Resistant Starch Tipe Iii Dan Tipe IV Pati Singkong (Manihot Esculenta Crantz), Suweg (Amorphophallus Campanulatus), Dan Ubi Jalar (Ipomoea Batatas L.) Sebagai Prebiotik

SKRIPSI

RESISTANT STARCH

TIPE III DAN TIPE IV PATI SINGKONG (

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

Amorphophallus campanulatus

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

L.) SEBAGAI PREBIOTIK

Oleh :

RIBKA JULIANA

F24102094

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Ribka Juliana. F24102094.

Resistant Starch

Tipe III dan Tipe IV Pati Singkong

(

Manihot esculenta

Crantz), Suweg (

Amorphophallus campanulatus

), dan Ubi

Jalar (

Ipomoea batatas

L) Sebagai Prebiotik. Dibawah bimbingan: Betty Sri

Laksmi Jenie dan C.C. Nurwitri, 2006.

ABSTRAK

Prebiotik adalah bahan makanan yang tidak dapat dicerna oleh usus

manusia, tetapi bermanfaat untuk mendorong pertumbuhan bakteri probiotik

dalam usus besar sehingga dapat membantu meningkatkan kesehatan.

Resistant

starch

merupakan sumber prebiotik yang potensial karena sifatnya yang tidak

dapat dicerna oleh enzim pencernaan manusia sehingga dapat dimetabolisme oleh

bakteri yang ada di usus. RS tipe III adalah RS yang terbentuk dari retrogradasi

pati, sedangkan RS tipe IV adalah RS yang terbentuk dari pati yang dimodifikasi

secara kimia.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi prebiotik dari

umbi-umbian lokal, yaitu singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu sehingga

diharapkan dapat meningkatkan nilai tambahnya. Penelitian terdiri dari dua tahap

yaitu, tahap seleksi umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik secara

in vitro

dan tahap seleksi jenis RS dan Bakteri Asam Laktat (BAL) terpilih.

Pemilihan umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik

didasarkan pada daya cerna RS tipe IV dan rendemen pati. Umbi singkong dipilih

untuk diuji potensi prebiotiknya karena daya cernanya lebih rendah dan

rendemennya lebih tinggi dibanding suweg, ubi jalar, dan ubi Cilembu.

Media yang digunakan dalam uji potensi prebiotik adalah media RS yang

disuspensikan di dalam air (s-RS) dan media

DeMann Rogosa Sharpe Broth

(MRSB) tanpa dekstrosa (m-MRSB). m-MRSB memiliki komposisi yang sama

dengan MRSB, tetapi dekstrosa dalam media diganti dengan RS (m-MRSB+RS).

BAL yang digunakan adalah

Lactobacillus casei

subsp. rhamnosus,

Lactobacillus

plantarum

sa28k, dan

Bifidobacterium bifidum

. Konsentrasi RS yang

ditambahkan adalah 2.5% dan kultur yang ditambahkan ke dalam media sebesar

5% dan 1%. Jumlah awal

L. casei

subsp. rhamnosus dalam media adalah 7.6x10

7

CFU/ml,

L. plantarum

sa28k 1.1x10

8

CFU/ml, dan

Bifidobacterium bifidum

7.1x10

7

CFU/ml

. Viabilitas BAL di media m-MRSB yang mengandung RS lebih

baik daripada viabilitasnya di media s-RS (p<0.05). Pada media yang sama, tidak

terdapat perbedaan viabilitas yang signifikan di antara ketiga BAL yang

digunakan. Jenis RS juga tidak berpengaruh nyata terhadap viabilitas BAL.

Pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV memiliki kadar RS berturut-turut

sebesar 4.33, 6.57, dan 4.28%. Hasil fermentasi

L. plantarum

di media RS tipe IV

yang disuspensikan di air menunjukkan bahwa fermentasi tersebut menghasilkan

asam asetat sebesar 0.04%, sedangkan keberadaan asam butirat ataupun propionat

tidak terdeteksi di dalam sampel. RS tipe IV mengandung serat pangan sebesar

8.72%.

SKRIPSI

RESISTANT STARCH

TIPE III DAN TIPE IV PATI SINGKONG (

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

Amorphophallus campanulatus

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

L.) SEBAGAI PREBIOTIK

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

RIBKA JULIANA

F24102094

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Ribka Juliana. F24102094.

Resistant Starch

Tipe III dan Tipe IV Pati Singkong

(

Manihot esculenta

Crantz), Suweg (

Amorphophallus campanulatus

), dan Ubi

Jalar (

Ipomoea batatas

L) Sebagai Prebiotik. Dibawah bimbingan: Betty Sri

Laksmi Jenie dan C.C. Nurwitri, 2006.

RINGKASAN

Prebiotik adalah bahan makanan yang tidak dapat dicerna oleh usus

manusia, tetapi bermanfaat untuk mendorong pertumbuhan bakteri probiotik

dalam usus besar sehingga dapat membantu meningkatkan kesehatan.

Resistant

starch

merupakan sumber prebiotik yang potensial karena sifatnya yang tidak

dapat dicerna oleh enzim pencernaan manusia sehingga dapat dimetabolisme oleh

bakteri yang ada di usus. RS tipe III adalah RS yang terbentuk dari retrogradasi

pati, sedangkan RS tipe IV adalah RS yang terbentuk dari pati yang dimodifikasi

secara kimia.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi prebiotik dari

umbi-umbian lokal, yaitu singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu sehingga

diharapkan dapat meningkatkan nilai tambahnya. Penelitian terdiri dari dua tahap

yaitu, tahap seleksi umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik secara

in vitro

dan tahap seleksi jenis RS dan Bakteri Asam Laktat (BAL) terpilih.

Pemilihan umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik

didasarkan pada daya cerna RS tipe IV dan rendemen pati. Hasil pengujian daya

cerna RS tipe IV dari singkong 21.20%, suweg 17.72%, ubi jalar putih 38.11%,

dan ubi Cilembu 25.96%. Ubi jalar putih memiliki rendemen tertinggi, yaitu

14.47%, diikuti oleh singkong (11.79%), ubi Cilembu (11.76%), dan suweg

(6.12%). Dengan mempertimbangkan daya cerna terendah dan rendemen pati

yang cukup memadai, umbi singkong dipilih untuk diuji potensi prebiotiknya.

Media yang digunakan dalam uji potensi prebiotik adalah media RS yang

disuspensikan di dalam air (s-RS) dan media

DeMann Rogosa Sharpe Broth

(MRSB) tanpa dekstrosa (m-MRSB). m-MRSB memiliki komposisi yang sama

dengan MRSB, tetapi dekstrosa dalam media diganti dengan RS (m-MRSB+RS).

BAL yang digunakan adalah

Lactobacillus casei

subsp. rhamnosus,

Lactobacillus

plantarum

sa28k, dan

Bifidobacterium bifidum

. Konsentrasi RS yang

ditambahkan adalah 2.5% dan kultur yang ditambahkan ke dalam media sebesar

5% dan 1%. Jumlah awal

L. casei

subsp. rhamnosus dalam media adalah 7.6x10

7

CFU/ml,

L. plantarum

sa28k 1.1x10

8

CFU/ml, dan

Bifidobacterium bifidum

7.1x10

7

CFU/ml

.

Lactobacillus plantarum

tumbuh sedikit lebih baik daripada dua

BAL yang lain dan pertumbuhan

L. plantarum

di media air yang mengandung RS

tipe IV (rata-rata sebesar 1.0x10

8

CFU/ml) lebih baik daripada media dengan RS

tipe III (rata-rata sebesar 8.9x10

7

CFU/ml). Viabilitas BAL di media m-MRSB

yang mengandung RS lebih baik daripada viabilitasnya di media s-RS (p<0.05).

Pada media yang sama, tidak terdapat perbedaan viabilitas yang signifikan di

antara ketiga BAL yang digunakan. Jenis RS juga tidak berpengaruh nyata

terhadap viabilitas BAL

Pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV memiliki kadar RS berturut-turut

sebesar 4.33, 6.57, dan 4.28%. RS tipe IV memiliki derajat putih paling tinggi

(110.60%), diikuti pati alami (106.80%) dan RS tipe III (74.45%). Pati alami, RS

tipe III, dan RS tipe IV memiliki densitas kamba berturut-turut sebesar 0.67, 0.72,

dan 0.63 gr/ml, sedangkan densitas padatnya adalah 0.88, 0.81, dan 0.84 g/ml.

Kadar amilosa RS tipe IV memiliki amilosa sebesar 29.42%, tidak berbeda nyata

jika dibandingkan dengan pati alami (27.32%) dan RS tipe III (26.54%). Aktivitas

air dari pati alami singkong 0.308, RS tipe III 0.563, dan RS tipe IV 0.365.

Kelarutan pati alami singkong, RS tipe III, dan RS tipe IV berturut-turut sebesar

4.20, 12.27, dan 4.25%. RS tipe IV memiliki suhu puncak gelatinisasi yang sama

dengan pati alami singkong, yaitu 84

o

C, sedangkan RS tipe III memiliki suhu

puncak gelatinisasi sebesar 60

o

C. Viskositas maksimum pati alami singkong

1.420 BU, RS tipe III 790 BU, dan RS tipe IV 1.550 BU.

Hasil fermentasi

L. plantarum

di media RS yang disuspensikan di air

menunjukkan bahwa fermentasi tersebut menghasilkan asam asetat sebesar

0.04%, sedangkan keberadaan asam butirat ataupun propionat tidak terdeteksi di

dalam sampel. RS tipe IV mengandung serat pangan sebesar 8.72%.

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

RESISTANT STARCH

TIPE III DAN TIPE IV PATI SINGKONG (

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

Amorphophallus campanulatus

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

L.) SEBAGAI PREBIOTIK

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada jurusan Teknologi Pangan dan Gizi

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

Ribka Juliana

F24102094

Dilahirkan pada tanggal 21 September 1984

Di Jakarta, DKI Jakarta

Tanggal Lulus: Januari 2007

Menyetujui,

Bogor, Januari 2007

Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS

Ir. C. C. Nurwitri, DAA

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Mengetahui

Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc

Ketua Departemen ITP

i

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus

karena atas kasih sayang, kebaikan, dan hikmat-Nya penulis dapat menyelesaikan

penulisan skripsi ini. Skirpsi ini dibuat berdasarkan hasil penelitian di

laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan sejak Mei – Desember

2006. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS., selaku dosen pembimbing

akademik, atas bimbingan, pengarahan, motivasi, dan dukungan yang telah

diberikan selama penulis menempuh pendidikan di Departemen Ilmu dan

Teknologi Pangan.

