OLIGOSAKARIDA SEBAGAI PANGAN FUNGSIONAL

Klasifikasi Karbohidrat

OLIGOSAKARIDA SEBAGAI PANGAN FUNGSIONAL

Tujuan Instruksional Khusus Mahasiswa dapat menjelaskan jenis-jenis • oligosakarida, sifat-sifatnya, manfaatnya bagi kesehatan serta pemanfaatannya dalam bahan pangan:

Gula Sederhana Disaccharides

Umumnya terdapat secara alami sebagai bagian dari tanaman.
Semakin besar BM oligosakarida maka intensitas kemanisannya semakin rendah.
Saat ini diproduksi secara massal dari :

Tingkat kemanisan oligosakarida < ½ kali sukrosa, dan umumnya < 1/3 kali kemanisan sukrosa.

Gula alkohol (kecuali eritritol) diproduksi melalui hidrogenasi mono atau disakarida seperti glukosa, maltosa, laktosa serta hidrolisis sebagai derivatif pati.
Oligosakarida diklasifikasikan menjadi 2 group : 1.
•
Umumnya terdapat secara alami sebagai bagian dari tanaman.
Mono dan oligo sakarida dikembangkan di Jepang sebagai substitusi sukrosa.
Aplikasi pada :
•
Saat ini diproduksi secara massal dari :

Caramels

 Sukrosa  Laktosa dengan enzim dari bakteri

 Soft creams  Jam dan jelly  puding OLIGOSAKARIDA........

Canned fruits

 Cookies  Cake  Breads 

 Chocolate

Derivatif sukrosa dan laktosa 2. Derivatif lainnya OLIGOSAKARIDA .....................

 Soft drinks  Candies 

OLIGOSAKARIDA.........................

 Glukosa  Turunan pati

 Sukrosa  Laktosa dengan enzim dari bakteri

Oligosakarida

 Glukosa  Turunan pati

• Gula alkohol (kecuali eritritol) diproduksi melalui hidrogenasi mono atau disakarida seperti glukosa, maltosa, laktosa serta hidrolisis sebagai derivatif pati.

OLIGOSAKARIDA......................... OLIGOSAKARIDA

Semakin besar BM oligosakarida maka intensitas Digolongkan kepada “PREBIOTIK” : komponen pangan

kemanisannya semakin rendah. yang tidak dapat dicerna dan dapat merangsang pertumbuhan mikroflora yang menguntungkan bagi Tingkat kemanisan oligosakarida < ½ kali

sistem pencernaan (umumnya dari kelompok sukrosa, dan umumnya < 1/3 kali kemanisan

Bifidobacterium) bifidogenic factors

 sukrosa.

Oligosakarida diklasifikasikan menjadi 2 group :

Derivatif sukrosa dan laktosa 2. Derivatif lainnya

Prebiotik Prebiotik :

•
Dapat difermentasi oleh bakteri
Nondigestible carbohydrate yang mempunyai •

menguntungkan di dalam saluran pengaruh baik terhadap host dengan memicu pencernaan aktivitas, pertumbuhan yang selektif, atau keduanya

terhadap satu jenis atau lebih bakteri penghuni kolon

Mengurangi pelekatan bakteri berbahaya

pada dinding saluran pencernaan Oligosakarida (2-20 monosakarida) •

FOS (fructooligosaccharides) (sereralia)

  Inulin GOS (galacto-oligosaccharides) (biji leguminosa)

 Mananoligosakarida (MOS) (dinding sel khamir) 

Keberhasilan dari prebiotik dilihat dari karakternya •

yaitu : Tidak dapat dihidrolisis oleh enzim dan tidak



diserap

Pengaruh positif dari prebiotik terhadap kesehatan :

Memperkaya bakteri yang menguntungkan

 Antimicrobial

(apatogen)

Anticarcinogenic 

Memberikan keuntungan bagi mikroflora usus dan



Hypolipidemic 

membantu aktivitasnya

 Glucosemodulatory

Menurunkan populasi bakteri patogen 

Anti-osteoporotic activities 

Meningkatkan imunitas tubuh secara tidak



langsung Membantu meningkatkan dan memperbaiki



morfologi saluran cerna dengan meningkatkan area permukaan dalam proses penyerapan dan memperbaiki struktur mikrovili Tabel 1. Jenis-Jenis Mono dan Oligosakarida

