POTENSI UBI JALAR PUTIH DAN MERAH (Ipomoea batatas L.) UNTUK PERTUMBUHAN BAKTERI ASAM LAKTAT DAN
MENEKAN PERTUMBUHAN PATOGEN
Oleh:
AMANDA SURYADJAJA F 24101090
2005
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Amanda Suryadjaja. F 24101090. Potensi Ubi Jalar Putih dan Merah (Ipomoea batatas L.) Untuk Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat dan Menekan Pertumbuhan
Patogen. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Nurheni Sri Palupi, MSi. dan Dr. Ir. Lilis Nuraida, MSc.
RINGKASAN
Indonesia adalah negara yang memiliki potensi sangat besar di bidang pertanian. Berbagai jenis tanaman yang sangat bervariasi merupakan sumber daya alam yang potensial yang harus dihargai dan dimanfaatkan sebaik-baiknya. Hal ini menjadi salah satu dasar pemerintah untuk mengupayakan dan mensosialisasikan diversifikasi bahan pangan. Bahan pangan yang diangkat adalah pangan berkarbohidrat selain beras, yang merupakan bahan pangan pokok penduduk Indonesia. Salah satu jenis tanaman pangan alternatif berkabohidrat yang cukup populer saat ini adalah ubi jalar (Ipomoea batatas L.). Ubi jalar merupakan salah
satu jenis umbi-umbian yang banyak dikenal dan cukup sering dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia. Ubi ini mengandung oligosakarida yang berpotensi sebagai prebiotik, salah satunya adalah rafinosa (Palmer, 1982).
Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi dan menganalisa kandungan rafinosa di dalam ubi jalar putih varietas Sukuh, Jago dan ubi jalar merah klon BB 00105.10 yang dikembangkan di International Center Potato
(CIP) Ciapus, Bogor. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui potensi prebiotik rafinosa tersebut untuk pertumbuhan bakteri asam laktat (BAL) dan menekan pertumbuhan patogen secara in vitro dan in vivo.
Percobaan dilakukan dengan membagi masing-masing jenis ubi jalar ke dalam dua perlakuan, bagian pertama dibiarkan tetap mentah dan bagian kedua dikukus pada suhu 103-105oC selama 20 menit. Setelah itu, ubi jalar diiris lalu dikeringkan dengan tray oven pada suhu 70oC selama 24-48 jam dan kemudian
ditepungkan dengan Willey Mill. Oligosakarida dari tepung ubi jalar diekstrak
dengan etanol 70% dan diaduk selama 15 jam kemudian disaring dan diuapkan pelarutnya dengan evaporator vakum.
Kandungan rafinosa ekstrak oligosakarida ubi jalar mentah dianalisa menggunakan metode kromatografi kertas kemudian dikonfirmasi hasilnya menggunakan metode HPLC (High Performance Liquid Chromatography)
sedangkan kandungan total oligosakarida, lemak, vitamin dan bahan-bahan yang terlarut di dalam etanol diukur dengan metode Total Padatan Terlarut (TPT). Hasil pengukuran kadar ini menentukan ubi jalar (mentah atau kukus) yang digunakan untuk tahap selanjutnya, yaitu stimulasi BAL secara in vitro dan tahap in vivo.
Tahap stimulasi BAL dilakukan dengan menggunakan media berbasis MRS Broth
(de Mann Rogosa Shape) dimana komponen gulanya disubtitusi dengan salah satu
jenis ekstrak oligosakarida ubi jalar. Setiap media tersebut diinokulasikan salah satu dari keempat jenis BAL, yaitu Lactobacillus casei Rhamnosus, Lactobacillus casei Shirota, BAL galur F1 dan G3. Nilai absorbansi media diukur pada hari ke-0
(H-0) dan hari ke-2 (H-2) setelah diinkubasi pada suhu 37oC selama 48 jam dengan spektrofotometer pada λ: 600 nm.
Tahap in vivo dilakukan dengan menggunakan 24 ekor tikus jantan galur Sprague-Dawley berumur 2 bulan. Ekstrak oligosakarida ubi jalar yang memiliki
kadar rafinosa tertinggi dan BAL yang paling baik terstimulasi pertumbuhannya digunakan pada tahap ini. Tikus-tikus tersebut dibagi menjadi 4 kelompok yang terdiri dari 6 ekor tikus setiap kelompoknya, yaitu kelompok kontrol (ransum standar), prebiotik (ekstrak oligosakarida), probiotik (BAL) dan sinbiotik (ekstrak oligosakarida dan BAL). Jadwal percobaan adalah 11 hari masa adaptasi (pemberian ransum standar), 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 melalui feses tikus dengan pengambilan sampel
pada hari ke-0, 1, 5 dan 10 masa perlakuan serta hari ke-1, 5 dan 10 pasca perlakuan.
