PEMBUATAN KECAP KACANG MERAH (Vigna angularis) DENGAN FERMENTASI SEBAGAI

ALTERNATIF BAHAN ANTI DIABETES

PROPOSAL PENELITIAN

Tugas ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Bioteknologi

CHITTA PUTRI NOVIANI

109096000007

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2012 M/1433 H

BAB I

PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Diabetes melitus (DM) merupakan penyakit kronik yang tidak dapat disembuhkan, tetapi sangat

potensial untuk dapat dicegah dan dikendalikan melalui pengelolaan DM. Pilar utama pengelolaan DM

adalah perencanaan makan, latihan jasmani, obat berkhasiat hipoglikemik dan penyuluhan. Disamping

itu dalam upaya pengendalian primer, pilihan akan jenis bahan makanan dengan kandungan zat gizi

tertentu merupakan upaya pengendalian yang diberikan secara seimbang sehingga tidak menimbulkan

puncak (peak) glukosa darah yang tinggi setelah makan (Sidartawan, 2006).

Diantara 250.000 spesies tumbuhan obat diseluruh dunia diperkirakan banyak yang

mengandung senyawa anti diabetes mellitus yang belum ditemukan (Suharmiati, 2003). Salah satunya

yaitu kacang merah yang merupakan bahan makanan dengan sumber serat dan berindeks glikemik

rendah.

Dalam aplikasi pengolahan kacang merah yang berfungsi sebagai makanan fungsional antara

lain dapat dilakukan melalui pembuatan roti tawar kacang merah, schotel kacang merah, dan crakers

kacang merah yang dapat digunakan sebagai makanan selingan. Beberapa penderita diabetes

menyatakan daya terimanya terhadap roti tawar, crakers, maupun schotel kacang merah.

Kecap merupakan produk pangan tradisional yang digunakan sebagai penambah cita rasa

makanan. Kecap bagian penting dalam menu makanan masyarakat Indonesia. Hampir disetiap kota

besar di Indonesia, terutama di pulau Jawa banyak terdapat pabrik kecap dan berbagai merek kecap

telah beredar dipasaran.

Dari berbagai tinjauan tersebut, maka dilakukanlah penelitian pembuatan kecap menggunakan

kacang merah melalui proses fermentasi dengan menggunakan kapang Aspergillus oryzae, A. niger

dan Rhizopus sp. dan beberapa jenis khamir dan bakteri yang berperan selama fermentasi moromi,

antara lain Zygosaccharomyces sp., Hansenula sp. dan Lactobacillus sp. (Astawan dan Astawan, 1991)

sebagai alternatif permasalahan tersebut.

1. 2. Perumusan Masalah

Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini yaitu:

1. Apakah kacang merah dapat dibuat menjadi kecap?

2. Apakah terdapat pengaruh ekstrak kacang merah terhadap penurunan kadar glukosa?

1. 3. Hipotesis

Berdasarkan perumusan masalah di atas, maka hipotesis:

1. Kacang merah dapat dibuat menjadi kecap seperti kedelai hitam.

2. Ekatrak kacang merah dapat menurunkan kadar glukosa sehingga menjadi alternative bahan

anti diabetes.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kacang Merah

Gambar 1. Kacang Merah

Kacang merah (Vigna angularis) berasal dari Mexico Selatan, Amerika Selatan dan Cina yang

kemudian meluas ke daerah lain seperti Indonesia, Malaysia, Karibia, Afrika Timur dan Afrika Barat

(Sunarjo, 1972). Secara lengkap taksonomi kacang merah adalah sebagai berikut:

Kingdom : Plantae (Tumbuhan)

Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)

Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)

Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)

Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)

Sub Kelas : Rosidae

Ordo : Fabales

Famili : Fabaceae (suku polong-polongan)

Genus : Vigna

Spesies : Vigna angularis (Willd.) Ohwi & H.Ohashi

Setiap 100 gr kacang merah kering menyediakan serat sekitar 4 gr, yang terdiri atas serat larut

dan juga serat tidak larut. Serat larut secara signifikan menurunkan gula darah, karena serat larut dapat

menurunkan respon glikemik pangan secara bermakna (Rimbawan, 2004). Kacang merah,

sebagaimana kacang polong lainnya, mengandung beberapa komponen zat inhibitor seperti asam fitat,

tannin, tripsin inhibitor, dan oligosakarida. Asam fitat tergolong zat antigizi karena ia membentuk ikatan

kompleks dengan zat besi atau mineral lain, seperti seng (zinc), magnesium, dan kalsium, menjadi

bentuk yang tidak larut dan sulit diserap tubuh. Tanin dapat menghambat penyerapan zat besi dan

mengganggu kerja enzim akibat terbentuknya ikatan kompleks protein-tanin. Tripsin inhibitor

mengganggu pencernaan protein. Sementara oligosakarida, gula kompleks tepatnya rafinosa dan

stakhiosa yang tak dapat dicerna usus, bertanggung jawab terhadap produksi gas usus dan

menyebabkan perut kembung (Nurfi, 2009). Zat inhibitor pada kacang merah ternyata dapat

memperlambat pencernaan karbohidrat di dalam usus halus, sehingga Indeks Glikemik pangan akan

turun (Rimbawan, 2004).