2. Ir. C.C. Nurwitri, DAA, selaku dosen pembimbing II, atas bimbingan dan

motivasi yang telah diberikan kepada penulis selama penelitian dan penulisan

skripsi ini.

3. Siti Nurjanah, STP, MSi atas kesediaannya menjadi dosen penguji serta

bimbingan dan bantuan yang telah diberikan selama penulis melaksanakan

penelitian.

4. Antung Sima Firliyanti, STP atas bimbingan dan bantuan yang diberikan

selama penulis melaksanakan penelitian.

5. Papa dan Mama. Orang tua dan sahabat terbaik di dunia. Terima kasih untuk

kasih sayang yang luar biasa, kesabaran, pengorbanan, kepercayaan, doa, dan

dukungan yang senantiasa diberikan. Terima kasih telah mengajarkan saya

untuk selalu mengutamakan Tuhan.

6.

Research Grant

Program B Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan atas

dana yang diberikan untuk melaksanakan penelitian ini.

7. PT. Monsanto untuk beasiswa yang diberikan kepada penulis.

8. Om Papi, Tante Mami, Ko Sammy, I’ Pipin, Ci Nen, dan segenap keluarga

besar. Terima kasih untuk perhatian, bantuan, dan dukungan yang telah

diberikan selama ini.

9. Keluarga Pdt. Andreas Tairas. Terima kasih untuk doa, nasihat-nasihat,

motivasi, dan bantuannya.

ii

10. Sahabat-sahabat terbaik: Nanda Mehuli Giantine, Pretty Arinigora, dan

Shinta. Terima kasih untuk keterbukaan, kesabaran, kehangatan, dan

keceriaan yang diberikan sejak TPB sampai saat ini.

11. Ratih Woro Anggraini dan Manginar Marsaulina Purba, sahabat dan teman

seperjuangan. Terima kasih untuk kerja sama, bantuan, pengertian,

cerita-cerita, dan canda tawa yang membuat penelitian ini tidak terlalu berat untuk

dijalani. Karya tulis ini tidak akan bisa saya selesaikan tanpa bantuan kalian.

12. Syarifah Zarina, sahabat yang baru saya temukan tapi telah menjadi salah

satu yang terbaik. Teman-teman baikku: Randy Adistya, Elvina “Tukep”

Yohana, dan Adrinal Muluk terima kasih untuk semua bantuannya selama

penulis melakukan penelitian dan kesediaannya menampung keluh kesah

penulis.

13. Aponk, Bobby, Ulik, Izal, dan Didin terima kasih untuk semua bantuannya

selama penulis melakukan penelitian dan mempersiapkan ujian skripsi.

Keluarga besar JoJoPi: Putra, Ajeng, Dadik, Cihuy, Kong Yudhan, dan Stut.

Teman-teman golongan C, terutama teman seperjuangan C5 (Karen, Fenni,

Farah), Steisi, dan Prasna. Teman-teman TPG 39 terutama Tissa, Nuy, Dora,

Inggrid, Yeye, Arvi, Hanna, Fany Nely, Ratry, Herold, dan Arif Tmin .

14. Teman-teman baik alumni SMU Regina Pacis : Aryo, Wenny, Wulan.

15. Bapak dan Ibu Heddi, rekan-rekan kerja di Realia Bogor (Irma, Adi, Teh

Siti), dan rekan-rekan kerja di Mitra Lingua Jakarta (terutama Dodon, Maria,

dan Lita).

16. Seluruh staff dan laboran Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, khususnya

Bu Mar, Mbak Ari, dan Pak Wahid, terima kasih untuk semua bantuannya.

17. Dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu.

Akhirnya, penulis berdoa semoga Tuhan Yang Maha Kuasa membalas

semua kebaikan yang telah diberikan. Penulis berharap semoga karya tulis ini

dapat bermanfaat bagi pihak yang membutuhkannya.

Bogor,

Desember 2006

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR………

DAFTAR ISI………...

DAFTAR TABEL………...

DAFTAR GAMBAR………..

DAFTAR LAMPIRAN………...

I. PENDAHULUAN………...

A. LATAR

BELAKANG………..

B. TUJUAN

...………...

C. MANFAAT

...………..

II. TINJAUAN

PUSTAKA

...………..

A. BAHAN BAKU………...

1. Singkong (

Manihot esculenta

Crantz) ………..

2. Suweg (

Amarphophallus campanulatus

BL) ………

3. Ubi jalar (

Ipomoea batatas

L) ………...

B. PATI ………..

C.

RESISTANT STARCH

(RS)...

1. RS Tipe III………...

2.

RS Tipe IV...……….

D. PROBIOTIK ...……….

1.

Lactobacillus ...

2.

Bifidobacterium

...………...

E. PREBIOTIK...………...…..

III. BAHAN DAN METODE...………

A. BAHAN

DAN

ALAT………...

B. METODE

PENELITIAN………..

1.

Ekstraksi Pati...……….

2.

Pembuatan RS Tipe III...

3. Pembuatan RS Tipe IV...………...

4. Uji Prebiotik Secara In Vitro ...

C. METODE ANALISIS...………

i

iii

v

vi

vii

1

1

2

3

4

4

4

5

6

8

10

10

11

12

14

14

15

18

18

18

18

20

21

21

23

iv

1. Analisis Kadar Air ...………

2. Rendemen ...………...

3. Uji Daya Cerna Pati ………

4. Kadar RS...………...

5.

Derajat Putih ...

6.

Densitas Kamba...

7.

Densitas Padat...

8. Kadar Amilosa ...

9. Aktivitas air (a

w

) ...

10.Uji Kelarutan dalam Air...

11.Uji Amilograf ………...

12.Analisis Kadar Gula ...

13.Analisis Serat Pangan (

Dietary Fiber

) ...

14.Analisis Asam Lemak Rantai Pendek (SCFA) ...

D. PENGOLAHAN DATA ...

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN………

A. SELEKSI

UMBI

...………

B.

SELEKSI JENIS RS...………..

1. Analisis Fisiko-Kimia RS Tipe III dan RS Tipe IV...

2. Uji Prebiotik

In Vitro

...

C. ANALISIS RS TERPILIH ...

1. Analisis Asam Lemak Rantai Pendek (

Short Chain Fatty Acid

)....

2. Analisis Serat Pangan (

Dietary Fiber

) ...

V. KESIMPULAN DAN SARAN...

A. KESIMPULAN...

B. SARAN...

DAFTAR PUSTAKA...

LAMPIRAN...

23

23

23

24

25

25

25

26

26

27

27

28

28

29

29

30

30

33

33

39

44

44

46

47

47

47

49

56

SKRIPSI

RESISTANT STARCH

TIPE III DAN TIPE IV PATI SINGKONG (

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

Amorphophallus campanulatus

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

L.) SEBAGAI PREBIOTIK

Oleh :

RIBKA JULIANA

F24102094

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Ribka Juliana. F24102094.

Resistant Starch

Tipe III dan Tipe IV Pati Singkong

(

Manihot esculenta

Crantz), Suweg (

Amorphophallus campanulatus

), dan Ubi

Jalar (

Ipomoea batatas

L) Sebagai Prebiotik. Dibawah bimbingan: Betty Sri

Laksmi Jenie dan C.C. Nurwitri, 2006.

ABSTRAK

Prebiotik adalah bahan makanan yang tidak dapat dicerna oleh usus

manusia, tetapi bermanfaat untuk mendorong pertumbuhan bakteri probiotik

dalam usus besar sehingga dapat membantu meningkatkan kesehatan.

Resistant

starch

merupakan sumber prebiotik yang potensial karena sifatnya yang tidak

dapat dicerna oleh enzim pencernaan manusia sehingga dapat dimetabolisme oleh

bakteri yang ada di usus. RS tipe III adalah RS yang terbentuk dari retrogradasi

pati, sedangkan RS tipe IV adalah RS yang terbentuk dari pati yang dimodifikasi

secara kimia.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi prebiotik dari

umbi-umbian lokal, yaitu singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu sehingga

diharapkan dapat meningkatkan nilai tambahnya. Penelitian terdiri dari dua tahap

yaitu, tahap seleksi umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik secara

in vitro

dan tahap seleksi jenis RS dan Bakteri Asam Laktat (BAL) terpilih.

Pemilihan umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik

didasarkan pada daya cerna RS tipe IV dan rendemen pati. Umbi singkong dipilih

untuk diuji potensi prebiotiknya karena daya cernanya lebih rendah dan

rendemennya lebih tinggi dibanding suweg, ubi jalar, dan ubi Cilembu.

Media yang digunakan dalam uji potensi prebiotik adalah media RS yang

disuspensikan di dalam air (s-RS) dan media

DeMann Rogosa Sharpe Broth

(MRSB) tanpa dekstrosa (m-MRSB). m-MRSB memiliki komposisi yang sama

dengan MRSB, tetapi dekstrosa dalam media diganti dengan RS (m-MRSB+RS).

BAL yang digunakan adalah

Lactobacillus casei

subsp. rhamnosus,

Lactobacillus

plantarum

sa28k, dan

Bifidobacterium bifidum

. Konsentrasi RS yang

ditambahkan adalah 2.5% dan kultur yang ditambahkan ke dalam media sebesar

5% dan 1%. Jumlah awal

L. casei

subsp. rhamnosus dalam media adalah 7.6x10

7

CFU/ml,

L. plantarum

sa28k 1.1x10

8

CFU/ml, dan

Bifidobacterium bifidum

7.1x10

7

CFU/ml

. Viabilitas BAL di media m-MRSB yang mengandung RS lebih

baik daripada viabilitasnya di media s-RS (p<0.05). Pada media yang sama, tidak

terdapat perbedaan viabilitas yang signifikan di antara ketiga BAL yang

digunakan. Jenis RS juga tidak berpengaruh nyata terhadap viabilitas BAL.

Pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV memiliki kadar RS berturut-turut

sebesar 4.33, 6.57, dan 4.28%. Hasil fermentasi

L. plantarum

di media RS tipe IV

yang disuspensikan di air menunjukkan bahwa fermentasi tersebut menghasilkan

asam asetat sebesar 0.04%, sedangkan keberadaan asam butirat ataupun propionat

tidak terdeteksi di dalam sampel. RS tipe IV mengandung serat pangan sebesar

8.72%.

SKRIPSI

RESISTANT STARCH

TIPE III DAN TIPE IV PATI SINGKONG (

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

Amorphophallus campanulatus

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

L.) SEBAGAI PREBIOTIK

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

RIBKA JULIANA

F24102094

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Ribka Juliana. F24102094.