Secara umum, rendemen tepung ubi jalar mentah lebih tinggi dibandingkan ubi jalar kukus. Berdasarkan jenis ubi jalar, rendemen tepung ubi jalar mentah adalah: 29.59% (Sukuh mentah), 28.71% (Jago mentah) dan 16.73% (merah mentah) sedangkan rendemen ubi jalar kukus adalah: 25.82% (Sukuh kukus), 24.87% (Jago kukus), dan 13.54% (merah kukus). Kadar rafinosa ekstrak oligosakarida ubi jalar mentah dari yang tertinggi sampai terendah berdasarkan hasil kromatografi kertas adalah 2.97% (Sukuh), 2.27%(Jago) dan 1.26% (merah). Berdasarkan hasil ini, ekstrak oligosakarida Sukuh mentah memiliki kadar rafinosa tertinggi maka dilakukan konfirmasi ulang melalui metode HPLC terhadap ekstrak Sukuh mentah dan kukus.
Beberapa jenis oligosakarida yang terdapat pada ekstrak Sukuh mentah dan kukus adalah maltosa, maltotriosa, sukrosa dan rafinosa. Kadar rafinosanya adalah 48.04 ppm (mentah) dan 39.50 ppm (kukus). Berdasarkan hasil kromatografi, pengukuran TPT juga dilakukan hanya terhadap ekstrak oligosakarida ubi jalar mentah. Kadar TPT yang tertinggi hingga terendah secara berurutan adalah 39.22% (merah), 24.77%(Jago), dan 18.21%(Sukuh).
Tahap stimulasi BAL secara in vitro adalah ekstrak oligosakarida Sukuh
mentah menunjukkan hasil stimulasi yang paling baik terhadap L. casei
Rhamnosus dengan nilai absorbansi 0.987. Hasil pengujian secara in vivo
menunjukkan bahwa pemberian campuran ekstrak Sukuh mentah (TPT 14.68%) dan sel L. casei Rhamnosus (6.5 x 108 log cfu/ml) terhadap kelompok tikus
sinbiotik meningkatkan jumlah total mikroba sampai 10 log cfu/g dan jumlah BAL sampai 9.42 log cfu/g pada hari ke-10 perlakuan. Jumlah E. coli pada feses
tikus kelompok ini menurun hingga mencapai angka 1.35 log cfu/g. Hasil pengujian Salmonella secara kualitatif adalah negatif terhadap keempat kelompok
tikus. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian campuran ekstrak oligosakarida Sukuh mentah dan sel L. casei Rhamnosus (sinbiotik) paling efektif dibandingkan
kedua cara lainnya untuk meningkatkan total mikroba dan jumlah BAL serta menurunkan jumlah E. coli.
Amanda Suryadjaja. F 24101090. The Potency of White and Red Sweet Potato (Ipomoea batatas L.) For Stimulating The Growth of Lactic Acid Bacteria and
Reducing Pathogen Growth. Under supervision of Dr. Ir. Nurheni Sri Palupi, MSi. and Dr. Ir. Lilis Nuraida, MSc.
SUMMARY
Indonesia is a country that has a very big potential in agriculture. Various kinds of crops and plants that the country has are natural resources that have to be maintained and treated respectfully. This is one of the reasons why the government is promoting and socializing food diversification. The foods which are promoted are carbohydrate based foods other than rice, which is the Indonesian staple food. One of those kinds of foods which is popular nowadays is sweet potato (Ipomoea batatas L.). Sweet potato is an Indonesian indigenous
plant which its tuber is usually consumed. Its tuber contains oligosaccharides which have prebiotic potential; one of those is rafinose (Palmer, 1982).
This research’s aim is: (1) to identify and analyze rafinose contents in white sweet potato variety of Sukuh and Jago, and also red skin sweet potato clone BB 00105.10 cultivated by International Center Potato (CIP) Ciapus, Bogor; (2) to analyze the rafinose potency as prebiotic to stimulate lactic acid bacteria (LAB) growth and reduce pathogen growth through in vitro and in vivo assays.
