M00753
Analisis Asam Amino Pada Tepung Gaplek Terfortifikasi Tepung Kedelai
(Glycine max (L))
(Analysis of Amino Acids on Dried-Cassava Flour Fortified Soybean
(Glycine max (L)) Flour)
Yohanes Martono, Lucia Devi Andriani, Sri Hartini,
Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga, Indonesia
Jl. Diponegoro No. 52-60, Salatiga.
yohanes_mart@yahoo.co.id
ABSTRAK
Kebutuhan yang besar akan tepung terigu di Indonesia dapat diatasi dengan melakukan
diversifikasi bahan pangan lokal seperti gaplek. Peningkatan kadar protein dan pengayaan
asam amino dapat dilakukan melalui fortifikasi tepung gaplek dengan tepung kedelai secara
fermentasi. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi asam amino pada tepung gaplek
terfortifikasi. Metode meliputi pembuatan tepung gaplek terfortifikasi dengan perbandingan
25 g tepung kedelai dan 5 g jamur dari 100 g gaplek (substrat) dan difermentasi selama 40
jam, identifikasi asam amino menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT). Hasil
penelitian ini menunjukkan bahwa asam amino teridentifikasi pada tepung gaplek
terfortifikasi adalah aspartat, glutamat, serin, histidin, glisin, arginin, alanin, tirosin, metionin,
valin, isoleusin, leusin, dan lisin.
Kata kunci : gaplek, fortifikasi, fermentasi, asam amino
ABSTRACT
The great demand of flour in Indonesia can be overcome with diversification of local food
source, such as dried-cassava. Enhancement of proteins and enrichment of amino acids can
be created by fortifying with soy-flour through fermentation in dried-cassava. The purposes
of this study were to identify amino acids in fortified dried-cassava flour. The methods
involved making fortified dried-cassava flour with ratio of 25 g (soy-flour) and 5 g (yeasts) of
100 grams dried-cassava during 40 hours fermentation, identifying amino acids using High
Performance Liquid Chromatography (HPLC). The results showed that the the amino acids in
fortified dried-cassava flour were aspartate, glumatate, serine, histidine, glicine, arginine,
alanine, tyrosine, methionine, valine, isoleusine, leusine, and lysine.
Keywords: dried-cassava, fortification, fermentation, amino-acid.
PENDAHULUAN
Konsumsi terigu masyarakat Indonesia selama Januari – September 2011 naik sebesar
5.81 persen bila dibandingkan dengan tahun 2010. Dalam rangka memenuhi kebutuhan
terigu, pemerintah melakukan impor terigu dari luar negri. Menurut Badan Pusat Statistik,
impor terigu Indonesia dari Januari - Agustus 2011 sudah mencapai 433.429 ton (Rosallina,
2011). Padahal, masalah ketahanan pangan ini dapat diatasi dengan diversifikasi pangan
berbasis bahan pangan dasar lokal. Hal tersebut juga sesuai dengan Peraturan Presiden
Nomor 22 tahun 2009 tentang Kebijakan Percepatan Penganekaragaman Konsumsi Pangan
Berbasis Sumberdaya Lokal (Anonim,2010).
Indonesia merupakan negara ke-4 sebagai negara penghasil gaplek dengan jumlah
produksi sebesar 20 juta ton dari 220 juta ton produksi dunia (Anonim, 2007). Gaplek
merupakan salah satu olahan ubi kayu (tanaman lokal) yang dikeringkan dengan energi yang
dihasilkan sebesar 363 kilokalori namun kandungan protein hanya sebesar 1.1 gram per 100
gram tepung gaplek (Hidayat dkk, 2000). Padahal protein merupakan salah satu kriteria untuk
menentukan nilai gizi bahan makanan (Arief, 2007). Pengayaan protein dapat dilakukan
dengan fortifikasi tepung kedelai melalui proses fermentasi. Melalui fermentasi ini terjadi
perombakan senyawa kompleks protein menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dan
memiliki daya cerna amat tinggi (Silvia, 2009).
Berdasarkan penelitian sebelumnya (Hadinataria, 2011), kondisi optimum dalam
pembuatan tepung gaplek terfortifikasi adalah tepung gaplek difermentasi dengan tepung
kedelai dan ragi (25 : 5) selama 42,12 jam. Pada kondisi ini, kadar protein terlarut yang
dihasilkan adalah sebesar 9,00%. Namun, pada penelitian sebelumnya ini belum dilakukan
identifikasi asam amino pada tepung gaplek terfortifikasi. Padahal, mutu protein juga dinilai
dari kandungan asam amino pada suatu bahan pangan (Winarno, 1997). Selain itu tepung
gaplek terfortifikasi ini juga berpotensi untuk menggantikan tepung terigu.
Selama proses fermentasi, protein kedelai akan terdegradasi menjadi asam amino,
sehingga protein terlarut akan meningkat dari 0,5% menjadi 2,5% (Deliani, 2008). Protein
terlarut merupakan oligopeptida dan terdapat rantai kurang dari 10 asam amino serta
memiliki sifat mudah diserap oleh sistem pencernaan, (Purwoko dan Handajani, 2007). Asam
amino yang diperlukan tubuh adalah asam amino esensial karena asam amino esensial lebih
cepat diserap dibandingkan asam amino non esensial di dalam tubuh (Linder, 1985). Selain
itu, ketersediaan asam amino essensial juga menentukan kualitas gizi protein (De Man,
1997). Protein kedelai mengandung 9 jenis asam amino esensial, yaitu : sistein, isoleusin,
leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan dan valin (Dwianingsih, 2010).
