6133-17645-1-PB

7/25/2019 6133-17645-1-PB

1/9

Jurnal Gizi dan Pangan, 2011, 6(3): 217-224 Journal of Nutrition and Food, 2011, 6(3): 217224

217

ISOLASI OLIGOSAKARIDA MADU LOKAL DAN ANALISIS AKTIVITAS PREBIOTIKNYA

(Isolation of Oligosaccharides from Local Honey and Analysis of its Prebiotic Activity)

Umul Karimah1*, Yogi Nur Anggowo1, Syamsul Falah1, dan Suryani1

1 Departemen Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB* Alamat korespondensi: Departemen Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Institut Pertanian Bogor, Bogor 16680. Telp: 0251-8323166

ABSTRACT

The objective of this study was to isolate oligosaccharides from local honey of PulauSumbawa and province of Kalimantan Timur and to analyze its prebiotic activity in vitro .Oligosaccharides were isolated with activated charcoal adsorption and ethanol treatment.Effectiveness of this method was evaluated by Thin Layer Chromatography and colorimetry. Theisolates were then being a sample to prebiotic examination. Honey from Sumbawa forest hashigher oligosaccharides content than honey from Kalimantan. Qualitative and quantitative assays

showed that oligosaccharide isolation method was effective to concentrate the oligosaccharidewith high degree of polymerization but ineffective for mono- and disaccharides removal. Thehighest percentages of hydrolysis of oligosaccharide from Sumbawa and Kalimantan by mimic

gastric juice were 1.78% and 0.59 %. Whereas, the hydrolysis was higher with amylase, 11.87% forSumbawa and 21.03% for Kalimantan honey oligosaccharides. Prebiotic activity was 0.32, and 0.09

for honey oligosaccharide from Sumbawa and Kalimantan respectively. Honey oligosaccharidefrom Sumbawa presented higher prebiotic activity than inulin as prebiotic reference (0.11). GC-MS chromatogram showed L. acidophilus cultured in media added with Sumbawa honeyoligosaccharide produced lactic acid as the highest metabolite (48.01%).

Key wor ds: oligosaccharide, local honey, prebiotic activity

PENDAHULUAN

Prebiotik merupakan komposisi panganyang tidak tercerna dan memberikan keun-tungan melalui modulasi mikrobiota (FAO2007). Prebiotik mampu menstimulasi pertum-buhan mikroflora menguntungkan seperti Lac-tobacillidan Bifidobacteria. Beberapa laporantentang efek prebiotik antara lain efek antipa-togenik (Schley & Field 2002), menurunkan le-mak (Anderson & Gilliland1999) dan kolesterol(Williams & Jackson 2002), meningkatkan ab-sorpsi mineral (Scholz-Ahrens et al. 2007), dan

mencegah kanker (Reddy et al. 1997). Sumberprebiotik umumnya merupakan oligosakarida,yaitu karbohidrat dengan panjang rantai 3sampai 10 unit (Roberfroid 2007).

Madu adalah salah satu campuran kar-bohidrat yang paling rumit di alam (Soga2002). Kandungan terbesar pada madu adalahfruktosa dan glukosa. Komponen lainnya yaituoligosakarida (Ruiz-Matute et al. 2010), mine-ral (Nanda et al. 2003), senyawa fenolik (Yaoet al. 2003), enzim, dan air. Oligosakarida darimadu dapat meningkatkan jumlah bakteri fe-ses secara in vitro (Sanz et al. 2005). Vamanuet al. (2008) membuat formulasi produk sim-biotik antara bakteri asam laktat sebagai

probiotik dengan polen dan madu sebagaisumber prebiotik.

Produksi madu lokal di Indonesia menca-pai 115 ton per tahun dengan daya serap sebe-sar 13% (Silitonga & Munthe 2009). Apis dor-sata adalah lebah madu yang hidup di hutanIndonesia dan merupakan lebah madu lokalyang paling produktif (Hutagalung 2008). Pene-litian ilmiah mengenai madu lokal di Indonesiamasih terbatas, termasuk tentang komponenoligosakarida madu lokal serta potensinya se-bagai prebiotik. Penelitian ini bertujuan meng-isolasi oligosakarida madu lokal dari lebahApisdorsata asal Pulau Sumbawa dan ProvinsiKalimantan Timur dan menganalisis aktivitasprebiotiknya secara in vitro.

MATERI DAN METODE

Bahan dan Alat

Sampel madu berasal dari Hutan BukitGunung Tambora, Kab. Bima, Provinsi NusaTenggara Barat, dan Hutan Kampung BluanKab. Kutai Barat, Provinsi Kalimantan Timur.

