4
Secara umum, pati resisten diklasifikasikan dalam empat tipe. Pati resisten tipe 1 yang secara fisik terjebak atau tidak dapat diakses dalam dinding sel dari biji yang disosoh dan biji seperti kacang-
kacangan. Pati resisten tipe 2 merupakan pati yang granulanya tidak tergelatinisasi terdapat dalam kentang, pisang hijau, dan pati maizena tinggi amilosa. Pati resisten tipe 3 merupakan pati kristal
teretrogradasi yang terbentuk selama proses pembuatan makanan konvensional seperti pemasakan dan pendinginan kentang dan pasta, roti, sereal, dan pati maizena tinggi amilosa teretrogradsi. Tipe
terakhir adalah pati resisten tipe 4 yang secara kimiadimodifikasi karena adanya ikatan silang cross- linkage dengan zat-zat kimia lainnya. Aigster. 2009, Sajilata et al. 2006.
Pada dasarnya pati murni sulit untuk dicerna. Pati murni dapat dengan mudah dicerna melalui proses pemasakan, terutama dengan adanya air yang mampu membantu proses gelatinisasi
pati. Penghancuran dari struktur makanan melalui penyosohan atau pengunyahan dapat meningkatkan daya cerna dari pati karena adanya akses dari emzim pencernaan ke dalam matriks Topping. 2003.
Disamping pemasakan, pendinginan juga dapat membantu pembentukan kristal-kristal granula pati yang dapat menahan pencernaan disebut proses retrogradasi.
Mekanisme dalam pembuatan pati resisten pada umumnya melalui tahap pemanasan, pendinginan kembali retrogradasi, hidrolisis dengan menggunakan enzim maupun non-enzim dan
kombinasinya. Tahap awal pemanasan ditujukan agar pati tergelatinisasi dengan ditandai masuknya air ke dalam granula pati. Gelatinisasi adalah proses membengkaknya granula-granula pati akibat
pemanasan dan tersuspensi dalam air panas Winarno. 2002. Gelatinisasi disebabkan oleh adanya energi kinetik dari molekul air yang semakin kuat sehingga molekul air dapat masuk dalam granula
pati Devega. 2011. Setelah pemanasan, dilakukan pendinginan yang dapat memicu proses retrogradasi. Proses retrogradasi ini ditandai dengan molekul-molekul amilosa yang berikatan kembali
satu sama lain serta berikatan dengan cabang amilopektin pada pinggir-pinggir luar granula sehingga terbentuk jarring-jaring mikrokristal dan mengendap Winarno. 2002. Interaksi yang terjadi antara
rantai amilosa membentuk struktur yang lebih tahan terhadap hidrolisis. Hidrolisisi pada pati umumnya dilakukan oleh enzim. Salah satu enzim yang dapat menghidrolisis pati adalah enzim
pululanase EC 3.2.1.41. Enzim ini dapat menghidrolisis pati denga n cara memotong ikatan α-1,6
pada amilopektinnya.
2.3 SHORT CHAIN FATTY ACID SCFA
Short chain fatty acid SCFA merupakan suatu asam lemak rantai pendek yang dihasilkan dari proses fermentasi mikroba-mikroba di usus besar. Pati atau produk-produk turunan pati serta pati
yang telah melalui proses retrogradasi yang kemudian bertahan dalam usus besar adalah jenis-jenis pati yang difermentasi oleh bakteri-bakteri kolon untuk memproduksi SCFA. Serat makanan yang
tidak dapat dicerna atau diabsorpsi oleh usus halus dan prebiotik akan difermentasi di usus besar sehingga menghasilkan SCFA Hijova dan Chmelarova. 2007.
SCFA merupakan suatu asam organik dengan 1 hingga 6 atom karbon dan merupakan anion utama yang dihasilkan dari fermentasi bakteri polisakarida, oligosakarida, protein, dan prekursor
glukoprotein di usus besar Cummings dan Macfarlane. 1991. Reaksi umum pembentukan SCFA sebagai berikut Topping dan Clifton. 2001 :
59 C
6
H
12
O
6
+ 38 H
2
O 60 CH
3
COOH asetat + 22 CH
3
CH
2
COOH propionat + 18 CH
3
CH
2
CH
2
COOH butirat + 96 CO
2
+ 268 H
+
+ panas + bakteri
5
Proses fermentasi ini melibatkan banyak proses dan penguraian mikroba dalam pemecahan bahan organiknya sehingga menghasilkan suatu senyawa yang digunakan untuk pertumbuhan mikroba,
pemeliharaan, serta produk akhir lainnya yang kemudian digunakan oleh kolon. Produk akhir dari fermentasi ini adalah SCFA beserta gas-gas seperti CO
2
, CH
4
, H
2
, dan panas Topping dam Clifton. 2001. SCFA memiliki tiga asam lemak utama, yaitu asetat C2, propionat C3, dan butirat C4,
selain itu ada beberapa SCFA yang diproduksi seperti valerat C5 dan kaproat C6. Masing-masing asam lemak ini dihasilkan oleh jalur yang berbeda dan memiliki fungsinya tersendiri.