Resistant Starch

Tipe III dan Tipe IV Pati Singkong

(

Manihot esculenta

Crantz), Suweg (

Amorphophallus campanulatus

), dan Ubi

Jalar (

Ipomoea batatas

L) Sebagai Prebiotik. Dibawah bimbingan: Betty Sri

Laksmi Jenie dan C.C. Nurwitri, 2006.

RINGKASAN

Prebiotik adalah bahan makanan yang tidak dapat dicerna oleh usus

manusia, tetapi bermanfaat untuk mendorong pertumbuhan bakteri probiotik

dalam usus besar sehingga dapat membantu meningkatkan kesehatan.

Resistant

starch

merupakan sumber prebiotik yang potensial karena sifatnya yang tidak

dapat dicerna oleh enzim pencernaan manusia sehingga dapat dimetabolisme oleh

bakteri yang ada di usus. RS tipe III adalah RS yang terbentuk dari retrogradasi

pati, sedangkan RS tipe IV adalah RS yang terbentuk dari pati yang dimodifikasi

secara kimia.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi prebiotik dari

umbi-umbian lokal, yaitu singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu sehingga

diharapkan dapat meningkatkan nilai tambahnya. Penelitian terdiri dari dua tahap

yaitu, tahap seleksi umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik secara

in vitro

dan tahap seleksi jenis RS dan Bakteri Asam Laktat (BAL) terpilih.

Pemilihan umbi yang akan digunakan dalam pengujian prebiotik

didasarkan pada daya cerna RS tipe IV dan rendemen pati. Hasil pengujian daya

cerna RS tipe IV dari singkong 21.20%, suweg 17.72%, ubi jalar putih 38.11%,

dan ubi Cilembu 25.96%. Ubi jalar putih memiliki rendemen tertinggi, yaitu

14.47%, diikuti oleh singkong (11.79%), ubi Cilembu (11.76%), dan suweg

(6.12%). Dengan mempertimbangkan daya cerna terendah dan rendemen pati

yang cukup memadai, umbi singkong dipilih untuk diuji potensi prebiotiknya.

Media yang digunakan dalam uji potensi prebiotik adalah media RS yang

disuspensikan di dalam air (s-RS) dan media

DeMann Rogosa Sharpe Broth

(MRSB) tanpa dekstrosa (m-MRSB). m-MRSB memiliki komposisi yang sama

dengan MRSB, tetapi dekstrosa dalam media diganti dengan RS (m-MRSB+RS).

BAL yang digunakan adalah

Lactobacillus casei

subsp. rhamnosus,

Lactobacillus

plantarum

sa28k, dan

Bifidobacterium bifidum

. Konsentrasi RS yang

ditambahkan adalah 2.5% dan kultur yang ditambahkan ke dalam media sebesar

5% dan 1%. Jumlah awal

L. casei

subsp. rhamnosus dalam media adalah 7.6x10

7

CFU/ml,

L. plantarum

sa28k 1.1x10

8

CFU/ml, dan

Bifidobacterium bifidum

7.1x10

7

CFU/ml

.

Lactobacillus plantarum

tumbuh sedikit lebih baik daripada dua

BAL yang lain dan pertumbuhan

L. plantarum

di media air yang mengandung RS

tipe IV (rata-rata sebesar 1.0x10

8

CFU/ml) lebih baik daripada media dengan RS

tipe III (rata-rata sebesar 8.9x10

7

CFU/ml). Viabilitas BAL di media m-MRSB

yang mengandung RS lebih baik daripada viabilitasnya di media s-RS (p<0.05).

Pada media yang sama, tidak terdapat perbedaan viabilitas yang signifikan di

antara ketiga BAL yang digunakan. Jenis RS juga tidak berpengaruh nyata

terhadap viabilitas BAL

Pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV memiliki kadar RS berturut-turut

sebesar 4.33, 6.57, dan 4.28%. RS tipe IV memiliki derajat putih paling tinggi

(110.60%), diikuti pati alami (106.80%) dan RS tipe III (74.45%). Pati alami, RS

tipe III, dan RS tipe IV memiliki densitas kamba berturut-turut sebesar 0.67, 0.72,

dan 0.63 gr/ml, sedangkan densitas padatnya adalah 0.88, 0.81, dan 0.84 g/ml.

Kadar amilosa RS tipe IV memiliki amilosa sebesar 29.42%, tidak berbeda nyata

jika dibandingkan dengan pati alami (27.32%) dan RS tipe III (26.54%). Aktivitas

air dari pati alami singkong 0.308, RS tipe III 0.563, dan RS tipe IV 0.365.

Kelarutan pati alami singkong, RS tipe III, dan RS tipe IV berturut-turut sebesar

4.20, 12.27, dan 4.25%. RS tipe IV memiliki suhu puncak gelatinisasi yang sama

dengan pati alami singkong, yaitu 84

o

C, sedangkan RS tipe III memiliki suhu

puncak gelatinisasi sebesar 60

o

C. Viskositas maksimum pati alami singkong

1.420 BU, RS tipe III 790 BU, dan RS tipe IV 1.550 BU.

Hasil fermentasi

L. plantarum

di media RS yang disuspensikan di air

menunjukkan bahwa fermentasi tersebut menghasilkan asam asetat sebesar

0.04%, sedangkan keberadaan asam butirat ataupun propionat tidak terdeteksi di

dalam sampel. RS tipe IV mengandung serat pangan sebesar 8.72%.

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

RESISTANT STARCH

TIPE III DAN TIPE IV PATI SINGKONG (

Manihot

esculenta

Crantz), SUWEG (

Amorphophallus campanulatus

),

DAN UBI JALAR (

Ipomoea batatas

L.) SEBAGAI PREBIOTIK

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada jurusan Teknologi Pangan dan Gizi

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

Ribka Juliana

F24102094

Dilahirkan pada tanggal 21 September 1984

Di Jakarta, DKI Jakarta

Tanggal Lulus: Januari 2007

Menyetujui,

Bogor, Januari 2007

Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS

Ir. C. C. Nurwitri, DAA

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Mengetahui

Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc

Ketua Departemen ITP

i

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus

karena atas kasih sayang, kebaikan, dan hikmat-Nya penulis dapat menyelesaikan

penulisan skripsi ini. Skirpsi ini dibuat berdasarkan hasil penelitian di

laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan sejak Mei – Desember

2006. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS., selaku dosen pembimbing

akademik, atas bimbingan, pengarahan, motivasi, dan dukungan yang telah

diberikan selama penulis menempuh pendidikan di Departemen Ilmu dan

Teknologi Pangan.

2. Ir. C.C. Nurwitri, DAA, selaku dosen pembimbing II, atas bimbingan dan

motivasi yang telah diberikan kepada penulis selama penelitian dan penulisan

skripsi ini.

3. Siti Nurjanah, STP, MSi atas kesediaannya menjadi dosen penguji serta

bimbingan dan bantuan yang telah diberikan selama penulis melaksanakan

penelitian.

4. Antung Sima Firliyanti, STP atas bimbingan dan bantuan yang diberikan

selama penulis melaksanakan penelitian.

5. Papa dan Mama. Orang tua dan sahabat terbaik di dunia. Terima kasih untuk

kasih sayang yang luar biasa, kesabaran, pengorbanan, kepercayaan, doa, dan

dukungan yang senantiasa diberikan. Terima kasih telah mengajarkan saya

untuk selalu mengutamakan Tuhan.

6.

Research Grant

Program B Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan atas

dana yang diberikan untuk melaksanakan penelitian ini.

7. PT. Monsanto untuk beasiswa yang diberikan kepada penulis.

8. Om Papi, Tante Mami, Ko Sammy, I’ Pipin, Ci Nen, dan segenap keluarga

besar. Terima kasih untuk perhatian, bantuan, dan dukungan yang telah

diberikan selama ini.

9. Keluarga Pdt. Andreas Tairas. Terima kasih untuk doa, nasihat-nasihat,

motivasi, dan bantuannya.

ii

10. Sahabat-sahabat terbaik: Nanda Mehuli Giantine, Pretty Arinigora, dan

Shinta. Terima kasih untuk keterbukaan, kesabaran, kehangatan, dan

keceriaan yang diberikan sejak TPB sampai saat ini.

11. Ratih Woro Anggraini dan Manginar Marsaulina Purba, sahabat dan teman

seperjuangan. Terima kasih untuk kerja sama, bantuan, pengertian,

cerita-cerita, dan canda tawa yang membuat penelitian ini tidak terlalu berat untuk

dijalani. Karya tulis ini tidak akan bisa saya selesaikan tanpa bantuan kalian.

12. Syarifah Zarina, sahabat yang baru saya temukan tapi telah menjadi salah

satu yang terbaik. Teman-teman baikku: Randy Adistya, Elvina “Tukep”

Yohana, dan Adrinal Muluk terima kasih untuk semua bantuannya selama

penulis melakukan penelitian dan kesediaannya menampung keluh kesah

penulis.

13. Aponk, Bobby, Ulik, Izal, dan Didin terima kasih untuk semua bantuannya

selama penulis melakukan penelitian dan mempersiapkan ujian skripsi.

Keluarga besar JoJoPi: Putra, Ajeng, Dadik, Cihuy, Kong Yudhan, dan Stut.

Teman-teman golongan C, terutama teman seperjuangan C5 (Karen, Fenni,

Farah), Steisi, dan Prasna. Teman-teman TPG 39 terutama Tissa, Nuy, Dora,

Inggrid, Yeye, Arvi, Hanna, Fany Nely, Ratry, Herold, dan Arif Tmin .

14. Teman-teman baik alumni SMU Regina Pacis : Aryo, Wenny, Wulan.

15. Bapak dan Ibu Heddi, rekan-rekan kerja di Realia Bogor (Irma, Adi, Teh

Siti), dan rekan-rekan kerja di Mitra Lingua Jakarta (terutama Dodon, Maria,

dan Lita).

16. Seluruh staff dan laboran Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, khususnya

Bu Mar, Mbak Ari, dan Pak Wahid, terima kasih untuk semua bantuannya.

17. Dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu.

Akhirnya, penulis berdoa semoga Tuhan Yang Maha Kuasa membalas

semua kebaikan yang telah diberikan. Penulis berharap semoga karya tulis ini

dapat bermanfaat bagi pihak yang membutuhkannya.

Bogor,

Desember 2006

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR………

DAFTAR ISI………...

DAFTAR TABEL………...

DAFTAR GAMBAR………..

DAFTAR LAMPIRAN………...

I. PENDAHULUAN………...

A. LATAR

BELAKANG………..

B. TUJUAN

...………...

C. MANFAAT

...………..

II. TINJAUAN

PUSTAKA

...………..

A. BAHAN BAKU………...

1. Singkong (

Manihot esculenta

Crantz) ………..