Sampel diperoleh pada bulan Februari 2010.Bahan yang digunakan adalah arang aktif,

Journal of Nutrition and Food, 2011, 6(3): 217-224 Jurnal Gizi dan Pangan, 2011, 6(3): 217-224

7/25/2019 6133-17645-1-PB

2/9


219

etanol, kertas saring Whatman No.1, lempengKLT K6F silika 250m (Merck), piridin, butanol,N*(1-naftil) etilendiamina dihidroklorida(Merck), metanol, H2SO4, glukosa, fruktosa,dan maltosa, asam lambung buatan, HCl,

reagen Dinitrosalisilat (DNS), fenol, saliva,bufer Na-fosfat, isolat Lactobacillusacidophilus (koleksi Laboratorium Mikrobiologi,Pusat Antar Universitas, PAU, IPB), kulturEscherichia coli, kaldu de Mann Rogosa Sharpe(MRS Broth, MRSB) (Oxoid), Nutrient Broth(NB) (Oxoid), kaldu media Minimal M9 (MM9),inulin chicory (Merck).

Alat yang digunakan dalam penelitian iniadalah oven, neraca analitik OHAUS GA 200,vakum, hot plate stirrer (Gerhardt), inkubator(Kottermann Wisebath), penangas air, spektro-

fotometer Genesys 10UV, laminar, otoklafTOMY High Pressure Steam Sterilizer ES-315,GC-MS pirolisis Shimadzu (Pusat Penelitian danPengembangan Departemen Kehutanan).

Metode

Penelitian ini diawali dengan isolasi oli-gosakarida madu lokal. Isolat kemudian diujisecara kualitatif dan kuantitatif untuk menge-tahui kandungan karbohidrat. Selain itu, diujipula tiga kriteria prebiotik dari isolat, yaitu re-sistensi terhadap hidrolisis asam lambung dan-amilase, stimulasi pertumbuhan bakteri, danaktivitas fermentasi bakteri.

Isolasi Oligosakarida (Hernandez et al. 2009)

Sebanyak 500 mg madu ditambahdengan 3 gram arang aktif kemudian dilarut-kan ke dalam 100 mL etanol 10 persen dandiaduk selama 30 menit. Campuran disaringdengan kertas saring Whatman No.1 padakeadaan vakum dan arang aktif dibilas dengan25 mL etanol 10 persen. Desorpsi oligosakaridadilakukan dengan menambahkan 100 mL etanol50 persen v/v. Campuran diaduk selama 30

menit dan disaring lagi dengan kertas saringWhatman No.1. Filtrat dievaporasi pada ke-adaan vakum pada suhu 40oC.

Deteksi Oligosakarida dengan KromatografiLapis Tipis (KLT)

Efektivitas metode isolasi oligosakaridadiuji secara kualitatif dengan KLT. Sampeldilarutkan dalam etanol 50 persen dengankonsentrasi 5 persen b/v, standar karbohidratdibuat pada konsentrasi 1 persen b/v. Sampelditotolkan ke lempeng KLT dan dielusi dengan

campuran pelarut piridin:butanol:air (4:6:3v/v) (Aso et al. 1960). Setelah kering, lempeng

direndam hingga jenuh dengan larutan berisi0.3g/100 mL N*(1-naftil) etilendiaminadihidroklorida pada sistem pelarut yang terdiriatas metanol:H2SO4 (97:3 v/v) (Vergara et al.2010). Lempeng dipanaskan pada oven dengan

suhu 90o

C hingga spot dapat terlihat.

Pengukuran Komposisi Karbohidrat

Gula pereduksi diukur dengan metodeDNS (modifikasi Wichienchot et al. 2010).Karbo-hidrat total diukur dengan metodefenol-sulfat (modifikasi Wichienchot et al.2010). Kurva standar glukosa dibuat pada kon-sentrasi 0-1 mg/mL.

Pengujian Kriteria Prebiotik

Resistensi terhadap hidrolisis asam lambung

(Wichienchot et al.2010)

Isolat oligosakarida dilarutkan dalam airreverse osmosis (RO) dengan konsentrasi 1mg/mL. Asam lambung buatan dibuat denganbuffer HCl dengan komposisi dalam g/L: NaCl(8), KCl (0.2), Na2HPO42H2O (8.25), NaH2PO4(14.35), CaCl22H2O (0.01), MgCl26H2O (0.18).Pengaturan pH 2 dilakukan dengan HCl 5 M.Buffer HCl ditambahkan ke larutan sampeldengan perbandingan 1:1 dan diinkubasi padasuhu 37oC selama 2 jam. Pada jam ke-0, 1, dan2 diambil 0.2 mL untuk pengujian kandungan

gula pereduksi, sementara itu untuk peng-ukuran karbohidrat total diambil sebanyak 0.2mL dan hanya diukur pada jam ke-0. Pengujiandilakukan dengan dua kali ulangan. Persentasehidrolisis dihitung dengan rumus sebagaiberikut:

( ) 100(%)

0

0

=

GpKHtotal

GpGpHidrolisis t

Keterangan

Gpt = konsentrasi gula pereduksi jam ke-tGp0= konsentrasi gula pereduksi jam ke-0KH = konsentrasi karbohidrat

Resistensi terhadap hidrolisis -amilase(Wichienchot et al. 2010).

