marsaulina Purba, sahabat dan teman

seperjuangan. Terima kasih untuk kerja sama, bantuan, pengertian,

cerita-cerita, dan canda tawa yang membuat penelitian ini tidak terlalu berat untuk

dijalani. Karya tulis ini tidak akan bisa saya selesaikan tanpa bantuan kalian.

12. Syarifah Zarina, sahabat yang baru saya temukan tapi telah menjadi salah

satu yang terbaik. Teman-teman baikku: Randy Adistya, Elvina “Tukep”

Yohana, dan Adrinal Muluk terima kasih untuk semua bantuannya selama

penulis melakukan penelitian dan kesediaannya menampung keluh kesah

penulis.

13. Aponk, Bobby, Ulik, Izal, dan Didin terima kasih untuk semua bantuannya

selama penulis melakukan penelitian dan mempersiapkan ujian skripsi.

Keluarga besar JoJoPi: Putra, Ajeng, Dadik, Cihuy, Kong Yudhan, dan Stut.

Teman-teman golongan C, terutama teman seperjuangan C5 (Karen, Fenni,

Farah), Steisi, dan Prasna. Teman-teman TPG 39 terutama Tissa, Nuy, Dora,

Inggrid, Yeye, Arvi, Hanna, Fany Nely, Ratry, Herold, dan Arif Tmin .

14. Teman-teman baik alumni SMU Regina Pacis : Aryo, Wenny, Wulan.

15. Bapak dan Ibu Heddi, rekan-rekan kerja di Realia Bogor (Irma, Adi, Teh

Siti), dan rekan-rekan kerja di Mitra Lingua Jakarta (terutama Dodon, Maria,

dan Lita).

16. Seluruh staff dan laboran Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, khususnya

Bu Mar, Mbak Ari, dan Pak Wahid, terima kasih untuk semua bantuannya.

17. Dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu.

Akhirnya, penulis berdoa semoga Tuhan Yang Maha Kuasa membalas

semua kebaikan yang telah diberikan. Penulis berharap semoga karya tulis ini

dapat bermanfaat bagi pihak yang membutuhkannya.

Bogor,

Desember 2006

(9)

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR………

DAFTAR ISI………...

DAFTAR TABEL………...

DAFTAR GAMBAR………..

DAFTAR LAMPIRAN………...

I. PENDAHULUAN………...

A. LATAR

BELAKANG………..

B. TUJUAN

...………...

C. MANFAAT

...………..

II. TINJAUAN

PUSTAKA

...………..

A. BAHAN BAKU………...

1. Singkong (

Manihot esculenta

Crantz) ………..

2. Suweg (

Amarphophallus campanulatus

BL) ………

3. Ubi jalar (

Ipomoea batatas

L) ………...

B. PATI ………..

C.

RESISTANT STARCH

(RS)...

1. RS Tipe III………...

2.

RS Tipe IV...……….

D. PROBIOTIK ...……….

1.

Lactobacillus ...

2.

Bifidobacterium

...………...

E. PREBIOTIK...………...…..

III. BAHAN DAN METODE...………

A. BAHAN

DAN

ALAT………...

B. METODE

PENELITIAN………..

1.

Ekstraksi Pati...……….

2.

Pembuatan RS Tipe III...

3. Pembuatan RS Tipe IV...………...

4. Uji Prebiotik Secara In Vitro ...

C. METODE ANALISIS...………

i

iii

v

vi

vii

1

2

3

4

5

6

8

10

11

12

14

15

18

20

21

(10)

iv

1. Analisis Kadar Air ...………

2. Rendemen ...………...

3. Uji Daya Cerna Pati ………

4. Kadar RS...………...

5.

Derajat Putih ...

6.

Densitas Kamba...

7.

Densitas Padat...

8. Kadar Amilosa ...

9. Aktivitas air (a

w

) ...

10.Uji Kelarutan dalam Air...

11.Uji Amilograf ………...

12.Analisis Kadar Gula ...

13.Analisis Serat Pangan (

Dietary Fiber

) ...

14.Analisis Asam Lemak Rantai Pendek (SCFA) ...

D. PENGOLAHAN DATA ...

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN………

A. SELEKSI

UMBI

...………

B.

SELEKSI JENIS RS...………..

1. Analisis Fisiko-Kimia RS Tipe III dan RS Tipe IV...

2. Uji Prebiotik

In Vitro

...

C. ANALISIS RS TERPILIH ...

1. Analisis Asam Lemak Rantai Pendek (

Short Chain Fatty Acid

)....

2. Analisis Serat Pangan (

Dietary Fiber

) ...

V. KESIMPULAN DAN SARAN...

A. KESIMPULAN...

B. SARAN...

DAFTAR PUSTAKA...

LAMPIRAN...

23

24

25

26

27

28

29

30

33

39

44

46

47

49

(11)

SKRIPSI

RESISTANT STARCH

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

Oleh :

RIBKA JULIANA

F24102094

2007

(12)

Resistant Starch

(

Manihot esculenta

Crantz), Suweg (

), dan Ubi

Jalar (

Ipomoea batatas

L) Sebagai Prebiotik. Dibawah bimbingan: Betty Sri

ABSTRAK

dalam usus besar sehingga dapat membantu meningkatkan kesehatan.

Resistant

starch

secara kimia.

in vitro

didasarkan pada daya cerna RS tipe IV dan rendemen pati. Umbi singkong dipilih

untuk diuji potensi prebiotiknya karena daya cernanya lebih rendah dan

rendemennya lebih tinggi dibanding suweg, ubi jalar, dan ubi Cilembu.

disuspensikan di dalam air (s-RS) dan media

Lactobacillus casei

subsp. rhamnosus,

Lactobacillus

plantarum

sa28k, dan

ditambahkan adalah 2.5% dan kultur yang ditambahkan ke dalam media sebesar

L. casei

7

CFU/ml,

L. plantarum

sa28k 1.1x10

8

CFU/ml, dan

7.1x10

7

CFU/ml

. Viabilitas BAL di media m-MRSB yang mengandung RS lebih

baik daripada viabilitasnya di media s-RS (p<0.05). Pada media yang sama, tidak

terdapat perbedaan viabilitas yang signifikan di antara ketiga BAL yang

digunakan. Jenis RS juga tidak berpengaruh nyata terhadap viabilitas BAL.

(13)

SKRIPSI

RESISTANT STARCH

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan

Fakultas Teknologi Pertanian

Oleh:

RIBKA JULIANA

F24102094

2007

(14)

Resistant Starch

(

Manihot esculenta

Crantz), Suweg (

), dan Ubi

Jalar (

Ipomoea batatas

L) Sebagai Prebiotik. Dibawah bimbingan: Betty Sri

RINGKASAN

Resistant

starch

secara kimia.

in vitro

didasarkan pada daya cerna RS tipe IV dan rendemen pati. Hasil pengujian daya

cerna RS tipe IV dari singkong 21.20%, suweg 17.72%, ubi jalar putih 38.11%,

dan ubi Cilembu 25.96%. Ubi jalar putih memiliki rendemen tertinggi, yaitu

14.47%, diikuti oleh singkong (11.79%), ubi Cilembu (11.76%), dan suweg

(6.12%). Dengan mempertimbangkan daya cerna terendah dan rendemen pati

yang cukup memadai, umbi singkong dipilih untuk diuji potensi prebiotiknya.

disuspensikan di dalam air (s-RS) dan media

Lactobacillus casei

subsp. rhamnosus,

Lactobacillus

plantarum

sa28k, dan

ditambahkan adalah 2.5% dan kultur yang ditambahkan ke dalam media sebesar

L. casei

7

CFU/ml,

L. plantarum

sa28k 1.1x10

8

CFU/ml, dan

7.1x10

7

CFU/ml

.