2. Suweg (

Amarphophallus campanulatus

BL) ………

3. Ubi jalar (

Ipomoea batatas

L) ………...

B. PATI ………..

C.

RESISTANT STARCH

(RS)...

1. RS Tipe III………...

2.

RS Tipe IV...……….

D. PROBIOTIK ...……….

1.

Lactobacillus ...

2.

Bifidobacterium

...………...

E. PREBIOTIK...………...…..

III. BAHAN DAN METODE...………

A. BAHAN

DAN

ALAT………...

B. METODE

PENELITIAN………..

1.

Ekstraksi Pati...……….

2.

Pembuatan RS Tipe III...

3. Pembuatan RS Tipe IV...………...

4. Uji Prebiotik Secara In Vitro ...

C. METODE ANALISIS...………

i

iii

v

vi

vii

1

1

2

3

4

4

4

5

6

8

10

10

11

12

14

14

15

18

18

18

18

20

21

21

23

iv

1. Analisis Kadar Air ...………

2. Rendemen ...………...

3. Uji Daya Cerna Pati ………

4. Kadar RS...………...

5.

Derajat Putih ...

6.

Densitas Kamba...

7.

Densitas Padat...

8. Kadar Amilosa ...

9. Aktivitas air (a

w

) ...

10.Uji Kelarutan dalam Air...

11.Uji Amilograf ………...

12.Analisis Kadar Gula ...

13.Analisis Serat Pangan (

Dietary Fiber

) ...

14.Analisis Asam Lemak Rantai Pendek (SCFA) ...

D. PENGOLAHAN DATA ...

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN………

A. SELEKSI

UMBI

...………

B.

SELEKSI JENIS RS...………..

1. Analisis Fisiko-Kimia RS Tipe III dan RS Tipe IV...

2. Uji Prebiotik

In Vitro

...

C. ANALISIS RS TERPILIH ...

1. Analisis Asam Lemak Rantai Pendek (

Short Chain Fatty Acid

)....

2. Analisis Serat Pangan (

Dietary Fiber

) ...

V. KESIMPULAN DAN SARAN...

A. KESIMPULAN...

B. SARAN...

DAFTAR PUSTAKA...

LAMPIRAN...

23

23

23

24

25

25

25

26

26

27

27

28

28

29

29

30

30

33

33

39

44

44

46

47

47

47

49

56

v

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Komposisi Rata-rata Singkong Segar ...

Tabel 2. Rendemen dan Kadar Air pati singkong, suweg, ubi jalar putih, dan

ubi Cilembu ...

Tabel 3. Daya Cerna RS Tipe III ...

Tabel 4. Daya Cerna RS Tipe IV...

Tabel 5. Sifat Fisik Pati Alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari Pati

Singkong ...

5

30

32

33

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Umbi Singkong ...

Gambar 2. Umbi Suweg ...

Gambar 3. Ubi Jalar Putih dan Ubi Jalar Merah ...

Gambar 4. Ubi Cilembu ...

Gambar 5. Reaksi pembentukan ikatan silang antara pati dan natrium

trimetafosfat ………...

Gambar 6. Diagram Alir Penelitian ………..

Gambar 7. (a) Granula pati singkong (b) Granula pati RS tipe III

(c) Granula pati RS tipe IV ...

Gambar 8. Viabilitas BAL pada berbagai media yang mengandung RS

selama inkubasi 24 jam ...

Gambar 9. Viabilitas BAL pada media s-RS3 dan s-RS4 selama inkubasi 24

jam ...

Gambar 10. Viabilitas BAL pada media m-MRSB+RS3 dan m-MRSB+RS4

selama inkubasi 24 jam...

Gambar 11. Viabilitas BAL dalam media s-RS3 dan m-MRSB +RS3 dengan

konsentrasi kultur 5% dan 1% selama inkubasi 24 jam ...

4

6

7

8

12

19

38

40

41

41

vii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Uji Daya Cerna Pati RS Tipe IV ...

Lampiran 2. Jumlah sel

L. casei

subsp. Rhamnosus,

L. plantarum

, dan

B. bifidum

(t=24 jam)………..

Lampiran 3. Total BAL dalam media s-RS yang diinkubasi selama 24

jam (konsentrasi kultur 5%) ………...

Lampiran 4. Total BAL dalam media s-RS3 yang diinkubasi selama 24

jam (konsentrasi kultur

1

%) ………...

Lampiran 5. Total BAL dalam media m-MRSB + RS yang

diinkubasi selama 24 jam (konsentrasi kultur 5%) ………

Lampiran 6. Total BAL dalam media m-MRSB + RS yang

diinkubasi selama 24 jam (konsentrasi kultur 0.5%) ………….

Lampiran 7. Analisis statistik pertumbuhan BAL di media m-MRSB

dan s-RS ...

Lampiran 8. Kadar RS pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari pati

singkong ……….

Lampiran 9. Kadar amilosa pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari pati

singkong………..

Lampiran 10. Kelarutan pati alami, RS tipe III dan RS tipe IV dari pati

singkong………....

Lampiran 11. Analisis Short Chain Fatty Acid s-RS4

L. plantarum

………..

Lampiran 12. Analisis

Dietary Fiber

RS4 Singkong………...

56

57

58

59

60

61

62

64

65

66

67

70

56

Lampiran 1. Uji Daya Cerna Pati RS tipe IV

Jenis Umbi

Daya Cerna (%)

Ulangan 1

Ulangan 2

Rata-rata

Singkong 20.39

22.00

21.20

Suweg 17.98

17.45

17.72

Ubi jalar putih

36.85

39.53

38.11

57

Lampiran 2. Jumlah sel

L. casei

subsp. Rhamnosus,

L. plantarum

, dan

B. bifidum

(t=24 jam)

Jenis BAL

10

-6

10

-7

10

-8

CFU/ml

L. casei

TBUD 179

15

1.6x10

9

TBUD 132

24

L. plantarum

TBUD 211

30

2.3x10

9

TBUD 254

19

B. bifidum

TBUD 158

14

1.5x10

9

58

Lampiran 3. Total BAL dalam media air+ RS yang diinkubasi selama 24 jam

(konsentrasi kultur 5%)

Jenis

RS

Jenis BAL

Ul

10

-5

10

-6

10

-7

CFU/ml Rata-rata

CFU/ml

RS 3

L. casei

1a 101 7

1

1.1x10

7

8.7x10

6

1b 116 17 4

2a 12 27 2 <2.5x10

7

(6.3x10

6

)

2b

90 10 0

L. plantarum

1a TBUD

210 31

1.8x10

8

1b TBUD

143 24

B. bifidum

1a 135 4

1

1.3x10

7

1b 133 3

1

RS 4

L. casei

1a 95 9

0

1.1x10

7

1.4x10

7

1b

89 27 5

2a 109 91 0

1.7x10

7

2b

97 85 2

L. plantarum

1a TBUD

66 18

9.1x10

7

1.0x10

8

1b

TBUD

115

15

2a TBUD

115 7

1.1x10

8

2b TBUD

107 11

B. bifidum

1a 135 4

1

2.0x10

7

2.5x10

7

1b 133 3

1

2a TBUD

84 3

2.9x10

7

59

Lampiran 4. Total BAL dalam media air+ RS yang diinkubasi selama 24 jam

(konsentrasi kultur 0.5%)

Jenis

RS

Jenis BAL

Ul

10

-4

10

-5

10

-6

CFU/ml

RS 3

L. plantarum

2a 12 27 2

7.8x10

6

2b

90 10 0

B. bifidum

2a TBUD

70 6

6.8x10

6

60

Lampiran 5. Total BAL dalam media MRSB tanpa dekstrosa+ RS yang diinkubasi

selama 24 jam (konsentrasi kultur 5%)

Jenis

RS

Jenis BAL

Ul

10

-5

10

-6

10

-7

CFU/ml Rata-rata

CFU/ml

RS 3

L. casei

1a TBUD

203 29

2.2x10

8

1b TBUD

227 22

L. plantarum

1a TBUD

140 10

1.4x10

8

1b TBUD

135 12

B. bifidum

1a TBUD

296 39

4.0x10

8

1b TBUD

TBUD

39

RS 4

L. casei

1a TBUD

212 59

2.5x10

8

2.3x10

8

1b TBUD

226 46

2a TBUD

210 17

2.1x10

8

2b TBUD

226 22

L. plantarum

1a TBUD

114 28

2.4x10

8

1.9x10

8

1b TBUD

TBUD

19

2a TBUD

141 9

1.4x10

8

2b

TBUD

137

10

B. bifidum

1a TBUD

81 13

1.0x10

8

1.6x10

8

1b TBUD

120 6

2a TBUD

208 22

2.2x10

8

61

Lampiran 6. Total BAL dalam media MRSB tanpa dekstrosa + RS yang

diinkubasi selama 24 jam (konsentrasi kultur 0.5%)

Jenis

RS

Jenis BAL

Ul

10

-4

10

-5

10

-6

CFU/ml

RS 3

L. casei

2a TBUD

TBUD

119

1.0x10

8

2b TBUD

TBUD

81

L. plantarum

2a TBUD

TBUD

77

6.6x10

7

2b TBUD

TBUD

55

B. bifidum

2a TBUD

TBUD

85

7.95x10

7

62

Lampiran 7. Analisis Statistik Pertumbuhan BAL di media m-MRSB dan s-RS

Univariate Analysis of Variance

Between-Subjects Factors

Value Label N

media A1 s-RS3 6

A2 _{s-RS4 6}

A3

m-MRSB+RS3 6

A4

m-MRSB+RS4 6

BAL B1

Rhamnosus 8

B2 Plantarum 8

B3 _{Bifidum 8}

Descriptive Statistics

Dependent Variable: viabilitas

media BAL Mean Std. Deviation N

s-RS3 Rhamnosus 8.650 3.3234 2

Plantarum 93.900 121.7638 2

Bifidum _{9.900 4.3841 2}

Total _{37.483 69.8667 6}

s-RS4 Rhamnosus 14.000 4.2426 2

Plantarum 100.500 13.4350 2

Bifidum _{24.500 6.3640 2}

Total 46.333 42.7816 6

m-MRSB+RS3 Rhamnosus 160.000 84.8528 2

Plantarum 103.000 52.3259 2

Bifidum _{240.000 226.2742 2}

Total 167.667 126.5570 6

m-MRSB+RS4 Rhamnosus 230.000 28.2843 2

Plantarum 190.000 70.7107 2

Bifidum _{160.000 84.8528 2}

Total 193.333 59.8888 6

Total Rhamnosus 103.163 107.1919 8

Plantarum 121.850 70.9310 8

Bifidum _{108.600 137.2717 8}

63

Lampiran 7 (lanjutan). Analisis Statistik Pertumbuhan BAL di media m-MRSB

dan s-RS

Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable: viabilitas Source

Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 159798.285(a

) 11 14527.117 1.954 .133

Intercept _{296792.800 1 296792.800 39.912 .000}

A 117457.201 3 39152.400 5.265 .015

B 1478.271 2 739.135 .099 .906

A * B _{40862.813 6 6810.469 .916 .516}

Error 89233.685 12 7436.140

Total 545824.770 24

Corrected Total 249031.970 23

a R Squared = .642 (Adjusted R Squared = .313)

Post Hoc Tests

media

Homogeneous Subsets : viabilitas

Duncan

media N

Subset

1 2

s-RS3 _{6 37.483}

s-RS4 6 46.333

m-MRSB+RS3 6 167.667

m-MRSB+RS4 _{6 193.333}

Sig. .862 .616

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on Type III Sum of Squares

The error term is Mean Square(Error) = 7436.140. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 6.000. b Alpha = .05.

