i
EFEK HIPOGLIKEMIK TEPUNG KOMPOSIT GANYONG
(
Canna edulis) DAN KORO GLINDING (
Phaseolus lunatus) PADA
TIKUS DIABETES INDUKSI STREPTOZOTOCIN
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan
Oleh :
PIPIT SETIA KARTIKA DEWI
H 0912098
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan berkat, anugrah, kasih, hikmat, bimbingan, kekuatan, kesabaran dan penyertaan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Efek Hipoglikemik Tepung Komposit Ganyong (Canna edulis) dan Koro Glinding (Phaseolus
lunatus) pada Tikus Diabetes Induksi Streptozotocin”. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh mahasiswa untuk mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S-1) pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si selaku Ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian.
3. Dian Rachmawanti Affandi, S.TP., M.P. selaku Pembimbing Utama Skripsi yang telah memberikan pengetahuan, bimbingan, selalu sabar dan menyediakan waktu selama konsultasi penelitian dan penyusunan skripsi saya sehingga dapat terselesaikan dengan baik.
4. Dwi Ishartani, S.TP., M.Si. selaku Pembimbing Pendamping Skripsi, yang telah berkenan membimbing, memberikan pengetahuan, dan arahan kepada saya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.
5. Danar Praseptiangga, S.TP., M.Sc., Ph.D. selaku Dosen Penguji Skripsi, yang telah memberikan masukan, pengetahuan dan bimbingan selama penyusunan skripsi sehingga dapat terselesaikan dengan baik.
6. Ir. Kawiji, M.P. selaku pembimbing akademik yang baik, sabar dan selalu memberikan motivasi bagi saya selama 4,5 tahun ini.
7. Bapak dan Ibu Dosen Prodi Ilmu Teknologi Pangan serta seluruh staff Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta atas segala bantuan selama masa perkuliahan saya.
iv
Achmad Ridwan A., S.TP., M.Sc.), yang sudah memberikan kesempatan kepada saya untuk berkontribusi langsung dalam penelitian ini serta membiayai dana penelitian skripsi saya.
9. Sri Liswardani, SP., Pak Slameto, Mbak Dinda, Pak Giyo, Pak Joko, Pak Yuli (Laboran PAU UGM) terima kasih banyak atas segala bantuannya.
10.Skripsi ini saya persembahkan kepada kedua orang tua saya, Bapak Yosep Ariyanto dan Ibu Sulastri, yang telah membesarkan dan mendidik saya. Hanya dengan dukungan mereka, saya dapat melanjutkan pendidikan saya hingga perguruan tinggi, serta terima kasih saya ucapkan untuk Kakak dan Adik saya, Purbo Widati, S.Sos dan Ria Melati.
11.Teman-teman Tim Riset Kece Komposit 2015-2016 (Mas Rachmat Adi, Mas Adi Sutakwa, Andy Imam N., Harwati, Nurul Retnosari, Anisha Ayuning T., Wandansari, Farida R., Rohmah Fitri U.), terimakasih banyak atas bantuan dan kerjasamanya dalam penelitian ini.
12. “Partner” sekaligus sahabat, Ardi Jalu Seta Buana, yang selalu memberikan semangat dan bantuan dalam menyelesaikan skripsi saya.
13.Sahabat Kosan Food (Shafa Farrasanti, Praditya Agustin W., Martha Arum N.), 12 STP (Mba Pit, Nenda, Esti Nanda, Iga, Kokom, Nia, Jely, Memey), keluarga besar ITP 2012 yang tidak bisa disebutkan satu per satu, adik-adik ITP 2013, serta teman-teman yang lain tidak dapat disebutkan satu per satu.