Lactobacillus plantarum

tumbuh sedikit lebih baik daripada dua

BAL yang lain dan pertumbuhan

L. plantarum

di media air yang mengandung RS

tipe IV (rata-rata sebesar 1.0x10

8

CFU/ml) lebih baik daripada media dengan RS

tipe III (rata-rata sebesar 8.9x10

7

CFU/ml). Viabilitas BAL di media m-MRSB

yang mengandung RS lebih baik daripada viabilitasnya di media s-RS (p<0.05).

Pada media yang sama, tidak terdapat perbedaan viabilitas yang signifikan di

antara ketiga BAL yang digunakan. Jenis RS juga tidak berpengaruh nyata

terhadap viabilitas BAL

(15)

tipe III, dan RS tipe IV memiliki densitas kamba berturut-turut sebesar 0.67, 0.72,

dan 0.63 gr/ml, sedangkan densitas padatnya adalah 0.88, 0.81, dan 0.84 g/ml.

Kadar amilosa RS tipe IV memiliki amilosa sebesar 29.42%, tidak berbeda nyata

jika dibandingkan dengan pati alami (27.32%) dan RS tipe III (26.54%). Aktivitas

air dari pati alami singkong 0.308, RS tipe III 0.563, dan RS tipe IV 0.365.

Kelarutan pati alami singkong, RS tipe III, dan RS tipe IV berturut-turut sebesar

4.20, 12.27, dan 4.25%. RS tipe IV memiliki suhu puncak gelatinisasi yang sama

dengan pati alami singkong, yaitu 84

o

C, sedangkan RS tipe III memiliki suhu

puncak gelatinisasi sebesar 60

o

C. Viskositas maksimum pati alami singkong

1.420 BU, RS tipe III 790 BU, dan RS tipe IV 1.550 BU.

(16)

RESISTANT STARCH

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

SKRIPSI

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada jurusan Teknologi Pangan dan Gizi

Fakultas Teknologi Pertanian

Oleh:

Ribka Juliana

F24102094

Dilahirkan pada tanggal 21 September 1984

Di Jakarta, DKI Jakarta

Tanggal Lulus: Januari 2007

Menyetujui,

Bogor, Januari 2007

Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS

Ir. C. C. Nurwitri, DAA

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Mengetahui

(17)

i

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus

karena atas kasih sayang, kebaikan, dan hikmat-Nya penulis dapat menyelesaikan

penulisan skripsi ini. Skirpsi ini dibuat berdasarkan hasil penelitian di

laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan sejak Mei – Desember

2006. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS., selaku dosen pembimbing

akademik, atas bimbingan, pengarahan, motivasi, dan dukungan yang telah

diberikan selama penulis menempuh pendidikan di Departemen Ilmu dan

Teknologi Pangan.

2. Ir. C.C. Nurwitri, DAA, selaku dosen pembimbing II, atas bimbingan dan

motivasi yang telah diberikan kepada penulis selama penelitian dan penulisan

skripsi ini.

3. Siti Nurjanah, STP, MSi atas kesediaannya menjadi dosen penguji serta

bimbingan dan bantuan yang telah diberikan selama penulis melaksanakan

penelitian.

4. Antung Sima Firliyanti, STP atas bimbingan dan bantuan yang diberikan

selama penulis melaksanakan penelitian.

5. Papa dan Mama. Orang tua dan sahabat terbaik di dunia. Terima kasih untuk

kasih sayang yang luar biasa, kesabaran, pengorbanan, kepercayaan, doa, dan

dukungan yang senantiasa diberikan. Terima kasih telah mengajarkan saya

untuk selalu mengutamakan Tuhan.

6.

Research Grant

Program B Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan atas

dana yang diberikan untuk melaksanakan penelitian ini.

7. PT. Monsanto untuk beasiswa yang diberikan kepada penulis.

8. Om Papi, Tante Mami, Ko Sammy, I’ Pipin, Ci Nen, dan segenap keluarga

besar. Terima kasih untuk perhatian, bantuan, dan dukungan yang telah

diberikan selama ini.

9. Keluarga Pdt. Andreas Tairas. Terima kasih untuk doa, nasihat-nasihat,

(18)

ii

10. Sahabat-sahabat terbaik: Nanda Mehuli Giantine, Pretty Arinigora, dan

Shinta. Terima kasih untuk keterbukaan, kesabaran, kehangatan, dan

keceriaan yang diberikan sejak TPB sampai saat ini.

11. Ratih Woro Anggraini dan Manginar Marsaulina Purba, sahabat dan teman

seperjuangan. Terima kasih untuk kerja sama, bantuan, pengertian,

cerita-cerita, dan canda tawa yang membuat penelitian ini tidak terlalu berat untuk

dijalani. Karya tulis ini tidak akan bisa saya selesaikan tanpa bantuan kalian.

12. Syarifah Zarina, sahabat yang baru saya temukan tapi telah menjadi salah

satu yang terbaik. Teman-teman baikku: Randy Adistya, Elvina “Tukep”

Yohana, dan Adrinal Muluk terima kasih untuk semua bantuannya selama

penulis melakukan penelitian dan kesediaannya menampung keluh kesah

penulis.

13. Aponk, Bobby, Ulik, Izal, dan Didin terima kasih untuk semua bantuannya

selama penulis melakukan penelitian dan mempersiapkan ujian skripsi.

Keluarga besar JoJoPi: Putra, Ajeng, Dadik, Cihuy, Kong Yudhan, dan Stut.

Teman-teman golongan C, terutama teman seperjuangan C5 (Karen, Fenni,

Farah), Steisi, dan Prasna. Teman-teman TPG 39 terutama Tissa, Nuy, Dora,

Inggrid, Yeye, Arvi, Hanna, Fany Nely, Ratry, Herold, dan Arif Tmin .

14. Teman-teman baik alumni SMU Regina Pacis : Aryo, Wenny, Wulan.

15. Bapak dan Ibu Heddi, rekan-rekan kerja di Realia Bogor (Irma, Adi, Teh

Siti), dan rekan-rekan kerja di Mitra Lingua Jakarta (terutama Dodon, Maria,

dan Lita).

16. Seluruh staff dan laboran Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, khususnya

Bu Mar, Mbak Ari, dan Pak Wahid, terima kasih untuk semua bantuannya.

17. Dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu.

Akhirnya, penulis berdoa semoga Tuhan Yang Maha Kuasa membalas

semua kebaikan yang telah diberikan. Penulis berharap semoga karya tulis ini

dapat bermanfaat bagi pihak yang membutuhkannya.

Bogor,

Desember 2006

(19)

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR………

DAFTAR ISI………...

DAFTAR TABEL………...

DAFTAR GAMBAR………..

DAFTAR LAMPIRAN………...

I. PENDAHULUAN………...

A. LATAR

BELAKANG………..

B. TUJUAN

...………...

C. MANFAAT

...………..

II. TINJAUAN

PUSTAKA

...………..

A. BAHAN BAKU………...

1. Singkong (

Manihot esculenta

Crantz) ………..

2. Suweg (

Amarphophallus campanulatus

BL) ………

3. Ubi jalar (

Ipomoea batatas

L) ………...

B. PATI ………..

C.

RESISTANT STARCH

(RS)...

1. RS Tipe III………...

2.

RS Tipe IV...……….

D. PROBIOTIK ...……….

1.

Lactobacillus ...

2.

Bifidobacterium

...………...

E. PREBIOTIK...………...…..

III. BAHAN DAN METODE...………

A. BAHAN

DAN

ALAT………...

B. METODE

PENELITIAN………..

1.

Ekstraksi Pati...……….

2.

Pembuatan RS Tipe III...

3. Pembuatan RS Tipe IV...………...

4. Uji Prebiotik Secara In Vitro ...

C. METODE ANALISIS...………

i

iii

v

vi

vii

1

2

3

4

5

6

8

10

11

12

14

15

18

20

21

(20)

iv

1. Analisis Kadar Air ...………

2. Rendemen ...………...

3. Uji Daya Cerna Pati ………

4. Kadar RS...………...

5.

Derajat Putih ...

6.

Densitas Kamba...

7.

Densitas Padat...

8. Kadar Amilosa ...

9. Aktivitas air (a

w

) ...

10.Uji Kelarutan dalam Air...

11.Uji Amilograf ………...

12.Analisis Kadar Gula ...

13.Analisis Serat Pangan (

Dietary Fiber

) ...

14.Analisis Asam Lemak Rantai Pendek (SCFA) ...

D. PENGOLAHAN DATA ...

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN………

A. SELEKSI

UMBI

...………

B.

SELEKSI JENIS RS...………..

1. Analisis Fisiko-Kimia RS Tipe III dan RS Tipe IV...

2. Uji Prebiotik

In Vitro

...

C. ANALISIS RS TERPILIH ...

1. Analisis Asam Lemak Rantai Pendek (

)....

2. Analisis Serat Pangan (

Dietary Fiber

) ...

V. KESIMPULAN DAN SARAN...

A. KESIMPULAN...

B. SARAN...

DAFTAR PUSTAKA...

LAMPIRAN...

23

24

25

26

27

28

29

30

33

39

44

46

47

49

(21)

v

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Komposisi Rata-rata Singkong Segar ...

Tabel 2. Rendemen dan Kadar Air pati singkong, suweg, ubi jalar putih, dan

ubi Cilembu ...

Tabel 3. Daya Cerna RS Tipe III ...

Tabel 4. Daya Cerna RS Tipe IV...

Tabel 5. Sifat Fisik Pati Alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari Pati

Singkong ...

5

30

32

33

(22)

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Umbi Singkong ...

Gambar 2. Umbi Suweg ...

Gambar 3. Ubi Jalar Putih dan Ubi Jalar Merah ...

Gambar 4. Ubi Cilembu ...

Gambar 5. Reaksi pembentukan ikatan silang antara pati dan natrium

trimetafosfat ………...

Gambar 6. Diagram Alir Penelitian ………..

Gambar 7. (a) Granula pati singkong (b) Granula pati RS tipe III

(c) Granula pati RS tipe IV ...

Gambar 8. Viabilitas BAL pada berbagai media yang mengandung RS

selama inkubasi 24 jam ...

Gambar 9. Viabilitas BAL pada media s-RS3 dan s-RS4 selama inkubasi 24

jam ...

Gambar 10. Viabilitas BAL pada media m-MRSB+RS3 dan m-MRSB+RS4

selama inkubasi 24 jam...

Gambar 11. Viabilitas BAL dalam media s-RS3 dan m-MRSB +RS3 dengan

konsentrasi kultur 5% dan 1% selama inkubasi 24 jam ...

4

6

7

8

12

19

38

40

41

(23)

vii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Uji Daya Cerna Pati RS Tipe IV ...

Lampiran 2. Jumlah sel

L. casei

subsp. Rhamnosus,

L. plantarum

, dan

B. bifidum

(t=24 jam)………..

Lampiran 3. Total BAL dalam media s-RS yang diinkubasi selama 24

jam (konsentrasi kultur 5%) ………...

Lampiran 4. Total BAL dalam media s-RS3 yang diinkubasi selama 24

jam (konsentrasi kultur

1

%) ………...

Lampiran 5. Total BAL dalam media m-MRSB + RS yang

diinkubasi selama 24 jam (konsentrasi kultur 5%) ………

Lampiran 6. Total BAL dalam media m-MRSB + RS yang

diinkubasi selama 24 jam (konsentrasi kultur 0.5%) ………….

Lampiran 7. Analisis statistik pertumbuhan BAL di media m-MRSB

dan s-RS ...

Lampiran 8. Kadar RS pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari pati

singkong ……….

Lampiran 9. Kadar amilosa pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari pati

singkong………..

Lampiran 10. Kelarutan pati alami, RS tipe III dan RS tipe IV dari pati

singkong………....

Lampiran 11. Analisis Short Chain Fatty Acid s-RS4

L. plantarum

………..

Lampiran 12. Analisis

Dietary Fiber

RS4 Singkong………...

56

57

58

59

60

61

62

64

65

66

67

(24)

56

Lampiran 1. Uji Daya Cerna Pati RS tipe IV

Jenis Umbi

Daya Cerna (%)

Ulangan 1

Ulangan 2

Rata-rata

Singkong 20.39

22.00

21.20

Suweg 17.98

17.45

17.72

Ubi jalar putih

36.85

39.53

38.11

(25)

57

Lampiran 2. Jumlah sel

L. casei

subsp. Rhamnosus,

L. plantarum

, dan

B. bifidum

(t=24 jam)

Jenis BAL

10

-6

10

-7

10

-8

CFU/ml

L. casei

TBUD 179

15

1.6x10

9

TBUD 132

24

L. plantarum

TBUD 211

30

2.3x10

9

TBUD 254

19

B. bifidum

TBUD 158

14

1.5x10

9

(26)

58

Lampiran 3. Total BAL dalam media air+ RS yang diinkubasi selama 24 jam

(konsentrasi kultur 5%)

Jenis

RS

Jenis BAL

Ul

10

-5

10

-6

10

-7

CFU/ml Rata-rata

CFU/ml

RS 3

L. casei

1a 101 7

1

1.1x10

7

8.7x10

6

1b 116 17 4

2a 12 27 2 <2.5x10

7

(6.3x10

6

)