BAL

Homogeneous Subsets : viabilitas

Duncan

BAL N

Subset 1

Rhamnosus _{8 103.163}

Bifidum 8 108.600

Plantarum 8 121.850

Sig. .688

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on Type III Sum of Squares

The error term is Mean Square(Error) = 7436.140. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 8.000, b. Alpha = .05.

64

Lampiran 8. Kadar RS pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari pati singkong

Sampel Bobot

sampel

(g)

Bobot Awal

Kertas Saring

(g)

Bobot Akhir

Kertas Saring

(g)

Kadar RS

(%)

Rata-Rata

Kadar RS

(%)

Pati Singkong

0.5438 0.5304

0.5517

3.9168

4.33

0.5211 0.5271

0.5518

4.7400

RS tipe III

0.5914 0.4954

0.5319

6.1718

6.52

0.5433 0.5051

0.5424

6.8655

RS tipe IV

0.5577 0.5053

0.5284

4.1420

4.29

0.5357 0.5237

0.551

4.4241

65

Lampiran 9. Kadar amilosa pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari pati singkong

Sampel Ulangan

Bobot

sampel

(g)

Absorbansi

Konsentrasi

sampel dari

standard (

μ

g)

Amilosa

(

μ

g/g)

Amilosa

(%)

Rata-Rata

Amilosa

(%)

Pati Singkong

1a

0.1207

0.348

1687

279.536

27.9536

27.9951

1b 0.349

1692

280.365

28.0365

2a

0.1064

0.295

1422

267.293

26.7293

26.6354

2b 0.293

1412

265.414

26.5414

RS tipe III

1a

0.1062

0.293

1412

265.913

26.5913

26.7326

1b 0.296

1427

268.738

26.8738

2a

0.1043

0.288

1387

265.964

26.5964

26.3567

2b 0.283

1362

261.169

26.1169

RS tipe IV

1a

0.1125

0.321

1552

275.911

27.5911

27.9022

1b 0.328

1587

282.133

28.2133

2a

0.1013

0.325

1572

310.365

31.0365

30.9378

2b 0.323

1562

308.391

30.8391

Faktor Pengenceran = 20

Standar Amilosa : 42.7 mg/100 ml (0.427 mg/ml)

Volume Standar (ml)

Konsentrasi Standar (

μ

g)

Absorbansi

1 427

0.102

2 854

0.201

3 1281

0.298

4 1708

0.395

5 2135

0.479

Persamaan kurva standar :

y = 0.0002+0.0106

r

2

= 0.9991

66

Lampiran 10. Kelarutan pati alami, RS tipe III dan RS tipe IV dari pati singkong

Sampel Ul.

A B C C-B

Kelarutan

(%)

Rata-rata

(%)

Pati

singkong

1a 1.0265 0.6091 1.5927 0.9836

4.18

4.20

1b 1.0033 0.5956 1.5566 0.9610

4.22

RS tipe III

1a 1.0089 0.5916 1.4755 0.8839 12.44

12.27

1b 1.0101 0.6317 1.5017 0.8800 12.09

RS tipe IV

1a 1.0682 0.5622 1.5924 1.0302

3.56

4.25

1b 1.0108 0.6080 1.5690 0.9610

4.93

Keterangan : A = bobot sampel kering (g)

B = bobot kertas saring (g)

C = bobot kertas saring dan endapan (g)

% kelarutan = A- (C-B) x 100%

A

67

Lampiran 11. Analisis

Short Chain Fatty Acid

s-RS4

L. plantarum

Parameter

Kadar (% w/v)

Rata-Rata (% w/v)

Ulangan 1

Ulangan 2

Asam format

n.d

n.d

n.d

Asam asetat

0.05

0.03

0.04

Asam propionat

n.d

n.d

n.d

68

Lampiran 11 (lanjutan). Analisis

Short Chain Fatty Acid

s-RS4

L. plantarum

69

Lampiran 11 (lanjutan). Analisis

Short Chain Fatty Acid

s-RS4

L. plantarum

70

Lampiran 12. Analisis

Dietary Fiber

RS4 singkong

Ulangan Bobot

Sampel

(g)

Bobot kertas

(g)

Bobot

Kertas +

Endapan (g)

Kadar

Dietary Fiber

(%)

Rata-Rata

(%)

1 0.1075 0.6012 0.6128

8.84

8.72

2 0.1081 0.6123 0.6237

8.60

BL = 0.0021 g

% DF = (bobot

kertas+end

– bobot

kertas

) – BL x 100%

bobot

sampel

Tugas Akhir

RESISTANT STARCH TIPE III DAN TIPE IV PATI SINGKONG (Manihot esculenta

Crantz), SUWEG (Amorphophallus campanulatus), DAN UBI JALAR (Ipomoea batatas L.) SEBAGAI PREBIOTIK

Oleh:

Ribka Juliana / F24102094

ABSTRACT

Resistant starch (RS) is defined as the sum of starch and products of starch degradation not absorbed in the small intestine, thus can be fermented by colonic bacteria in large intestine. The starches from indigenous tubers are potential to be developed as RS. Viability of Lactic Acid

Bacteria (LAB), i.e. Bifidobacterium bifidum,Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei subsp.

rhamnosus, in the presence of resistant starch was determined during 24 hour incubation in

modified MRSB media and in water. Modified MRSB had the same composition with MRSB for commercial use but the glucose was replaced by RS from cassava starch(2.5%). The viability of LAB in modified MRSB was better than its viability in water that contained RS (p<0.05). There’s no significant difference between RS type III and RS type IV in stimulating the growth of LAB. The fermentation of RS type IV by LAB produced 0.04% acetic acid.

I. PENDAHULUAN

Prebiotik didefinisikan sebagai bahan makanan yang tidak dapat dicerna oleh usus manusia, tetapi dapat digunakan untuk mendorong pertumbuhan bakteri probiotik dalam usus besar sehingga dapat membantu meningkatkan kesehatan (Sievert dan Pomeranz, 1989; Shamai, Bianco-Peled, Shimoni, 2003). Frukto-oligosakarida (FOS), galakto-oligosakarida (GOS), dan inulin merupakan bahan prebiotik yang paling banyak dikenal.

Istilah resistant starch (RS) mulai diperkenalkan pada tahun 1980 oleh Hans Englyst yang menemukan bahwa ada beberapa pati yang tahan terhadap enzim amylase. EURESTA (European Flair Concerted Action

on Resistant Starch) mendefinisikan RS

sebagai sejumlah pati dan produk degradasi pati yang tidak diserap di usus kecil individu yang sehat (Euresta, 1992). Mengacu pada definisi tersebut, RS berpotensi untuk digunakan dalam mendorong pertumbuhan bakteri probiotik. RS tidak dapat dicerna usus halus (Sievert dan Pomeranz, 1989; Shamai, Boanco-Peled, Shimoni, 2003)sehingga dapat difermentasi oleh bakteri probiotik dalam usus besar.Brown et al. (1996) seperti yang dikutip oleh Sajilata et al. (2006) menyebutkan bahwa RS dapat mendukung pertumbuhan bakteri probiotik, seperti Bifidobacterium.

RS terdiri dari empat kategori, yaitu pati yang secara fisik terperangkap di antara dinding sel bahan pangan sehingga pati ini tidak dapat dicerna oleh enzim pencernaan (RS tipe I), granula pati yang secara alami tahan terhadap enzim pencernaan (RS tipe II), pati retrogradasi yang dihasilkan melalui proses pengolahan makanan (RS tipe III), dan pati yang dimodifikasi secara kimia (RS tipe IV) (Englyst et al., 1992; Scrabanja dan Kreft, 1998; Topping dan Clifton, 2001). Beberapa penelitian in vivo yang dilakukan pada hewan dan manusia menunjukkan bahwa RS memiliki potensi sebagai bahan prebiotik. Penelitian dengan menggunakan RS yang beramilosa tinggi menunjukkan bahwa granula-granula pati tersebut membentuk pola pelekatan yang khusus pada usus bagian atas, baik pada usus babi maupun usus manusia, dan diperkirakan dapat meningkatkan viabilitas dari probiotik dengan cara menyediakan permukaan bagi prebiotik untuk melekat (Topping, et al., 1997). Penelitian Brown, et al. (1998) menyebutkan bahwa tikus yang diberi ransum yang mengandung

Bifidobacterium longum hidup dan RS

beramilosa tinggi mengekskresikan bifidobakteria dalam jumlah yang lebih banyak daripada tikus yang tidak diberi RS. Efek prebiotik tidak hanya terbatas pada RS yang secara alami memiliki kandungan amilosa yang tinggi tapi juga dimiliki oleh

pati yang dimodifikasi secara kimia (RS tipe 4). Penelitian secara in vitro menunjukkan bahwa bifidobakteria dapat melekat pada pati yang dimodifikasi dengan dengan metode asilasi, oktenilsuksinilasi, karboksimetilasi, dan suksinilasi. Pelekatan ini bervariasi untuk setiap galur bakteri yang digunakan. (Brown et al., 1998). RS tipe 2 dan RS tipe 4 memiliki potensi untuk berperan sebagai prebiotik (Bird, Brown, dan Topping, 2000).

Beberapa jenis pati, seperti pati pisang dan pati kentang mentah, secara alami mengandung RS yang cukup tinggi. Kadar RS pada pati dapat ditingkatkan dengan melakukan retrogradasi untuk menghasilkan RS tipe III ataupun modifikasi kimia untuk menghasilkan RS tipe IV. Singkong, ubi jalar, ubi cilembu, dan suweg merupakan empat jenis umbi-umbian lokal yang dapat digunakan sebagai bahan dasar dalam pembuatan RS. Dengan demikian, nilai tambah dari keempat umbi-umbian ini dapat ditingkatkan.