14.Semua pihak yang telah membantu kelancaran penyusunan skripsi ini dalam bentuk apapun yang tidak dapat disebut satu per satu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, November 2016
v
B. Perumusan Masalah ... 4
C. Tujuan Penelitian ... 5
D. Manfaat Penelitian ... 5
II. LANDASAN TEORI ... 6
A. Tinjauan Pustaka ... 6
1. Tepung Ganyong ... 6
2. Tepung Koro Glinding ... 9
3. Tepung Komposit Ganyong dan Koro Glinding ... 13
4. Diabetes Mellitus ... 14
5. Peran Insulin, Mekanisme Sekresi Insulin, dan Histopatologi Pankreas 16 6. Streptozotocin (STZ) ... 22
7. Serat Pangan ... 25
8. Pati Resisten ... 27
9. Antioksidan ... 29
B. Kerangka Berpikir ... 32
C. Hipotesis ... 33
III. METODE PENELITIAN ... 34
A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 34
vi
1. Bahan ... 34
2. Alat ... 35
C. Tahapan Penelitian ... 35
1. Pembuatan Tepung Ganyong ... 35
2. Pembuatan Tepung Koro Glinding ... 36
3. Pembuatan Tepung Komposit Ganyong dan Koro Glinding ... 37
4. Adaptasi Tikus ... 40
5. Induksi Streptozotocin (STZ) ... 42
6. Pemberian Diet Tepung Komposit Ganyong dan Koro Glinding ... 42
7. Pengamatan Parameter ... 43
D. Rancangan Penelitian dan Analisa Data ... 45
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 47
A. Pengaruh Diet Tepung Komposit Ganyong dan Koro Glinding terhadap Penurunan Kadar Glukosa Darah Tikus Diabetes ... 47
B. Pengaruh Diet Tepung Komposit Ganyong dan Koro Glinding terhadap Asupan Pakan Tikus Diabetes ... 57
C.Pengaruh Diet Tepung Komposit Ganyong dan Koro Glinding terhadap Berat Badan Tikus Diabetes ... 60
D. Pengaruh Diet Tepung Komposit Ganyong dan Koro Glinding terhadap Histopatologi Pulau Langerhans dengan Pewarnaan HE (Hematoksilin-Eosin) Tikus Diabetes ... 66
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 71
DAFTAR PUSTAKA ... 72
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakteristik Kimia dan Fungsional Tepung Ganyong Putih ...7
Tabel 2.2 Perbandingan Karakteristik Kimia dan Fungsional Biji Koro Glinding (Phaseolus lunatus), Koro Benguk (Mucuna pruriens L.), dan Kedelai ...10
Tabel 2.3 Karakteristik Kimia dan Fungsional Tepung Koro Glinding (Phaseolus lunatus) ...12
Tabel 2.4 Karakteristik Kimia dan Fungsional Tepung Komposit Ganyong (Canna edulis) 55% dan Koro Glinding (Phaseolus lunatus) 45% ...13
Tabel 3.1 Komposisi pakan standar tikus AIN-93M ...41
Tabel 3.2 Metode Analisa Parameter ...43
Tabel 4.1 Kadar Glukosa Darah Tikus (mg/dl) selama Perlakuan ...47
Tabel 4.2 Berat Asupan Pakan Tikus (g) Selama Perlakuan ...57
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mekanisme Insulin dan Glukagon dalam Mengatur Kadar Glukosa
Darah ... 17
Gambar 2.2 Sekresi Insulin oleh Rangsangan Glukosa ... 19
Gambar 2.3 Sel Pankreas Tikus Normal (A) dan Diabetes (B) dengan Pewarnaan Hematoksilin-Eosin (HE) ... 21
Gambar 2.4 Sel Pankreas Tikus Normal (A) dan Diabetes (B) dengan Pewarnaan Immunohistokimia ... 21
Gambar 2.5 Mekanisme aksi sitotoksik streptozotocin dan aksi proteksi NA pada sel β ... 24
Gambar 2.6 Mekanisme reaksi antioksidan dengan radikal bebas ... 29
Gambar 3.1 Proses Pembuatan Tepung Ganyong ... 38
Gambar 3.2 Proses Pembuatan Tepung Koro Glinding ... 39
Gambar 3.3 Proses Pembuatan Tepung Komposit Ganyong dan Koro Glinding ... 40
Gambar 3.4 Skema Penelitian ... 46
Gambar 4.1 Perubahan Kadar Glukosa Darah Tikus (mg/dl) Selama Perlakuan ... 49
Gambar 4.2 Skema penyerapan dari pangan yang memiliki IG rendah (A) dan tinggi (B) pada saluran pencernaan (atas) beserta kurva respon glukosa dalam darah (bawah) ... 53
Gambar 4.3 Perubahan Berat Asupan Pakan (g) Selama Perlakuan... 59
Gambar 4.4 Perubahan Berat Badan Tikus (g) Selama Perlakuan ... 62
Gambar 4.5 Perbandingan Berat Asupan Pakan dan Berat Badan Tikus ... 64
ix
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1. PERHITUNGAN DOSIS TEPUNG KOMPOSIT ... 82
LAMPIRAN 2. PROSEDUR ANALISA ... 83
1. Pengukuran Kadar Glukosa Darah Tikus ... 83
2. Pengamatan Histopatologi Pankreas ... 84
LAMPIRAN 3. KADAR GLUKOSA DARAH TIKUS ... 89
1. Glukosa Darah Tikus Hasil SPSS ... 89
LAMPIRAN 4. ASUPAN PAKAN TIKUS ... 92
1. Asupan Pakan Tikus Hasil SPSS ... 92
LAMPIRAN 5. BERAT BADAN TIKUS ... 94
1. Berat Badan Tikus Hasil SPSS ... 94
LAMPIRAN DOKUMENTASI PENELITIAN ... 97
1. Pembuatan Tepung Ganyong ... 97
2. Pembuatan Tepung Koro Glinding ... 97
3. Tepung Komposit Ganyong dan Koro Glinding ... 98
4. Pembuatan Pakan Standar ... 98
5. Induksi STZ ... 98
6. Pemeliharaan Tikus ... 98
7. Pengukuran Berat Badan dan Sisa Pakan Tikus ... 99
8. Pengambilan Sampel Darah Tikus ... 99
9. Pengukuran Kadar Glukosa Darah ... 99
10. Proses Pengambilan Pankreas ... 100
11. Pewarnaan Hematoksilin-Eosin (HE) ... 100
x
EFEK HIPOGLIKEMIK TEPUNG KOMPOSIT GANYONG (Canna edulis) DAN KORO GLINDING (Phaseolus lunatus) PADA TIKUS
DIABETES INDUKSI STREPTOZOTOCIN
PIPIT SETIA KARTIKA DEWI H 0912098
Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta
RINGKASAN
Prevalensi penderita diabetes mellitus (DM) di Indonesia diperkirakan meningkat menjadi 21,3 juta jiwa pada tahun 2030 dan 90% dari seluruh penyandang diabetes merupakan DM tipe 2. Pengaturan makanan sangat diperlukan untuk memperbaiki keadaan hiperglikemia pada penderita DM tipe 2. Dosis 35 g/hari serat pangan dalam tepung komposit ganyong dan koro glinding (55:45) dapat menurunkan kadar glukosa serum darah. Tepung komposit ini juga mengandung senyawa fungsional lain seperti antioksidan dan pati resisten yang juga berfungsi untuk menjaga kadar glukosa darah tetap normal.
Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi efek tepung komposit pada kadar glukosa serum darah, berat badan, asupan pakan, dan histopatologi pankreas tikus diabetes induksi streptozotocin (STZ). Sebanyak 30 tikus jantan Sprague-Dawley (±2 bulan, ±200 gram), dibagi menjadi 3 kelompok (@10 tikus), yaitu (1) non-diabetes pakan standar (ND-STD), (2) diabetes (induksi STZ 65 mg/kg BB) pakan standar (D-STD), dan (3) diabetes pakan standar + tepung komposit (4,1850 g/ 200 g BB/ hari) (D-TK). Diet tepung komposit diberikan selama 4 minggu (setelah 5 hari induksi STZ). Kadar glukosa serum diukur dengan metode GOD-PAP pada saat sebelum dan setelah induksi STZ, serta setiap 1 minggu sekali selama 4 minggu. Berat badan dan asupan pakan ditimbang untuk mengetahui ada tidaknya efek samping dari konsumsi tepung komposit. Sedangkan histopatologi pankreas untuk mengamati keadaan sel pulau Langerhans tikus diabetes dengan diet tepung komposit.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar glukosa serum tikus D-TK lebih rendah dibandingkan tikus D-STD (p <0,05). Berat badan tikus D-STD menurun nilainya dibandingkan tikus D-TK (p <0,05). Asupan pakan antara tikus ND-STD dan D-TK tidak berbeda nyata (p <0,05). Hal tersebut menunjukkan bahwa tepung komposit dapat menurunkan kadar glukosa serum darah tikus diabetes dan tidak memberikan efek samping pada berat badan dan asupan pakan tikus diabetes. Tikus D-TK tmengalami perbaikan kondisi pulau Langerhans dibandingkan tikus D-STD.
xi
HYPOGLYCEMIC EFFECT OF COMPOSITE FLOUR CANNA (Canna edulis) AND LIMA BEAN (Phaseolus lunatus) IN
STREPTOZOTOCIN-DIABETIC RATS
PIPIT SETIA KARTIKA DEWI H 0912098
Department of Food Science and Technology Faculty of Agriculture Sebelas Maret University Surakarta
SUMMARY
The prevalence of diabetes mellitus (DM) in Indonesia has estimated to increase to 21.3 million by 2030 and 90% of all people with diabetes is type 2 diabetes. Dietary is needed to improve the state of hyperglycemia in patients with type 2 diabetes. Dosage 35 g/day of dietary fiber in the composite flour of canna and lima bean (55:45) can decrease the blood serum glucose levels. The composite flour also contains other functional compounds such as antioxidants and resistant starch which also serves to keep blood glucose levels remain normal.
The effect of composite flour diet on serum glucose levels, food consumption, body weight, and histopathology of the pancreas of streptozotocin (STZ)-diabetic rats was evaluated. Thirty male Sprague-Dawley rats aged ± 2 months (± 200 grams), were divided into three groups of ten rats. They were (1) non-diabetic standard diet (ND-STD), (2) diabetic (65 mg/kg of body weight by STZ induction) standard diet STD), and (3) diabetic composite flour diet (4,1850 g/ 200 g body weight/day) (D-CFD), for 4 weeks, 5 days after STZ induction. The serum glucose obtained from GOD-PAP method were determined before and after STZ induction, and every week during diet intervention. The weight and food consumption were conducted to determine the adverse effects of dietary composite flour. Meanwhile, histopathology of pancreatic to observe islets of Langerhans cells of diabetic rats with diet composite flour.
Serum glucose levels was significantly lower in D-CFD when compared with D-STD (p <0,05). The weight of D-STD was found to be significantly decreased as compared to D-CFD (p <0,05). There were no changes in food consumption of ND-STD and D-CFD (p <0,05). The composite flour could reduce serum glucose level on diabetic rats and did not give negative effects on body weight and food consumption. After treatment the condition of Langerhans islet in CFD rats are better than D-STD rats.