FRUKTOOLIGOSAKARIDA Banyak terdapat pada tanaman tanaman ataupun sayuran termasuk

 Kemanisan diantaranya gandum, pisang dan bawang putih

1. Oligosakarida (% Sukrosa)

1. Neosugar 30 – 60 Secara komersial disintesis dari sukrosa atau dari ekstrak tanaman



2. Galakto-oligosakarida 20 – 40 Cichorium intybus

3. Xylo-oligosakarida ca. 50

4. Isomalto-oligosakarida ca. 50 Sifat2 FOS :



5. Oligosakarida kedelai ca. 70

6. Laktosukrosa 35 – 60 Mempunyai sifat fungsional Yang mirip

 7. Laktulosa 60 – 70 gula

8. Gula majemuk 50 – 60 Menurunkan titik beku dari dessert yang

 9. Palatinosa 37 - 45 beku

2. Disakarida alkohol  Memberikan tekstur krispi pada

1. Maltitol 80 – 95 cookies rendah lemak

2. Laktitol 30 – 40

3. Palatinit 30 - 40 Bertindak sebagai binder (pengikat)

 3. Monosakarida Lebih larut dibanding sukrosa

 1. Eritritol (tetrosa alkohol) 75 – 85 Kemanisan 30-50%

 2. Sorbitol (heksosa alkohol) 60 – 70 Bertindak sebagai humektan pada

3. Manitol (heksosa alkohol) ca. 50  produk bakery

4. Sorbosa (heksosa) 55 - 65

Oligosakarida kedele :

•
Neo sugar :
Komponen utama : rafinosa dan stakiosa  1

  Campuran frukto oligosakarida dimana atau 2 molekul galaktosa berikatan dengan 2 atau 3 molekul fruktosa berikatan residu glukosa dari sukrosa melalui ikatan - dengan residu fruktosa dari sukrosa 1,6 melalui ikatan -2,1 Tdd : 30 % rafinosa dan stakiosa, 50%

 Diproduksi secara enzimatis dari

 sukrosa dan 20% monosakarida serta sukrosa komponen lainnya.

Palatinosa

•
Laktosukrosa (Galaktosil – sukrosa)
Isomer struktur dari sukrosa, mengandung

 residu glukosa dan fruktosa dengan ikatan -1,6.  Mempunyai struktur mirip dengan rafinosa tetapi ikatan galaktosa dengan glukosa berupa ikatan -1,4

Galakto-oligosakarida :

•
Polimer tdd 1 – 4 molekul galaktosa berikatan

 Coupling Sugar (Gula Majemuk)

dengan residu galaktosa dari laktosa Campuran glukosil-sukrosa dan maltosil-

 2 tipe galakto-oligosakarida :

 sukrosa dimana 1 atau 2 molekul glukosa 1.

Tdd galaktosa dengan ikatan -1,4 berikatan dengan residu glukosa dari sukrosa

2. Tdd galaktosa dengan ikatan -1,6 melalui ikatan -1,4.

 diproduksi secara terpisah melalui proses yang berbeda

Laktosa :

FUNGSI FISIOLOGIS DARI MONO DAN OLIGOSAKARIDA

 Derivatif laktosa, dimana residu glukosa dari laktosa digantikan oleh fruktosa.

Pengaruh menguntungkan terhadap kesehatan :

 Tdd pentosa

Isomalto oligosakarida :
Monosakarida juga ada 2 tipe :
•
Berdasarkan fungsinya di dalam kesehatan, mono dan oligosakarida diklasifikasikan atas 4 kelompok : 1.
Mono dan oligosakarida yang tidak diabsorbsi dan/atau dicerna di dalam usus halus akan masuk ke usus besar, kemudian didegradasi oleh bakteri kolon

 Tdd : isomaltotriosa dan panosa.