2b

90 10 0

L. plantarum

1a TBUD

210 31

1.8x10

8

1b TBUD

143 24

B. bifidum

1a 135 4

1

1.3x10

7

1b 133 3

1

RS 4

L. casei

1a 95 9

0

1.1x10

7

1.4x10

7

1b

89 27 5

2a 109 91 0

1.7x10

7

2b

97 85 2

L. plantarum

1a TBUD

66 18

9.1x10

7

1.0x10

8

1b

TBUD

115

15

2a TBUD

115 7

1.1x10

8

2b TBUD

107 11

B. bifidum

1a 135 4

1

2.0x10

7

2.5x10

7

1b 133 3

1

2a TBUD

84 3

2.9x10

7

(27)

59

Lampiran 4. Total BAL dalam media air+ RS yang diinkubasi selama 24 jam

(konsentrasi kultur 0.5%)

Jenis

RS

Jenis BAL

Ul

10

-4

10

-5

10

-6

CFU/ml

RS 3

L. plantarum

2a 12 27 2

7.8x10

6

2b

90 10 0

B. bifidum

2a TBUD

70 6

6.8x10

6

(28)

60

Lampiran 5. Total BAL dalam media MRSB tanpa dekstrosa+ RS yang diinkubasi

selama 24 jam (konsentrasi kultur 5%)

Jenis

RS

Jenis BAL

Ul

10

-5

10

-6

10

-7

CFU/ml Rata-rata

CFU/ml

RS 3

L. casei

1a TBUD

203 29

2.2x10

8

1b TBUD

227 22

L. plantarum

1a TBUD

140 10

1.4x10

8

1b TBUD

135 12

B. bifidum

1a TBUD

296 39

4.0x10

8

1b TBUD

TBUD

39

RS 4

L. casei

1a TBUD

212 59

2.5x10

8

2.3x10

8

1b TBUD

226 46

2a TBUD

210 17

2.1x10

8

2b TBUD

226 22

L. plantarum

1a TBUD

114 28

2.4x10

8

1.9x10

8

1b TBUD

TBUD

19

2a TBUD

141 9

1.4x10

8

2b

TBUD

137

10

B. bifidum

1a TBUD

81 13

1.0x10

8

1.6x10

8

1b TBUD

120 6

2a TBUD

208 22

2.2x10

8

(29)

61

Lampiran 6. Total BAL dalam media MRSB tanpa dekstrosa + RS yang

diinkubasi selama 24 jam (konsentrasi kultur 0.5%)

Jenis

RS

Jenis BAL

Ul

10

-4

10

-5

10

-6

CFU/ml

RS 3

L. casei

2a TBUD

TBUD

119

1.0x10

8

2b TBUD

TBUD

81

L. plantarum

2a TBUD

TBUD

77

6.6x10

7

2b TBUD

TBUD

55

B. bifidum

2a TBUD

TBUD

85

7.95x10

7

(30)

62

Lampiran 7. Analisis Statistik Pertumbuhan BAL di media m-MRSB dan s-RS

Univariate Analysis of Variance

Between-Subjects Factors

Value Label N

media A1 s-RS3 6

A2 _s-RS4 ₆

A3

m-MRSB+RS3 6

A4

m-MRSB+RS4 6

BAL B1

Rhamnosus 8

B2 Plantarum 8

B3 _Bifidum ₈

Descriptive Statistics

Dependent Variable: viabilitas

media BAL Mean Std. Deviation N

s-RS3 Rhamnosus 8.650 3.3234 2

Plantarum 93.900 121.7638 2

Bifidum _9.900 _4.3841 ₂

Total _37.483 _69.8667 ₆

s-RS4 Rhamnosus 14.000 4.2426 2

Plantarum 100.500 13.4350 2

Bifidum _24.500 _6.3640 ₂

Total 46.333 42.7816 6

m-MRSB+RS3 Rhamnosus 160.000 84.8528 2

Plantarum 103.000 52.3259 2

Bifidum _240.000 _226.2742 ₂

Total 167.667 126.5570 6

m-MRSB+RS4 Rhamnosus 230.000 28.2843 2

Plantarum 190.000 70.7107 2

Bifidum _160.000 _84.8528 ₂

Total 193.333 59.8888 6

Total Rhamnosus 103.163 107.1919 8

Plantarum 121.850 70.9310 8

Bifidum _108.600 _137.2717 ₈

(31)

63

Lampiran 7 (lanjutan). Analisis Statistik Pertumbuhan BAL di media m-MRSB

dan s-RS

Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable: viabilitas

Source

Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 159798.285(a

) 11 14527.117 1.954 .133

Intercept _296792.800 ₁ _296792.800 _39.912 _.000

A 117457.201 3 39152.400 5.265 .015

B 1478.271 2 739.135 .099 .906

A * B _40862.813 ₆ _6810.469 _.916 _.516

Error 89233.685 12 7436.140

Total 545824.770 24

Corrected Total 249031.970 23

a R Squared = .642 (Adjusted R Squared = .313)

Post Hoc Tests

media

Homogeneous Subsets : viabilitas

Duncan

media N

Subset

1 2

s-RS3 ₆ _37.483

s-RS4 6 46.333

m-MRSB+RS3 6 167.667

m-MRSB+RS4 ₆ _193.333

Sig. .862 .616

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on Type III Sum of Squares

The error term is Mean Square(Error) = 7436.140. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 6.000. b Alpha = .05.

BAL

Homogeneous Subsets : viabilitas

Duncan

BAL N

Subset

1

Rhamnosus ₈ _103.163

Bifidum 8 108.600

Plantarum 8 121.850

Sig. .688

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on Type III Sum of Squares

(32)

64

Lampiran 8. Kadar RS pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari pati singkong

Sampel Bobot

sampel

(g)

Bobot Awal

Kertas Saring

(g)

Bobot Akhir

Kertas Saring

(g)

Kadar RS

(%)

Rata-Rata

Kadar RS

(%)

Pati Singkong

0.5438 0.5304

0.5517

3.9168

4.33

0.5211 0.5271

0.5518

4.7400

RS tipe III

0.5914 0.4954

0.5319

6.1718

6.52

0.5433 0.5051

0.5424

6.8655

RS tipe IV

0.5577 0.5053

0.5284

4.1420

4.29

0.5357 0.5237

0.551

4.4241

(33)

65

Lampiran 9. Kadar amilosa pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari pati singkong

Sampel Ulangan

Bobot

sampel

(g)

Absorbansi

Konsentrasi

sampel dari

standard (

μ

g)

Amilosa

(

μ

g/g)

Amilosa

(%)

Rata-Rata

Amilosa

(%)

Pati Singkong

1a

0.1207

0.348

1687

279.536

27.9536

27.9951

1b 0.349

1692

280.365

28.0365

2a

0.1064

0.295

1422

267.293

26.7293

26.6354

2b 0.293

1412

265.414

26.5414

RS tipe III

1a

0.1062

0.293

1412

265.913

26.5913

26.7326

1b 0.296

1427

268.738

26.8738

2a

0.1043

0.288

1387

265.964

26.5964

26.3567

2b 0.283

1362

261.169

26.1169

RS tipe IV

1a

0.1125

0.321

1552

275.911

27.5911

27.9022

1b 0.328

1587

282.133

28.2133

2a

0.1013

0.325

1572

310.365

31.0365

30.9378

2b 0.323

1562

308.391

30.8391

Faktor Pengenceran = 20

Standar Amilosa : 42.7 mg/100 ml (0.427 mg/ml)

Volume Standar (ml)

Konsentrasi Standar (

μ

g)

Absorbansi

1 427

0.102

2 854

0.201

3 1281

0.298

4 1708

0.395

5 2135

0.479

(34)

66

Lampiran 10. Kelarutan pati alami, RS tipe III dan RS tipe IV dari pati singkong

Sampel Ul.