Beberapa data preklinis mengenai kacang merah (Vigna angularis.) menunjukkan adanya

kandungan zat potensial di dalamnya yang berguna untuk mengontrol konsumsi makanan, berat badan,

akumulasi lemak dalam tubuh, dan hiperglikemia. Beberapa bukti menunjukkan bahwa pemberian

derivatif kacang merah pada pasien yang menderita diabetes melitus kronik maupun akut dapat

menunjukkan penurunan berat badan dan kadar lemak dalam tubuh. Di dalam kacang merah sendiri

terdapat beberapa komponen bioaktif seperti terpenoid, saponin, flavonoid, dll (Pranoto, 2000).

2.2. Kecap

Kecap merupakan salah satu produk tradisional yang sudah dikenal dan diterima secara

meluas di dunia Internasional. Kecap adalah cairan hasil fermentasi bahan nabati atau hewani

berprotein tinggi di dalam larutan garam. Kecap berwarna coklat tua, berbau khas, rasa asin dan dapat

mempersedap rasa masakan. (Tarwiyah, 2001).

Pembuatan kecap dapat dilakukan dengan proses fermentasi, hidrolisa asam atau kombinasi

keduanya (Muryani, 1988). Pada prinsipnya, pembuatan kecap secara fermentasi berkaitan dengan

pemecahan protein, lemak, dan karbohidrat menjadi asam amino, asam lemak, dan monosakarida oleh

aktivitas enzim jamur, khamir, dan bakteri (Koswara, 1997).

Proses fermentasi kecap terdiri dari 2 tahap, yaitu fermentasi padat (fermentasi kapang) dan

fermentasi cair (fermentasi moromi). Kapang yang digunakan dalam fermentasi padat, adalah

Aspergillus sp. dan Rhizopus sp. (Rahayu dkk., 1993). Fermentasi padat memerlukan waktu selama 3-5

hari.

Fermentasi kapang sangat berpengaruh terhadap kualitas kecap karena kapang akan

mengeluarkan enzim yang memecah substrat menjadi senyawa-senyawa terlarut (Kumalaningsih dan

Hidayat, 1995). Enzim-enzim yang terdapat pada kapang antara lain, amilase, invertase, protease

(protease netral, protease asam, dan protease alkali), aminopeptidase, karboksi peptidase dan

glutaminase (Isnariani, 1993). Enzim protease menghidrolisis protein kompleks yang tidak larut menjadi

polipeptida dan oligopeptida, kemudian dapat menghidrolisis polipeptida dan oligopeptida menjadi asam

- asam amino. Pati dihidrolisis menjadi disakarida dan monosakarida oleh amilase dan invertase.

Selama proses fermentasi terjadi kenaikan nitrogen terlarut, asam amino, ammonia, nilai pH, dan suhu

(Rahayu dkk., 1993).

Fermentasi moromi dalam larutan garam merupakan langkah selanjutnya setelah fermentasi

kapang. Pada fermentasi moromi terdapat beberapa jenis bakteri dan khamir yang terlibat didalamnya,

antara lain Lactobacillus delbrueckii, Hansenula sp. (Astawan dan Astawan, 1991), Pseudomonas

soyae (Kasmidjo, 1990), Zygosaccharomyces soyae, Z. major, dan Saccharomyces rouxii (Koswara,

1997). Jenis-jenis bakteri dan khamir tersebut toleran terhadap konsentrasi garam tinggi. Larutan garam

berfungsi sebagai bahan pengawet dan penyeleksi kegiatan mikrobia (Astawan dan Astawan, 1991).

Selain itu, garam berfungsi untuk mengekstrak senyawa-senyawa nitrogen terlarut yang ada dalam

kedelai terfermentasi kapang ke dalam larutan garam. Dengan demikian kecap yang dihasilkan

mempunyai rasa dan aroma yang baik. Pada umumnya, fermentasi moromi dilakukan pada larutan

garam 20%. Secara tradisional, fermentasi moromi berlangsung selama 2-4 minggu. Selama fermentasi

moromi, warna larutan kecap akan berubah yang disebabkan oleh warna yang terbentuk sebagai hasil

reaksi browning antara gula reduksi dengan gugus amino dari protein (Astawan dan Astawan, 1991).