Banyak mikroflora dalam usus yang dapat digunakan untuk merombak glukosa menjadi SCFA dengan cara fermentasi. Fermentasi dilakukan oleh bakteri-bakteri di usus besar ini dengan
memanfaatkan sumber C yang terdapat pada pati resisten. Mayoritas dari bakteri di usus besar ini menggunakan jalur glikolisis untuk mengambil sumber karbon yang kemudian diubah menjadi piruvat
dan asetil ko-A Macfarlane dan Macfarlane. 2003. Metabolisme glukosa menjadi piruvat dan asetil ko-A merupakan kunci utama dari proses fermentasi karbohidrat menjadi SCFA.
Jalur pembentukan SCFA pada bakteri kolon memiliki beberapa versi pada tiap-tiap jenis SCFA yang diproduksi. Berdasarkan dari Louis et al 2007, katabolisme glukosa berlangsung melalui
jalur Embden Meyerhof-Parnas menghasilkan CO
2
dan piruvat. Daur pembentukan asetat dilangsungkan melalui jalur Wood Ljungdahl yang bermula dari CO
2
. Propionat berasal dari fiksasi CO
2
, sedangkan pada butirat dibentuk melalui dua jalur yaitu butirat kinase dan jalur butiril- CoA:asetil-CoA transferase. Pada jalur pertama, enzim fosfo transbutirilase dan butirat kinase
mengonversi butiril-CoA menjadi butirat dengan produk antara butiril-fosfat. Pada jalur kedua, enzim butiril-CoA:asetat CoA-transferase mentransfer gugus CoA ke asetat eksternal sehingga dihasilkan
asetil-CoA dan butirat. Skema pembentukan SCFA ini dapat dilihat pada gambar 1.
6
Gambar 1. Jalur pembentukan asetat, propionat dan butirat. 1a: jalur butirat kinase, 1b:butiril- CoA:asetil CoA transferase, 2: jalur akrilat, 3:jalur suksinat, 4: jalur propandiol. Louis et
al. 2007. Tanda panah terputus menunjukkan adanya produk antara. DHAP: dihidroksiaseton pospat, P: Pospat, PEP: Pospoenolpiruvat.
Asetat merupakan SCFA yang terdapat di usus besar kemudian ditrasportasikan ke dalam hati sehingga tidak dimetabolisme di usus besar. Di dalam hati, asetat digunakan dalam lipogenesis.
Selain itu, asetat merupakan substrat utama dalam sintesis kolesterol Hijova dan Chmelarova. 2007. Selain sebagai substrat utama kolesterol, asetat juga membantu produksi butirat pada beberapa bakteri
dalam usus besar. SCFA lain yang dihasilkan dari fermentasi bakteri usus besar adalah propionat. Propionat dibentuk melalui tiga jalur utama, pertama melalui jalur akrilat dengan mengubah piruvat
menjadi laktat sehingga dihasilkan propionat, kedua melalui jalur fiksasi CO2 sehingga membentuk suksinat yang kemudian terbentuk propionat, dan terakhir jalur propanadiol yang menghasilkan
propanol sebagai produk sampingnya. Pada hewan ruminansia, propionat merupakan prekursor utama dari proses glukoneogenesis Hijova dan Chmelarova. 2007. Studi mengenai propionat pada manusia
memang masih sedikit dibandingkan studi pada hewan ruminansia. Propionat dimetabolisme dalam hati, dengan semakin meningkatnya produksi propionat melalui fermentasi dapat menghambat sintesis
kolesterol dalam hati Hijova dan Chmelarova. 2007. SCFA butirat merupakan salah satu sumber energi yang dibutuhkan oleh jaringan kolon. Disamping sebagai sumber energi, butirat juga banyak
diimplikasikan untuk mengontrol apoptosis, pembelahan, dan diferensiasi sel. Dari seluruh SCFA ini, sekitar 70-90 butirat dimetabolisme di jaringan kolon. Butirat tidak diproduksi oleh bakteri asam
laktat, tetapi jumlah dari butirat ini dapat ditingkatkan oleh bakteri usus. Suksinil-CoA
CO
2
L-fukosa DHAP + L-laktaldehid
Propan-1,2-diol Propionaldehid
Propanol Propionil-CoA
4
CO
2
PEP Piruvat
L-laktat Laktil-CoA
Akrilil-CoA Propionil-CoA
Oksaloasetat Suksinat
Metilmalonil-CoA Propionil-CoA
Propionat
CO
2
Heksosa glukosa, fruktosa; pentosa xilosa, arabinosa
Asetat Asetil-CoA
Asetil-CoA Aetoasetil-CoA
β-hidroksibutiril-CoA Krotinil-CoA
Butiril-CoA Butiril-P
Butirat Asetat
Asetil-CoA
CO
2
1a 1b
2 3
7
2.4 SEL HCT-116 ATCC CCL-247™
