PENDAHULUAN
Latar Belakang
Karbohidrat merupakan senyawa organik yang jumlahnya paling banyak dan bervariasi dibandingkan dengan senyawa organik lainnya yang terdapat di alam.
Sumber utama karbohidrat, diantaranya adalah serealia (contoh gandum, jagung, beras, dan sorgum), biji-bijian (contoh kacang merah, kacang kedelai, dan kacang hijau), umbi-umbian (contoh ubi kayu, ubi jalar, dan kentang), buah-buahan, sayur- sayuran, susu, dan lain-lain. Karbohidrat juga merupakan sumber energi utama dalam kehidupan manusia. Karbohidrat menyediakan sekitar 40-75% asupan energi dan memberikan nilai energi sebesar 4 Kkal/gram (Kusnandar, 2011).
Pangan (makanan) yang mengandung karbohidrat dapat dibedakan menjadi 2 golongan, yaitu pangan (makanan) dengan kandungan karbohidrat sederhana (contoh gula pasir, permen, minuman ringan, beberapa jenis produk bakery, dan makanan yang diolah dengan panas yang tinggi) dan pangan (makanan) dengan kandungan karbohidrat kompleks (contoh biji-bijian, umbi-umbian, serealia, dan kacang-kacangan). Kebiasaan mengonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat, terutama makanan dengan jumlah karbohidrat sederhana yang tinggi tidak selalu berdampak baik bagi kesehatan. Hal ini disebabkan karena pankreas akan kelelahan ketika harus memroses karbohidrat sederhana dalam jumlah besar, sehingga tidak semua karbohidrat diproses menjadi energi. Sebagian karbohidrat akan tetap menjadi gula darah yang mengendap di dalam darah. Hal ini akan menimbulkan penyakit diabetes dan kegemukan. Data statistik jumlah penderita
1
diabetes di dunia versi WHO pada tahun 2000 dan proyeksi jumlah penderita diabetes dunia pada tahun 2030 peringkat 1 sampai 5 dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data statistik penderita diabetes
No. Negara Tahun 2000 Tahun 2030 Growth
1. India 31.705.000 79.441.000 151%
2 China 20.757.000 42.321.000 104%
3. USA 17.702.000 30.312.000 71%
4. Indonesia 8.426.000 21.257.000 152%
5. Jepang 6.765.000 8.914.000 32%
Sumber : Indodiabetes, 2012
Berdasarkan hal tersebut, maka dibutuhkan makanan yang tidak hanya menghasilkan energi yang besar tetapi juga memberikan pengaruh yang baik bagi kesehatan. Dewasa ini, kesadaran masyarakat terhadap kesehatan melalui diet semakin meningkat. Salah satu komponen pangan yang menjadi sorotan yaitu pati resisten atau pati tahan cerna (Resistant Starch).
Pati resisten merupakan jenis pati yang tidak tercerna dalam sistem pencernaan manusia (tahan terhadap hidrolisis enzim pencernaan amilase dan perlakuan pulunase secara in vitro) yang memiliki sifat fisiologis yang unik yang dapat digunakan untuk meningkatkan serat pangan dengan sedikit perubahan dari penampakan dan sifat organoleptiknya (Wikipedia, 2011). Pati resisten sulit dicerna di usus halus sehingga pati ini memiliki sifat yang mirip seperti serat makanan yang langsung masuk ke usus besar dan sedikit terfermentasi oleh mikroflora di dalam usus besar dan memberikan pengaruh positif terhadap koloni di dalam usus meningkatkan jumlah produksi bakteri baik (Fuentes-Zaragoza, et al., 2010).
Pati resisten dapat dikelompokkan menjadi 4 tipe. Pati tipe pertama (RS I) yaitu pati yang terperangkap di dalam jaringan seperti pada serealia dan biji-bijian.
Pati tipe kedua (RS II) merupakan granula pati yang tidak tercerna oleh enzim
pencernaan seperti pati pada pisang mentah, kentang mentah, dan tepung jagung. Pati tipe ketiga (RS III) adalah pati yang terbentuk dari hasil retrogradasi pati. Pati tipe keempat (RS IV) adalah pati hasil modifikasi kimia (Kusnandar, 2011).
Pati termodifikasi tipe RS III dan RS IV dapat diperoleh dengan beberapa cara pengolahan. Proses pengolahan tersebut dikelompokkan menjadi 3 proses modifikasi, yaitu proses fisik, proses kimia, dan proses biokimia. Proses fisik dapat dilakukan dengan beberapa cara pengolahan, seperti pregelatinisasi, HMT (heat moisture treatment), pemasakan dengan uap (steam cooking), pemasakan dengan uap
bertekanan tinggi (autoclaving), parboiling, pemanggangan (baking), dan ekstruksi (Siljestrom dan Asp, 1985; Kusnandar, 2011).