A B C C-B

Kelarutan

(%)

Rata-rata

(%)

Pati

singkong

1a 1.0265 0.6091 1.5927 0.9836

4.18

4.20

1b 1.0033 0.5956 1.5566 0.9610

4.22

RS tipe III

1a 1.0089 0.5916 1.4755 0.8839 12.44

12.27

1b 1.0101 0.6317 1.5017 0.8800 12.09

RS tipe IV

1a 1.0682 0.5622 1.5924 1.0302

3.56

4.25

1b 1.0108 0.6080 1.5690 0.9610

4.93

Keterangan : A = bobot sampel kering (g)

B = bobot kertas saring (g)

C = bobot kertas saring dan endapan (g)

% kelarutan = A- (C-B) x 100%

(35)

67

s-RS4

L. plantarum

Parameter

Kadar (% w/v)

Rata-Rata (% w/v)

Ulangan 1

Ulangan 2

Asam format

n.d

Asam asetat

0.05

0.03

0.04

Asam propionat

n.d

(36)

(37)

(38)

70

Dietary Fiber

RS4 singkong

Ulangan Bobot

Sampel

(g)

Bobot kertas

(g)

Bobot

Kertas +

Endapan (g)

Kadar

Dietary Fiber

(%)

Rata-Rata

(%)

1 0.1075 0.6012 0.6128

8.84

8.72

2 0.1081 0.6123 0.6237

8.60

BL = 0.0021 g

% DF = (bobot

kertas+end

– bobot

kertas

) – BL x 100%

(39)

Tugas Akhir

RESISTANT STARCH TIPE III DAN TIPE IV PATI SINGKONG (Manihot esculenta

Crantz), SUWEG (Amorphophallus campanulatus), DAN UBI JALAR (Ipomoea batatas L.) SEBAGAI PREBIOTIK

Oleh:

Ribka Juliana / F24102094

ABSTRACT

Resistant starch (RS) is defined as the sum of starch and products of starch degradation not absorbed in the small intestine, thus can be fermented by colonic bacteria in large intestine. The starches from indigenous tubers are potential to be developed as RS. Viability of Lactic Acid

Bacteria (LAB), i.e. Bifidobacterium bifidum,Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei subsp.

rhamnosus, in the presence of resistant starch was determined during 24 hour incubation in

modified MRSB media and in water. Modified MRSB had the same composition with MRSB for commercial use but the glucose was replaced by RS from cassava starch(2.5%). The viability of LAB in modified MRSB was better than its viability in water that contained RS (p<0.05). There’s no significant difference between RS type III and RS type IV in stimulating the growth of LAB. The fermentation of RS type IV by LAB produced 0.04% acetic acid.

I. PENDAHULUAN

Prebiotik didefinisikan sebagai bahan makanan yang tidak dapat dicerna oleh usus manusia, tetapi dapat digunakan untuk mendorong pertumbuhan bakteri probiotik dalam usus besar sehingga dapat membantu meningkatkan kesehatan (Sievert dan Pomeranz, 1989; Shamai, Bianco-Peled, Shimoni, 2003). Frukto-oligosakarida (FOS), galakto-oligosakarida (GOS), dan inulin merupakan bahan prebiotik yang paling banyak dikenal.

Istilah resistant starch (RS) mulai diperkenalkan pada tahun 1980 oleh Hans Englyst yang menemukan bahwa ada beberapa pati yang tahan terhadap enzim amylase. EURESTA (European Flair Concerted Action

on Resistant Starch) mendefinisikan RS

sebagai sejumlah pati dan produk degradasi pati yang tidak diserap di usus kecil individu yang sehat (Euresta, 1992). Mengacu pada definisi tersebut, RS berpotensi untuk digunakan dalam mendorong pertumbuhan bakteri probiotik. RS tidak dapat dicerna usus halus (Sievert dan Pomeranz, 1989; Shamai, Boanco-Peled, Shimoni, 2003)sehingga dapat difermentasi oleh bakteri probiotik dalam usus besar.Brown et al. (1996) seperti yang dikutip oleh Sajilata et al. (2006) menyebutkan bahwa RS dapat mendukung pertumbuhan bakteri probiotik, seperti Bifidobacterium.

RS terdiri dari empat kategori, yaitu pati yang secara fisik terperangkap di antara dinding sel bahan pangan sehingga pati ini tidak dapat dicerna oleh enzim pencernaan (RS tipe I), granula pati yang secara alami tahan terhadap enzim pencernaan (RS tipe II), pati retrogradasi yang dihasilkan melalui proses pengolahan makanan (RS tipe III), dan pati yang dimodifikasi secara kimia (RS tipe IV) (Englyst et al., 1992; Scrabanja dan Kreft, 1998; Topping dan Clifton, 2001). Beberapa penelitian in vivo yang dilakukan pada hewan dan manusia menunjukkan bahwa RS memiliki potensi sebagai bahan prebiotik. Penelitian dengan menggunakan RS yang beramilosa tinggi menunjukkan bahwa granula-granula pati tersebut membentuk pola pelekatan yang khusus pada usus bagian atas, baik pada usus babi maupun usus manusia, dan diperkirakan dapat meningkatkan viabilitas dari probiotik dengan cara menyediakan permukaan bagi prebiotik untuk melekat (Topping, et al., 1997). Penelitian Brown, et al. (1998) menyebutkan bahwa tikus yang diberi ransum yang mengandung

Bifidobacterium longum hidup dan RS

(40)

pati yang dimodifikasi secara kimia (RS tipe 4). Penelitian secara in vitro menunjukkan bahwa bifidobakteria dapat melekat pada pati yang dimodifikasi dengan dengan metode asilasi, oktenilsuksinilasi, karboksimetilasi, dan suksinilasi. Pelekatan ini bervariasi untuk setiap galur bakteri yang digunakan. (Brown et al., 1998). RS tipe 2 dan RS tipe 4 memiliki potensi untuk berperan sebagai prebiotik (Bird, Brown, dan Topping, 2000).