Amilase diperoleh dari saliva yang dien-cerkan hingga konsentrasinya 3 unit/mL. Isolatoligosakarida disiapkan dengan membuat larut-an 1 persen sampel pada bufer Na-fosfat.Kemudian larutan enzim ditambahkan ke larut-an sampel dengan perbandingan 1:1. Campur-an diinkubasi selama 4 jam dan diukur gulapereduksinya pada jam ke-0, 1, 2, dan 4. Lang-kah lainnya sesuai dengan pengujian resistensiterhadap hidrolisis asam lambung.

218

7/25/2019 6133-17645-1-PB

3/9

Jurnal Gizi dan Pangan, 2011, 6(3): 218-225 Journal of Nutrition and Food, 2011, 6(3): 218-225

220

Stimulasi pertumbuhan bakteri (modifikasiHuebner et al. 2008)

Bakteri yang digunakan adalah bakteriprobiotik L. acidophilus dan bakteri enterik E.coli. Sebelum digunakan, kultur L. acidophilusditumbuhkan pada MRSB semalam pada suhu37oC secara aerob dengan aerasi 100 rpm.Kultur E. coli diperlakukan sama dengan per-bedaan media kultur yaitu NB. Media uji sti-mulasi terdiri atas 10 mL MRSB untuk bakteriprobiotik dan media MM9 untuk bakterienterik. Setiap media ditambah dengan 1 mLlarutan berisi 10 mg sampel. Kultur bakterikemudian diinokulasi sebanyak 5 persen v/v kedalam media uji stimulasi dan diinkubasiselama 24 jam pada suhu 37oC dengan aerasi.Rapat Optik (Optical Density, OD) diukur pada

600 nm pada jam ke-0, dan 24. Blankoadalah media uji stimulasi tanpa inokulasibakteri. Aktivitas stimulasi dinyatakan secarakuantitatif melalui

0

0

0

0

EgEgt

EpEpt

PgPgt

PpPpt

Keterangan:Ppt = OD probiotik pada prebiotik setelah t jamPp0 = OD probiotik pada prebiotik setelah 0 jamPgt = OD probiotik pada kontrol (glukosa) setelah

t jamPg0 = OD probiotik pada kontrol (glukosa) setelah

0 jam

Ept = OD enterik pada prebiotik setelah t jamEp0 = OD enterik pada prebiotik setelah 0 jamEgt = OD enterik pada kontrol (glukosa) setelah

t jamEg0 = OD enterik pada kontrol (glukosa) setelah 0 jam

Aktivitas Fermentasi Bakteri

Kultur L. acidophilusyang menunjukkanefek stimulasi pertumbuhan tertinggi diujiuntuk aktivitas fermentasi bakteri. Aktivitaskultur ditentukan dengan mengukur produkakhir fermentasi yang berupa asam organikdengan GC-MS Pirolisis Shimadzu. Suhu injek-

tor 200o

C, helium sebagai gas pembawa, danFlame Ionization Detector (FID) sebagai detek-tor. Kromatogram yang diperoleh dibandingkandengan basis data Wiley7.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakteristik Warna dan Isolat OligosakaridaMadu

Hutan Sumbawa dan Kalimantan meru-pakan sentra perburuan madu hutan diIndonesia. Sampel madu hutan diambil padabulan Februari 2010 dengan bantuan penduduksetempat. Madu lokal yang digunakan dihasil-

kan dari lebah hutan Apis dorsata. Keduasampel madu yang digunakan adalah madumultifloral.

Madu lokal Sumbawa memiliki warnacoklat keruh, sementara madu Kalimantanberwarna coklat bening. Aso et al. (1960)menyebutkan beberapa warna madu antaralain kuning, kuning pucat, coklat, coklatpucat, dan coklat gelap. Faktor utama yangmenyebabkan perbedaan warna pada maduadalah sumber nektar (National Honey Board).Faktor lain yang mempengaruhi warna maduadalah proses penyimpanan, kadar senyawafenolik, dan kadar mineral (Anklam 1997).

Rendemen isolat oligosakarida maduSumbawa adalah 1.79 persen, sedangkan ren-demen isolah madu Kalimantan sebesar 2.06

persen. Isolat yang dihasilkan berwarna hitamuntuk madu Sumbawa dan coklat untuk maduKalimantan. Hal ini terkait dengan warnamadu sebelum isolasi. Kedua isolat yang diper-oleh terlihat mengilap yang diduga merupakangula yang mengalami karamelisasi.