Berdasarkan latar belakang di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi
jenis asam amino pada tepung gaplek terfortifikasi tepung kedelai berdasarkan lama waktu
fermentasi.
METODE PENELITIAN
Bahan Dan Piranti
Bahan
Singkong yang digunakan adalah singkong varietas Gatot Kaca yang didapatkan dari
daerah Salatiga. Kedelai yang digunakan adalah kedelai ( Glycine max (L)) varietas
Galunggung dan ragi yang digunakan adalah Ragi Ra-prima yang diperoleh dari Pasar Raya
Salatiga. Sedangkan bahan kimia yang digunakan adalah NaOH, CuSO4.5H2O , NaK-Tartat,
akuades, HCl, butanol, asam asetat glasial, ninhydrin, etanol, HCN, tetrahidrofuran(THF),
ortophaldehid, leusin, fenilalanin, metionin, sistein, lysin-monochloryde, dan treonin (MerckGermany).
Piranti
Piranti yang digunakan antara lain : drying cabinet, grinder , ayakan aperture 250µm mesh no. 60, centrifuge (EBA 21 Hettich Zentrifugen) , kertas saring, Spektrofotometer
(Optizen UV 2120), kuvet, alat reflux, Plat KLT (Silica Gel 60 F 254 (Merck-Germany)),
chamber , waterbath, Neraca Acis AD-600H, kertas saring Whatman 0,2 c, kromatografi cair
kinerja tinggi (Shimadzu LC 10), dan piranti gelas.
Metode
Pembuatan Gaplek (Hadinataria, 20011)
Singkong dibersihkan lalu dipotong kecil-kecil, selanjutnya potongan singkong direndam
dengan air garam selama 1 malam. Potongan singkong kemudian dikeringkan dalam drying
cabinet pada suhu 50oC selama 1 malam dan setelah kering, gaplek siap untuk perlakuan
berikutnya.
Pembuatan Tepung Gaplek Terfortifikasi (Hadinataria, 2011)
Gaplek kering dikukus selama 30 menit, kemudian didinginkan. Setelah dingin, gaplek
ditambah ragi dan tepung kedelai dengan perbandingan 5:25 (b/b) dari 100 gram gaplek
kering dan difermentasikan dengan lama waktu 40 jam. Gaplek terfermentasi dikeringkan
dalam drying cabinet dan setelah kering, gaplek terfermentasi dihaluskan dengan
menggunakan grinder dan diayak dengan ayakan aperture 250µm, mesh no. 60.
Identifikasi Asam Amino dengan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)
Preparasi Sampel
Enam puluh miligram sampel ditambah 4 ml HCl 6 M, kemudian dipanaskan selama 24
jam dengan suhu 1100 C. Selanjutnya hasil hidrolisis dinetralkan dengan NaOH 6 M hingga
10 ml dan disaring dengan kertas saring Whatman 0,2 c.
Dua puluh lima mikroliter sampel ditambah larutan OPA ( Ortophalaldehid ) sebanyak
300 µL dan diaduk selama 5 menit. Selanjutnya, 20 µL sampel dimasukkan ke dalam injektor
KCKT.
Analisis Sampel
Sampel dianalisis dengan menggunakan kromatografi cair kinerja tinggi (Shimadzu
LC 10) pada fase diam kolom Licrospher ® 100 RP 18 (125 x 4 mm,5 µm ). Sebagai fase
gerak adalah Eluent A : metanol : 50 mM natrium asetat : Teterahidrofuran (THF) dan Eluent
B :65 % metanol. Analisa ini dilakukan pada suhu 27 0C dengan kecepatan alir 1 ml/menit
serta dideteksi dengan detektor fluorosen pada panjang gelombang 360 dan 460 nm. Standar
asam amino yang digunakan sebagai pembanding adalah asam aspartat, glutamat, serin,
histidin, glisin, arginin, alanin, tirosin, metionin, valin, isoleusin, leusin, lisin, dan fenilalanin.
Analisis Data
Data kromatogram asam amino hasil analisis KCKT dianalisa secara deskriptif.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mutu protein suatu bahan makanan ditentukan ketersediaan asam amino yang dapat
diserap oleh tubuh. Susunan asam amino pada tepung gaplek yang hanya ditambah ragi,
tepung gaplek terfortifikasi dan tepung kedelai mengalami perubahan. Perubahan asam amino
ini diakibatkan adanya pembentukan enzim protease oleh mikroorganisme yang dapat
menghidrolisis protein sehingga terjadi perubahan kandungan asam aminonya selama
fermentasi (Rusli, 2011). Pada proses fermentasi ini juga terjadi pengurangan jumlah asam
amino dari tepung kedelai menjadi tepung gaplek terfortifikasi. Hilangnya asam amino ini
disebabkan oleh deaminasi. Deaminasi adalah proses pemecahan (hidrolisis) asam amino
menjadi asam keto dan ammonia (NH4+). Salah satu hasil deaminasi ini adalah senyawa
nonnitrogen (C,H,dan O) yang digunakan sebagai sumber energi untuk pertumbuhan mikroba
(Nugroho, 2012).
Kromatogram standar asam amino dengan konsentrasi 50 ppm (f) dapat dilihat pada
Gambar 1. Sedangkan masing-masing kromatogram sampel gaplek, kontrol tepung gaplek
yang difermentasi 40 jam (G40), tepung gaplek terfortifikasi pada fermentasi 0 jam (GF0),
tepung gaplek terfortifikasi pada fermentasi 20 jam (GF20), dan tepung gaplek terfortifikasi
pada fermentasi 40 jam (GF40) dapat dilihat pada Gambar 2, 3, 4, 5, dan 6.