Beberapa jenis pati, seperti pati pisang dan pati kentang mentah, secara alami mengandung RS yang cukup tinggi. Kadar RS pada pati dapat ditingkatkan dengan melakukan retrogradasi untuk menghasilkan RS tipe III ataupun modifikasi kimia untuk menghasilkan RS tipe IV. Singkong, ubi jalar, ubi cilembu, dan suweg merupakan empat jenis umbi-umbian lokal yang dapat digunakan sebagai bahan dasar dalam pembuatan RS. Dengan demikian, nilai tambah dari keempat umbi-umbian ini dapat ditingkatkan.

II. BAHAN DAN METODE

A. Bahan dan Alat

Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah singkong

(Manihot esculenta Crantz) dan ubi

cilembu yang diperoleh dari pasar tradisional di Bogor, suweg

(Amorphophallus campanulatus BL) yang

diperoleh dari Sumedang, dan ubi jalar putih (Ipomoea batatas L) yang diperoleh dari International Potato Center di Ciapus, Bogor. Bahan-bahan lain yang dipakai adalah NaOH 1 M, POCl3, HCl, enzim α-amilase (heat stable), enzim protease, dan enzim amyloglucosidase

dari Merck; etanol, 78%, 85%, dan 95%, aseton, DNS, NaK-tartarat, protease pepton, yeast extract, natrium asetat, MgSO4, MnSO4, dikalium fosfat, triamonium sitrat, NaOH padat, NaCl, CaCO3, Pb asetat, natrium fosfat, larutan Luff, larutan kalium iodida, natrium tiosulfat, indikator pati, KOH, iodin, isoamil alkohol, kristal timol, enzim pepsin, bufer pH 6.8, enzim pankreatin, natrium dodesilsulfat, H2SO4, standar asam format, standar asam asetat, standar asam propionat, standar asam butirat, dan aquades.

Alat–alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah neraca analitik, autoklaf, freeze dryer, freezer, lemari pendingin, oven, oven vakum, sentrifuge, spektrofotometer, pH meter, inkubator,

environmental orbital shaker, waterbath

shaker, hot plate, penyaring vakum,

whiteness meter, Brabender amilograf,

Anoxomat anaerobic jar, mikropipet, gelas piala, erlenmeyer, gelas ukur, gelas pengaduk, fial, manik-manik, tip, pisau, talenan, ember, kain saring, dan blender.

B. Metodologi

Tahapan penelitian meliputi: (1) Seleksi umbi dan (2) Seleksi RS dan seleksi BAL. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

È

Umbi

(Singkong, Suweg, Ubi Jalar Putih, Ubi Cilembu)

È

RS tipe III dan RS tipe IV

È

Jenis Umbi Terpilih

È

Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus

plantarum, Lactobacillus casei subsp.

rhamnosus È È @ Seleksi Umbi Ekstraksi Pati Pembuatan RS

Uji Daya Cerna & Rendemen

Seleksi RS

Inokulasi 5%

MRSB – dekstrosa + RS Air + RS

(41)

@

È

Analisis Fisiko Kimia

Analisis kadar RS

Derajat putih

Densitas kamba

Densitas padat

Uji Amilograf

Kadar Amilosa

Aktivitas air (aw)

Uji kelarutan dalam air

È

Jenis RS dan BAL terpilih

Analisis SCFA

Analisis Dietary Fiber

Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

1. Ekstraksi Pati

Umbi singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu diekstraksi patinya dengan metode ekstraksi basah. Umbi dikupas, dicuci, dihancurkan, diekstraksi dengan air (umbi: air=1:4), diendapkan, disaring, dikeringkan dengan oven (suhu 40oC), disaring dengan saringan 100 mesh. 2. Pembuatan RS Tipe III

RS tipe III dibuat dengan dengan metode Lehmann (2002). Pati disuspensikan dalam air (20% w/w), di-autoklaf selama 30 menit pada suhu 121oC, dididinginkan dan disimpan pada suhu 4o_{C selama 24 jam,} kemudian dikeringkan dengan freeze dryer.

3. Pembuatan RS Tipe IV

RS tipe IV dibuat dengan metode cross linking sebagai berikut: sebanyak 100 gram pati dilarutkan dalam 150 ml akuades, pH diatur sampai 10.5 dengan NaOH 5% sambil diaduk dengan kuat. Selanjutnya ditambah dengan POCl3 0.2% dari berat tepung, diinkubasi pada environmental orbital shaker (T = 40oC, kecepatan putaran 200 rpm, selama 2 jam), kemudian pH-nya diatur sampai 5.5 menggunakan HCl dan disaring dengan penyaring vakum. Endapan pati yang diperoleh dicuci dengan air 150 ml sebanyak 5 kali. Selanjutnya pati dikeringkan dalam oven vakum (50oC, 24 jam), digiling dan diayak.

4. Uji Prebiotik Secara In Vitro

a. Persiapan kultur BAL (Fardiaz, 1989)

BAL dibuka dari ampul dan disegarkan ke dalam 10 ml MRSB. MRSB tersebut kemudian dimasukkan ke dalam inkubator 370C selama 48 jam. Setelah 48 jam, BAL tersebut kembali disegarkan dengan mengambil 1 ml dari tabung MRSB lama ke tabung berisi MRSB baru. MRSB itu kemudian diinkubasi kembali selama 48 jam pada suhu 370C.

Metode ini dilakukan untuk setiap BAL (Lactobacillus

casei subsp. rhamnosus,

Lactobacillus plantarum, dan

Bifidobacterium bifidum) yang

digunakan. Bifidobacterium

bifidum penanganannya sedikit

berbeda karena bakteri ini hidup secara anaerobik (tanpa udara), maka inkubasi dilakukan dalam Anoxomat anaerobic jar. b. Uji viabilitas BAL

i) Persiapan Jumlah BAL

1 ml BAL dipindahkan ke dalam MRSB kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu 370C. Kemudian 1 ml BAL yang berumur 1 hari tersebut dipipet dan dimasukkan ke dalam larutan pengencer NaCl 0.85% 9 ml dan divorteks untuk memperoleh pengen-ceran 10-1. Selanjutnya dibuat pengenceran desimal sampai 10-7 dengan cara yang sama. Pemupukan dilakukan secara duplo pada pengenceran 10-5-10-8 de-ngan menggunakan media MRSA dalam cawan petri. Cawan petri selanjutnya diinkubasi pada suhu 370C dalam posisi terbalik. Perhitungan koloni di-lakukan setelah 48 jam berdasarkan metode ISO dan dinyatakan dalam CFU/ml.

(42)

N: Jumlah mikroba (CFU/ml)

∑c: Jumlah koloni dari semua cawan (25-250 koloni)

n1: Jumlah cawan pada pengenceran perta-ma (25-250 koloni)

n2: Jumlah cawan pada pengenceran kedua (25-250 koloni)

d: Tingkat pengenceran terendah

ii) Penumbuhan BAL dalam media RS

Disiapkan RS steril, air steril @50 ml/sampel dan MRSB tanpa dekstrosa (MRSB modifikasi) steril @50ml/sampel. Sebanyak 2.5 ml BAL yang berumur 1 hari dipipet dan dimasukkan ke dalam campuran larutan 50 ml MRSB modifikasi + 2.5% RS dan larutan 50 ml air steril + 2.5% RS. Larutan ini kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu 370_C.