Each variety of sweet potatoes was divided into two treatment, the first was raw sweet potato and the second was steamed with temperature 103-105oC for 20 minutes. After that, the sweet potatoes were sliced, dried by tray oven with
temperature of 70oC for 24-48 hours and floured by Willey Mill. Oligosaccharides
from sweet potato flour were extracted by stirring it in ethanol 70% continuously for 15 hours, purified and evaporated the alcohol by vacuum evaporator.
The rafinose content of raw sweet potato oligosaccharide extract was analyzed by paper chromatography and than reconfirmed by HPLC (High Performance Liquid Chromatography). The amount of total oligosaccharides, fat, vitamin and other components extracted in ethanol was analyzed by total solid (TS) method. Sweet potato that has the highest amount of rafinose (either raw or steamed) was used for the in vitro assay which is LAB stimulation. The LAB stimulation used MRS broth (de Mann Rogosa Shape) based media which its sugar was substituted by oligosaccharide extract. Each media was inoculated by one of the LAB strains, which were Lactobacillus casei Rhamnosus, Lactobacillus casei Shirota, LAB strain F1 and G3. The absorbance of each media
was measured by spectrophotometer (λ: 600 nm) for day-0 and day-2 (after incubated for 48 hours in 37oC).
The in vivo assay used 24 white male mice strain Sprague-Dawley aged 2
months. The highest amount of rafinose oligosaccharide extract and the best stimulated LAB from in vitro assay were used. The mice were divided into 4 groups contains 6 mice each of it. The groups were control group (standard feed), prebiotic group (oligosaccharide extract), probiotic group (LAB) and sinbiotic group (mixture of the extract and LAB). The assay schedule was 11 days of adaptation (fed with standard feed), 10 days of feeding (fed with oligosaccharide extract, LAB and the mixture) and 10 days of post feeding (fed with standard fed).
Total microbes, LAB, E. coli and Salmonella (qualitatively) were analyzed using
feces sampling in day-0, 1, 5 and 10 during feeding period and day-1, 5 and 10 during post feeding period.
Generally, flour yield of raw sweet potatoes are higher than the steamed. Based on the varieties, the raw sweet potato flour yields were 29.59% (raw Sukuh), 28.71% (raw Jago) and 16.73% (raw red sweet potato). The steamed sweet potato flour yields were 25.82% (steamed Sukuh), 24.87% (steamed Jago) and 13.54% (steamed red sweet potato). The rafinose amounts in raw sweet potato oligosaccharide extract based on paper chromatography assay were 2.97% (Sukuh), 2.27% (Jago) and 1.26% (red sweet potato). These results showed that raw Sukuh had the highest rafinose amount; therefore the result was confirmed by HPLC method.
The types of oligosaccharide content in Sukuh extract were maltose, maltotriose, sucrose and rafinose. The HPLC results for rafinose amount in Sukuh extract were 48.04 ppm (raw) and 39.50 ppm (steamed). The TS amounts were 39.22% (red sweet potato), 24.77% (Jago), and 18.21% (Sukuh) respectively.
The in vitro LAB stimulation result showed that L. casei Rhamnosus was
the best LAB stimulated by raw Sukuh oligosaccharide extract, with the absorbance value of 0.987. The in vivo assay showed the consumption of raw Sukuh extract (TS: 14.68%) and L. casei Rhamnosus (6.5 x 108 log cfu/ml)
mixture given to sinbiotic group increased the total microbe until 10 log cfu/g and LAB amount until 9.42 log cfu/g on day-10 of feeding period. The amount of E. coli in this group decreased until 1.35 log cfu/g. The Salmonella qualitative
analysis showed negative results for all groups during all periods. These facts showed that the consumption mixture of raw Sukuh oligosaccharide extract and L. casei Rhamnosus mixture (sinbiotic) was the most effective compare to the other
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
POTENSI UBI JALAR PUTIH DAN MERAH (Ipomoea batatas L.) UNTUK PERTUMBUHAN BAKTERI ASAM LAKTAT DAN
MENEKAN PERTUMBUHAN PATOGEN
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat meraih gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh :
AMANDA SURYADJAJA F 24101090
2005
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
POTENSI UBI JALAR PUTIH DAN MERAH (Ipomoea batatas L.) UNTUK PERTUMBUHAN BAKTERI ASAM LAKTAT DAN
MENEKAN PERTUMBUHAN PATOGEN
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat meraih gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh :
AMANDA SURYADJAJA F 24101090
Dilahirkan pada tanggal 14 Juni 1983 di Semarang
Disetujui
Bogor, 15 Desember 2005
Dr. Ir. Nurheni Sri Palupi, MSi. Dr. Ir. Lilis Nuraida, MSc. Dosen Pembimbing 1 Dosen Pembimbing 2
Mengetahui
Dr. Ir. Nurheni Sri Palupi, MSi. Plh. Ketua Departemen ITP
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul:
“Potensi Ubi Jalar Putih dan Merah (Ipomoea batatas L.) Untuk Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat Dan Menekan Pertumbuhan Patogen” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang dengan jelas ditujukan rujukannya.