Proses modifikasi secara kimia dapat dilakukan dengan berbagai proses, seperti ikatan silang (crosslinking), substitusi, hidrolisis asam, dan kombinasi ikatan silang dengan substitusi (Kusnandar, 2011). Sedangkan proses modifikasi pati secara biokimia dapat dilakukan dengan menambahkan enzim atau mikroba penghasil enzim (Herawati, 2010).
Menurut Okoniewska dan Witwer (2007), pati resisten di dalam usus halus dapat menurunkan respon glikemik dan insulemik pada penderita diabetes, penderita hiperinsulemik, dan penderita disiplidemia. Pati resisten akan sampai di usus besar tanpa mengalami perubahan dan berkontribusi sebagai serat pangan. Pati resisten memiliki banyak manfaat selain perannya sebagai serat pangan dan mencegah kenaikan gula darah. Di dalam usus besar, pati resisten akan terfermentasi oleh bakteri anerobik. Proses fermentasi tersebut juga banyak memberikan efek positif bagi kesehatan manusia.
Proses fermentasi pati resisten yang terjadi di usus besar menghasilkan asam lemak rantai pendek (butirat) yang lebih tinggi dan menurunkan pH di usus besar sehingga pertumbuhan bakteri pathogen dapat terhambat. Proses fermentasi tersebut terjadi secara sempurna dan fermentasi ini akan menstimulasi kolonisasi Lactobacillus dan Bifidobacteria. Fermentasi yang terjadi tidak menghasilkan gas dalam jumlah yang besar dan juga dapat menurunkan toksisitas air fekal. Selain itu, proses fermentasi yang terjadi di usus besar akan menurunkan jumlah asam empedu sekunder, meningkatkan penyerapan magnesium dan kalsium, meningkatkan rasa kenyang dengan adanya peningkatan ekspresi genetik penstimulasi rasa kenyang yang dihubungkan pada hormone GLP-1dan PYY di dalam usus besar, memperbaiki sensitifitas hormon insulin, menstimulasi sistem imun, menurunkan faktor resiko kanker kolon (Harmayani, 2008).
Pati resisten bersifat mudah mengikat dan memerangkap air. Hal ini menyebabkan kadar air feses akan tetap terjaga sehingga mencegah terjadinya sembelit. Selain itu, pati resisten juga memiliki efek hipoglikemik dan hipokolesterolemik, menghambat akumulasi lemak, dan mengurangi pembentukan batu empedu (Sajilata, et al., 2006).
Ubi kayu (Manihot esculenta) merupakan sejenis tanaman umbi-umbian yang mengandung karbohidrat tinggi dengan kadar amilosa yang rendah dan amilopektin yang tinggi sehingga dapat dijadikan bahan makanan sumber karbohidrat sebagai pengganti beras (Rismayani, 2007). Ubi kayu memiliki sifat fungsional yaitu kandungan pati resisten yang dapat diperoleh melalui proses pengolahan.
Pada penelitian ini, perlakuan modifikasi dilakukan dengan dua macam proses modifikasi, yaitu proses fisik dan proses kimia. Proses modifikasi fisik
dilakukan dengan cara autoclaving pada suhu 110oC dan 121oC, sedangkan perlakuan modifikasi kimia dilakukan dengan cara perlakuan asam, yaitu dengan penambahan HCl 1% dan 2%. Perlakuan modifikasi ini dilakukan pada empat varietas ubi kayu khas Sumatera Utara, yaitu ubi kayu ketan, ubi kayu kuning, ubi kayu gunting saga, dan ubi kayu roti.
Karakteristik fisik, kimia, dan fungsional pati ubi kayu berhubungan erat dengan jenis, umur panen, dan tempat tanam ubi kayu (Chatakanonda, et al., 2003). Ubi kayu dari jenis yang berbeda akan menghasilkan karakteristik pati ubi kayu yang berbeda. Teknik pengolahan (proses modifikasi) pati dalam hal ini pati alami ubi kayu juga akan mempengaruhi karakteristik pati resisten yang dihasilkan (Sajilata, et al., 2006).
Lebih lanjut karakteristik pati ubi kayu termodifikasi tersebut dapat mempengaruhi bagaimana pemanfaatan pati tersebut sebagai sumber bahan baku untuk olahan pangan. Pati resisten tipe III memiliki sifat yang stabil terhadap panas pada proses pengolahan sehingga baik digunakan sebagai bahan (ingridien) pada berbagai macam makanan konvensional (Harmayani, 2008).