Setelah inkubasi 24 jam, 1 ml larutan dipipet dan dimasukkan ke dalam larutan pengencer NaCl 0.85% 9ml dan divorteks untuk menda-patkan pengenceran 10-1.

Selan-jutnya dibuat pengenceran sampai 10-7 dengan cara yang sama. Pemupukan dilakukan pada pengenceran 10-5-10-8 dengan mengguna-kan media MRSA dalam cawan petri. Cawan pertri selanjutnya diinkubasi pada suhu 370C dalam posisi terbalik. Pemupukan dila-kukan duplo setiap pengenceran. Perhitungan koloni dilakukan setelah 48 jam berdasarkan metode ISO dan dinyatakan dalam CFU/ml.

C. Metode Analisis

1. Analisis Kadar Air (AOAC, 1984) 2. Rendemen

Pengukuran rendemen pati umbi singkong dihitung berdasarkan

perbandingan berat pati yang diperoleh terhadap berat singkong tanpa kulit yang dinyatakan dalam persen (%).

3. Uji Daya Cerna Pati (Muchtadi et al, 1992)

4. Kadar RS (Kim et al., 2003) 5. Derajat Putih

Pengukuran untuk warna RS dan pati alami dilakukan dengan menggunakan alat whiteness meter. Standar yang digunakan adalah MgO/BaSO4. Sebelum digunakan alat dikalibrasi terlebih dahulu, kemudian sampel dimasukkan ke dalam wadah dan diukur derajat putihnya.

6. Densitas Kamba (Khalil, 1999) 7. Densitas Padat (Khalil, 1999)

8. Kadar Amilosa (Metode Juliano, 1971 yang dimodifikasi)

9. Aktivitas Air (aw)

Pengukuran aktivitas air (aw) dilakukan dengan menggunakan alat aw meter ”Shibaura aw meter WA-360”.

10.Uji Kelarutan Dalam Air (Muchtadi dan Sumartha, 1992)

11.Uji Amilograf

Uji amilograf dilakukan dengan menggunakan alat Brabender amilograf.

12.Analisis Kadar Gula Metode Luff Schrool (SNI 01-2892-1992)

13.Analisis Dietary Fiber

14.Analisis Short Chain Fatty Acid Analisis SCFA dilakukan dengan menggunakan HPLC (High

Performance Liquid

Chromatography).

D. Pengolahan Data

Pengaruh jenis media dan jenis RS terhadap pertumbuhan bakteri dapat diketahui dengan menggunakan rancangan percobaan acak lengkap (RAL) faktorial. Program yang digunakan yaitu program SPSS (Statistical Package for

Social Sciences), metode ANOVA

(Analysis of Variance) dan uji lanjut

Duncan pada taraf kepercayaan 0.05.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. SELEKSI UMBI

(43)

singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu. Pemilihan umbi yang akan diuji potensi prebiotiknya didasarkan pada persentase daya cerna RS 4 dan rendemen pati. Tahap pertama dari seleksi umbi ini adalah ekstraksi pati dari keempat jenis umbi. Ekstraksi pati dilakukan dengan metode ekstraksi basah.

Rendemen pati dihitung sebagai persentase perbandingan bobot pati yang diperoleh hasil ekstraksi dengan bobot umbi setelah dikupas. Ubi jalar memiliki rendemen yang paling tinggi dibandingkan ketiga umbi yang lain, diikuti oleh singkong, ubi Cilembu, dan suweg. Rendemen keempat umbi tersebut relatif rendah jika dibandingkan dengan rendemen pati beberapa jenis umbi yang lain, seperti garut (13.44-17.52%), ganyong (17-18%), dan talas (16.78%) (Mariati, 2001; Damayanti, 2002; Ridal, 2003). Tabel 1 memperlihatkan rendemen dan kadar air (% bobot kering) pati singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu.

Tabel 1. Rendemen dan Kadar Air pati singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu

Jenis Umbi Rendemen (%)

Kadar Air (%bk)

Singkong 11.79 6.15

Suweg 6.12 9.23

Ubi Jalar Putih 14.47 8.69 Ubi Cilembu 11.76 8.20

Pati yang telah diekstraksi dari masing-masing umbi kemudian diretrogradasi untuk memperoleh RS tipe III. Retrogradasi terjadi karena kristalisasi kembali pati yang telah mengalami gelatinisasi. Pati disuspensikan di dalam air (20% w/v). Penelitian yang dilakukan oleh Edmonton dan Saskatoon (1998) pada RS tipe III dari beberapa jenis bahan, memperlihatkan bahwa kandungan RS tipe III mengalami peningkatan seiring dengan pertambahan konsentrasi pati sampai dengan 10% dan setelah itu mengalami penurunan. Meskipun demikian konsentrasi pati sampai dengan 20% masih menghasilkan RS tipe III dalam jumlah yang relatif tidak jauh berbeda dengan konsentrasi 10%, yaitu sekitar 6-8%, tergantung jenis pati yang digunakan.

Selama pembentukan gel kandungan air mempengaruhi pembengkakan granula pati dan pelepasan amilosa dari granula pati. Konsentrasi pati yang lebih rendah menyebabkan pembengkakan granula dan pelepasan amilosa yang lebih besar, namun rendahnya konsentrasi amilosa dalam suspensi akan membatasi pembentukan RS tipe III. Menurut Scrabanja et al.(1999), pembentukan RS tipe III dipengaruhi oleh perbandingan kadar amilosa dan amilopektin dan kondisi retrogradasi. Pati dengan kadar amilosa yang lebih tinggi akan membentuk lebih banyak RS tipe III (Escrapa et al., 1996). Akan tetapi, pada konsentrasi pati yang lebih tinggi, keterbatasan jumlah air akan menekan pembengkakan granula dan pelepasan amilosa. Dengan demikian, amilosa tidak akan dibebaskan dengan sempurna dari granula pati. Jadi, pembentukan RS tipe III, tidak hanya dipengaruhi oleh kandungan amilosa, tetapi juga dipengaruhi oleh pembengkakan granular dan pelepasan amilosa.

Setelah pati disuspensikan dalam air, suspensi tersebut di-autoklaf pada suhu 121o_{C selama 30 menit untuk} mengelatinisasi pati. Gelatinisasi granula pati melalui pengolahan panas sangat mempengaruhi kepekaannya terhadap hidrolisis enzimatis. Menurut Garcia-Alonso et al. (1999), gelatinisasi pati pada suhu 120oC selama 20 menit dan diikuti dengan pendinginan di suhu ruang akan menghasilkan RS yang cukup tinggi. Berbagai kombinasi waktu dan suhu telah digunakan dalam pembuatan RS tipe III dari berbagai sumber pati. Bahkan untuk pati-pati yang memiliki kadar amilosa normal, pemasakan pada suhu di atas 100oC dapat meningkatkan kadar RS tipe III yang dihasilkan.