Bogor, 6 Desember 2005 Yang Membuat Pernyataan
_______________________ Amanda Suryadjaja
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama lengkap Caecilia Agatha Amanda Suryadjaja dan dilahirkan di Semarang, 14 Juni 1983. Ia adalah putri dari pasangan Alex Suryadjaja dan Maria Justanti. Pendidikan dasarnya diselesaikan di SD Bunda Hati Kudus, Jakarta sampai dengan tahun 1995, SLTP Bunda Hati Kudus, Jakarta, sampai dengan tahun 1998 dan di SMU Kristen 1 (SMUK 1) BPK Penabur, Jakarta hingga tahun 2001. Setamat dari SMU, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor, Fakultas Teknologi Pertanian, Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi yang kemudian berganti nama pada tahun 2005 menjadi Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan melalui jalur UMPTN (Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri).
Penulis melakukan penelitian yang berjudul “Potensi Ubi Jalar Putih dan Merah (Ipomoea batatas L.) Untuk Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat dan
Menekan Pertumbuhan Patogen” sebagai tugas akhirnya di bawah bimbingan Dr. Ir. Nurheni Sri Palupi, MSi. dan Dr. Ir. Lilis Nuraida, MSc. Penelitian ini didanai sepenuhnya oleh PT. Indofood Sukses Makmur, Tbk.: Bogasari Flour Mill melalui Bogasari Nugraha 2004.
Penulis aktif di berbagai kegiatan baik di dalam maupun di luar kampus selama menjalani hari-hari kuliahnya, diantaranya sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Teknologi Pangan IPB (HIMITEPA) tahun 2001-2005, anggota UKM Keluarga Mahasiswa Katolik IPB (KEMAKI) tahun 2001-2005, wakil Fakultas Teknologi Pertanian di KEMAKI (2003), anggota IPB English Debate Community (IDC) tahun 2004-2005, anggota Paduan Suara Mahasiswa Agria Swara tahun 2004-2005. Penulis juga pernah mengikuti kompetisi seperti The 2nd National Students’ Paper Competition on Food Issues (2003), Bogasari Nugraha VII (2004) dan menjadi juri di The 1st IPB English Debate Competition (2005).
KATA PENGANTAR
Penulis memanjatkan puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat, berkat dan penyertaan-Nya dalam penelitian dan penulisan skripsi yang berjudul “Potensi Ubi Jalar Putih dan Merah (Ipomoea batatas L.) Untuk
Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat dan Menekan Pertumbuhan Patogen”. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dan penulisan tugas akhir ini juga memperoleh dana penelitian sepenuhnya dari Bogasari Nugraha Award 2004 dan dilaksanakan di laboratorium-laboratorium di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Institut Pertanian Bogor dari Februari sampai dengan September 2005.
Penulis sadar bahwa selama proses penelitian sampai pembuatan karya ini, tidak sepenuhnya dilakukan sendiri, akan tetapi merupakan hasil kerja kolektif dari beberapa pihak yang selama ini dekat dengan penulis. Oleh karena itu, pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1. Dr. Ir. Nurheni Sri Palupi, MSi. selaku dosen pembimbing akademik pertama dan Dr. Ir. Lilis Nuraida, MSc. selaku dosen pembimbing akademik kedua yang telah memberi pengarahan, bimbingan, bantuan, dan saran selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi kepada penulis.
2. Prof. Dr. Ir. Fransiska R. Zakaria, MSc. atas saran dan masukan perbaikan dalam penyusunan skripsi ini.
3. PT. Indofood Sukses Makmur, Tbk.: Bogasari Flour Mill selaku pihak yang telah mendanai sepenuhnya penelitian dan penulisan skripsi ini melalui Bogasari Nugraha Award 2004.
4. Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, MSi. atas ijinnya untuk menggunakan Bakteri Asam Laktat Galur F1 dan G3 dalam penelitian ini.