II. BAHAN DAN METODE A. Bahan dan Alat

Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah singkong

(Manihot esculenta Crantz) dan ubi

cilembu yang diperoleh dari pasar tradisional di Bogor, suweg

(Amorphophallus campanulatus BL) yang

diperoleh dari Sumedang, dan ubi jalar putih (Ipomoea batatas L) yang diperoleh dari International Potato Center di Ciapus, Bogor. Bahan-bahan lain yang dipakai adalah NaOH 1 M, POCl3, HCl, enzim α-amilase (heat stable), enzim protease, dan enzim amyloglucosidase

dari Merck; etanol, 78%, 85%, dan 95%, aseton, DNS, NaK-tartarat, protease pepton, yeast extract, natrium asetat, MgSO4, MnSO4, dikalium fosfat, triamonium sitrat, NaOH padat, NaCl, CaCO3, Pb asetat, natrium fosfat, larutan Luff, larutan kalium iodida, natrium tiosulfat, indikator pati, KOH, iodin, isoamil alkohol, kristal timol, enzim pepsin, bufer pH 6.8, enzim pankreatin, natrium dodesilsulfat, H2SO4, standar asam format, standar asam asetat, standar asam propionat, standar asam butirat, dan aquades.

Alat–alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah neraca analitik, autoklaf, freeze dryer, freezer, lemari pendingin, oven, oven vakum, sentrifuge, spektrofotometer, pH meter, inkubator,

environmental orbital shaker, waterbath

shaker, hot plate, penyaring vakum,

whiteness meter, Brabender amilograf,

Anoxomat anaerobic jar, mikropipet, gelas piala, erlenmeyer, gelas ukur, gelas pengaduk, fial, manik-manik, tip, pisau, talenan, ember, kain saring, dan blender.

B. Metodologi

Tahapan penelitian meliputi: (1) Seleksi umbi dan (2) Seleksi RS dan seleksi BAL. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

È

Umbi

(Singkong, Suweg, Ubi Jalar Putih, Ubi Cilembu)

È È È

RS tipe III dan RS tipe IV

È È

Jenis Umbi Terpilih

È È

Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus

plantarum, Lactobacillus casei subsp.

rhamnosus È È @ Seleksi Umbi Ekstraksi Pati Pembuatan RS

Uji Daya Cerna & Rendemen

Seleksi RS

Inokulasi 5%

MRSB – dekstrosa + RS Air + RS

@

È

Analisis Fisiko Kimia

ΠAnalisis kadar RS

ΠDerajat putih

ΠDensitas kamba

ΠDensitas padat

ΠUji Amilograf

ΠKadar Amilosa

ΠAktivitas air (aw)

ΠUji kelarutan dalam air

È

Jenis RS dan BAL terpilih

ΠAnalisis SCFA

ΠAnalisis Dietary Fiber Gambar 1. Diagram Alir Penelitian 1. Ekstraksi Pati

Umbi singkong, suweg, ubi jalar putih, dan ubi Cilembu diekstraksi patinya dengan metode ekstraksi basah. Umbi dikupas, dicuci, dihancurkan, diekstraksi dengan air (umbi: air=1:4), diendapkan, disaring, dikeringkan dengan oven (suhu 40oC), disaring dengan saringan 100 mesh. 2. Pembuatan RS Tipe III

RS tipe III dibuat dengan dengan metode Lehmann (2002). Pati disuspensikan dalam air (20% w/w), di-autoklaf selama 30 menit pada suhu 121oC, dididinginkan dan disimpan pada suhu 4o_{C selama 24 jam,} kemudian dikeringkan dengan freeze dryer.

3. Pembuatan RS Tipe IV

RS tipe IV dibuat dengan metode cross linking sebagai berikut: sebanyak 100 gram pati dilarutkan dalam 150 ml akuades, pH diatur sampai 10.5 dengan NaOH 5% sambil diaduk dengan kuat. Selanjutnya ditambah dengan POCl3 0.2% dari berat tepung, diinkubasi pada environmental orbital shaker (T = 40oC, kecepatan putaran 200 rpm, selama 2 jam), kemudian pH-nya diatur sampai 5.5 menggunakan HCl dan disaring dengan penyaring vakum. Endapan pati yang diperoleh dicuci dengan air 150 ml sebanyak 5 kali. Selanjutnya pati dikeringkan dalam oven vakum (50oC, 24 jam), digiling dan diayak.

4. Uji Prebiotik Secara In Vitro

a. Persiapan kultur BAL (Fardiaz, 1989)

BAL dibuka dari ampul dan disegarkan ke dalam 10 ml MRSB. MRSB tersebut kemudian dimasukkan ke dalam inkubator 370C selama 48 jam. Setelah 48 jam, BAL tersebut kembali disegarkan dengan mengambil 1 ml dari tabung MRSB lama ke tabung berisi MRSB baru. MRSB itu kemudian diinkubasi kembali selama 48 jam pada suhu 370C.

Metode ini dilakukan untuk setiap BAL (Lactobacillus

casei subsp. rhamnosus,

Lactobacillus plantarum, dan

Bifidobacterium bifidum) yang

digunakan. Bifidobacterium

bifidum penanganannya sedikit

berbeda karena bakteri ini hidup secara anaerobik (tanpa udara), maka inkubasi dilakukan dalam Anoxomat anaerobic jar. b. Uji viabilitas BAL

i) Persiapan Jumlah BAL

1 ml BAL dipindahkan ke dalam MRSB kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu 370C. Kemudian 1 ml BAL yang berumur 1 hari tersebut dipipet dan dimasukkan ke dalam larutan pengencer NaCl 0.85% 9 ml dan divorteks untuk memperoleh pengen-ceran 10-1. Selanjutnya dibuat pengenceran desimal sampai 10-7 dengan cara yang sama. Pemupukan dilakukan secara duplo pada pengenceran 10-5-10-8 de-ngan menggunakan media MRSA dalam cawan petri. Cawan petri selanjutnya diinkubasi pada suhu 370C dalam posisi terbalik. Perhitungan koloni di-lakukan setelah 48 jam berdasarkan metode ISO dan dinyatakan dalam CFU/ml.

N = ____∑ c____ (n1 + 0.1 n2) x d

N: Jumlah mikroba (CFU/ml)

∑c: Jumlah koloni dari semua cawan (25-250 koloni)

n1: Jumlah cawan pada pengenceran perta-ma (25-250 koloni)

n2: Jumlah cawan pada pengenceran kedua (25-250 koloni)

d: Tingkat pengenceran terendah

ii) Penumbuhan BAL dalam media RS

Disiapkan RS steril, air steril @50 ml/sampel dan MRSB tanpa dekstrosa (MRSB modifikasi) steril @50ml/sampel. Sebanyak 2.5 ml BAL yang berumur 1 hari dipipet dan dimasukkan ke dalam campuran larutan 50 ml MRSB modifikasi + 2.5% RS dan larutan 50 ml air steril + 2.5% RS. Larutan ini kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu 370_C.

Setelah inkubasi 24 jam, 1 ml larutan dipipet dan dimasukkan ke dalam larutan pengencer NaCl 0.85% 9ml dan divorteks untuk menda-patkan pengenceran 10-1.

Selan-jutnya dibuat pengenceran sampai 10-7 dengan cara yang sama. Pemupukan dilakukan pada pengenceran 10-5-10-8 dengan mengguna-kan media MRSA dalam cawan petri. Cawan pertri selanjutnya diinkubasi pada suhu 370C dalam posisi terbalik. Pemupukan dila-kukan duplo setiap pengenceran. Perhitungan koloni dilakukan setelah 48 jam berdasarkan metode ISO dan dinyatakan dalam CFU/ml.

C. Metode Analisis

1. Analisis Kadar Air (AOAC, 1984) 2. Rendemen

Pengukuran rendemen pati umbi singkong dihitung berdasarkan

perbandingan berat pati yang diperoleh terhadap berat singkong tanpa kulit yang dinyatakan dalam persen (%).

3. Uji Daya Cerna Pati (Muchtadi et al, 1992)

4. Kadar RS (Kim et al., 2003) 5. Derajat Putih

Pengukuran untuk warna RS dan pati alami dilakukan dengan menggunakan alat whiteness meter. Standar yang digunakan adalah MgO/BaSO4. Sebelum digunakan alat dikalibrasi terlebih dahulu, kemudian sampel dimasukkan ke dalam wadah dan diukur derajat putihnya.

6. Densitas Kamba (Khalil, 1999) 7. Densitas Padat (Khalil, 1999)

8. Kadar Amilosa (Metode Juliano, 1971 yang dimodifikasi)

9. Aktivitas Air (aw)

Pengukuran aktivitas air (aw) dilakukan dengan menggunakan alat aw meter ”Shibaura aw meter WA-360”.

10.Uji Kelarutan Dalam Air (Muchtadi dan Sumartha, 1992)

11.Uji Amilograf

Uji amilograf dilakukan dengan menggunakan alat Brabender amilograf.

12.Analisis Kadar Gula Metode Luff Schrool (SNI 01-2892-1992)

13.Analisis Dietary Fiber

14.Analisis Short Chain Fatty Acid Analisis SCFA dilakukan dengan menggunakan HPLC (High

Performance Liquid

Chromatography).

D. Pengolahan Data

Pengaruh jenis media dan jenis RS terhadap pertumbuhan bakteri dapat diketahui dengan menggunakan rancangan percobaan acak lengkap (RAL) faktorial. Program yang digunakan yaitu program SPSS (Statistical Package for

Social Sciences), metode ANOVA

(Analysis of Variance) dan uji lanjut

Duncan pada taraf kepercayaan 0.05.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. SELEKSI UMBI

Umbi-umbian yang digunakan dalam penelitian ini adalah umbi

BAL yang ditumbuhkan secara in vitro di media yang mengandung RS tidak mengalami peningkatan jumlah yang signifikan.

Penelitian Kleessen et al. (1997) pemberian ransum mengandung pati kentang terretrogradasi pada tikus dapat menstimulir pertumbuhan berbagai bakteri kolon, khususnya organisme anaerobik fakultatif seperti lactobacilli, streptococci, dan enterobacteria. Pemberian ransum baru memberikan pengaruh signifikan setelah lima hari ransum diberikan, hal ini menunjukkan bahwa diperlukan waktu tertentu untuk adaptasi. Gee et al. (1991) meneliti kemampuan mikroflora pada usus tikus untuk mendegradasi 10% amilosa terretrogradasi yang ditambahkan ke dalam ransum meningkat selama dua minggu periode pemberian ransum. Sedikit modifikasi dalam struktur kimia pati memiliki potensi untuk merubah komposisi mikroflora usus (Kleessen et al., 1997).