(44)

30oC memiliki pengaruh yang kecil terhadap kandungan RS tipe III pada gel pati. Peningkatan suhu penyimpanan dari 30oC sampai 60oC menghambat pembentukan RS tipe III di dalam gel pati (Edmonton dan Saskatoon, 1998).

RS tipe III yang telah dibuat dari pati singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu kemudian diukur daya cernanya dengan menggunakan enzim α-amilase. Prinsip dari pengujian ini adalah pengukuran jumlah maltosa hasil hidrolisis pati oleh enzim α-amilase. Daya cerna pati sampel dinyatakan sebagai persen relatif terhadap standar pati murni (soluble

starch). Hasil pengukuran daya cerna RS

[image:44.612.348.508.196.271.2]

tipe III dari keempat umbi dapat dilihat di Tabel 2.

Tabel 2. Daya Cerna RS tipe III

Jenis Umbi

Daya Cerna (%)

Ulangan 1 Ulangan 2 Rata-rata Singkong 55.85 51.72 53.78

Suweg 92.55 87.52 90.04

Ubi jalar putih

44.33 32.19 38.26

Ubi Cilembu

34.09 25.50 29.79

Data yang diperoleh dari hasil pengujian daya cerna memiliki perbedaan yang cukup jauh antar tiap ulangan untuk sampel yang sama, khususnya nilai daya cerna RS tipe III dari ubi jalar putih dan ubi Cilembu. Hasil ini disebabkan karena sampel yang digunakan, tidak dapat tersuspensi dengan sempurna di dalam air. Hal ini menyebabkan hasil analisis tidak akurat karena sampel yang diambil tidak homogen. Untuk itu, dilakukan pengujian daya cerna RS tipe IV dalam memilih umbi yang akan digunakan dalam uji potensi prebiotik.

Modifikasi pati dengan ikatan silang menggunakan fosforus oksiklorida (POCl3) sebagai reagen dilakukan untuk memperoleh pati dengan kandungan RS tipe IV. Modifikasi dengan ikatan silang juga bisa dilakukan dengan menggunakan reagen-reagen lain, seperti sudium trimetafosfat atau anhidrid asam asetat dan asam dikarboksilat. POCl3 dipilih karena relatif lebih murah dan lebih mudah diperoleh daripada reagen yang lain. Reaksi antara pati dengan POCl3 dilakukan pada kondisi basa, fosfat yang

ada dalam POCl3 akan membentuk jembatan fosfat yang resisten terhadap enzim amilolitik.

[image:44.612.147.316.285.407.2]

RS tipe IV digunakan sebagai sampel dalam pengujian daya cerna karena relatif lebih sempurna tersuspensi di dalam air dan dengan demikian, sampel yang diambil lebih homogen. Hasil pengujian daya cerna RS tipe IV diperlihatkan di Tabel 3.

Tabel 3. Daya Cerna RS tipe IV

Jenis Umbi Daya Cerna (%)

Singkong 21.20 Suweg 17.72 Ubi jalar putih 38.11

Ubi Cilembu 25.69

Meskipun daya cerna suweg adalah yang paling rendah di antara semua sampel yang ada (17.72%), namun rendemennya hanya sebesar 6.12%. Dengan pertimbangan tersebut, RS tipe III dan RS tipe IV yang dipilih untuk diuji potensi prebiotiknya adalah RS dari pati singkong. Daya cerna RS tipe IV pati singkong tidak terlalu jauh berbeda dengan daya cerna RS tipe IV pati suweg, sedangkan rendemen pati singkong adalah yang tertinggi di antara ketiga umbi yang lainnya.

B. SELEKSI JENIS RS

Penelitian tahap kedua meliputi seleksi jenis RS pati singkong berdasarkan sifat fisiko kimianya dan kemampuannya dalam membantu viabilitas BAL.

1. Analisis Fisiko-Kimia RS Tipe III dan RS Tipe IV

Analisis sifat fisik yang dilakukan pada RS tipe III dan tipe IV dari pati singkong meliputi analisi kadar RS, derajat putih, densitas kamba, densitas padat, uji amilograf, kadar amilosa, aw, dan uji kelarutan dalam air. Hasil analisis tersebut terangkum dalam Tabel 4.

a. Kadar Resistant Starch (RS)

(45)

[image:45.612.137.322.86.320.2]

Tabel 4. Sifat Fisik Pati Alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari Pati Singkong

Parameter Pati

Alami RS tipe III RS tipe IV

Kadar RS (% bb) 4.33 6.52 4.28 Derajat putih (%) 106.80 74.45 110.60 Densitas kamba (g/ml) 0.67 0.72 0.63 Densitas padat (g/ml) 0.88 0.81 0.84 Kadar amilosa (% bb) 27.32 26.54 29.42

aw 0.308 0.563 0.365

Uji kelarutan dalam air (% bb)

4.20 12.27 4.25

Uji Amilograf Suhu Awal Gelatinisasi (o C)

69 51 67.5

Suhu Puncak Gelatinisasi

(o

C)

84 60 84

Viskositas maksimum

(BU)

1.420 790 1.550

Gula Pereduksi (% bb) 0.07 0.23 0.16

Kandungan RS tipe III dalam bahan pangan umumnya rendah dan dapat ditingkatkan sampai 3% melalui proses pengolahan seperti pemanggangan ataupun ekstrusi. Kandungan RS tipe III dapat ditingkatkan dengan memanaskan dan mendinginkan secara berulang pati yang telah tergelatinisasi (Edmonton dan Saskatoon, 1998). Berry (1986) melaporkan bahwa debranching

amilopektin kentang dengan pululanase sebelum retrogradasi pati dapat meningkatkan kadar RS tipe III. Hal ini berkenaan dengan semakin banyaknya rantai linier pati yang dihasilkan dari

debranching. Haralampu (2000)

menyebutkan bahwa dalam pengembangan produk RS komersial akan sangat baik untuk memulai dengan pati alami yang kandungan amilosanya tinggi. Proses retrogradasi terbukti menaikkan kadar RS pati sebesar 33.59%, yaitu dari 4.33% menjadi 6.52%.

Berbeda dengan RS tipe III, reaksi ikatan silang yang bertujuan untuk membentuk RS tipe IV, tampaknya tidak memberikan peningkatan terhadap kadar RS. Pati yang dimodifikasi dengan ikatan silang bahkan

memiliki kadar RS yang sedikit lebih rendah daripada pati alami. Hal ini disebabkan karena konsentrasi fosfor oksiklorida yang ditambahkan tidak cukup banyak sehingga reaksi tidak berlangsung dengan sempurna.

Pembuatan pati termodifikasi dengan konsentrasi

fosfor 0.4 – 0.5% telah dilakukan oleh Woo et al. (1999) dan pati

termodifikasi tersebut mengandung pati yang lambat

dicerna (slowly digested starch) dan RS tipe IV. RS tipe IV yang dibuat dari pati jagung tinggi amilosa (high amylose maize

starch) saat ini digunakan sebagai

bahan tambahan pangan di Uni Eropa (Sajilata et al., 2006).

b. Derajat putih

Warna merupakan salah satu parameter pentin