Kromatogram Oligosakarida Madu Sumbawadan Kalimantan

Kromatogram yang dihasilkan menun-jukkan kandungan madu dan isolat oligo-sakarida madu Sumbawa relatif sama yakni

monosakarida campuran glukosa dan fruktosa,dan karbohidrat dengan DP2 (Gambar 1a).Terdapat sedikit perbedaan nilai Rf yangdiduga berasal dari matriks sampel yangmempengaruhi pergerakan karbohidrat selamaproses elusi.

Spot kromatogram isolat oligosakaridadengan nilai Rf 0.46, 0.56, dan 0.68 memilikiketebalan yang hampir sama dengan spot padamadu Sumbawa. Ini mengindikasikan bahwa ta-hap isolasi tidak begitu mempengaruhi jumlahkarbohidrat tersebut. Spot untuk di- dan mo-

nosakarida yang tebal menunjukkan kandungankeduanya masih tinggi. Hal ini memperkuat ha-sil yang diperoleh pada visualisasi isolat oligo-sakarida yang mengkilap.

Kromatogram isolat oligosakarida jugamenunjukkan 2 spot baru dengan Rf 0.12 dan0.46 yang dapat dibedakan menjadi spot se-cara jelas dan diduga merupakan oligosa-karida yang paling banyak dikandung oleh ma-du Sumbawa. Selain itu di antara kedua spotterdapat ekor yang menunjukkan kumpulanoligosakarida. Ekor tersebut tidak dapat dibe-dakan secara jelas menjadi spot-spot tertentu.Hal ini dikarenakan pada madu terdapat pu-luhan jenis senyawa karbohidrat dengan kadar


219

7/25/2019 6133-17645-1-PB

4/9


221

yang rendah sehingga tidak memberikan batasantarspot yang spesifik.

Kromatogram madu Kalimantan meng-hasilkan empat spot sementara isolat oligo-sakaridanya menghasilkan lima spot (Gambar1b). Kromatogram isolat menunjukkan kompo-sisi karbohidrat yang relatif sama dengan madutanpa isolasi yakni mono-, disakarida, dankarbohidrat DP2. Jika dibandingkan dengannilai Rf standar, spot dengan nilai Rf 0.69diduga sebenarnya terdiri atas dua spot yaitumono- dan disakarida. Spot ini jauh lebih tebaldibandingkan spot lain. Oleh karenanya isolatoligosakarida madu Kalimantan juga diper-kirakan masih mengandung mono- dan disa-karida yang tinggi. Terdapat dua spotoligosakarida dengan nilai Rf 0.11 dan 0.37.

Kedua spot ini hanya muncul pada kroma-togram isolat oligosakarida. Isolat oligo-sakarida madu Kalimantan juga menunjukkanadanya ekor pada kromatogram yangmengindikasikan beragam karbohidrat dalamjumlah yang rendah (Gambar 1b).

Gambar 1. Kromatogram Isolat OligosakaridaMadu (a) Sumbawa; (b) Kalimantan.F: fruktosa, G: glukosa, M: Maltosa,SX: madu Sumbawa, S: isolatoligosakarida madu Sumbawa, KX:madu Kalimantan, K: isolatoligosakarida madu Kalimantan.Ekor kromatogram ditunjukkan

dengan tanda panah.

Kromatogram isolat oligosakarida maduSumbawa dan Kalimantan menunjukkan meto-de isolasi oligosakarida yang digunakan efektifdalam memekatkan kadar karbohidrat denganDP yang lebih tinggi (DP3). Ini dapat dilihatdari sampel isolat oligosakarida yang menun-jukkan adanya spot-spot baru. Hasil kroma-togram isolat oligosakarida madu Sumbawadan Kalimantan juga menunjukkan adanyaekor pada kromatogram. Hal ini menandakanbahwa pada konsentrasi dan penotolan sampelKLT yang sama, oligosakarida pada maduberada pada kadar yang sangat rendah

sehingga tidak dapat dideteksi dan mengha-silkan spot. Sementara itu proses isolasimampu meningkatkan kadar oligosakarida se-hingga dapat terlihat pada kromatogram mes-kipun belum dapat digolongkan menjadi spot

yang spesifik. Masih adanya spot mono- dandisakarida menandakan senyawa-senyawa ter-sebut belum berhasil dihilangkan dan masihberada dalam jumlah yang tinggi.

Komposisi Karbohidrat Madu Hasil Isolasi

Kandungan karbohidrat isolat oligosaka-rida madu juga ditentukan secara kuantitatifdengan metode spektrofotometri. Madu Sum-bawa mengandung gula pereduksi 36.240.24persen dan karbohidrat total 66.020.54 per-sen b/b. Adapun isolat oligo-sakarida madu

Sumbawa mengandung gula pereduksi dan kar-bohidrat total berturut-turut 33.590.66 dan64.382.99 persen b/b. Madu Kalimantanmengandung gula pereduksi 67.80.38 persendan karbohidrat total 82.453.7 persen b/b.Sementara itu isolat oligosakaridanya mengan-dung gula pereduksi 42.391.19 persen dankarbohidrat total 73.992.55 persen b/b.