Meskipun bahwa komposisi flora usus terbukti dipengaruhi oleh konsumsi RS, namun sulit untuk mengidentifikasi organisme tertentu yang menyebabkan perubahan ini. Sangat mungkin bahwa di dalam usus terdapat bakteri yang dapat mendegradasi RS (Kleessen, 1997). MacFarlane dan Englyst (1986) menunjukkan bahwa bakteri amilolitik yang berasal dari genus Bifidobacterium, Bacteroides, Fusobacterium, dan Butyrivibrio memegang peranan penting dalam fermentasi pati di kolon. Hidrolisis RS oleh organisme-organisme ini dapat mengakibatkan akumulasi hasil metabolisme intermediat seperti maltooligosakarida.

c. Pengaruh Konsentrasi Kultur BAL yang Ditambahkan

Konsentrasi kultur BAL yang ditambahkan pada media s-RS3 dan m-MRSB+s-RS3 adalah 5%. Konsentrasi ini dinilai terlalu

tinggi sehingga menyebabkan pengaruh RS terhadap pertumbuhan BAL tidak terlihat secara nyata. Oleh karena itu, konsentrasi kultur BAL yang ditambahkan ke dalam media diturunkan menjadi 1%. Gambar 6 memperlihatkan viabilitas BAL pada media s-RS3 dan m-MRSB+RS3 dengan penambahan kultur BAL sebesar 5% dan 1%.

Gambar 6. Viabilitas BAL dalam media s-RS3 dan m-MRSB +RS3 dengan konsentrasi kultur 5% dan 1% selama inkubasi 24 jam

Konsentrasi kultur BAL yang ditambahkan ke dalam media m-MRSB+RS tidak berbeda terlalu jauh antara konsentrasi kultur BAL sebesar 5% dan konsentrasi sebesar 1%. Penambahan kultur sebesar 5% menyebabkan pertumbuhan yang lebih tinggi daripada pertumbuhan pada m-MRSB dengan konsentrasi kultur 1%, namun perbedaannya tidak sampai 1 log.

Di media s-RS3, penurunan konsentrasi kultur dari 5% menjadi 1% cukup berpengaruh terhadap viabilitas L. plantarum. Viabilitas L. plantarum di s-RS dengan konsentrasi kultur 5% adalah 1.8x108 CFU/ml dan ketika konsentrasi kultur dalam media diturunkan menjadi 1%, viabilitasnya turun menjadi 7.8x106 CFU/ml, atau menurun sekitar 1.4 log. Hal ini tidak berlaku untuk viabilitas B. bifidum karena meskipun viabilitasnya pada media dengan konsentrasi kultur sebesar 5% 0

2 4 6 8 10

s-RS3 (5%) s-RS3 (1%) m-MRSB+RS3 (5%)

m-MRSB+RS3 (1%)

Jenis Kultur

T

o

ta

l B

A

L (

log

C

F

U

/m

l)

lebih tinggi daripada media dengan konsentrasi kultur 1%, perbedaannya kurang dari 1 log. Jumlah B. bifidum pada s-RS3 dengan konsentrasi kultur 5% adalah 1.3x107CFU/ml, sedangkan jumlahnya pada s-RS3 dengan konsentrasi kultur 1% adalah 6.8x106 CFU/ml.

C. ANALISIS RS TERPILIH

Jenis RS yang dipilih untuk dianalisis kadar asam lemak rantai pendek dan kandungan serat pangannya adalah s-RS4 yang telah diinokulasi L.plantarum selama 24 jam. Meskipun pertumbuhan BAL di m-MRSB+RS lebih baik daripada pertumbuhannya di s-RS, hasil ini kurang mewakili karena pertumbuhan BAL di m-MRSB+RS kemungkinan disebabkan karena nutrisi yang ada di m-MRSB+RS lebih lengkap daripada nutrisi dalam s-RS. Pertumbuhan BAL didorong oleh adanya sumber N (yeast extract dan protease pepton) dan mineral (natrium asetat, dikalium fosfat, magnesium sulfat, dan mangan sulfat). dalam media m-MRSB. Meskipun tidak berbeda nyata, pertumbuhan BAL di s-RS4 lebih baik daripada di s-RS3. Selain itu, RS 4 juga memiliki karakteristik fisiko kimia yang lebih baik sehingga lebih mudah diaplikasikan dalam proses pengolahan pangan.

1. Analisis Asam Lemak Rantai Pendek (Short Chain Fatty Acid)

Bakteri usus besar manusia menghidrolisis karbohidrat kompleks menjadi monosakarida-monosakarida penyusunnya. Monosakarida ini kemudian dimetabolisme menjadi beberapa produk akhir yang menyediakan energi untuk pertumbuhan bakteri. Hasil metabolisme yang utama adalah asam lemak rantai pendek atau Short Chain Fatty Acid (SCFA), yang terutama terdiri dari asetat, propionat, dan butirat (Cummings dan McFarlane, 1991). Penelitian yang dilakukan Brouns, et al. (2002) menunjukkan bahwa sekitar 50-60 % SCFA yang dihasilkan dari fermentasi in vitro RS2 dan RS3 berupa asam asetat, sekitar 20-30%-nya adalah butirat, sedangkan propionat menyusun sekitar 10-20% dari SCFA yang dihasilkan. Pada orang dewasa dan bayi yang diberi

ASI, SCFA yang dihasilkan sebagian besar terdiri dari asetat, propionat terdapat dalam jumlah yang lebih kecil, sedangkan butirat hampir tidak ada. Produk-produk fermentasi lainnya seperti etanol, format, suksinat, dan laktat ditemukan di dalam feses bayi, namun hanya ditemukan dalam jumlah sangat kecil di dalam feses orang dewasa (Wolin, et al., 1998).

Pada penelitian ini, hasil fermentasi L. plantarum terhadap RS yang disuspensikan di air (s-RS) hanya menghasilkan asam asetat (0.04% w/v), sedangkan asam propionat dan butirat tidak terdeteksi di dalam sampel. Menurut Henningsson, et al. (2002), sumber karbohidrat yang digunakan sebagai substrat fermentasi bakteri turut mempengaruhi komposisi SCFA yang dihasilkan. Beberapa penelitian in vitro dan in vivo menunjukkan bahwa pati merupakan substrat yang baik untuk menghasilkan asam butirat (De Schrijver, et al., 1999; Morita, et al., 1999). Meskipun demikian, penelitian yang dilakukan oleh Henningsson et al (2002) menunjukkan bahwa tikus-tikus yang diberi ransum pati beramilosa tinggi (high amyloze starch) menghasilkan butirat dengan proporsi paling rendah dibandingkan dengan substrat-substrat lain yang diuji, yaitu gum guar, pektin, dan wheat bran. Perbedaan proporsi SCFA ini bergantung pada metode yang digunakan dalam meneliti pembentukan SCFA, sifat pati (Nordgard, et al., 1995; Annison dan Topping, 1994), dan waktu adaptasi (Le Blay, et al., 1999).

Meskipun jumlahnya relatif kecil, keberadaan asam asetat dalam sampel s-RS4 yang diinokulasi dengan L. plantarum menunjukkan bahwa RS4 singkong dapat dimanfaatkan oleh BAL sebagai substrat fermentasi. Penelitian secara in vivo perlu dilakukan untuk mendapatkan hasil yang lebih representatif, karena mikroflora usus manusia terdiri dari berbagai jenis

bakteri. Mikroorganisme memetabolisme substrat yang ada di

berbagai jalur yang berbeda (McFarlane dan Cummings, 1995), sehingga perbedaan komposisi mikroba mungkin menghasilkan proporsi SCFA yang berbeda pula.

2. Analisis Serat Pangan (Dietary Fiber) Secara kimia, RS bukanlah serat pangan, karena tidak memiliki komponen dinding sel, namun RS memiliki pengaruh fisiologis seperti serat pangan. Dengan demikian, seperti serat pangan, RS juga berperan penting dalam fungsi pencernaan. Masalah pencernaan merupakan hal yang cukup umum terjadi, terutama di negara-negara Barat, di mana konsumsi serat pangannya minimum. Data dari French Research Institute (INRA) yang dikutip oleh De Groote (2006) menyebutkan bahwa konsumsi RS di negara-negara barat, dari tahun 1950 sampai dengan tahun 2000, telah mengalami penurunan dari 7-9 g/hari menjadi 3-7 ghari. Secara medis, asupan RS sebanyak 20 g/hari sangat dianjurkan untuk menjaga kesehatan dan mencegah gangguan pencernaan.

Dalam metode total serat pangan, RS dianalisis sebagai serat tak larut, namun memiliki keuntungan fisiologis seperti serat larut. RS lambat dicerna, RS 3 bahkan tidak dicerna sama sekali, sehingga dapat menurunkan indeks glisemik. Sifat fisiologis RS meyerupai serat larut yang juga dapat difermentasi, seperti gum guar, yaitu meningkatkan volume feses dan menurunkan pH kolon (Haralampu, 2000). Analisis serat pangan menunjukkan bahwa RS tipe IV dari pati singkong memiliki kadar serat pangan sebesar 8.72%. Dengan adanya kandungan serat pangan, nilai tambah RS4 dapat ditingkatkan karena selain dapat digunakan untuk memperbaiki sifat fungsional bahan pangan, RS4 juga memiliki pengaruh yang menguntungkan bagi kesehatan.

IV. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN

Singkong memiliki daya cerna dan rendemen masing-masing sebesar 21.20% dan 11.79%. Kadar RS pada pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV dari pati

singkong berturut-turut sebesar 4.33%, 6.52%, dan 4.28%.

Pertumbuhan BAL di media MRSB tanpa dekstrosa (m-MRSB+RS) lebih baik daripada pertumbuhannya di media RS yang disuspensikan dengan air (s-RS). Jumlah BAL di media yang mengandung RS tipe III dan RS tipe IV relatif sama. Pertumbuhan ketiga jenis BAL juga tidak berbeda nyata.

Sifat fisiko kimia RS tipe IV, seperti derajat putih dan aktivitas air, lebih baik daripada RS tipe III dan membuatnya lebih cocok untuk diaplikasikan di produk pangan. RS tipe IV memiliki derajat putih paling tinggi (110.60%), diikuti pati alami (106.80%) dan RS tipe III (74.45%). Aktivitas air dari pati alami, RS tipe III, dan RS tipe IV berturut-turut adalah 0.308, 0.563, dan 0.365. Oleh karena itu, RS tipe IV dari pati singkong dipilih sebagai RS terbaik.