2.3. Diabetes Melitus

Diabetes mellitus sebagai salah satu penyakit akibat perkembangan zaman merupakan suatu

sindrom metabolik yang ditandai dengan hiperglikemi kronis, yang dapat menyebabkan komplikasi yaitu

mikroangiopati yang menyebabkan komplikasi pada mata (retinopati), ginjal (nefropati), saraf

(neuropati) dan makroangiopati yaitu terjadinya aterosklerosis yang mengakibatkan penyakit jantung

koroner dan stroke.

Diabetes diklasifikasikan menjadi 3, yaitu Diabetes Mellitus tipe 1 merupakan diabetes yang

jarang atau sedikit populasinya. Gangguan produksi insulin pada DM Tipe 1 umumnya terjadi karena

kerusakan sel-sel β pulau Langerhans yang disebabkan oleh reaksi otoimun. Namun ada pula yang

disebabkan oleh bermacam-macam virus, diantaranya virus Cocksakie, Rubella, CMVirus, Herpes, dan

lain sebagainya.

Diabetes Tipe 2 merupakan tipe diabetes yang lebih umum, lebih banyak penderitanya

dibandingkan dengan DM Tipe 1. Etiologi DM Tipe 2 merupakan multifaktor yang belum sepenuhnya

terungkap dengan jelas. Faktor genetik dan pengaruh lingkungan cukup besar dalam menyebabkan

terjadinya DM tipe 2, antara lain obesitas, diet tinggi lemak dan rendah serat, serta kurang gerak badan.

Diabetes Mellitus Tipe 3, Gestasional (GDM=Gestational Diabetes Mellitus) adalah keadaan

diabetes atau intoleransi glukosa yang timbul selama masa kehamilan, dan biasanya berlangsung

hanya sementara atau temporer. Sekitar 4-5% wanita hamil diketahui menderita GDM, dan umumnya

terdeteksi pada atau setelah trimester kedua.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini akan dilaksanakan di Lipi Serpong dan dilaksanakan selama 4 bulan dari bulan

September 2012 - Januari 2013.

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

Alat yang digunakan adalah timbangan analitik, gelas ukur, tabung reaksi, pipet takar,

Erlenmeyer, pisau, corong, kain kasa, batang pengaduk, petri dish, colony counter.

3.2.2. Bahan

Bahan – bahan yang digumnakan adalah Kacang Kedelai, medium PDA, biakan murni

Aspergillus oryzae dan Rhizopus oligorporus, kertas pH, aquadest, kapas, plastic, asam laktat, NaCl,

tikus wistar jantan, Glibenklamid, glukosa.

3.3. Prosedur Kerja

a. Pembuatan Kecap

Kacang Merah dibersihkan dari kotoran, lalu ditimbang sebanyak 50 gr, direndam selama satu

jam, dimana pada air rebusan ditmabahkan sedikit asam laktat hingga pH mencapai kisaran 4-5.

Kacang Merah disterilkan dalam autoclave pada suhu 121oC selama 15 menit. Setelah Kacang

Merah didinginkan diinokulasi dengan masing-masing suspense spora dari biakan murni Aspergillus

oryzae dan Rhizopus oligorporus dan diinkubasi selama 3 hari pada suhu 30oC. Suhu dinaikkan

menjadi 40oC selama 4 hari. Selanjutnya dimasukkan larutan garam 20% ke dalam suspense Kacang

Merah ini dengan perbandingan berat dan volume 1 : 3. Setelah tiga puluh hari suspense disaring dan

diperas

b. Uji Anti Diabetes

Jenis penelitian yang dilakukan adalah eksperimental dengan rancangan randomized post test

control group. Populasi penelitian adalah tikus wistar jantan yang berusia 3-4 bulan dengan berat rata

rata 200-250 g. Besar sampel yang ditentukan berdasarkan Research Guidelines for Evaluating the

safety and Efficacy of Herbal Medicines WHO yaitu minimal 5 ekor tikus perkelompok. Penelitian ini

menggunakan 5 kelompok sehingga jumlah sampel yang digunakan sebanyak 25 ekor tikus.

Pengambilan sampel dilakukan secara simple random sampling. Kriteria Inklusi yang digunakan yaitu

berat badan 200-250 g, tidak malnutrisi, sehat, aktivitas dan tingkah laku normal, serta tidak terdapat

cacat anatomi yang tampak dan tidak termasuk kedalam kriteria eksklusi tikus mati saat perlakuan.