 Pencernaan

 Fermentasi  Metabolisme • Dari sisi proses metabolisme di dalam tubuh ada 2 tipe oligosakarida : 1. yang tidak dapat atau sedikit dihidrolisis oleh enzim pencernaan di usus halus

Xylo-oligosakarida :

2. yang dapat dicerna secara sempurna dan diabsorpsi oleh usus halus

1. Poorly absorbable dan dapat dimetabolisme

2. Dapat diabsorbsi tapi tidak dapat dimetabolisme

Menghasilkan energi yang lebih rendah dari energi sukrosa

2. Tidak mempengaruhi sekresi insulin dari pankreas 3.

Meningkatkan mikroflora intestinal 4. Mencegah carries gigi

 Absorpsi

a. Oligosakarida yang tidak dapat dicerna tapi dapat

Oligosakarida yang dapat dicerna (digestable) :

 eritritol

 Laktulosa

 Sorbitol  Palatinit

 Maltitol  Laktitol

 6 galaktosil-laktosa  Xylo-oligosakarida

 Stakiosa  4-galaktosil-laktosa

 Rafinosa

 Neosugar

b. Mono dan oligosakarida dengan kandungan energi rendah :

 Coupling sugar  Palatinosa

Mencegah carries gigi a.

Menghasilkan energi yang lebih rendah dari energi sukrosa

Meningkatkan mikroflora intestinal :

Eritritol

 Laktitol  Sorbitol  Palatinit  Laktolusa



Maltitol

 Stakiosa  4-galaktosil-laktosa  6-galaktosil-laktosa  Xylo-oligosakarida

Rafinosa

Monosakarida yang “poorly abosrable” dan dapat dimetabolisme : sorbitol dan manitol Tidak mempengaruhi sekresi inulin dari pankreas  Neosugar



Monosakarida yang dapat diabsorpsi tapi tidak dapat dimetabolisme : eritritol c.

difermentasi : neosugar, rafinosa, stakiosa, 4-galaktosil-laktosa, 6-galaktosil-laktosa, xylo-oligosakarida, maltitol, laktitol, palatinit, laktulosa.

Neosugar
Rafinosa
Stakiosa
4-galaktosil-laktosa
6-galaktosil-laktosa
Xylo-oligosakarida
laktulosa

PENELITIAN TENTANG METABOLISME OLIGOSAKARIDA (NEOSUGAR)

dan nistosa (GF

) tidak dihidrolisis oleh enzim pencernaan.

METABOLISME OLIGOSAKARIDA YANG NONDIGESTABLE, NEOSUGAR

Komponen neosugar : 1-kestosa (GF

2 )

Hasil studi terakhir mengenai metabolisme oligosakarida :

 Oligosakarida dan serat pangan tidak dapat dicerna dan diabsorbsi , tapi dapat dimetabolisme oleh bakteri intestinal

Pemberian
Jika

14 C-

SCFA Gambar 1. Jalur Produksi energi dari sakarida Nondigestable dan Nonabsorbable

Absorption Enzymatic Degradation Available energy Monosaccharide

Intake Fermentation Digestion Small Intetsine Large Intetsine

dan energi

 SCFA yang dihasilkan diabsorbsi dan selanjutnya dimetabolisme membentuk CO

dan masuk ke usus besar kemudian difermentasi oleh bakteri intestinal

 Hasil ini menunjukkan bahwa :  neosugar tidak dicerna dan tidak diabsorbsi oleh usus kecil

14 C-sukrosa.

neosugar daripada tikus yang diberi

pada tikus yang diberi

14 CO

sukrosa, tetapi ada perbedaan waktu 3 jam lebih lama dalam hal produksi

14 C-

14 CO

percobaan, maka 60% dari gula akan diubah menjadi

14 C- neosugar diberikan secara oral kepada tikus

dimetabolisme (tidak mempunyai fungsi fisiologis ??? PENELITIAN TENTANG METABOLISME OLIGOSAKARIDA (NEOSUGAR)..........................

didegradasi oleh enzim-enzim dan dikeluarkan melalui urin tanpa mengalami dekomposisi  Hasil ini menunjukkan bahwa neosugar tidak

14 C-neosugar melalui intravenous tidak

dalam waktu 24 jam  Hasil yang sama juga diperoleh pada pemberian

Nondigestible and/or Nonabosbable Saccharides (neosugar, raffinose,maltitol,lactitol,etc)

Metabolisme Eritritol dan Energi yang Dihasilkan

Dari hasil penelitian di atas juga diperoleh : terjadi

perubahan komposisi mikroba intestin
% bakteri menguntungkan seperti bifidobakteri meningkat Eritritol : 

% bakteri berbahaya seperti Clostridium menurun

 monosakarida yang dapat diabsorbsi tapi tidak

dimetabolisme  energinya rendah

 FUNGSI FISIOLOGIS OLIGOSAKARIDA : MEMPERBAIKI

 baik untuk mengintrol BB dan mencegah

MIKROFLORA USUS

obesitas

Tetrosa alkohol  Kemanisannya 75% dari sukrosa

Disintesis selama kultivasi Aureobasidium sp
(mutan yeast) di dalam media glukosa Metabolisme Eritritol dan Energi yang Dihasilkan ... Metabolisme Eritritol dan Energi yang Dihasilkan ...

Jika C-eritritol diberikan secara oral kepada tikus, maka Kesimpulan hasil penelitian di atas :

>90% eritritol yang diberikan secara oral segera diabsorbsi oleh

>90% eritritol yang diberikan akan diekskresikan melalui

usus besar dan diekskresikan ke dalam urin tanpa mengalami

urin tanpa mengalami degradasi dalam waktu 24 jam, dan

degradasi

±6% diekskresikan dalam bentuk CO ; <1%

2 Sisa eritritol (<10%) difermentasi di dalam usus besar, dan energi

diekskresikan melalui feses.

yang dihasilkan : ±0,2-0,3 kkal/g (hanya 10% dari energi yang

dihasilkan sukrosa).

14 Tapi jika C-gliserol (triosa alkohol yang dapat

dimetabolisme dan diabsorbsi) diberikan secara oral

•
14

kepada tikus, maka 60% dikeluarkan dalam bentul CO ,

2 2% melaui urin sebagai metabolit dalam waktu 24 jam.

Penelitian dengan hewan percobaan dan manusia : >90%

eritritol diekskresikan ke dalam urin dalam bentuk asalnya selama 24 atau 48 jam.

14 C-Eritritol Mono dan oligosakarida Tidak Mempengaruhi Stomach

Sekresi Insulin dari pankreas

Neosugar tidak dicerna di usus halus dan tidak menghasilkan • monosakarida  neosugar tidak mempengaruhi sekresi insulin

More than 90% dari pankreas urine

•
Cecum and colon mempengaruhi kadar gula darah dan kadar insulin.

Pemberian neosugar kepada manusia secara oral tidak

Less than 10%

Hasil yang sama diperoleh dengan pemberian xylo- • oligosakarida, galakto-oligosakarida, galaktosil-laktosil, maltitol,

Breath Fermentation laktitol, palatinit dan eritritol.

14 CO CH SCFA

4 Feses

Mono dan oligosakarida dapat diberikan kepada penderita •

Few Absorbed

•
diabetes melitus

Enzymatic Degradation Flatus

14 CO

2 Tabel 2. Dosis Maksimum Yang Diizinkan Pemberian Oligosakarida Agar Mono dan oligosakarida Tidak Mempengaruhi Tidak Menyebablan Diare pada Orang Dewasa Di Jepang Sekresi Insulin dari pankreas...................... Sakarida Dosis Maksimum (g/kg berat badan/hari)

Yang perlu diperhatikan :

Male Female

 Oligosakarida dapat memberikan energi sebesar 2 Neosugar 0,3 0,4 kkal/g

4 Galaktosil-sukrosa 0,6 0,6

 Pemberian dalam jumlah besar dapat mengakibatkan diare, serta adanya gejala lain seperti flatulensi 4-galakto-oligosakarida 0,28 0,28 Diare ini disebabkan oleh retensi osmogenik dari fluida 

6-galaktosil-laktosil 0,3 0,3 pada usus besar dan usus kecil  dapat diatasi dalam Xylo-oligosakarida 0,12 0,12 beberapa hari (karena sakarida ini dapat digunakan Maltitol 0,3 0,3 oleh bakteri intestinal). Palatinit 0,3 0,3

Eritritol 0,66 0,8 Sorbitol 0,17 0,24

Pengganti Sukrosa Dapat Mencegah Carries Gigi Pengganti Sukrosa Dapat Mencegah Carries Gigi......