Menurut Khalil et al. (2001), kandungangula pereduksi madu sekitar 75 persen, dankarbohidrat totalnya mencapai 85 persen.Madu Sumbawa mengandung gula pereduksidan karbohidrat total yang lebih rendah.Sementara itu, madu Kalimantan mengandunggula pereduksi dan karbohidrat total dalamrentang umum tersebut. Namun demikian,madu Sumbawa mengandung lebih banyakoligosakarida dibandingkan madu Kalimantan.Kandungan oligosakarida ini dapat dilihat dariselisih antara karbohidrat total dengan gulapereduksinya. Oligosakarida tergolong gulanonpereduksi. Beberapa disakarida juga meru-pakan gula nonpereduksi. Kandungan oligo-sakarida madu Sumbawa sekitar 29.78 persen,sementara oligosakarida madu Kalimantan

sekitar 14.65 persen.Uji kuantitatif menunjukkan metode ad-

sorpsi arang aktif dan konsentrasi etanol ber-tingkat hampir tidak memberi pengaruh padamadu Sumbawa. Kandungan gula pereduksi iso-lat oligosakarida yang masih tinggi ini mem-perkuat hasil visualisasi dan kromatogramisolat.

Metode isolasi menurunkan kadar gulapereduksi hingga 25 persen pada isolatoligosakarida madu Kalimantan, sementarakarbohidrat total hanya berkurang sedikit.

Berdasarkan kromatogramnya, isolat oligo-sakarida madu Kalimantan menunjukkan spot

0.740.680.68

0.56

0.46

0.12

0.6

0.73 0.73

0.65

0.56

0.46

0.670.63

0.69

0.54

0.46

0.37

0.11

0.74

0.58

0.5

F SX G S M F KX G K M

a b

220

7/25/2019 6133-17645-1-PB

5/9


222

mono- dan disakarida yang masih tebal.Sementara itu metode kolorimetri menun-jukkan kandungan gula pereduksinya sudahjauh berkurang dari kandungan madu awal. Halini dapat terjadi karena tidak semua disa-

karida adalah gula pereduksi, sehingga padapengujian KLT terdeteksi sebagai disakaridatetapi pada kolorimetri tidak terdeteksisebagai gula pereduksi.

Hernandez et al. (2009) dan Sanz et al.(2005) menyebutkan mono- dan disakaridadapat dihilangkan hampir seluruhnya denganmetode adsorpsi arang aktif. Hal ini berbedadengan hasil yang diperoleh baik denganpengujian kualitatif maupun kuantitatif. Per-bedaan hasil yang diperoleh ini dapat dise-babkan perbedaan grade bahan isolasi yang

digunakan.

Resistensi terhadap Asam Lambung danAmilase

Resistensi terhadap asam lambung danamilase adalah salah satu syarat dari prebiotik(Roberfroid 2007). Sampel menunjukkan per-sentase hidrolisis isolat oligosakarida maduSumbawa dan madu Kalimantan berbeda.Keduanya memiliki tingkat hidrolisis asamlambung tertinggi pada jam pertama inkubasiyakni 1.78 persen untuk isolat oligosakaridamadu Sumbawa dan 0.59 persen untuk maduKalimantan. Jumlah ini kemudian menurunpada jam kedua yaitu 1.27 persen untuk isolatoligosakarida madu Sumbawa dan -0.4 persenuntuk madu Kalimantan.

Pengukuran pada jam ke-2 menunjukkanpersentase hidrolisis bernilai negatif untukisolat oligosakarida madu Kalimantan. Nilainegatif ini dapat disebabkan adanya gangguanion dari garam yang menyusun asam lambungbuatan. Metode DNS yang digunakan untukmengukur gula pereduksi akan terganggu bilasampel mengandung banyak ion (Sinegani &

Emtiazi 2006).

Hidrolisis amilase saliva meningkat se-iring waktu untuk masing-masing isolat oligo-sakarida madu. Isolat oligosakarida madu Sum-bawa mengalami hidrolisis sebanyak 8.18,10.92, dan 11.87 persen pada jam ke-1, 2, dan4. Sementara isolat oligosakarida madu Kali-mantan mengalami hidrolisis sebesar 13.76,16.12, dan 21.03 persen. Berbeda denganpengujian resistensi terhadap asam lambung,isolat oligosakarida madu Kalimantan menga-lami tingkat hidrolisis yang lebih tinggi. Hal ini

dapat dikaitkan dengan hasil pengukuran kom-posisi karbohidrat sebelumnya yang menunjuk-

kan jumlah gula pereduksi pada isolat oligo-sakarida madu Kalimantan yang lebih tinggi di-bandingkan madu Sumbawa. Resistensi oligosa-karida ini sesuai dengan Rittig (2001) dalamSanz et al. (2005) yang menyebutkan bahwa

oligosakarida madu memiliki resistensi terha-dap asam lambung dan enzim pencernaan se-cara in vitro.