Pati resisten yang dimodifikasi secara fisik baik digunakan untuk produk roti tawar, bubur instan, memperbaiki tekstur pada pembuatan cake, muffins atau brownies, meningkatkan kerenyahan (crispness) permukaan produk pangan yang diolah dengan menggunakan suhu tinggi seperti waffles dan toaste, meningkatkan ekspansi produk pangan ekstrusi seperti snack dan sereal
(Anggi, 2011; Sajilata, et al., 2006). Pati resisten yang dimodifikasi secara kimia baik digunakan produk makanan beku, bahan pengisi pie, bakery, puding, sup, saos, salad dressing, gum candy (Hustiany, 2006; Smith, 1982). Sejauh ini data
tentang produksi dan karakteristik pati resisten dari ubi kayu lokal di Sumatera Utara belum banyak diperoleh. Dengan demikian penelitian ini bertujuan untuk mengkaji produksi dan karakteristik pati resisten dari ubi kayu jenis lokal di Sumatera Utara.
Perumusan Masalah
Karbohidrat merupakan sumber energi terbaik dibandingkan lemak dan protein. Akan tetapi, banyak sekali masalah-masalah kesehatan yang timbul akibat mengonsumsi karbohidrat seperti obesitas, diabetes, dan lain-lain. Karbohidrat sederhana seperti gula meja (gula pasir, sukrosa) akan menimbulkan peningkatan kadar gula darah yang cepat apabila dikonsumsi dalam jumlah besar karena penyerapan glukosa oleh usus halus juga terjadi dalam waktu yang cepat sehingga jumlah glukosa yang dialirkan ke darah akan banyak dalam waktu yang singkat.
Proses pencernaan karbohidrat kompleks membutuhkan waktu antara 1 sampai 4 jam untuk sampai ke usus halus sehingga kadar gula dalam darah juga lebih terkontrol.
Walaupun karbohidrat kompleks dapat mencegah peningkatan gula darah, tetapi mengonsumsi karbohidrat dalam jumlah besar juga akan menyebabkan kegemukan.
Oleh sebab itu, dibutuhkan bahan pangan yang tidak memberikan dampak yang buruk bagi kesehatan.
Salah satu bentuk karbohidrat kompleks adalah pati resisten yaitu jenis pati yang tidak tercerna dalam sistem pencernaan manusia yang memiliki sifat fisiologis yang unik yang dapat digunakan untuk meningkatkan serat pangan dengan sedikit perubahan dari penampakan dan sifat organoleptiknya. Pati resisten tersebut akan dihasilkan melalui proses pengolahan pati seperti proses fisik, proses kimia, dan proses biokimia.
Ubi kayu merupakan bahan pangan lokal yang ternyata tidak hanya mengandung pati biasa dalam jumlah besar tetapi juga memiliki sifat fungsional yang sangat bermanfaat bagi manusia. Sifat fungsional yang penting pada pati ubi kayu di antaranya adalah kandungan pati resisten yang sifatnya mirip dengan serat pangan.
Kandungan dan karakteristik pati resisten ubi kayu akan berbeda-beda untuk masing- masing varietas. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian tentang proses produksi pati resisten dan karakteristik pati resisten dari berbagai varietas ubi kayu, dalam hal ini adalah varietas ubi kayu yang banyak ditanam di Sumatera Utara yaitu ubi kayu ketan, ubi kayu kuning, ubi kayu gunting saga, dan ubi kayu roti.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari karakteristik pati alami dari empat varietas ubi kayu yang ada di Sumatera Utara yaitu ubi kayu ketan, ubi kayu kuning, ubi kayu gunting saga dan ubi kayu roti, mempelajari pengaruh proses fisik dan proses kimia terhadap produksi pati resisten pada empat varietas ubi kayu, dan untuk mengetahui karakteristik pati modifikasi yang dihasilkan dari beberapa proses modifikasi pati pada empat varietas ubi kayu.
Kegunaan Penelitian
Penelitian ini berguna untuk mendapatkan data penyusunan skripsi sebagai salah satu syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai sumber informasi ilmiah dan rekomendasi baik bagi pemerintah maupun pihak industri dalam memanfaatkan ubi kayu sebagai bahan pangan yang sehat serta menunjang ketahanan pangan nasional melalui diversifikasi pangan. Pati
modifikasi yang dihasilkan juga dapat menjadi peluang sebagai bahan baku bagi industri pangan fungsional sehingga mendorong munculnya produk-produk ubi kayu yang lebih beragam dan mendorong berkembangnya industri berbahan pati resisten ubi kayu. Hal ini pada akhirnya akan dapat meningkatkan nilai jual komoditas ubi kayu dan meningkatkan pendapatan petani ubi kayu.
Hipotesis Penelitian
Varietas ubi kayu, proses modifikasi pati ubi kayu (proses fisik dan proses kimia), serta interaksi antara varietas dan proses modifikasi pati berpengaruh terhadap produksi pati resisten.
