hasil dan pembahasan - repository.ipb.ac.id · molekul yang mengandung atom oksigen yang sangat...
TRANSCRIPT
20
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Penambahan Ekstrak Herbal terhadap Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat
Pengaruh penambahan ekstrak herbal terhadap pertumbuhan BAL pada
saat proses fermentasi susu dapat dilakukan secara langsung dengan menghitung
populasi pada saat proses fermentasi susu. Saat proses fermentasi, BALyang
tumbuh menghasilkan asam dan akan menurunkan pH susu. Nilai pH yang turun
lebih cepat dan total asam tertitrasi (TAT) yang lebih tinggi juga dapat digunakan
sebagai indikator meningkatnya populasi BAL pada susu yang ditambahkan
ekstrak herbal.
Nilai pH
Penurunan pH dadih dan kefir diukur selama fermentasi, dan fermentasi
dihentikan saat pH mencapai 4.5 atau titik isoelektrik. pH dadih plain mengalami
fase lag pada satu jam pertama (Gambar 1). Pada jam kedua pH dadih mulai
mengalami penurunan. Penambahan herbal pada dadih mempercepat penurunan
pH. Penurunan pH dadih herbal berbeda nyata lebih cepat (P<0.05) dimulai pada
jam ke-3 (5.826, 5.732) dibandingkan dengan pH dadih plain (5.967). pH 4.5
tercapai tercepat oleh dadih O. americanum L diikuti oleh M. spicata L dan dadih
plain. pH dadih herbal (O. americanum L dan M. spicata L) mencapai pH 4.5
pada jam ke-8 sedangkan pada dadih plain pada jam ke-12.
Penambahan herbal juga mempercepat penurunan pH kefir (Gambar 2).
Penurunan pH kefir nyata lebih cepat (P<0.05) dimulai pada jam ke-9 (5.604-
5.685) dibandingkan dengan pH kefir plain (5.718). pH 4.5 tercapai tercepat oleh
kefir M. spicata L diikuti kefir O. americanum L dan kefir plain. Kefir herbal
herbal (O. americanum L dan M. spicata L) mencapai pH 4.5 pada jam ke-14,
sedangkan kefir plain pada jam ke-16.
Fermentasi terjadi sebagai akibat pertumbuhan mikroba yang
menggunakan laktosa sebagai sumber metabolit. Hal ini terjadi karena mikroba
akan mengkatabolisasi sumber karbon (glukosa dan galaktosa) untuk
21
menghasilkan energi pada kondisi anaerobik untuk memproduksi asam laktat.
Pembentukan asam laktat pada kondisi anaerobik akan menurunkan pH susu.
Gambar 1 Penurunan pH dadih plain ( ) atau dengan penambahan M. spicata
L ( ) dan O. americanum L ( ) selama proses fermentasi pada suhu 37o
C.
Gambar 2 Penurunan pH kefir plain ( ) atau dengan penambahan M. spicata L ( ) dan O. americanum L ( ) selama proses fermentasi pada suhu ruang.
Pada penelitian ini nilai pH awal dadih serta kefir M. spicata L dan O.
americanum L tidak berbeda nyata dengan dadih serta kefir plain. Hal ini
mengindikasikan bahwa keasaman ekstrak herbal minimal. Penurunan pH dadih
dan kefir herbal yang lebih cepat mengindikasikan adanya komponen herbal yang
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
pH
Waktu (Jam)
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
pH
Waktu (Jam)
22
mempercepat pertumbuhan mikroba (BAL) dan mempercepat penurunan pH susu
fermentasi. Penurunan pH dadih dan kefir ekstrak herbal yang lebih cepat
dibandingkan dengan dadih dan kefir plain juga mengindikasikan bahwa
pertumbuhan BAL tidak terhambat akibat penambahan ekstrak herbal. Hal ini
didukung oleh penelitian menggunakan BAL Lb. acidophilus RM-01 dan Lc.
lactis RM-01 pada keju yang ditambahkan kemangi dan peppermint bahwa
populasi BAL keju yang ditambahkan ekstrak kemangi dan peppermint lebih
tinggi dibandingkan keju plain (Ribka 2012). Pada penelitiannya terjadi
peningkatan populasi BAL pada keju yang ditambahkan ekstrak peppermint
sebesar 2.25% (7.68 log10 cfu/g) dan dengan yang ditambahkan ekstrak kemangi
sebesar 5.59% (7.96 log10 cfu/g) dibandingkan dengan keju plain (7.5 log10
Total Asam Tertitrasi
cfu/g). Penambahan ekstrak kemangi dan peppermint tidak menghambat
pertumbuhan BAL.
TAT dadih herbal berbeda nyata lebih tinggi (P<0.05) dibandingkan
dengan TAT dadih plain pada jam ke-6 (Gambar 3). TAT tertinggi adalah dadih
O. americanum L (1.09%), diikuti oleh M. spicata L (0.89%) dan dadih plain
(0.69%).
Total asam tertitrasi (TAT) kefir juga diukur selama fermentasi. TAT
dihitung berdasarkan persentase (%) asam laktat selama fermentasi (Gambar 4).
TAT kefir herbal berbeda nyata lebih (P<0.05) dibandingkan dengan TAT kefir
plain. TAT tertinggi adalah kefir O. americanum L (1.69%), diikuti oleh kefir M.
spicata L (1,65%) dan kefir plain (1.25%).
Tingginya total asam tertitrasi (TAT) pada susu fermentasi yang
ditambahkan herbal dibandingkan dengan susu fermentasi plain disebabkan
tanaman herbal tersebut mengandung fenol yang merupakan asam lemah. Hal ini
sejalan dengan pernyataan Vermerris dan Nicholson (2006) bahwa tanaman
mengandung komponen fenolik yang bersifat asam lemah. BAL dan kefir grain
juga dapat tumbuh dengan baik dan dapat memfermentasi susu dan menghasilkan
asam laktat yang lebih tinggi dibandingkan dengan dadih dan kefir plain.
23
Gambar 3 Peningkatan total asam tertitrasi (TAT) dadih plain ( ) atau dengan
penambahan M. spicata L ( ) dan O. americanum L ( ) selama proses fermentasi pada suhu 37o
C.
Gambar 4 Peningkatan total asam tertitrasi (TAT) kefir plain ( ) atau dengan
penambahan M. spicata L ( ) dan O. americanum L ( ) selama proses fermentasi pada suhu ruang.
Total Komponen Fenol
Herbal mengandung komponen fenol. Penambahan herbal pada susu
menghasilkan kandungan fenol berbeda nyata lebih tinggi (P<0.05) dibandingkan
dadih tanpa penambahan herbal (Gambar 5). Total fenol tertinggi dicapai oleh
dadih M. spicata L, diikuti oleh dadih O. americanum L dan dadih plain (34.56
µg/ml; 27.5 µg/ml; 23.31 µg/ml).
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
TAT
(% a
sam
lakt
at)
Waktu (Jam)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
TAT
(% a
sam
lakt
at)
waktu (Jam)
24
Penambahan ekstrak herbal pada susu menghasilkan kandungan fenol
secara nyata lebih tinggi dibandingkan kefir tanpa penambahan ekstrak herbal
(P<0.05) (Gambar 6). Total komponen fenol tertinggi dicapai oleh kefir M.
spicata L, diikuti oleh kefir O. americanum L dan kefir plain (35.06 µg/ml; 28.87
µg/ml; 23.86 µg/ml).
Gambar 5 Total komponen fenol (µg/ml) ekstrak dadih plain atau dengan
penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
Gambar 6 Total komponen fenol (µg/ml) ekstrak kefir plain atau dengan
penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
Substansi fenolik adalah kategori fitonutrient yang memiliki sifat
antioksidan yang kuat. Substansi ini dapat diklasifikasikan menjadi fenol
sederhana, asam fenolik, derivatif asam hidroksinamat dan flavonoid. Diantara
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
plain M. spicata O. americanum
Tota
l fen
ol (µ
g/m
l)
Jenis dadih
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
plain M. spicata O. americanum
Tota
l fen
ol (µ
g/m
l)
Jenis Kefir
27.50±2.46b
23.85±0.31a
35.10±2.22c
28.87±0.85b
23.32±0.68a
34.55±2.33c
25
semuanya, asam fenolik mempunyai aktivitas antioksidan yang tinggi dan
dilaporkan memiliki aktivitas antibakteri, antivirus, antikarsinogenik
antiinflamasi dan vasoliditas (Sahidi dan Naczk 1995).
Pada dadih dan kefir yang tidak mengandung ekstrak herbal, komponen
fenol seluruhnya didapatkan dari susu. Pada dadih dan kefir herbal, komponen
fenol didapatkan dari susu dan ekstrak herbal yang ditambahkan ke dalam susu.
Flavonoid termasuk golongan fenol yang mempunyai aktivitas antioksidan
yang sangat efektif (Yanishlieva-Maslarova 2001). Flavonoid sendiri merupakan
kelompok besar komponen fenol termasuk flavone, flavonol, isoflavone,
flavonone dan chalcone. Karakteristik flavonoid berupa struktur C6-C3-C6
dengan kelompok hidroksil bebas yang melekat pada ring aromatik, yang
menghambat oksidasi lipid dengan mengikat radikal bebas atau mengikat metal
dan menghambat lipoxygenase (Yanishlieva-Maslarova 2001).
Aktivitas Antioksidan
Radikal bebas adalah molekul dengan elektron bebas yang sangat reaktif.
Radikal bebas terbentuk pada semua mahluk hidup selama reaksi oksidasi yang
terjadi sebagai bagian dari metabolisme normal. Pada keadaan tertentu seperti
stress lingkungan dan serangan patogen, konsentrasi radikal bebas meningkat
diatas level normal. Radikal bebas dapat membuat kerusakan pada mahluk hidup.
Radikal bebas dapat bereaksi dengan DNA dan membran (lipid dan protein)
dengan reaksi berantai. Reaksi berantai terjadi ketika radikal bebas bereaksi
dengan molekul lain, mengacaukan elektron dan selanjutnya membentuk radikal
bebas baru yang bereaksi dengan molekul lain (Vermeris dan Nicholson 2006).
Reactive oxygen species/ROS (spesies oksigen reaktif) merupakan
molekul yang mengandung atom oksigen yang sangat reaktif sebagai hasil dari
adanya radikal bebas, atau konfigurasi atom oksigen yang lebih banyak elektron
dari yang biasa. Contoh kelas pertama adalah radikal hidroksil (OH) dan
superoksida (O2-), sedangkan contoh kelas kedua adalah peroksida (O2
2-) dan ion
hipoklorit (ClO-). Hidrogen peroksida (H2O2) juga dimasukkan ke dalam ROS
karena kereaktifannya. Mahluk hidup telah mengembangkan cara mengatasi ROS.
Salah satu mekanismenya dengan inaktivasi enzim. Enzim superoksida dismutase
26
(E.C.1.15.1.1) mengkatalisis superoksida menjadi oksigen via oksidasi, dan H2O2
via reduksi. H2O2 yang memang reaktif dihilangkan dengan reaksi enzim katalase
(E.C.1.11.1.6) dan glutathione peroksidase (E.C.1.11.1.9). Katalase mengkatalisis
konversi H2O2 menjadi air dan oksigen sedangkan glutathione peroksidase
mengkatalisis pembentukan glutathione teroksidasi (G-S-S-G) dari glutathione
tereduksi dengan keberadaan H2O2
Mekanisme lain yang digunakan untuk inaktivasi ROS adalah dengan
antioksidan. Antioksidan dapat bereaksi dengan radikal bebas dan merubahnya
memjadi molekul yang lebih stabil. Antioksidan mengikat elektron bebas,
menghentikan reaksi berantai dan mencegah kerusakan lebih lanjut. Kestabilan
antioksidan dihasilkan oleh ikatan terkonjugasi sehingga elektron radikal dapat
terdelokalisasi (Vermeris dan Nicholson 2006).
(Valko et al. 2007).
Fungsi antioksidan adalah menghambat oksidasi molekul lain dengan
menghambat inisiasi reaksi oksidasi oleh radikal bebas (Valko et al. 2007).
Antioksidan dapat diklasifikasikan menurut cara kerjanya, yaitu antioksidan
primer dan antioksidan sekunder. Antioksidan primer menghambat oksidasi
dengan memberikan atom hidrogen atau elektron kepada radikal bebas sehingga
menjadi produk yang lebih stabil. Antioksidan sekunder bekerja dengan berbagai
mekanisme, termasuk mengikat ion metal, mengkonversi hidroperoksida menjadi
nonradikal, menyerap radiasi ultraviolet dan menonaktifkan oksigen tunggal
(Ibrahimzadeh et al. 2010). DPPH merupakan radikal bebas stabil dan
menurunnya aktivitas DPPH dilihat berdasarkan menurunnya absorbansi pada
517nm karena terjadinya reduksi oleh antioksidan yang bereaksi dengan radikal
bebas (Ibrahimzadeh et al. 2010).
Aktivitas antioksidan dadih yang ditambahkan dengan herbal nyata lebih
tinggi dibandingkan dadih tanpa herbal (P<0.05) (Gambar 7). Kandungan herbal
yang kaya akan antioksidan meningkatkan aktivitas antioksidan dadih sapi herbal.
Aktivitas antioksidan tertinggi dicapai oleh M. spicata L (49.16%), diikuti oleh O.
americanum L (33.99%) dan dadih plain (30.03%).
Hal serupa dijumpai pada kefir yang ditambahkan dengan ekstrak herbal.
Aktivitas antioksidan kefir yang ditambahkan dengan ekstrak herbal nyata lebih
tinggi dibandingkan kefir tanpa herbal (Gambar 8). Aktivitas antioksidan tertinggi
27
dicapai oleh kefir M. spicata L (50.02%), diikuti oleh kefir O. americanum L
(37.83%) dan kefir plain (32.41%).
Gambar 7 Persentase (%) penghambatan DPPH ekstrak dadih plain atau dengan
penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
Gambar 8 Persentase (%) penghambatan DPPH ekstrak kefir plain atau dengan
penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
Pada penelitian ini dadih dan kefir plain memiliki aktivitas antioksidan
walaupun tidak sebesar persentase aktivitas antioksidan dadih dan kefir dengan
penambahan herbal. Antioksidan tersebut dihasilkan oleh protein susu yang
difermentasi oleh mikroba (khamir dan BAL). Hal ini sejalan dengan pernyataan
Hartmann dan Meisel (2007) bahwa susu memiliki peptida antioksidan. Peptida
tersebut kebanyakan berasal dari protein susu (kasein) hasil perombakan oleh
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
plain M. spicata O. americanum
% P
engh
amba
tan
DPP
H
Jenis Dadih
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
plain M. spicata O. americanum
% p
engh
amba
tan
DPP
H
Jenis kefir
30.03±4.37a 34.00±3.24a
49.16±1.21b
50.03±2.22c
32.41±1.72a 37.83±1.56b
28
BAL pada proses fermentasi. Peptida tersebut mencegah oksidasi enzimatik dan
nonenzimatik asam lemak essensial.
Fitokimia fenolik merupakan metabolit sekunder yang disintesis oleh
tanaman untuk melindungi diri dari stres biologi dan lingkungan (Shetty et al.
2006). Penelitian saat ini memperlihatkan bahwa fenolik fitokimia mempunyai
aktivitas antioksidan yang tinggi dan manfaat terapeutik termasuk antidiabetes
dan antihipertensi (Kwon et al. 2006).
Tanaman mempunyai substansi kimia yang bermacam-macam yang biasa
disebut fitokimia. Diantara komponen fitokimia yang terdapat pada tanaman
termasuk flavonoid, tokoferol dan asam askorbat (Vermeris dan Nicholson 2006).
Ekstrak tanaman berkontribusi dalam perlindungan dari deteriorasi radikal bebas
yang menyebabkan perlambatan oksidasi lipid. Hal tersebut membuat susu
fermentasi yang ditambahkan ekstrak herbal mempunyai aktivitas antioksidan
yang lebih tinggi. Yadegarinia et al. (2006) melaporkan bahwa komponen fenolik
M. spicata yang memiliki aktivitas antioksidan adalah monoterpene ketone
(menthone dan isomenthone) dan 1,8 cineole. Pada Ocimum, komponen fitokimia
yang memiliki aktivitas antioksidan adalah eugenol, thymol, carvacrol dan 4-
allylphenol (Lee et al. 2005).
Konsentrasi Peptida OPA
Konsentrasi peptida dadih yang ditambah ekstrak herbal nyata lebih tinggi
dibandingkan dadih tanpa ekstrak herbal (P<0.05) (Gambar 9). Peptida dihasilkan
oleh bakteri asam laktat selama proses fermentasi dengan memecah protein susu
menjadi peptida. Konsentrasi peptida dadih herbal yang lebih tinggi disebabkan
herbal tersebut mempengaruhi aktivitas bakteri dalam menghasilkan peptida dari
protein susu. Konsentrasi peptida tertinggi adalah dadih M. spicata L (0,86 mg/g)
diikuti oleh dadih O. americanum L (0.83 mg/g) dan dadih plain (0.63 mg/g).
Konsentrasi peptida kefir dengan penambahan herbal nyata lebih tinggi
dibandingkan tanpa penambahan herbal (Gambar 10). Konsentrasi peptida
tertinggi adalah kefir O. americanum L (0.72 mg/g) diikuti oleh kefir M. spicata L
(0.69 mg/g) dan kefir plain (0.62 mg/g).
29
Gambar 9 Kandungan peptida OPA (mg/g) ekstrak dadih plain atau dengan
penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
Peptida dengan aktivitas biologi yang dilepaskan selama proses
pencernaan atau proses pembuatan makanan dapat berakibat pada regulasi
metabolik dan modulasi. Peptida bioaktif bertindak sebagai bahan makanan
fungsional untuk meningkatkan kesehatan dan mereduksi penyakit. Banyak
penelitian yang melaporkan bahwa peptida dari berbagai macam makanan bersifat
bioaktif, termasuk antihipertensi, antioksidan, antikanker, antimikroba, bekerja
sebagai modulator sistem imun dan efek menurunkan kolesterol (Shahidi dan
Zhong 2008).
Gambar 10 Kandungan peptida OPA (mg/g) ekstrak kefir plain atau dengan
penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
00,10,20,30,40,50,60,70,80,9
1
plain M. spicata O. americanum
pept
ida
(mg/
g)
jenis dadih
00,10,20,30,40,50,60,70,80,9
1
plain M. spicata O. americanum
pept
ida
(mg/
g)
Jenis kefir
0.63±0.04a
0.86±0.04b 0.83±0.07b
0.63±0.04a
0.87±0.04b 0.84±0.07b
30
Fermentasi susu oleh BAL pada tipe dadih dan kefir yang berbeda
menghasilkan perbedaan pada jumlah peptida OPA. Hal ini merefleksikan
meningkatnya proteolisis susu sebagai pengaruh penambahan ekstrak herbal.
Penghambatan Enzim ACE
Uji Angiotensin I-converting enzyme (ACE) dilakukan untuk
mengevaluasi aktivitas penghambatan peptida bioaktif susu fermentasi terhadap
enzim ACE. Protein susu, terutama kasein merupakan sumber utama peptida
bioaktif ini. Peptida bioaktif ini terperangkap pada strukur utama protein susu dan
dapat dilepaskan pada proses pencernaan atau pembuatan makanan. Peptida
bioaktif yang memiliki aktivitas penghambatan enzim ACE ini telah diisolasi pada
berbagai macam produk susu.
Semua dadih dengan penambahan herbal nyata (P<0.05) memperlihatkan
persentase (%) penghambatan ACE yang lebih tinggi dibandingkan dengan dadih
plain (Gambar 11). Persentase penghambatan ACE tertinggi diperlihatkan oleh
dadih M. spicata L (78.50%), diikuti oleh dadih O. americanum L (63.34%) dan
dadih plain (47.06%).
Gambar 11 Persentase penghambatan aktivitas enzim ACE (%) ekstrak dadih
plain atau dengan penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
Persentase penghambatan aktivitas enzim ACE kefir herbal berbeda nyata
lebih tinggi dibandingkan kefir sapi plain (P<0.05). Persentase penghambatan
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
plain M. spicata O. americanum
Akt
ivit
as p
engh
amba
tan
ACE
(%)
47.39±9.35a
78.50±6.03b
65.34±11.30ab
31
aktivitas ACE tertinggi diperlihatkan oleh kefir M. spicata (84.3%), diikuti oleh
kefir O. americanum L (63.64%) dan kefir plain (45.53%) (Gambar 12).
Aktivitas anti-ACE dari susu fermentasi plain dan herbal (dadih dan kefir)
berkorelasi dengan peptida OPA dimana meningkatnya konsentrasi OPA pada
susu fermentasi herbal akan meningkatkan aktivitas penghambatan ACE. Hal ini
mengindikasikan bahwa dengan semakin tingginya proteolisis akan meningkatkan
aktivitas penghambatan ACE.
Proteolisis merupakan proses biokimia yang penting yang terjadi selama
fermentasi. BAL kultur starter dan probiotik akan merombak kasein susu selama
fermentasi menjadi peptida bioaktif valyl-prolyl-proline (Val-Pro-Pro) dan
isoleucyl-prolyl-proline (IIe-Pro-Pro). Hal ini sejalan dengan Rhyanen et al.
(2001) yang melaporkan bahwa peptida penghambat ACE (Val-Pro-Pro dan IIe-
Pro-Pro) ditemukan dalam yogurt dan keju yang difermentasi oleh L. casei ssp.
rhamnosus, L. acidophilus dan strain bifidobacteria. Perombakan kasein susu
menjadi tripeptida bioaktif dikatalisis oleh enzim proteinase ekstraseluler BAL.
Enzim proteinase ekstraseluler tersebut spesifik bergantung pada spesies dan
strain BAL, tetapi mempunyai homologi yang mirip. Wakai dan Yamamoto
(2012) melaporkan bahwa enzim ekstraseluler Lactobacillus helveticus yang dapat
merombak kasein menjadi peptida Val-Pro-Pro dan IIe-Pro-Pro mempunyai berat
molekul 45 dan 170 kDa. Enzim ini mempunyai homologi yang tinggi
dibandingkan dengan enzim yang diproduksi oleh Lactobacillus acidophillus.
Susu fermentasi yang mengandung peptida bioaktif valyl-prolyl-proline
(Val-Pro-Pro) dan isoleucyl-prolyl-proline (II-Pro-Pro) memperlihatkan dapat
menurunkan tekanan darah pada hipertensi spontan. Peptida bioaktif susu
fermentasi Val-Pro-Pro dan IIe-Pro-Pro dapat langsung diserap masuk ke sirkulasi
darah dan menghasilkan efek sistemik. Peptida bioaktif diserap via transport
pembawa atau difusi paraseluler. Tripeptida secara aktif ditransportasikan via
pembawa spesifik (PepT1) dan oligopeptida via paraseluler (Shimizu 2004; Faltz
et al. 2008). Matsuda et al. (1996) dalam percobaannya menggunakan
spontaneous hypertensive rats (SHR) dan Winstar-Kyoto (WKY) melaporkan
bahwa setelah administrasi oral susu fermentasi (susu asam Calpis), aktivitas ACE
menurun pada aorta SHR secara nyata. Lebih lanjut, Val-Pro-Pro dan IIe-Pro-Pro
32
terdeteksi dengan HPLC pada ekstrak aorta abdominal. Val-Pro-Pro dan IIe-Pro-
Pro terdeteksi pada aorta SHR, tetapi tidak pada WKY yang diberikan susu
fermentasi. Matsuda menyimpulkan bahwa tidak ada cukup jumlah ACE pada
aorta WKY untuk menangkap Val-Pro-Pro dan IIe-Pro-Pro.
Peptida Val-Pro-Pro dan IIe-Pro-Pro bertindak sebagai penghambat ACE
yang akan mengikat secara kompetitif dan mencegah pemecahan substrat,
furanacrylyl-Phe-Gly-Gly (FAPGG) menjadi produk furanacrylyl-Phe (FAP) dan
Gly-Gly (GG) (FitzGerald et al. 2004). Pada penelitian ini memperlihatkan
meningkatnya peptida bioaktif pada susu fermentasi (dadih dan kefir) akan
menurunkan aktivitas ACE. Penambahan ekstrak herbal (M. spicata L dan
O.americanum L) pada susu memperlihatkan penghambatan aktivitas ACE yang
lebih tinggi dibandingkan susu fermentasi plain. Hal ini berakibat pada
meningkatnya nilai terapeutik susu fermentasi ekstrak herbal dibandingkan
dengan susu fermentasi plain.
Gambar 12 Persentase (%) penghambatan aktivitas enzim ACE ekstrak kefir
plain atau dengan penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
Pada ekstrak susu fermentasi yang ditambahkan ekstrak herbal, kandungan
fenol herbal yang ditambahkan pada susu juga menghambat aktivitas ACE. Hal
ini didukung oleh laporan Balasuria dan Rupasinghe (2011) pada penelitiannya
menggunakan ekstrak kulit apel bahwa kandungan fenolik (flavonoid) ekstrak
kulit apel dapat menghambat aktivitas ACE. Hasil penelitiannya memperlihatkan
0
20
40
60
80
100
120
plain M. spicata O. americanum
Akt
ivit
as p
engh
amba
tan
ACE
(%)
45.53±2.06a
84.30±0.50c
63.64±1.29b
33
bahwa flavonoid berpotensi dalam menghambat aktivitas ACE in vitro dan
penghambatannya bervariasi menurut tipe gula yang diserang pada posisi C-3.
Mekanisme dibalik menurunnya tekanan darah oleh anthocyanin
dilaporkan melalui aktivitas antioksidan, preservasi nitrat oksida endhotelium dan
pencegahan oksidasi serum lipid.
Aktivitas penghambatan ACE dari anthochyanins in vitro dapat dijelaskan
oleh kemampuan flavonoid mengikat metal dengan grup hidroksil pada posisi 3,
5, 7 dan 3, 4. Struktur planar molekul anthocyanin juga terindikasi penting dalam
penghambatan metallopeptidase. Pada hewan, tingkat absorpsi dan korespondensi
metabolit dari anthocyanin mempengaruhi penghambatan enzim. (Balasuria dan
Rupasinghe 2011).
Flavonoid adalah kelompok besar metabolit sekunder tanaman dengan
sejumlah keuntungan farmakologi. Dikenalnya flavonoid sebagai biomolekul
efektif telah membuat peneliti untuk menyelidiki potensi flavonoid dan ekstrak
kaya flavonoid sebagai penghambat ACE alami. Hampir semua subkategori dari
flavonoid yang diteliti mempunyai aktivitas penghambat ACE (Balasuria dan
Rupasinghe 2011).
Beberapa penelitian telah difokuskan pada penemuan tipe flavonoid yang
dapat menghambat aktivitas enzim. Anthocyanin memperlihatkan penghambatan
ACE kompetitif. Dhelphinidin-3-O-sambubioside, cyanidin-3-O-sambubisioside
dan fraksi anthocyanin dari spesies Hibiscus adalah salah satu dari yang diteliti
(Ojeda et al. 2010).
Jenis peptida bioaktif penghambat aktivitas ACE pada penelitian ini tidak
diuji. Pengujian selanjutnya menggunakan analisis HPLC dan asam amino
diperlukan untuk mengetahui peptida spesifik pada susu fermentasi ekstrak herbal
yang mempunyai aktivitas penghambat ACE.
Penghambatan Enzim α-Amilase
Enzim α-amilase merupakan salah satu enzim yang berada di saluran
pencernaan. Enzim ini berperan dalam perombakan polisakarida pada makanan
menjadi oligosakarida. Oligosakarida selanjutnya akan dirombak lagi menjadi
monosakarida (glukosa) yang dapat diserap oleh fili usus ke peredaran darah.
34
Pada penderita diabetes tipe 2, peningkatan level gula darah (glukosa) terjadi
sesaat setelah makan (postpandrial). Penghambatan aktivitas enzim α-amilase ini
menjadi salah satu kunci untuk mengurangi insiden postpandrial.
Pada penelitian ini, semua susu fermentasi memperlihatkan penghambatan
aktivitas enzim α-amilase. Persentase penghambatan aktivitas enzim α-amilase
ekstrak dadih dan kefir diperlihatkan pada Gambar 13 dan 14. Ekstrak dadih
herbal nyata lebih tinggi (P<0.05) memperlihatkan penghambatan aktivitas enzim
α-amilase yang lebih tinggi dari dadih plain. Persentase penghambatan aktivitas
enzim α-amilase tertinggi ditunjukkan oleh dadih M. spicata L (31.24%), diikuti
oleh dadih O. americanum L (19.11%) dan dadih plain (17.50%). Ekstrak kefir
herbal juga memperlihatkan penghambatan aktivitas enzim α-amilase yang lebih
tinggi dibandingkan dengan ekstrak kefir plain (P<0.05). Secara berturut-turut
persentase penghambatan aktivitas enzim α-amilase dari yang tertinggi sampai
terendah adalah ekstrak kefir M. spicata L, O. americanum L dan kefir plain
(31.46%, 20.27% dan 18.17%).
Banyak komponen kimia sekunder disintesis oleh tanaman yang beperan
dalam pertahanan tanaman tersebut. Komponen kimia sekunder yang disintesis ini
termasuk penghambat enzim α-amilase pada saluran pencernaan hewan dan
serangga yang menghidrolisis pati (polisakarida). Enzim α-amilase memainkan
peranan yang penting dalam mencerna pati tanaman (Ryan 1990). Pada penelitian
ini ekstrak susu fermentasi mempunyai aktivitas penghambatan enzim yang lebih
tinggi dibandingkan dengan susu fermentasi plain. Hal ini karena komponen
kimia yang terdapat pada herbal yang ditambahkan pada susu fermentasi akan
meningkatkan penghambatan aktivitas enzim α-amilase. Penambahan ekstrak M.
spicata L pada susu memperlihatkan efek penghambatan aktivitas enzim α-
amilase tertinggi dibandingkan dengan O. americanum L dan susu fermentasi
plain. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan ekstrak tanaman tertentu akan
meningkatkan penghambatan aktivitas enzim α-amilase pada susu fermentasi.