Stimulasi Pertumbuhan Bakteri

Kurva pertumbuhan L. acidophilus yangditumbuhkan dalam MRSB menunjukkan kulturusia 24 jam telah berada di fase stationer(Gambar 2). Kurva pertumbuhan E. coli berpe-doman pada Kao et al. (2004) dan Kaur &Chakraborti (2010) yang menyebutkan padajam ke-24, kultur E. coli telah berada pada

fase stasioner. Fase stasioner terjadi saat sum-ber nutrisi yang berasal dari media mulai ha-bis. Uji stimulasi dilakukan dengan memberi-kan isolat oligosakarida sebagai sumber karbon(C) tambahan ke dalam media kultur bakteri.Bakteri yang mampu memanfaatkan sampelisolat oligosakarida madu sebagai sumber kar-bonnya akan menunjukkan pertumbuhan yanglebih baik dibandingkan kultur bakteri lainnya.Hal ini ditunjukkan melalui selisih nilai OD an-tara jam ke-24 dan jam ke-0 yang lebih tinggi.

Gambar 2. Kurva Pertumbuhan Lactobacillusacidophilus dalam MRSB

Berdasarkan OD yang diperoleh pada

jam ke-0 dan ke-24, diperoleh bahwa isolatoligosakarida madu Sumbawa, Kalimantan, daninulin memiliki aktivitas prebiotik yaitu mam-pu menstimulasi pertumbuhan bakteri L.acidophilus. Isolat oligosakarida madu Sumba-wa memberikan pengaruh prebiotik sebesar0.3274, yang hampir tiga kali lebih besardibanding inulin yakni sebesar 0.1189, Semen-tara isolat oligosakarida madu Kalimantan me-nunjukkan kemampuan stimulasi yang palingrendah yakni 0.0973.

L.acidophilus diduga memiliki enzim

yang mampu mendegradasi oligosakarida madudan memanfaatkannya sebagai sumber karbon.L. acidophilus memiliki gen msm dan BfrA yang


221

7/25/2019 6133-17645-1-PB

6/9


223

terlibat dalam pemanfaatan FOS, salah satujenis prebiotik, sebagai sumber karbon. Genmsm mengodekan ATP binding cassette (ABC)transporter yang menyalurkan sumber karbonke dalam sel. Sementara itu gen BfrA

mengodekan fruktosidase yang berfungsi untukmencerna FOS. Efek stimulasi pertumbuhanyang ditunjukkan oleh prebiotik bersifatspesifik terhadap galur bakteri. Tidak semuabakteri probiotik dapat memanfaatkan semuaprebiotik (Artanti 2009).

Isolat oligosakarida madu Sumbawamenunjukkan aktivitas prebiotik yang lebihtinggi dibandingkan inulin Biedrzycka danBielecka (2004) menyebutkan oligosakaridarantai pendek, tanpa percabangan, dan larutair lebih mudah dimanfaatkan oleh bakteri.

Oligosakarida madu umumnya merupakan di-,tri-, dan tetrasakarida, sementara inulinadalah oligosakarida dengan DP 10-60.

Aktivitas Fermentasi

Kriteria prebiotik ketiga ialah mem-pengaruhi aktivitas fermentasi. Aktivitas fer-mentasi diukur melalui produk fermentasi yangdihasilkan kultur. Isolat oligosakarida maduSumbawa menunjukkan efek stimulasi pertum-buhan yang paling tinggi sehingga kultur L.acidophilus yang ditumbuhkan pada mediatersebut diuji untuk mengetahui produk

fermentasi yang dihasilkan. Kromatogram me-nunjukkan 19 puncak senyawa terdeteksi darikultur tersebut (Gambar 3).

Kultur bakteri usia 24 jam yang ditum-buhkan dalam lingkungan aerob menghasilkan

asam laktat (puncak E) sebagai metabolit uta-ma yaitu 48.01 persen. L. acidophilus tergo-long bakteri asam laktat homofermentatif se-hingga metabolit utamanya adalah asam lak-tat. Berdasarkan kromatogram, asam laktat

yang dibentuk seluruhnya merupakan tipe L(+).Hasil ini berbeda dengan Sanders danKlaenhammer (2001) yang menyebutkan bahwaL. acidophilus menghasilkan asam laktat tipeL(+) dan D(-).