Gambar1. Kromatogram Standar Asam Amino 50 ppm
Keterangan : Standar dianalisa pada fase diam kolom Licrospher ® 100 RP 18 (125 x 4 mm,5 µm ) dan fase
gerak adalah Eluent A : metanol : 50 mM natrium asetat : Teterahidrofuran (THF) dan Eluent B :65 % metanol.
Suhu analisa adalah 27 0C dengan kecepatan alir 1 ml/menit serta dideteksi dengan detektor fluorosen pada
panjang gelombang 360 dan 460 nm.
Gambar 2. Kromatogram Sampel Gaplek
Keterangan : Kondisi analisa sampel gaplek sama dengan kondisi yang digunakan pada Gambar 1
Gambar 3. Kromatogram Sampel G40
Keterangan : Kondisi analisa sampel gaplek sama dengan kondisi yang digunakan pada Gambar 1.
Gambar 4. Kromatogram Sampel GF0
Keterangan : Kondisi analisa sampel gaplek sama dengan kondisi yang digunakan pada Gambar 1.
Gambar 5. Kromatogram Sampel GF20
Keterangan : Kondisi analisa sampel gaplek sama dengan kondisi yang digunakan pada Gambar 1.
Gambar 6. Kromatogram Sampel GF40
Keterangan : Kondisi analisa sampel gaplek sama dengan kondisi yang digunakan pada Gambar 1.
Pengayaan jumlah asam amino juga terjadi pada tepung gaplek kontrol menjadi tepung
gaplek terfortifikasi selama proses fermentasi. Asam amino yang muncul setelah proses
fermentasi adalah leusin dan sistein. Hasil ini juga selaras dengan penelitian yang dilakukan
oleh Aro dan Aletor (2012) yang menunjukkan selama proses fermentasi terjadi pengayaan
asam amino pada kulit ubi kayu.
Pembentukan leusin melibatkan lima tahapan reaksi yang dimulai dari prekursor valin,
yaitu 2- keto-isovalerate sampai reaksi terakhir yang dikatalisa oleh enzim transaminase.
Sedangkan pembentukan atau sintesis asam amino sistein berasal dari metionin sebagai
sumber sulfurnya. Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim metionin
adenosiltransfrease menghasilkan Sadenosilmetionin (SAM). Sadenosilmetionin
(SAM)
akan berubah menjadi S-adenosilhomosistein karena adanya transmetil. Selanjutnya berubah
menjadi homosistein dan adenosin dengan bantuan enzim adenosilhomosisteinase.
Homosistein berkondensasi dengan serin menghasilkan sistationin dengan bantuan enzim
sistationase. Selanjutnya dengan bantuan enzim sistationin liase, sistationin diubah menjadi
sistein dan α-ketobutirat. Gabungan dari 2 reaksi terakhir ini dikenal sebagai trans-sulfurasi
(Nugroho, 2012).
Tabel 1. Konsentrasi Asam Amino Pada Gaplek dan GF40
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Gaplek
AA
Kons
(ppm)
Asp*
Glu
5,692
Ser
9,732
Glis
14,345
Arg
13,205
Ala
8,130
Tyr
12,350
Val*
Iso*
Leu
5,752
AA
Asp
Glu
Ser
His
Glis
Arg
Ala
Tyr
Met
val
Iso
Leu
Lys
GF40
Kons
(ppm)
272,151
288,071
93,477
61,381
129,596
104,325
147,923
68,287
108,152
47,082
14,957
148,557
151,747
Ket : * menandakan bahwa asam amino tidak terkuantifikasi Asp = asam asapartat, Glu = Glutamat, Ser =
serin, His = Histidin, Glis = Glisin, Arg = Arginin, Ala = Alanin, Tyr = Tirosin, Met = Metionin, Val = Valin,
Ile = Isoleusin, Leu = Leusin, Lys = Lisin, Phe = Fenilalanin
Gaplek merupakan suatu bahan pangan lokal yang memiliki kadar protein yang sangat
rendah yaitu sebesar 1,8 %. Walaupun kadar protein yang sangat rendah, gaplek memiliki
jenis asam amino yang bervariasi, antara lain (dapat dilihat pada Tabel 1) : asam aspartat,
glutamat, serin, glisin, arginin, alanin, tirosin, valin, isoleusin, dan leusin, namun kadar asam
amino yang terkandung dalam gaplek juga sangatlah kecil bahkan beberapa asam amino
seperti asam aspartat, valin, dan isoleusin tidak terkuantifikasi. Suatu bahan makanan dapat
diperkaya atau ditingkatkan gizinya melalui fermentasi (Winarno, 1997). Fortifikasi dengan
tepung kedelai yang dilakukan pada gaplek serta adanya proses fermentasi dapat
meningkatkan kadar serta memperkaya jenis asam amino seperti histidin, metionin, dan lisin
yang muncul pada sampel GF40. Hal tersebut dapat dilihat pada Tabel 1. Perubahan asam
amino ini diakibatkan oleh mikroorganisme pada ragi yang memiliki aktivitas proteolitik
yang mampu menguraikan protein menjadi bentuk lebih sederhana yaitu asam amino
sehingga kadarnya pun meningkat (Deliani, 2008).
Selain itu tepung gaplek terfortifikasi ini juga memiliki keunggulan yaitu adanya asam
amino essensial jenis arginin yang tidak dimiliki oleh kedelai, dimana kedelai merupakan
salah satu jenis bahan pangan yang mengandung 9 jenis asam amino esensial (Deliani, 2008).
Proses fermentasi ini juga dapat berlangsung karena adanya mikororganisme ( Rhizopus
oligosporus). Menurut Hesseltine (1965) dalam Deliani (2008) jamur Rhizopus oligosporus
bersifat proteolitik dan ini penting dalam pemutusan protein. Jamur ini akan mendegradasi
protein selama fermentasi menjadi dipeptida dan seterusnya menjadi senyawa NH 3 atau N2
(Winarno, 1997). Sehingga, semakin lama proses fermentasi berarti semakin lama
kesempatan jamur mendegradasi protein, sehingga kesempatan untuk terjadinya perubahan
jenis asam aminopun semakin besar selagi jamur tersebut masih memiliki kemampuan
tersebut (Deliani, 2008). Selain itu berdasarkan penelitian Mursyid (2005) menyatakan bahwa
terjadi peningkatan kadar yang tajam pada 14 jenis asam amino selama 72 jam waktu
fermentasi pada onggok yang digunakan sebagai bahan pakan ayam yaitu sebesar 246%.
KESIMPULAN
Kesimpulan
Asam amino yang teridentifikasi dengan menggunakan metode Kromatografi Cair
Kinerja Tinggi (KCKT) adalah aspartat, glutamat, serin, histidin, glisin, arginin, alanin,
tirosin, metionin, valin, isoleusin, leusin, dan lisin.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2007. Potensi Ekspor Gaplek Indonesia Ke China Mencapai Us$150 Juta.
http://www.antaranews.com/view/?i=1194593012&c=ekb&s= [28 Februari 2012]
Anonim,
2010.
Rapat
Konsolidasi
Percepatan
Penganekarakaman
http://kantorketahananpanganblora.blogspot.com/2010/02/rapat-konsolidasipercepatan.html [30 Maret 2012]
Pangan.
Arief, Ratna Wylis. 2007. Penentuan Kualitas Protein Jagung dengan Metode Protein
Efficiency Ratio.
http://www.puslittan.bogor.net//index.php?bawaan= publikasi/isi_informasi&kod= PG2
06/02&kd= 1&id_menu= 5&id_submenu= 21&id= 157 [12 Desember 2011]
Aro S.O dan V.A. Aletor. 2012. Proximate composition and amino acid profile of differently
fermented cassava tuber wastes collected from a cassava starch producing factory in
Nigeria. Livestock Research for Rural Development. ISSN 0121-3784. 24 March 2012.
Deliani, 2008. Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap Kadar Protein, Lemak, Komposisi
Asam Lemak dan Asam Fitat Pada Pembuatan Tempe. Tesis. Medan. Sekolah
PascaSarjana Univeristas Sumatera Utara.
DeMan, J.M. 1997. Kimia Makanan, Hal. : 105. Penerbit ITB, Bandung.
Dwianingsih, E.A. 2010. Karakteristik Kimia Dan Sensori Tempe Dengan Variasi Bahan
Baku Kedelai/Beras Dan Penambahan Angkak Serta Variasi Lama Fermentasi.
Laporan Hasil Penelitian . Surakarta. Universitas Sebelas Maret.
Hadinataria, Nerissa. 2011. Pemanfaatan Tepung Kedelai (Glycine Max (L)) Dalam
Optimalisasi Pembuatan Tepung Gaplek Berprotein Sebagai Bahan Substitusi Tepung
Terigu. Skripsi. Salatiga. Universitas Kristen Satya Wacana, FSM-Kimia.
Hesseltine, C.W. 1965. Research at Nothern Regional Laboratory on Fermented Food. Proc.
Conf. Soybean Products for Protein in Human Foods, USDA.
Hidayat, S. Prihatin and L. Budiono. 2000. Kontribusi Gaplek Sebagai Substitusi Makanan
Pokok terhadap Kecukupan Energi dan Status Gizi Balita Keluarga Petani Tadah Hujan
Semarang. Penelitian Hibah Bersaing.
Linder, M.C. 1985. Nutrional Biochemistry and Metabolism. Elsiver Science Publishing
Company, Inc., California
Musryid W. M, Ali. 2005. Solid State-Fermentation on Cassava Pomace with Aspergillus
oryzae : The Evaluation of Proteins and Amino Acids Content, Digestibility, and
Bioavailability Energy For Broiler Roasters. Buletin Peternakan Vol. 29(2), 2005. ISSN
01246-4400.
Nugroho, Heru Santoso Wahito. 2012. Metabolisme Asam Amino. Bahan Kuliah Biokimia D
III Kebidananan, Dinkes, Ponorogo.
Purwoko dan Handajani. 2007. Kandungan Protein Kecap Manis Tanpa Fermentasi Moromi
Hasil Fermentasi Rhizopus oryzae dan R. oligosporus. Jurnal Ilmiah Biodiversitas Vol.
8, No:2, 223-227. ISSN : 1412-033X, April 2007.
Rosallina,
2011.Konsumsi
Tepung
Terigu
Nasional
Melambat.
http://www.tempo.co/read/news/2011/10/27/090363609/Konsumsi-Tepung-TeriguNasional-Melambat [7 Desember 2011]
Rusli, Kurniawan Ridho. 2011. Giving Grounds Remaining Mixture Bran And Tofu
Fermentation With Monascus Purpureus Performance And Eggs Quality Of Layer.
Tesis. Padang. Universitas Andalas.
Silvia, Ayu. 2009. Pengaruh Penambahan Varietas Berat Inokulum terhadap Kualitas Tempe
Biji Durian (Durio zibethinus). Skripsi. Medan. Departemen Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
Winarno F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
(Glycine max (L))
(Analysis of Amino Acids on Dried-Cassava Flour Fortified Soybean
(Glycine max (L)) Flour)
Yohanes Martono, Lucia Devi Andriani, Sri Hartini,
Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga, Indonesia
Jl. Diponegoro No. 52-60, Salatiga.
yohanes_mart@yahoo.co.id
ABSTRAK
Kebutuhan yang besar akan tepung terigu di Indonesia dapat diatasi dengan melakukan
diversifikasi bahan pangan lokal seperti gaplek. Peningkatan kadar protein dan pengayaan
asam amino dapat dilakukan melalui fortifikasi tepung gaplek dengan tepung kedelai secara
fermentasi. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi asam amino pada tepung gaplek
terfortifikasi. Metode meliputi pembuatan tepung gaplek terfortifikasi dengan perbandingan
25 g tepung kedelai dan 5 g jamur dari 100 g gaplek (substrat) dan difermentasi selama 40
jam, identifikasi asam amino menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT). Hasil
penelitian ini menunjukkan bahwa asam amino teridentifikasi pada tepung gaplek
terfortifikasi adalah aspartat, glutamat, serin, histidin, glisin, arginin, alanin, tirosin, metionin,
valin, isoleusin, leusin, dan lisin.
Kata kunci : gaplek, fortifikasi, fermentasi, asam amino
ABSTRACT
The great demand of flour in Indonesia can be overcome with diversification of local food
source, such as dried-cassava. Enhancement of proteins and enrichment of amino acids can
be created by fortifying with soy-flour through fermentation in dried-cassava. The purposes
of this study were to identify amino acids in fortified dried-cassava flour. The methods
involved making fortified dried-cassava flour with ratio of 25 g (soy-flour) and 5 g (yeasts) of
100 grams dried-cassava during 40 hours fermentation, identifying amino acids using High
Performance Liquid Chromatography (HPLC). The results showed that the the amino acids in
fortified dried-cassava flour were aspartate, glumatate, serine, histidine, glicine, arginine,
alanine, tyrosine, methionine, valine, isoleusine, leusine, and lysine.
Keywords: dried-cassava, fortification, fermentation, amino-acid.
PENDAHULUAN
Konsumsi terigu masyarakat Indonesia selama Januari – September 2011 naik sebesar
5.81 persen bila dibandingkan dengan tahun 2010. Dalam rangka memenuhi kebutuhan
terigu, pemerintah melakukan impor terigu dari luar negri. Menurut Badan Pusat Statistik,
impor terigu Indonesia dari Januari - Agustus 2011 sudah mencapai 433.429 ton (Rosallina,
2011). Padahal, masalah ketahanan pangan ini dapat diatasi dengan diversifikasi pangan
berbasis bahan pangan dasar lokal. Hal tersebut juga sesuai dengan Peraturan Presiden
Nomor 22 tahun 2009 tentang Kebijakan Percepatan Penganekaragaman Konsumsi Pangan
Berbasis Sumberdaya Lokal (Anonim,2010).
Indonesia merupakan negara ke-4 sebagai negara penghasil gaplek dengan jumlah
produksi sebesar 20 juta ton dari 220 juta ton produksi dunia (Anonim, 2007). Gaplek
merupakan salah satu olahan ubi kayu (tanaman lokal) yang dikeringkan dengan energi yang
dihasilkan sebesar 363 kilokalori namun kandungan protein hanya sebesar 1.1 gram per 100
gram tepung gaplek (Hidayat dkk, 2000). Padahal protein merupakan salah satu kriteria untuk
menentukan nilai gizi bahan makanan (Arief, 2007). Pengayaan protein dapat dilakukan
dengan fortifikasi tepung kedelai melalui proses fermentasi. Melalui fermentasi ini terjadi
perombakan senyawa kompleks protein menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dan
memiliki daya cerna amat tinggi (Silvia, 2009).
Berdasarkan penelitian sebelumnya (Hadinataria, 2011), kondisi optimum dalam
pembuatan tepung gaplek terfortifikasi adalah tepung gaplek difermentasi dengan tepung
kedelai dan ragi (25 : 5) selama 42,12 jam. Pada kondisi ini, kadar protein terlarut yang
dihasilkan adalah sebesar 9,00%. Namun, pada penelitian sebelumnya ini belum dilakukan
identifikasi asam amino pada tepung gaplek terfortifikasi. Padahal, mutu protein juga dinilai
dari kandungan asam amino pada suatu bahan pangan (Winarno, 1997). Selain itu tepung
gaplek terfortifikasi ini juga berpotensi untuk menggantikan tepung terigu.
Selama proses fermentasi, protein kedelai akan terdegradasi menjadi asam amino,
sehingga protein terlarut akan meningkat dari 0,5% menjadi 2,5% (Deliani, 2008). Protein
terlarut merupakan oligopeptida dan terdapat rantai kurang dari 10 asam amino serta
memiliki sifat mudah diserap oleh sistem pencernaan, (Purwoko dan Handajani, 2007). Asam
amino yang diperlukan tubuh adalah asam amino esensial karena asam amino esensial lebih
cepat diserap dibandingkan asam amino non esensial di dalam tubuh (Linder, 1985). Selain
itu, ketersediaan asam amino essensial juga menentukan kualitas gizi protein (De Man,
1997). Protein kedelai mengandung 9 jenis asam amino esensial, yaitu : sistein, isoleusin,
leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan dan valin (Dwianingsih, 2010).
Berdasarkan latar belakang di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi
jenis asam amino pada tepung gaplek terfortifikasi tepung kedelai berdasarkan lama waktu
fermentasi.
METODE PENELITIAN
Bahan Dan Piranti
Bahan
Singkong yang digunakan adalah singkong varietas Gatot Kaca yang didapatkan dari
daerah Salatiga. Kedelai yang digunakan adalah kedelai ( Glycine max (L)) varietas
Galunggung dan ragi yang digunakan adalah Ragi Ra-prima yang diperoleh dari Pasar Raya
Salatiga. Sedangkan bahan kimia yang digunakan adalah NaOH, CuSO4.5H2O , NaK-Tartat,
akuades, HCl, butanol, asam asetat glasial, ninhydrin, etanol, HCN, tetrahidrofuran(THF),
ortophaldehid, leusin, fenilalanin, metionin, sistein, lysin-monochloryde, dan treonin (MerckGermany).
Piranti
Piranti yang digunakan antara lain : drying cabinet, grinder , ayakan aperture 250µm mesh no. 60, centrifuge (EBA 21 Hettich Zentrifugen) , kertas saring, Spektrofotometer
(Optizen UV 2120), kuvet, alat reflux, Plat KLT (Silica Gel 60 F 254 (Merck-Germany)),
chamber , waterbath, Neraca Acis AD-600H, kertas saring Whatman 0,2 c, kromatografi cair
kinerja tinggi (Shimadzu LC 10), dan piranti gelas.
Metode
Pembuatan Gaplek (Hadinataria, 20011)
Singkong dibersihkan lalu dipotong kecil-kecil, selanjutnya potongan singkong direndam
dengan air garam selama 1 malam. Potongan singkong kemudian dikeringkan dalam drying
cabinet pada suhu 50oC selama 1 malam dan setelah kering, gaplek siap untuk perlakuan
berikutnya.
Pembuatan Tepung Gaplek Terfortifikasi (Hadinataria, 2011)
Gaplek kering dikukus selama 30 menit, kemudian didinginkan. Setelah dingin, gaplek
ditambah ragi dan tepung kedelai dengan perbandingan 5:25 (b/b) dari 100 gram gaplek
kering dan difermentasikan dengan lama waktu 40 jam. Gaplek terfermentasi dikeringkan
dalam drying cabinet dan setelah kering, gaplek terfermentasi dihaluskan dengan
menggunakan grinder dan diayak dengan ayakan aperture 250µm, mesh no. 60.
Identifikasi Asam Amino dengan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)
Preparasi Sampel
Enam puluh miligram sampel ditambah 4 ml HCl 6 M, kemudian dipanaskan selama 24
jam dengan suhu 1100 C. Selanjutnya hasil hidrolisis dinetralkan dengan NaOH 6 M hingga
10 ml dan disaring dengan kertas saring Whatman 0,2 c.
Dua puluh lima mikroliter sampel ditambah larutan OPA ( Ortophalaldehid ) sebanyak
300 µL dan diaduk selama 5 menit. Selanjutnya, 20 µL sampel dimasukkan ke dalam injektor
KCKT.
Analisis Sampel
Sampel dianalisis dengan menggunakan kromatografi cair kinerja tinggi (Shimadzu
LC 10) pada fase diam kolom Licrospher ® 100 RP 18 (125 x 4 mm,5 µm ). Sebagai fase
gerak adalah Eluent A : metanol : 50 mM natrium asetat : Teterahidrofuran (THF) dan Eluent
B :65 % metanol. Analisa ini dilakukan pada suhu 27 0C dengan kecepatan alir 1 ml/menit
serta dideteksi dengan detektor fluorosen pada panjang gelombang 360 dan 460 nm. Standar
asam amino yang digunakan sebagai pembanding adalah asam aspartat, glutamat, serin,
histidin, glisin, arginin, alanin, tirosin, metionin, valin, isoleusin, leusin, lisin, dan fenilalanin.
Analisis Data
Data kromatogram asam amino hasil analisis KCKT dianalisa secara deskriptif.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mutu protein suatu bahan makanan ditentukan ketersediaan asam amino yang dapat
diserap oleh tubuh. Susunan asam amino pada tepung gaplek yang hanya ditambah ragi,
tepung gaplek terfortifikasi dan tepung kedelai mengalami perubahan. Perubahan asam amino
ini diakibatkan adanya pembentukan enzim protease oleh mikroorganisme yang dapat
menghidrolisis protein sehingga terjadi perubahan kandungan asam aminonya selama
fermentasi (Rusli, 2011). Pada proses fermentasi ini juga terjadi pengurangan jumlah asam
amino dari tepung kedelai menjadi tepung gaplek terfortifikasi. Hilangnya asam amino ini
disebabkan oleh deaminasi. Deaminasi adalah proses pemecahan (hidrolisis) asam amino
menjadi asam keto dan ammonia (NH4+). Salah satu hasil deaminasi ini adalah senyawa
nonnitrogen (C,H,dan O) yang digunakan sebagai sumber energi untuk pertumbuhan mikroba
(Nugroho, 2012).
Kromatogram standar asam amino dengan konsentrasi 50 ppm (f) dapat dilihat pada
Gambar 1. Sedangkan masing-masing kromatogram sampel gaplek, kontrol tepung gaplek
yang difermentasi 40 jam (G40), tepung gaplek terfortifikasi pada fermentasi 0 jam (GF0),
tepung gaplek terfortifikasi pada fermentasi 20 jam (GF20), dan tepung gaplek terfortifikasi
pada fermentasi 40 jam (GF40) dapat dilihat pada Gambar 2, 3, 4, 5, dan 6.
Gambar1. Kromatogram Standar Asam Amino 50 ppm
Keterangan : Standar dianalisa pada fase diam kolom Licrospher ® 100 RP 18 (125 x 4 mm,5 µm ) dan fase
gerak adalah Eluent A : metanol : 50 mM natrium asetat : Teterahidrofuran (THF) dan Eluent B :65 % metanol.
Suhu analisa adalah 27 0C dengan kecepatan alir 1 ml/menit serta dideteksi dengan detektor fluorosen pada
panjang gelombang 360 dan 460 nm.
Gambar 2. Kromatogram Sampel Gaplek
Keterangan : Kondisi analisa sampel gaplek sama dengan kondisi yang digunakan pada Gambar 1
Gambar 3. Kromatogram Sampel G40
Keterangan : Kondisi analisa sampel gaplek sama dengan kondisi yang digunakan pada Gambar 1.
Gambar 4. Kromatogram Sampel GF0
Keterangan : Kondisi analisa sampel gaplek sama dengan kondisi yang digunakan pada Gambar 1.
Gambar 5. Kromatogram Sampel GF20
Keterangan : Kondisi analisa sampel gaplek sama dengan kondisi yang digunakan pada Gambar 1.
Gambar 6. Kromatogram Sampel GF40
Keterangan : Kondisi analisa sampel gaplek sama dengan kondisi yang digunakan pada Gambar 1.
Pengayaan jumlah asam amino juga terjadi pada tepung gaplek kontrol menjadi tepung
gaplek terfortifikasi selama proses fermentasi. Asam amino yang muncul setelah proses
fermentasi adalah leusin dan sistein. Hasil ini juga selaras dengan penelitian yang dilakukan
oleh Aro dan Aletor (2012) yang menunjukkan selama proses fermentasi terjadi pengayaan
asam amino pada kulit ubi kayu.
Pembentukan leusin melibatkan lima tahapan reaksi yang dimulai dari prekursor valin,
yaitu 2- keto-isovalerate sampai reaksi terakhir yang dikatalisa oleh enzim transaminase.
Sedangkan pembentukan atau sintesis asam amino sistein berasal dari metionin sebagai
sumber sulfurnya. Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim metionin
adenosiltransfrease menghasilkan Sadenosilmetionin (SAM). Sadenosilmetionin
(SAM)
akan berubah menjadi S-adenosilhomosistein karena adanya transmetil. Selanjutnya berubah
menjadi homosistein dan adenosin dengan bantuan enzim adenosilhomosisteinase.
Homosistein berkondensasi dengan serin menghasilkan sistationin dengan bantuan enzim
sistationase. Selanjutnya dengan bantuan enzim sistationin liase, sistationin diubah menjadi
sistein dan α-ketobutirat. Gabungan dari 2 reaksi terakhir ini dikenal sebagai trans-sulfurasi
(Nugroho, 2012).
Tabel 1. Konsentrasi Asam Amino Pada Gaplek dan GF40
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Gaplek
AA
Kons
(ppm)
Asp*
Glu
5,692
Ser
9,732
Glis
14,345
Arg
13,205
Ala
8,130
Tyr
12,350
Val*
Iso*
Leu
5,752
AA
Asp
Glu
Ser
His
Glis
Arg
Ala
Tyr
Met
val
Iso
Leu
Lys
GF40
Kons
(ppm)
272,151
288,071
93,477
61,381
129,596
104,325
147,923
68,287
108,152
47,082
14,957
148,557
151,747
Ket : * menandakan bahwa asam amino tidak terkuantifikasi Asp = asam asapartat, Glu = Glutamat, Ser =
serin, His = Histidin, Glis = Glisin, Arg = Arginin, Ala = Alanin, Tyr = Tirosin, Met = Metionin, Val = Valin,
Ile = Isoleusin, Leu = Leusin, Lys = Lisin, Phe = Fenilalanin
Gaplek merupakan suatu bahan pangan lokal yang memiliki kadar protein yang sangat
rendah yaitu sebesar 1,8 %. Walaupun kadar protein yang sangat rendah, gaplek memiliki
jenis asam amino yang bervariasi, antara lain (dapat dilihat pada Tabel 1) : asam aspartat,
glutamat, serin, glisin, arginin, alanin, tirosin, valin, isoleusin, dan leusin, namun kadar asam
amino yang terkandung dalam gaplek juga sangatlah kecil bahkan beberapa asam amino
seperti asam aspartat, valin, dan isoleusin tidak terkuantifikasi. Suatu bahan makanan dapat
diperkaya atau ditingkatkan gizinya melalui fermentasi (Winarno, 1997). Fortifikasi dengan
tepung kedelai yang dilakukan pada gaplek serta adanya proses fermentasi dapat
meningkatkan kadar serta memperkaya jenis asam amino seperti histidin, metionin, dan lisin
yang muncul pada sampel GF40. Hal tersebut dapat dilihat pada Tabel 1. Perubahan asam
amino ini diakibatkan oleh mikroorganisme pada ragi yang memiliki aktivitas proteolitik
yang mampu menguraikan protein menjadi bentuk lebih sederhana yaitu asam amino
sehingga kadarnya pun meningkat (Deliani, 2008).
Selain itu tepung gaplek terfortifikasi ini juga memiliki keunggulan yaitu adanya asam
amino essensial jenis arginin yang tidak dimiliki oleh kedelai, dimana kedelai merupakan
salah satu jenis bahan pangan yang mengandung 9 jenis asam amino esensial (Deliani, 2008).