Fermentasi s-RS4 oleh L. plantarum menghasilkan asam lemak rantai pendek, yaitu asam asetat sebanyak 0.04%, sedangkan asam butirat, asam propionatm dan asam format tidak terdeteksi dalam sampel. RS tipe IV memiliki kandungan serat yang cukup tinggi, yaitu 8.72%. Dengan demikian, RS tipe IV selain berperan dalam memperbaiki sifat fungsional bahan pangan, juga berpotensi untuk dikembangkan sebagai sumber serat dan prebiotik.

B. SARAN

Hal-hal yang dapat dilakukan berkenaan dengan hasil penelitian ini antara lain:

1. Perlu dilakukan debranching dengan menggunakan enzim pululanase sebelum retrogradasi pati untuk meningkatkan rendemen RS tipe III. 2. Konsentrasi POCl3 yang digunakan

dalam pembuatan RS tipe IV perlu ditingkatkan sampai sekitar 0.4% supaya reaksi pembentukan ikatan silang berlangsung sempurna dan dengan demikian rendemen RS tipe IV yang diperoleh pun lebih tinggi. 3. Perlu dilakukan penelitian lanjutan

mengenai potensi prebiotik RS tipe III dan RS tipe IV secara in vivo. 4. Sampel RS yang akan digunakan

dalam pengujian potensi prebiotik sebaiknya diisolasi terlebih dahulu

supaya hasil pengujian lebih representatif.

DAFTAR PUSTAKA

AOAC. 1984. Official Methods of Analysis of the Association of OfficialAnalitycal Chemists, 14th ed. AOAC, Inc. Arlington, Virginia. Di dalam: Muchtadi, T. R., Sugiyono. 1992. Petunjuk Laboratorium Ilmu Pengetahuan Bahan Pangan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor.

Annison G. dan D. L. Topping. 1994. Nutritional Role of Resitant Starch: Chemical Structure vs Physiologucal Function. Annu. Rev. Nutr 14: 297-320.

Berry, C.S. 1986. Resistant Starch Formation and Measurement of Starch That Survives Exhaustive Digestion with Amylolitic Enzymes During the Determination of Dietary Fiber. J. Cereal Sci 4: 301-14.

Bird, A.R., I. L. Brown, dan D. L. Topping. 2000. Starches, resistant starches, the gut microflora, and human health. Curr Issues Intest. Microbiol 1(1): 25-37. Horizon Scientific Press, United Kingdom.

Brouns, F., B. Kettlitz, dan E. Arrigoni. 2002. Resistant Starch and ”The Butyrate Revolution”. Trends in Food Science and Technology 13 (2002): 251-261.

Brown, I.L., X. Wang, D. L. Topping, M. J. Playne, dan P. L. Conway. 1998. High amylose maize starch as a versatile prebiotic for use with probiotic bacteria. Food Aust. 50: 602-609.

Cummings, J.H., and Macfarlane, G.T. 1991. The Control and Consequences of Bacterial Fermentation in the Human Colon. J. Appl. Bacteriol. 70: 443-459

Damayanti, N. 2002. Karakterisasi Sifat Fisiko-Kimia Tepung dan Pati Ganyong (Canna edulis) dari Beberapa Varietas Lokal. Skripsi. Fakultas Teknologi

Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

De Schrijver, R., K. Vanhof, dan J. Vande Giste. 1999.Effect of Enzyme Resistant Starchon Large Bowel Fermentation in Rats and Pigs. Nutr. Res. 19: 927-936.

Dewan Standarisasi Nasional. 1992. SNI 01-2892-1992. Cara Uji Kadar Gula.

Englyst, H.N., S.M. Kingman, dan J.H. Cummings. 1992. Classification and Measurement of Nutritionally Important Starch Fraction. European Journal of Clinical Nutrition, Vol. 46 pp S33-S50.

Escarpa, A., M.C. Ginzalez, E. Manas, L. Garcia-Diaz, dan F. Suara-Calixto. 1996. Resistant Starch Formation: Standardization of A High Pressure Autoclave Process. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 44th Ed. 924-928.

EURESTA (European Flair Action Concerted on Resistant Starch). Newsletter III. (1992). Department of Human Nutrition. Wageningen Agricultural University.

Fardiaz, S. 1989. Mikrobiologi Pangan. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Depdikbud, PAU-IPB, Bogor.

Garcia-Alonso, A., A. Jimenez-Escrig, N. Martin-Carron, L. Bravo, dan F. Saura-Calixto. 1999. Assesment of Some Parameters Involved ini The Gelatinization and Retrogradation of Starch. Food Chem 66:181-7.

Gee, J.M., R.M. Faulks., and I.T. Johnson. 1991. Physiological Effects of Retrograded α-Amylase Resistant Starch Cornstarch in Rats. J. Nutr 121:44.

Haralampu, S.G. 2000. Resistant Starch – A Review of The Physical Properties and Biological Impact of RS3.

Carbohydrate Polymers 41 (2000) : 285-292.

Henningsson, A.M., I.M.E. Bjorck, dan E.M.G.L Nyman. 2002.Combinations of Indigestible Carbohydrates Affect

Short-Chain Fatty Acid Formation in the Hindgut of Rats. J. Nutr 132: 3098-3104.

Juliano, B. O. 1971. A Simplified Assay for Milled Rice Amylose Measurement. Journal of Cereal Science Today. 16: 334-336. Di dalam: Nisviati, A. 2006. Pemanfaatan Tepung Ubi Jalar (Ipomoea Batatas) Klon Bb00105.10 Sebagai Bahan Dasar Produk Olahan Kukus Serta Evaluasi Mutu Gizi Dan Indeks Glikemiknya. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Kahlil. 1999. Pengaruh Kandungan Air dan Ukuran Partikel Terhadap Perubahan Perilaku Fisik Bahan Pangan Lokal: Kerapatan Tumpukan, Kerapatan Pemadatan, dan Bobot Jenis. Media Peternakan, Vol 22, No.1:1-11.

Kim S. K., J. E. Kwak, dan W. K. Kim. 2003. A simple Method for Estimation of Enzyme-Resistant Starch Content. Starch/starke 55 (2003) 366-368.

Kleessen, B., G. Stoof, J. Proll, D. Schmeidl, J. Noack, dan M. Blaut. 1997. Feeding Resistant Starch Affects Fecal and Cecal Microflora and Short Chain Fatty Acids in Rats. J. Anim. Sci 75: 2453-2462.

Le Blay, G., C. Michel, H.M. Blottiere, dan C. Cherbut. 1999. Enhancement of Butyrate Production in the Rat Caecocolonic Tract by Long Term Ingestion of Resistant Potato Starch. Br. J. Nutr 82: 419-426.

Lehmann, U., G. Jacobasch, dan D. Schmiedl. 2002. Characterization of Resistant Starch Type III from Banana (Musa Acuminata). Journal of Agricultural and Food Chemistry.

Mariati. 2001. Karakterisasi Sifat Fisiko-Kimia Pati dan Tepung Garut (Marantha arundinaceae) dari Beberapa Varietas Lokal. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

MacFarlane, G. T. Dan H.N. Englyst 1986. Starch Utilization by The Human Large

Intestinal Microflora. J. Appl.Bacteriol 60: 195.

Morita, T., S. Kasaoka, K. Hase, dan S. Kiriyama. 1999. Psyllium Shifts the Fermentation Site of High-Amylose Cornstrach Toward the Distal Colon and Increases Fecal Butyrate Concentration in Rats. J. Nutr 129: 2081-2087.

Morris, V. J. 1990. Starch Gelation and Retrogradation. Trends in Food Science and Technology. 1:2-6.

Muchtadi, D., N. S. Palupi dan M. Astawan. 1992. Metoda Kimia Biokimia dan Biologi dalam Evaluasi Nilai Gizi Pangan Olahan. Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, IPB. Bogor.

Muchtadi, T.R. dan I. G. Sumartha. 1992. Formulasi dan Evaluasi Mutu Makanan Anak Balita dari Bahan Dasar Tepung Singkong dan Pisang. Laporan Penelitian. PAU Pangan dan Gizi, IPB, Bogor Sajilata, M.G., R.S. Singhal, dan P.N. Kulkarni. 2006. Resistant Starch – A Review. Comprehensive Reviews on Food Science and Food Safety Vol. 5: 1-17.

Nordgaard, I., P.B. Mortensen, dan A.M. Langkilde. 1995. Small Intestinal

Malabsorptionand Colonic Fermentation of Resistant Starch and

Resistant Peptides to Short Chain Fatty Acids. Nutrition 11: 129-137.

Rutenberg, M. W. dan D. Solarek. 1984. Starch derivatives: production and uses. Di dalam : Whistler, R. L., J. N. BeMiller, dan E. F. Paschall (Eds.). Starch Chemistry and Technology. Academic Press, Inc., Orlando. pp: 312-366.

Sajilata, M.G., R.S. Singhal, dan P.N. Kulkarni. 2006. Resistant Starch – A Review. Comprehensive Reviews on Food Science and Food Safety Vol. 5: 1-17.

Scrabanja, V. dan I. Kreft. 1998. Resistant Starch Formation Following Autoclaving of Buckwheat (Faopyrum esculentum Moench) Groats: An In

Vitro Study. Journal of Agricultural and Food Chemistry. Vol. 46 pp.2020-23.

Shamai, K., H. Bianco-Peled, dan E. Shimoni. 2003. Polymorphism of Resistant Starch Type III. Carbohydrate Polymers 54 (2003): 363-369.

Sievert, D. dan Y. Pomeranz. 1989. Enzyme resistant starch I. Characterisation and Evaluation by Enzymatic, Thermoanalytical, Microscopic Methods. Cereal Chem. 66:342-347.

Syarief dan Halid. 1993. Teknologi Penyimpanan Pangan. Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi IPB, Bogor.

Topping, D.L. dan P.M. Clifton. 2001. Short-Chain Fatty Acids and Human Colonic Function: Roles of Resistant Starch and

Nonstarch Polysaccharides. Physiological Reviews. Vol. 81 No.3,

pp. 1031-64.

Winarno, F.G. 1995. Kimia Pangan dan Gizi. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Wolin, M.J., S. Yerry, T.L. Miller, Y. Zhang, dan S. Bank. 1998. Changes in Production Ethanol, Acids, and H2 from

Glucose by the Fecal Flora of a 16 to 158 – d- Old Breast-Fed Infant. J. Nutr 128: 85-90.

Woo, K.S. M.S. Shin, P.A. Seib. 1999. 49 Cross-linked, Type RS (4) Resistant Starch: Preparation and Properties. Seattle, Wash: AACC Annual Meeting; 1999 Oct 31-Nov . Manhattan, Kans: Dept of Grain Science and Industry, Kansas State University.

Wurzburg, O.B. 1989. Modified starches : properties and uses. CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida.