tujuan instruksional khusus : mahasiswa mampu · pdf filesedikit konsumsi serat feses...
TRANSCRIPT
Tujuan Instruksional Khusus :
Mahasiswa mampu menjelaskan peran serat sebagai
komponen bioaktif pada pangan fungsional
Defenisi : polisakarida dan lignin dari
tanaman yang tidak dapat dihidrolisis oleh
enzim-enzim pencernaan manusia (Trowel et
al., 1976).
Serat merupakan campuran dari beberapa
bahan organik kompleks yang masing-masing
memiliki sifat fisik dan kimia tersendiri.
Dinding sel tanaman terdiri dari selulosa,
hemiselulosa, komponen pektat dan lignin
komponen utama serat pangan.
Komponen serat pangan lainnya : mucilages,
gum, polisakarida alga dan polisakarida
sintetis.
Kecuali lignin, serat pangan secara alami
adalah karbohidrat yang digolongkan kepada
“NONSTARCH POLYSACCHARIDES (NSP)”
Pati resisten yang secara fisik dan kimia juga
tidak dapat dicerna dapat digolongkan
kepada serat pangan.
Bahan penyusun utama jaringan serat dan
dinding sel tanaman
Tdd sejumlah besar mol glukosa dengan
ikatan -glukosa dengan gugus hidroksil C4
dari glukosa lainnya.
Pada dinding sel terdapat dalam bentuk
miofibril yang tdd beberapa rantai molekul
dgn konfigurasi yang sangat kokoh krn adanya
ikatan H yang kuat di antara molekul2 yg
paralel selulosa memiliki kekuatan mekanis
yang tinggi dan tahan terhadap reaksi kimia
Derajat polimerisasi < selulosa
Polimer dari sejumlah sakarida yang berbeda2
dengna susunan yang sangat tidak teratur
Rantai utama : xilosa, manosa, galaktosa dan
glukosa
Rantai cabang : arabinosa, galaktosa dan asam
glukoronat.
Rantai bercabang dengan gugus -glukosa pada
molekul yang satu berikatan dengan gugus
hidroksil C2, C3 atau C4 dari molekul yang
satu.
Terdapat dalam dinding sel primer tanaman,
khususnya di sela-sela selulosa dan
hemiselulosa
Polimer dari asam D-galakturonat yang
dihubungkan dengan ikatan -1,4-glikosida
Rantai cabang tdd : glukosa, galaktosa,
rhamnosa, arabinosa, xilosa, fruktosa.
Gum = kelompok polisakarida pembentuk gel dan
bahan pengental larut air
Istilah lain dari gum : stabilizer, hidrokoloid
Jenis : agar, alginat, gum aran, karagenan, guar
gum, pektin ddl
Gum = polimer heterosakarida dengan rantai utama
: galaktosa, asam glukoronat-manosa, asam
glukoronat-rhamnosa, rantai cabang : xilosa,
fruktosa, galaktosa
Gum Vs Mucillage mucillage = berlendir, gum
lengket/bergetah sebagian d ari sifat fisik
hidrokoloid dapat dimodifikasi atau dihilangkan.
Mucillage dihasilkan oleh tanaman dari bagian
ruas, kelenjar atau saluran tertentu, misal : psillum
seed, quince seed, flax seed dsb
Musilase polimer heterosakarida, dengan rantai
utama : galaktosa-manosa, glukosa-manosa,
arabinosa-xilosa, asam galakturonat-rhamnosa, dan
rantai cabang galaktosa.
Contoh : turunan selulosa, oligosakarida flatulensi
dan polidekstrosa.
Digunakan sebagai BTP untuk membentuk sifat fisik
dan tekstur makanan.
Belum banyak diteliti reaksi fisilogisnya di dalam
tubuh.
Bagian kecil dari dinding tanaman, tapi dapat
memodifikasi sifat dinding sel dan senyawa
polisakarida penyusun dinding sel lain.
Contoh : lignin, protein, kutin, suberin dan
senyawa-senyawa anorganik
Lignin bukan karbohidrat, tapi merupakan polimer
aromatik kompleks, tersusu dari unit-unit fenil
propana seperti koniferil alkohol, sinapil alkohol
dan p-kumaril alkohol, dengan ikatan C-O-C dan C-
C.
Dibandingkan senyawa penyusun dinding sel lain,
lignin paling tahan terhadap degradasi.
Lignin tidak dapat didegradasi di usus besar.
Serat kasar adalah bagiannyang tidak dapat
dihidrolisis oleh bahan kimia yang digunakan
untuk penentuan kadar serat kasar yaitu
H2SO4 1.25% dan NaOH 1.25%.
Serat pangan adalah bagian dari bahan
pangan yang tidak dapat dicerna oleh enzim
pencernaan.
Metode Serat Kasar :
= metode penentuan serat kasar (crude fibre)
sebagian besar serat hilang pada saat ekstraksi
Serat kasar tidak termasuk hemiselulosa dan
serat larut kemungkinan 1/5 dari jumlah serat
pangan
Serat kasar merendahkan perkiraan jumlah
kandungan serat sebesar 80% untuk
hemisellulosa, 50-90% untuk lignin dan 20-50%
untuk sellulosa
Metode Analisis Serat Yang Baru :
Metode deterjen
(Goering and van Soest, 1970)
Metode Southgate
Metode Enzimatik
Telah
disetujui
AOAC
Acid deterjen fiber ( ADF) atau neutral
deterjen fiber (NDF)
Merupakan metode gravimetrik yang hanya
dapat mengukur komponen serat makanan
yang tidak larut.
Menggunakan enzim amilase, yang diikuti
oleh penggunaan enzim pepsin pankreatik.
Dapat mengukur kadar serat makanan total,
serat makanan larut dan serat makanan tidak
larut secara terpisah.
Karakteristik Fisikokimia :
Komponen serat makanan :
serat larut (Soluble Dietary Fiber=SDF)
serat tidak larut (Insoluble Dietary
Fiber=IDF)
menentukan mutu serat
1/3 dari Total Serat = SDF dan sisanya IDF
Serat tidak larut :
Selulosa, hemiselulosa, lignin
Terdapat pada sayuran, buah-buahan,
kacang-kacangan
Berkontribusi terhadap “fecal bulk”
Mengurangi waktu transit di dalam usus
Serat larut :
Pektin, musilase, gum
Terdapat pada buah-buahan, sayuran dan
sereal
Gum banyak terdapat pada akasia
Highly fermentable
Berhubungan dengan metabolisme
karbohidrat dan lemak
Karakteristik fisik lain :
Ukuran partikel
Kapasitas ikat air (water
holding capacity)
Viskositas
Kemampuan pertukaran
kation
Binding potential
Dipengaruhi :
• Sumber serat
• Proses
pengolahan
• Proses
pencernaan
Karakteristik kimia :
Mempengaruhi sifat fisik serat
Contoh :
Selulosa yang mengandung polisakarida
linier bersifat tidak larut dalam air serta
resisten terhadap hidrasi dan pengembangan
Pektin polisakarida viscous : larut dalam
air dan mempunyai kapasitas pengikatan ion
yang tinggi.
Kapasitas pengikatan (binding capacity) :
tergantung pada komponen serat :
Lignin dan hemiselulosa mengabsorbsi asam
empedu , sedangkan selulosa mempunyai
daya adsorpsi yang rendah terhadap asam
empedu.
Sifat serat lainnya :
molekulnya berbentuk polimer dengan
ukuran besar, strukturnya kompleks,
banyak mengandung gugus hidroksil dan
kapasitas pengikat airnya besar.
Senyawa pectin, musilase dan beberapa
mengandung residu gula dengan gugus
hidroksil bebas.
Gugus hidroksil bebas banyak yang
bersifat polar serta struktur matriks yang
berlipat-lipat memberi peluang bagi
terjadinya pengikatan air melalui ikatan
hydrogen.
Sifat mengikat air dari serat makanan
penting dalam usus kecil dan berhubungan
dengan peranan serat makanan dalam gizi
dan metabolisme tubuh
Pada jaringan tanaman serat merupakan
campuran polisakarida dan lignin sulit
menentukan pengaruh fisiologisnya di dalam
tubuh.
- Pengaruh Oat bran ≠ wheat bran
- Pengaruh serat pangan tidak selalu
berhubungan dengan sifat fisikokimia dari
polisakaridanya secara individu.
Dahulu serat pangan dianggap tidak
mengandung nilai gizi
Saat ini diketahui bahwa banyak serat yang
difermentasi di usus besar dan menghasilkan
hidrogen, metana, CO2 dan asam lemak
rantai pendek (Short Chain Fatty Acid = SCFA)
SCFA diabsorpsi secara cepat dari saluran
pencernaan dan berpengaruh terhadap
keseimbangan energi di dalam tubuh rata-
rata energi yang dihasilkan 2 kkal/g serat
(Kisarannya : 0-3 kkal/g serat yang tidak
dapat dfermentasi dan serat yang dapat
difermentasi).
Saluran Gastrointestinal
Metabolisme karbohidrat
Metabolisme lemak
Gangguan gastrointestinal
Usus kecil sisi pencernaan dan absorbsi
makanan
Serat pangan berpengaruh terhadap laju dan
efektivitas absorpsi nutrisi.
Jika jaringan tanaman dimakan
kebanyakan struktur sel tetap utuh
adanya serat menjadi penghalang bagi
enzim hidrolitik seperti amilase untuk
berhubungan dengan substratnya.
Serat dapat berikatan dengan air, enzim,
kation dan mineral tidak tersedia di dalam
proses pencernaan dan absorpsi.
Di dalam saluran gastrointestinal, serat pangan :
dapat mengikat asam mengganggu absorpsi
lemak.
Mempengaruhi kecepatan pengosongan usus
dan waktu transit di dalam saluran pencernaan
Peningkatan viskositas intestinal mengurangi
laju transport nutrien dan mengurangi akses
nutrien terhadap permukaan mukosal
gerakan peristaltik menurun, kontak enzim-
substrat, pembentukan misel dan absorbsi
juga berkurang
Hampir setengah dari serat makanan akan
diurai oleh kerja enzim dan bakteri usus
menjadi :
50 % serat tidak tercerna (undigested cellulose).
50 % asam lemak berantai pendek (short chain
fatty acid), air, CO2, H dan metana.
Dipergunakan oleh tubuh:
Sedikit fraksi air akan diserap oleh bakteri usus
atau diserap oleh serat melalui hydrophobic
binding.
Asam empedu deoksikolat (deoxy cholic acid),
asam litokolat (litho-colic acid diserap untuk
membentuk koloni bakteri kedua asam
empedu ini bersifat karsinogenk
Asam lemak volatil (asetat, butirat, propianat)
merupakan anion utama di dalam feses
mempunyai efek osmotik, dan efek pencahar
untuk peristalsis.
Hidrogen and CO2, gas metana meningkatkan
flatulens, sebagai hidrogen bebas melalui
nafas/breath hidrogen
Meningkatkan kandungan dan berat/volume
feses.
Serat larut air dapat mengurangi kandungan
glukosa dan meningkatkan profil insulin
contoh :
guar gum dapat mengurangi kandungan glukosa
darah
Pektin, polisakarida kedele berhubungan
dengan sifat hipoglisemik
diberikan dalam bentuk tepung untuk
meningkatkan palatabilitasnya
Mekanisme penurunan kandungan glukosa
oleh serat :
Peningkatan viskositas intestinal mempengaruhi
laju absorpsi glukosa
Mempengaruhi jumlah hormon pencernaan
absorpsi nutrien dan sekresi insulin
Serat larut air mempunyai efek
hipokolestrolemik
Serat tidak larut kecil pengaruhnya terhadap
metabolisme kolesterol
Masih belum diketahui secara pasti
Diduga :
Akibat peningkatan viskositas mempengaruhi
pembentukan misel dan abosorpsi lemak
Meningkatnya pengeluaran sterol
Beberapa jenis serat pangan dapat mengikat
asam empedu dan sterol netral sehingga
meningkatkan pengeluarannya dari tubuh
Produk fermentasi bakteri (SCFA) seperti
propionat menghambat pembentukan
kolesterol
Konsumsi yang berlebihan dapat menyebabkan :
Ganguan usus (untuk orang yang sensitif)
Dehidrasi (karena ketidak seimbangan
cairan)
Meningkatkan gas intestinal flatulensi
Mengurangi absorbsi vitamin, mineral,
protein dan kalori dari usus
Fungsi serat pangan dalam kesehatan : Mengurangi konstipasi
Mengurangi sindrom iritasi usus besar
Menurunkan kolesterol
Mencegah penyakir jantung dan jantung koroner
Mencegah obesitas dan diabetes
Mencehah kanker kolon
Meningkatkan daya tahan terhadap kanker payudara
Kemampuan serat larut air untuk menahan air dan
membentuk cairan kental , akan :
menunda pengosongan makanan dari lambung
menghambat percampuran isi saluran cerna dengan
enzim-enzim pencernaan
terjadi pengurangan penyerapan zat-zat makanan di
bagian proksimal.
Makanan yang mengandung serat relatif tinggi akan
memberi rasa kenyang sehingga menurunkan konsumsi
makanan.
Makanan dengan kandungan serat kasar yang tinggi
biasanya mengandung kalori rendah, kadar gula dan lemak
rendah yang dapat membantu mengurangi terjadinya
obesitas.
Penelitian epidemiologi yang dilakukan di
Afrika membuktikan bahwa orang-orang
Afrika berkulit hitam yang mengkonsumsi
makanan tinggi serat dan diet rendah lemak
mempunyai angka kematian yang rendah
akibat kanker usus besar (kolon)
dibandingkan orng Afrika yang berkulit putih
dengan diet rendah serat dan tinggi lemak.
Hasil penelitian ini membuktikan bahwa diet
tinggi serat mempunyai efek proteksi untuk
kejadian kanker kolon.
Kanker usus besar disebabkan oleh kontak
sel-sel mukosa usus besar dengan zat-zat
karsinogen waktu lama dengan konsentrasi
senyawa karsinogen yang tinggi.
Senyawa karsinogen berasal dari makanan
yang mengandung prekursor. Di dalam sistem
pencernaan, senyawa prekursor dapat
dirubah menjadi senyawa-senyawa
karsinogen oleh enzim pencernaan dan
aktivitas flora usus
Kontak senyawa karsinogen dengan sel usus,
dapat merubah sel-sel usus menjadi sel-sel
kanker.
Sedikit konsumsi serat feses berukuran
kecil dengan tekstur keras konsentrasi zat
karsinogenik tinggi, transit makanan (waktu
yang dibutuhkan sejak di makan sampai di
buang menjadi feses) menjadi lama.
Akibatnya akan terjadi kontak antara zat
karsinogen, dalam konsentrasi tinggi dan
waktu yang lama, dengan dinding usus besar
yang dapat menyebabkan terbentuknya sel-
sel kanker.
Serat makanan mempunyai daya serap air
yang tinggi feses dapat menyerap air yang
banyak sehingga volumenya menjadi besar
dan teksturnya menjadi lunak.
mempercepat konstraksi usus untuk lebih
cepat buang air – waktu transit makanan
lebih cepat, mengencerkan senyawa
karsinogen yang terkandung di dalamnya,
sehingga konsentrasinya jauh lebih rendah.
kontak antara zat karsinogenik dengan
konsentrasi yang rendah dengan usus besar
terjadi dalam waktu yang lebih singkat,
sehingga tidak memungkinkan terbentuknya
sel-sel kanker.
Penelitian pada para vegetarian menunjukkan,
konsentrasi kolesterol serum lebih rendah dan
tingkat terjadinya penyakit jantung koroner pada
kelompok ini lebih rendah daripada kelompok
penyantap daging.
Asam dan garam empedu diikat oleh serat biji-
bijian. Penggemar biji-bijian berserat tinggi akan
mengalami penurunan kemungkinan serangan
jantung koroner.
Kemampuan serat larut air menjerat lemak
dalam usus mencegah penyerapan lemak
oleh tubuh.
membantu mengurangi kadar kolesterol dalam darah
Serat larut air menurunkan kadar kolesterol
darah hingga 5% atau lebih
Serat larut terdapat dalam buah, sayuran,
biji-bijian (gandum), dan kacang-kacangan
(buncis).
Pektin (serat larut air dari buah) menurunkan
kadar kolesterol LDL.
Di AS, oat bran (mirip dedak bekatul) dikenal
sebagai makanan penurun kolesterol.
Konsumsi oat bran 50 g per hari menurunkan
kolesterol total 19% dan LDL 23% kadar
serat larut oat bran 14,0%
Konsumsi oat bran atau oatmeal setiap hari
mampu menurunkan kolesterol hingga 3%.
Kardiovaskular : penyumbatan pembuluh darah
jantung Penyebab utamanya : kolesterol.
Di dalam tubuh, salah satu fungsi kolesterol
adalah sebagai bahan dasar pembentukkan asam
empedu.
Serat makanan bersifat menyerap asam empedu,
yang kemudian akan terbuang bersama-sama
dengan feses. Asam empedu mengemulsikan
lemak hingga terurai menjadi asam lemak yang
akan diserap tubuh. Supaya sistem metabolisme
lemak tidak terganggu, harus tersedia asam
empedu di dalam sistem pencernaan
Diikatnya asam empedu oleh serat menyebabkan
jumlah asam empedu berkurang dibentuk
kembali dari kolesterol yang ada di dalam darah
Penelitian di Amerika membuktikan bahwa
diet serat yang tinggi yaitu 25 gram/hari
mampu memperbaiki pengontrolan gula
darah, menurunkankan pening-kantan insulin
yang berlebihan didalam darah serta
menurunkan kadar lemak darah.
Hasil penelitian pada hewan percobaan
maupun pada manusia mengungkapkan
bahwa kenaikan kadar gula darah dapat
ditekan jika karbohidrat dikonsumsi bersama
serat makanan bermanfaat bagi penderita
diabetes, baik tipe I maupun tipe II
Tabel 1. Bahan Pangan Yang Berpotensi Sebagai Dietary Fiber di Negara-Negara ASEAN
Bahan Pangan Total Dietary Fiber (g/100 g)
Leguminosa, Kacang-Kacangan dan Biji-Bijian
Kacang Kuning 15.1
Kacang Hitam 21.3
Kacang Merah 26.3
Kacang Mete 16.1
Kacang Hijau 26.1
Kacang Tanah 18.0
Beras 27.8
Biji Wijen 21.6
Kedele Kuning 22.0
Serealia
Jagung 10.0
Beras Pecah Kulit 23.7
Umbi-Umbian
Talas 8.6
Ubi Jalar 4.0
Sayur-Sayuran
Rebung 36.0
Nangka 7.6
Jamur 48.4
Asam Jawa 23.0
Elisa Julianti - THP FP USU
Serat makanan yang larut (soluble fiber) cocok
untuk digunakan dalam :
makanan-makanan cair seperti minuman, sup
dan pudding.
Sebagai senyawa pengental terutama sebagai
pengganti pati.
Subsitusi pati dengan serat larut
meningkatkan kadar serat, menurunkan
kandungan kalori makanan.
misalnya : produk-produk minuman diet saat
ini yang menggunakan serat larut untuk
menggantikan kekentalan yang hilang akibat
penggantian gula pasir dalam formula.
Serat makanan yang tidak larut (insoble
fiber) biasanya digunakan dalam makanan-
makanan padat dan produk panggangan
Belum ada patokan baku
US FDA : Total Dietary Fiber (TDF) 25 g/2000 kalori
atau 30 g/2500 kalori.
The American Cancer Society, The American Heart
Association dan The American Diabetic Association :
25-35 g fiber/hari
Konsensus nasional pengelolaan diabetes di
Indonesia : 25 g/hari bagi orang yang berisiko
menderita DM.
PERKI (Perhimpunan Kardiologi Indonesia) 2001
menyarankan 25-30 g/hari untuk kesehatan jantung
dan pembuluh darah.
American Academy of Pediatrics : kebutuhan TDF
sehari untuk anak adalah jumlah umur (tahun)
ditambah dengan 5 (g).