Sampel terdiri dari 25 ekor tikus wistar jantan yang dibagi kedalam lima kelompok, yaitu

kelompok kontrol negatif, kelompok perlakuan I, kelompok perlakuan II, kelompok perlakuan III, dan

kelompok kontrol positif. Kemudian seluruh tikus dipuasakan selama 24 jam. Setelah tikus dipuasakan

24 jam kemudian pada kelompok perlakuan I diberikan 0,063gr/200grBB, kelompok perlakuan II

diberikan dosis 0,126/200grBB, dan kelompok perlakuan III diberikan ekstrak kacang merah dengan

dosis 0,252gr/200grBB. Untuk kelompok kontrol positif diberikan Glibenklamid 0,126gr/200grBB. Dosis

tersebut diperoleh dengan melakukan konversi dari dosis ekstrak kacang merah pada manusia yang

dapat menurunkan kadar glukosa darah dengan angka konversi yang digunakan yaitu 0,018. Kemudian

ditunggu 15 menit, lalu diberikan glukosa sebanyak 1,35gr/200grBB. Lalu ukur kadar glukosa darah

dalam menit ke-0, ke-30, ke-60, ke-90, dan ke-120.

DAFTAR PUSTAKA

Astawan, M. dan M.W. Astawan. 1991. Teknologi Pengolahan Pangan Nabati Tepat Guna. Edisi I. Jakarta: Akademika Pressindo.

Direktorat Gizi Depkes RI. 1996. Daftar komposisi bahan makanan, Bharata, Jakarta.Sudarmadji, S., B.

Haryono dan Suhandi. 1984. ed ke-2, Analisis untuk bahan makanan dan pertanian, Alumni: Bandung.

Isnariani, A.J. 1993. Mikroflora dan Aflatoxin pada Kedelai Hitam dan Koji dalam Proses Pembuatan ecap. [Skripsi]. Yogyakarta: FTP UGM.

Kasmidjo, R.B. 1990. Tempe: Mikrobiologi dan Biokimia Pengolahan serta Pemanfaatannya. Yogyakarta: PAU Pangan dan Gizi.

Koswara, S. 1997. Mengenal makanan tradisional hasil olahan kedelai. Buletin Teknologi dan Industri Pangan 8 (2): 75-76.

Kumalaningsih, S. dan N. Hidayat, 1995. Mikrobilogi Hasil Pertanian. Malang: Penerbit IKIP Malang.

Muryani, Maria Magdalena. 1988. Mempelajari Pengaruh Enzim Protease pada Pembuatan Kecap Kedelai (Lycine Max L.). Skripsi IPB, Bogor.

Nurfi, A. 2009. Kacang Merah Turunkan Kolesterol dan Gula Darah. Jakarta: Depkes RI.

Purwoko. 2007. Kandungan Protein Kecap Manis Tanpa Fermentasi Moromi Hasil Fermentasi Rhizopus oryzae dan R. oligosporus. Vol 8, No.2. Hal: 223-227. Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Rahayu, E.S., 1985, Hidrolisis protein kedelai oleh Aspergillus oryzae, A. soyae, dan Rhizopus oligosporus. Tesis Fakultas Pascasarjana UGM, Yogyakarta.

Rimbawan, Albiner Siagian. 2004. Indeks Glikemik Pangan `Cara Mudah Memilih Pangan yang Menyehatkan`. Jakarta: Penebar Swadaya.

Robbins/editor, Vinay Kumar, Ramzi S. Contran, Stanley L. Robbins. 2007. Buku ajar patologi. Edisi 7 - Jakarta: GC; p. 718-33.

Septiani, Y., 2004. Studi kadar karbohidrat, lemak, dan protein pada kecap dari tempe. Skripsi Fakultas MIPA UNS, Surakarta.

Sidartawan Soegondo, Ahmad Rudianto, Asman Manaf, Imam Subekti, Agung Pranoto, Putu Moda Asran, dkk. 2006. Konsesus Pengelolaan dan Pencegahan Diabetes Mellitus Tipe 2. Jakarta : Pengurus Besar Perkumpulan Endokrinoogi Indonesia

Suharmiati 2003. Pengujian bioaktivitas anti diabetes mellitus tumbuhan obat. Cermin Dunia kedokteran; p. 8-13.

Sunarjo, H. 1972. Kunci Bercocok Tanam Sayur-Sayuran Penting di Indonesia. Lembaga Penelitian Holtikultural Pasar Minggu. Jakarta.

Tarwiyah, Kemal. 2001. Kecap. Dewan Ilmu Pengetahuan, Teknologi dan Industri Sumatera Barat, Padang.