3 penyebab terjadinya carries gigi :

2 tipe pengganti gula yang noncariogenic :
•
1. konsumsi gula yang dapat difermentasi

1. Yang dapat dicerna di usus halus : coupling sugar, paltinosa

2. Infeksi oleh bakteri 2.

Yang tidak dapat dicerna : eritritol, sorbitol, neosugar, maltitol,

3. Kerusakan gigi laktitol, palatinit.

Akumulasi Streptococcus mutans pada gigi difasilitasi

S.mutan tidak dapat memetabolisme coupling sugar dan
•
oleh biosintesis glukan tidak larut dari sukrosa secara palatnose, sehingga tidak dihasilkan glukan yang tidak ekstraseluler sehingga menyebabkan timbulnya plaque.

larut dan SCFA  pH menjadi < 5,5  menyebabkan  konsumsi sukrosa : penyebab carries gigi terjadinya demineralisasi enamel gigi.

OLIGOSAKARIDA MEMPERBAIKI MIKROFLORA OLIGOSAKARIDA MEMPERBAIKI MIKROFLORA USUS USUS .......
•

Neosugar, oligosakarida kedelai yang mengandung Bakteri intestinal memetabolisme oligosakarida dan

menghasilkan SCFA  pH usus besar menurun (menjadi rafinosa dan stakiosa, xylo-oligosakarida, 4-galaktosil asam) laktosa, 6 galaktosil laktosa, 4 galaktosil-sukrosa dan



•
laktulosa  tidak dapat dicerna di usus halus tapi

 Bakteri menguntungkan yang resisten terhadap kondisi asam seperti difermentasi oleh bakteri di usus besar.

Bifidobacterium sp dan Lactobacillus sp meningkat.

Bakteri berbahaya seperti Clostridium sp yang sensitif terhadap

 kondisi asam menurun.

Maltosa, sukrosa dan glukosa dicerna dan/atau

diabsorbsi di usus halus  tidak mempengaruhi

Pertumbuhan Bifidobacterium sp berhubungan dengan produksi  komposisi mikroflora usus. amonia, indole, penol dan stakol, serta mengeliminasi komponen yang bersifat karsinogenik selama fermentasi.

 Untuk memperbaiki mikroflora usus, biasanya diberika derivatif laktosa dalam bentuk obat.

I n-vivo rat study :

Human study :

penyimpanan

Gambar : kemungkinan mekanisme peningkatan aborsbsi Ca

Ca dengan menurunnya pH I nduksi aktivitas absorbsi Ca (perubahan dalam mukosa)

Promosi absorbsi Ca oleh Asam Lemak Rantai Pendek Usus Besar Ca yang tidak larut Resolubilisasi garam

Presipitasi Ca dengan meningkatnya pH Meningkatnya laju absorbsi akan mencegah presipitasi

 Difructo anhydride I I I (DFA I I I ) Usus Halus Absorbsi Ca Garam Ca dilarutkan oleh asam gastrat

 Short-chain fructooligosaccharide

 Resistant starch

Guar gum hydrolysate (guar gum)  Phosphorylated guar gum hydrolysate  Water-soluble soybean fiber

 Maltitol  Lactulose  Polydextrose 

 Short-chain fructooligosaccharide  Difructose anhydride I I I and I V  Galactooligosaccharides (transgalactosylated oligosacharide)

FUNGSI OLOGI SAKARI DA UNTUK MENI NGKATKAN ABSORBSI KALSI UM DAN MENCEGAH OSTEOPOROSI S

SIFAT DFA III SEBAGAI BAHAN PANGAN

DFA III

Sangat stabil dalam asam, panas dan selama
Diproduksi dari inulin yang terdapat pada “chicory root” dengan menggunakan enzim fruktotransferase dari Arthrobacter atau Corynobacterium.
Kurang rentan terhadap reaksi Maillard (Browning)
Dari hasil penelitian : pengaruh DFA III terhadap absorpsi Ca > FOS

•

OLIGOSAKARIDA SEBAGAI PANGAN FUNGSIONAL