Proses fermentasi ini juga dapat berlangsung karena adanya mikororganisme ( Rhizopus
oligosporus). Menurut Hesseltine (1965) dalam Deliani (2008) jamur Rhizopus oligosporus
bersifat proteolitik dan ini penting dalam pemutusan protein. Jamur ini akan mendegradasi
protein selama fermentasi menjadi dipeptida dan seterusnya menjadi senyawa NH 3 atau N2
(Winarno, 1997). Sehingga, semakin lama proses fermentasi berarti semakin lama
kesempatan jamur mendegradasi protein, sehingga kesempatan untuk terjadinya perubahan
jenis asam aminopun semakin besar selagi jamur tersebut masih memiliki kemampuan
tersebut (Deliani, 2008). Selain itu berdasarkan penelitian Mursyid (2005) menyatakan bahwa
terjadi peningkatan kadar yang tajam pada 14 jenis asam amino selama 72 jam waktu
fermentasi pada onggok yang digunakan sebagai bahan pakan ayam yaitu sebesar 246%.
KESIMPULAN
Kesimpulan
Asam amino yang teridentifikasi dengan menggunakan metode Kromatografi Cair
Kinerja Tinggi (KCKT) adalah aspartat, glutamat, serin, histidin, glisin, arginin, alanin,
tirosin, metionin, valin, isoleusin, leusin, dan lisin.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2007. Potensi Ekspor Gaplek Indonesia Ke China Mencapai Us$150 Juta.
http://www.antaranews.com/view/?i=1194593012&c=ekb&s= [28 Februari 2012]
Anonim,
2010.
Rapat
Konsolidasi
Percepatan
Penganekarakaman
http://kantorketahananpanganblora.blogspot.com/2010/02/rapat-konsolidasipercepatan.html [30 Maret 2012]
Pangan.
Arief, Ratna Wylis. 2007. Penentuan Kualitas Protein Jagung dengan Metode Protein
Efficiency Ratio.
http://www.puslittan.bogor.net//index.php?bawaan= publikasi/isi_informasi&kod= PG2
06/02&kd= 1&id_menu= 5&id_submenu= 21&id= 157 [12 Desember 2011]
Aro S.O dan V.A. Aletor. 2012. Proximate composition and amino acid profile of differently
fermented cassava tuber wastes collected from a cassava starch producing factory in
Nigeria. Livestock Research for Rural Development. ISSN 0121-3784. 24 March 2012.
Deliani, 2008. Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap Kadar Protein, Lemak, Komposisi
Asam Lemak dan Asam Fitat Pada Pembuatan Tempe. Tesis. Medan. Sekolah
PascaSarjana Univeristas Sumatera Utara.
DeMan, J.M. 1997. Kimia Makanan, Hal. : 105. Penerbit ITB, Bandung.
Dwianingsih, E.A. 2010. Karakteristik Kimia Dan Sensori Tempe Dengan Variasi Bahan
Baku Kedelai/Beras Dan Penambahan Angkak Serta Variasi Lama Fermentasi.
Laporan Hasil Penelitian . Surakarta. Universitas Sebelas Maret.
Hadinataria, Nerissa. 2011. Pemanfaatan Tepung Kedelai (Glycine Max (L)) Dalam
Optimalisasi Pembuatan Tepung Gaplek Berprotein Sebagai Bahan Substitusi Tepung
Terigu. Skripsi. Salatiga. Universitas Kristen Satya Wacana, FSM-Kimia.
Hesseltine, C.W. 1965. Research at Nothern Regional Laboratory on Fermented Food. Proc.
Conf. Soybean Products for Protein in Human Foods, USDA.
Hidayat, S. Prihatin and L. Budiono. 2000. Kontribusi Gaplek Sebagai Substitusi Makanan
Pokok terhadap Kecukupan Energi dan Status Gizi Balita Keluarga Petani Tadah Hujan
Semarang. Penelitian Hibah Bersaing.
Linder, M.C. 1985. Nutrional Biochemistry and Metabolism. Elsiver Science Publishing
Company, Inc., California
Musryid W. M, Ali. 2005. Solid State-Fermentation on Cassava Pomace with Aspergillus
oryzae : The Evaluation of Proteins and Amino Acids Content, Digestibility, and
Bioavailability Energy For Broiler Roasters. Buletin Peternakan Vol. 29(2), 2005. ISSN
01246-4400.
Nugroho, Heru Santoso Wahito. 2012. Metabolisme Asam Amino. Bahan Kuliah Biokimia D
III Kebidananan, Dinkes, Ponorogo.
Purwoko dan Handajani. 2007. Kandungan Protein Kecap Manis Tanpa Fermentasi Moromi
Hasil Fermentasi Rhizopus oryzae dan R. oligosporus. Jurnal Ilmiah Biodiversitas Vol.
8, No:2, 223-227. ISSN : 1412-033X, April 2007.
Rosallina,
2011.Konsumsi
Tepung
Terigu
Nasional
Melambat.
http://www.tempo.co/read/news/2011/10/27/090363609/Konsumsi-Tepung-TeriguNasional-Melambat [7 Desember 2011]
Rusli, Kurniawan Ridho. 2011. Giving Grounds Remaining Mixture Bran And Tofu
Fermentation With Monascus Purpureus Performance And Eggs Quality Of Layer.
Tesis. Padang. Universitas Andalas.
Silvia, Ayu. 2009. Pengaruh Penambahan Varietas Berat Inokulum terhadap Kualitas Tempe
Biji Durian (Durio zibethinus). Skripsi. Medan. Departemen Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
Winarno F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.