35
Gambar 13 Persentase (%) penghambatan aktivitas enzim α-amilase ekstrak dadih
plain atau dengan penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
Gambar 14 Persentase (%) penghambatan aktivitas enzim α-amilase ekstrak kefir
plain atau dengan penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
Eugenol telah diketahui dapat menurunkan level gula darah, tryglycerida
dan kolesterol dan aktivitas LDH, GPT, GOT dan alkaline phosphatase (enzim
diagnosa klinis) dalam serum darah yang menjelaskan potensi O. sanctum L
sebagai agen antidiabetes, cardioprotective, hypolipidemic dan hepatoprotective
(Prakash dan Gupta 2005).
Pada penelitiannya menggunakan beberapa tanaman tradisional India,
Ponnusamy et al. (2011) menyatakan bahwa mekanisme penghambatan enzim α-
amylase menurunkan hidrolisis pati yang dapat menurunkan kadar gula darah.
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
plain M. spicata O. americanum
Peng
ham
bata
n ak
tivi
tas α
-am
ilase
(%)
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
plain M. spicata O. americanum
Peng
ham
bata
n ak
tivi
tas α
-am
ilase
(%)
17.48±0.57a
31.24±0.88c
19.11±0.40b
18.17±0.59a
31.46±0.44c
20.27±0.46b
36
Analisis fitokimia memperlihatkan bahwa adanya alkaloid, protein, tanin, dan
flavonoid sebagai komponen penghambat enzim α-amilase.
Penghambatan Enzim α-Glukosidase
Pada saluran pencernaan, selain enzim α-amilase, ada juga enzim α-
glukosidase yang berperan dalam merombak pati. Enzim ini berperan dalam
merombak oligosakarida yang terkandung dalam makanan secara langsung atau
pati yang telah dirombak oleh enzim α-amilase menjadi monosakarida agar dapat
diserap oleh pili usus dan beredar dalam saluran peredaran darah (Kawaba et al.
2007). Penghambatan aktivitas enzim tersebut dapat mengurangi efek peningkatan
gula darah pada penderita diabetes tipe 2 postpandrial.
Ekstrak susu fermentasi dengan penambahan herbal nyata (P<0.05) dapat
meningkatkan penghambatan aktivitas enzim α-glukosidase dibandingkan dengan
susu fermentasi tanpa ekstrak herbal (Gambar 15 dan 16). Hasil yang didapatkan
pada ekstrak dadih dan kefir memperlihatkan adanya peningkatan penghambatan
aktivitas enzim α-glukosidase pada kedua produk susu fermentasi tersebut. Secara
berturut-turut ekstrak dadih dan kefir yang mempunyai aktivitas penghambatan
aktivitas enzim α-glukosidase dari tertinggi hingga terendah adalah ekstrak dadih
dan kefir M. spicata L, O. americanum L dan dadih dan kefir plain (15.82%,
11.32%, 9.00%; 18.13%, 12.35%, 9.69%).
Lebih tingginya persentase penghambatan aktivitas enzim α-glukosidase
ekstrak susu fermentasi herbal terjadi karena penambahan ekstrak herbal yang
juga dapat menghambat aktivitas enzim α-glukosidase. Hal ini sejalan dengan
pernyataan Kaushik et al. (2008) bahwa tanaman herbal tertentu dapat menjadi
penghambat enzim α-glukosidase yang efektif. Anurakkun et al. pada
penelitiannya menggunakan tanaman Alstonia scholaris dalam menghambat
aktivitas enzim sukrase dan maltase melaporkan bahwa kandungan flavonoid (3-
O-β-D-xylopyranosil, -β-D-galactopyranoside dan –lyoniresinol 3-O-β-D-
glucopyranoside) yang bertanggung jawab dalam menghambat enzim sukrase dan
maltase. Pada penelitian ini, ekstrak susu fermentasi M. spicata L memperlihatkan
penghambatan aktivitas enzim glukosidase yang paling tinggi. Hal ini dapat
menjadi salah satu solusi dalam manajemen diabetes tipe 2 postpandrial.
37
Gambar 15 Persentase (%) penghambatan aktivitas enzim α-glukosidase ekstrak
dadih plain atau dengan penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
Gambar 16 Persentase (%) penghambatan aktivitas enzim α-glukosidase ekstrak
kefir plain atau dengan penambahan M. spicata L dan O. americanum L.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
plain M. spicata O. americanum
Peng
ham
bata
n ak
tivi
tas α
-glu
kosi
dase
(%
)
0
5
10
15
20
25
plain M. spicata O. americanum
Peng
ham
bata
n ak
tivi
tas α
-Glu
kosi
dase
(%
)9.00±0.49a
15.82±0.38c
11.32±0.12b
12.35±0.26b
18.13±0.50c
9.69±0.71a