Dalam lingkungan aerob, L. acidophilusmenghasilkan asam laktat sebagai metabolitutama, namun dalam keadaan anaerob sepertipada kolon, bakteri ini juga menghasilkanasam asetat yang merupakan asam lemakrantai pendek (Naaber et al. 2004). Asamasetat juga mungkin terbentuk karena asam

laktat digunakan oleh bakteri hetero-fermentatif. Gibson et al. (1996) menyebutkanbahwa dalam kolon, metabolit yang dihasilkansuatu jenis bakteri dapat digunakan olehbakteri lain dan menghasilkan metabolit yangbaru. Jiang dan Savaiano (1997) menyebutkanbahwa penambahan L. acidophilus pada fer-mentasi kultur berkesinambungan yangdiinokulasi dengan bakteri feces menghasilkanpeningkatan produksi asam asetat. Asam laktatadalah asam organik yang menguntungkanpada pencernaan karena dapat berfungsisebagai antimikrob bagi bakteri di dalam kolon

(Sanders & Klaenhammer 2001). Selain itu,salah satu mekanisme penurunan kolesterololeh L. acidophilus adalah pengikatankolesterol dengan asam laktat (Suzuki et al.1991 dalam Jiang & Savaiano 1997).

Gambar 3. Kromatogram GC-MS Pirolisis Kultur L. acidophilus dalam MRSB dengan IsolatOligosakarida Madu Sumbawa sebagai Tambahan Sumber Karbon Menunjukkan AsamLaktat (E) sebagai Metabolit Ekstraseluler yang Utama

D

C

E

B

F

L

M

N

OP

QR

G

H

I

J

K

S

A

222

7/25/2019 6133-17645-1-PB

7/9

7/25/2019 6133-17645-1-PB

8/9


224

KESIMPULAN

Madu Sumbawa mengandung jumlaholigosakarida yang lebih tinggi dibandingkanmadu Kalimantan. Isolasi oligosakarida dengan

arang aktif dan etanol bertingkat 10 dan 50%tidak efektif untuk menghilangkan mono- dandisakarida tetapi efektif untuk memekatkankonsentrasi oligosakarida DP3.

Pengujian in vitro menunjukkan isolatoligosakarida madu Sumbawa dan Kalimantanmemenuhi kriteria prebiotik yakni resisten ter-hadap asam lambung dan enzim pencernaan,memiliki efek stimulasi pertumbuhan yangselektif, dan mempengaruhi aktivitas fermen-tasi. Isolat oligosakarida madu Sumbawa me-nunjukkan efek stimulasi pertumbuhan bakteri

L. acidophilus terbesar. Kultur L. acidophilusyang ditumbuhkan pada media dengan isolatoligosakarida madu Sumbawa sebagai tambah-an sumber C menghasilkan asam laktat sebagaimetabolit utama (48.01%)

Selain itu pemanfaatan potensi ekonomijuga perlu dioptimalkan untuk meningkatkanPDRB/kapita dan dilakukan pendistribusianyang merata agar pembangunan pangan dapatdirasakan oleh semua pihak.

Perlu dilakukan penentuan konsentrasietanol yang optimum untuk menghilangkan

mono- dan disakarida madu. Oligosakarida ma-du lokal perlu diidentifikasi lebih lanjut. Ujistimulasi pertumbuhan bakteri perlu dilakukandalam keadaan anaerob sesuai keadaan in vivopada kolon, dengan isolat berupa campuranbakteri kolon dan fruktooligosakarida (FOS)sebagai prebiotik pembanding.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terimakasih kepada Direktorat JenderalPendidikan Tinggi (Ditjen Dikti) yang telah

mendanai Program Kreativitas Mahasiswa(PKM) Penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Anderson JW & Gilliland SE. 1999. Effect offermented milk (yogurt) containingLactobacillus acidophilus L1 on serumcholesterol in hypercholesterolemichumans. J Am Col Nutrition,18(1), 43-50.

Anklam E. 1997. A review of the analyiticalmethods to determine the geographical

and botanical origin of honey. FoodChem, 63(4), 549-562.

Artanti A. 2009. Pengaruh Prebiotik Inulin danFruktooligosakarida (FOS) Terhadap

Pertumbuhan Tiga Jenis Probiotik.Skripsi Sarjana Departemen Ilmu danTeknologi Pangan, Fakultas TeknologiPertanian, IPB, Bogor.

Aso K, Watanabe T & Yamao K. 1960. Studieson honey: on the sugar composition ofhoney. Tohoku Journal of AgricultureResearch, 1, 101-108.

Biedrzycka & Bielecka M. 2004. Prebioticeffectiveness of fructans differentdegrees polymerization. Trends in Food

Sci & Tech, 15, 170-175.

[FAO] Food Agriculture Organization. 2007.FAO Technical Meeting on Prebiotics.FAO, Rome.

Gibson GR, Willems A, Reading S, & Collins MD.1996. Fermentation of non-digestibleoligosaccharides by human colonicbacteria. Proceedings of the NutritionSociety, 55, 899-912.

Hernandez O, Ruiz-Matute AI, Olano A, MorenoFJ & Sanz ML. 2009. Comparison offractionation techniques to obtainprebiotic galactooligosaccharides. IntDairy J,19, 531-536.

Huebner J, Wehling RL, Parkhurst A & HutkinsRW. 2008. Effect of processingconditions on the prebiotic activity ofcommercial prebiotics. Int Dairy J, 18,287-293.

Hutagalung LE. 2008. Perkembangan Perolehan

Madu Lebah Hutan (Apis dorsata) olehPemanen Madu di Kabupaten TapanuliUtara. Skripsi Sarjana DepartemenTeknologi Hasil Hutan, FakultasKehutanan, IPB, Bogor.

Jiang T & Savaiano DA. 1997. In vitro lactosefermentation by human colonic bacteriais modified by Lactobacillus acidophilussupplementation. J Nut, 127, 1489-1495.

Kao et al. 2003. Transcriptome-baseddetermination of multiple transcription

regulator activities in Escherichia coliby using network component analysis.PNAS,101, 641-646.


223

7/25/2019 6133-17645-1-PB

9/9


225

Kaur P & Chakraborti A. 2010. Proteomeanalysis of food borne pathogenenteroaggregative Escherichia coliunder acid stress. J Proteomics

Bioinform, 3, 10-19.

Khalil et al. 2001. Biochemical analysis ofdifferent brands of unifloral honeyavailable at the northern region ofBangladesh. The Sciences, 1(6), 385-388.

Naaber et al. 2004. Inhibition of Clostridiumdifficile strains by intestinalLactobacillus species. J Med Microbiol,53, 551-554.

Nanda et al. 2003. Physico-chemical propertiesand estimation of mineral content inhoney produced from different plants inNorthern India. Journal of FoodComposition and Analysis,16, 613-619.

[NHB] National Honey Board. Honey color.www.nhb.org (4 Nov 2010).

Reddy BS, Hamid R, & Rao CV. 1997. Effect ofdietary oligofructose and inulin oncolonic preneoplastic aberrant cryptfoci inhibition. Carcinogenesis, 18(7),1371-1374.

Roberfroid M. 2007. Prebiotics: the conceptrevisited. J Nut,137, 830-837.

Ruiz-Matute AI, Brokl M, Soria AC, Sanz ML, &Matinez-Castro. 2010. Gas chroma-tographic-mass spectrometric charac-terisation of tri- and tetrasaccharides inhoney. Food Chem,120, 637-642.

Sanders ME & Klaenhammer TR. 2001. Invited

review: the scientific basis ofLactobacillus acidophilus NCFMfunctionality as a probiotic. J Dairy Sci,84(2), 319-331.

Sanz et al. 2005. In vitro investigation into thepotential prebiotic activity of honeyoligosaccharides. J Agric Food Chem,53(8), 2914-2921.

Schley PD & Field CJ. 2002. The immune-enhancing effects of dietary fibres andprebiotics. British J Nutr,87, 221-230.

Scholz-Ahrens et al. 2007. Prebiotics,probiotics, and synbiotics affect mineralabsorption, bone mineral content, andbone structure. J Nutr,137, 838-846.

Silitonga LT & Munthe MG. 2009. Amway jajakimadu RI masuk pasar dunia. BisnisIndonesia, 11 September.

Sinegani AAS & Emtiazi G. 2006. The relativeeffects of some elements on the DNSmethod in cellulose assay. J Appl SciEnviron,10(3), 93-96.

Soga T. 2002. Analysis of carbohydrates in foodand bevarages by HPLC and CE. JChromatogr Library,66, 483-502.

Vamanu et al. 2008. Obtaining of a symbioticsproduct based on lactic acid bacteria,pollen and honey. Pakistan J Biol Sci,11(4), 613-617.

Vergara CMAC, Honorato TL, Maia GA, &Rodrigues S. 2010. Prebiotic effect offermented cashew apple (Anacardiumoccidentale L) juice. Food Sci Tech, 43,141-145.

Wichienchot S, Jatupornpipat M, & Rastall RA.2010. Oligosaccharides of pitaya (dragonfruit) flesh and their prebioticproperties. Food Chem, 120, 850-857.

Williams CM & Jackson KG. 2002. Inulin andoligofructose: effects on lipidmetabolism from human studies. BritishJ Nutr, 87, 261-264.

Yao et al. 2003. Flavonoids, phenolic acids andabscisic acid in Australian and NewZealand Leptospermum honeys. FoodChem, 81, 159-168.

225
http://www.sciencedirect.com/science/journal/08891575http://www.sciencedirect.com/science/journal/08891575http://www.nhb.org/http://www.nhb.org/http://www.sciencedirect.com/science/journal/08891575http://www.sciencedirect.com/science/journal/08891575

6133-17645-1-PB

Documents

Transcript of 6133-17645-1-PB