Tugas 1. Komponen Bioaktif Pangan

“KOMPONEN BIOAKTIF PADA BIJIAN-BIJIAN DAN KACANG-KACANGAN”

Oleh:

HERMAN HATTA (P3800214002)

MASRIANI (P3800214007)

PENDAHULUAN

Pangan fungsional adalah bahan pangan yang mengandung komponen bioaktif yang

memberikan efek fisiologis multifungsi bagi tubuh, antara lain memperkuat daya tahan tubuh,

mengatur ritme kondisi fisik, memperlambat penuaan, dan membantu mencegah penyakit.

Komponen bioaktif tersebut adalah senyawa yang mempunyai fungsi fisiologis tertentu di luar

zat gizi dasar. Serat termasuk zat nongizi yang ampuh untuk memerangi kanker serta menjaga

kolesterol dan gula darah tetap normal. Substitusi serat banyak digunakan dalam produk sereal

yang menjadi menu favorit di negara Barat. Selain oligosakarida, pangan serealia sering

ditambah bahan-bahan kaya serat lainnya (Wijaya 2002).

Pangan fungsional adalah bahan pangan yang berpengaruh positif terhadap kesehatan

seseorang, penampilan jasmani dan rohani, selain kandungan gizi dan cita rasa yang dimiliki.

Dengan demikian, faktor nilai tambah bagi kesehatan yang diperoleh karena adanya komponen

aktif pada bahan pangan tersebut merupakan keharusan. Fungsi bahan pangan tidak lagi dua,

tetapi menjadi tiga, yaitu segi nutrisi, cita rasa, dan kemampuan fisiologis aktifnya (Losso

2002;Wijaya 2002).

Produk pangan fungsional juga dapat berupa produk yang diperkaya dengan komponen-

komponen fitokimiawi nirgizi, komponen aktif yang dapat bersifat sebagai antioksidan karena

kemampuannya sebagai antikanker, antipenuaan, antihiperlipidemia, antitrombotik, antivirus,

dan antiangiogenik terkait penyakit jantung koroner dan stroke. Produk pangan ini umumnya

kaya akan komponen bahan aktif seperti karotenoid, likopen, terpenoid, flavonoid, dan fenolik

lain yang termasuk kelompok katekin dari teh hijau yang berkhasiat mencegah penuaan dan

risiko kanker (Irawan dan Wijaya 2002; Sloan 2002).

Komponen senyawa tersebut terdapat dalam ragam warna misalnya jagung dan sorgum

(Suarni dan Widowati 2007; Suarni dan Yasin 2011). Departemen Kesehatan dan Kesejahteraan

Jepang mengelompokkan senyawa dalam makanan fungsional (nutrisi dan nonnutrisi) menjadi

12 komponen, yaitu serat pangan, oligosakarida (prebiotik), gula alkohol, glikosida, protein

tertentu, vitamin, kolin, lesitin, bakteri asam laktat (probiotik), asam lemak tak jenuh rantai

panjang, mineral, fitokimia, dan antioksidan. Komponen tersebut memberikan fungsi fisiologis

bagi tubuh sehingga berpengaruh positif bagi kesehatan. Fungsi fisiologis yang dimaksud antara

lain mencegah timbulnya penyakit, meningkatkan daya tahan tubuh, mengatur kondisi ritme fisik

tubuh, memperlambat proses penuaan, dan menyehatkan kembali (Sloan 2002).

PADI

Ketan Hitam (Oryza sativa glutinosa)

Ketan hitam memiliki potensi sebagai pembawa antosianin yang merupakan salah satu

senyawa fenolik. Misnawi et al (2003) menyatakan bahwa kedua senyawa ini diketahui

mempunyai manfaat bagi kesehatan karena bersifat sebagai antioksidan yang dapat melindungi

kolesterol darah dari serangan oxidasi oleh radikal bebas dan senyawa radikal lainnya yang dapat

memicu aterosklerosis. Struktur antosianin pada ketan hitam dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar. Struktur antosianin ketan hitam (Ryu et al, 1998)

Menurut Hu et al (2003), pigmen antosianin yang terdapat pada ketan hitam dapat menekan

resiko kerusakan oksidatif dari low density lipoprotein (LDL) pada manusia. Selain itu Hu et al

(2003) juga melaporkan bahwa pigmen antosianin pada ketan hitam dapat mereduksi

pembentukan nitrit oksida dengan menekan aktivitas nitric oxide synthetase pada sel-sel

makrofag dan secara signifikan mencegah kerusakan DNA yang disebabkan oleh ROS (Reactive

Oxygen Species).

Hasil analisis fenolik total menunjukkan bahwa ketan hitam non sosoh memiliki kandungan

fenolik total sebesar 20.46 mg TAE/g biji, sedangkan setelah diberi perlakuan penyosohan

kisaran fenolik total menjadi 14.63 hingga 16.12 mg TAE/g biji (Gambar 4). Berbeda dari

sorgum dan jewawut, untuk ketan hitam komponen fenolik yang dominan terdeteksi adalah

senyawa antosianin. Adanya senyawa antosianin pada ketan hitam dibuktikan oleh penelitian

dari Aligitha (2007) yang melakukan isolasi antosianin dari ketan hitam dengan cara ekstraksi

secara maserasi menggunakan pelarut metanol yang mengandung 1% asam hidroklorida pekat

dan mendapatkan bahwa isolat yang diperoleh dari hasil ekstraksi pada ketan hitam merupakan

antosianin terasilasi jenis sianidin 3 – glikosida.

Data tersebut menunjukkan bahwa komponen fenolik golongan antosianin yang dominan

terdeteksi pada ekstrak ketan hitam berada pada bagian kulit luar dari ketan hitam yaitu pada

lapisan aleuronnya yang terkikis pada proses penyosohan. Adanya antosianin pada lapisan

aleuron ketan hitam dibuktikan oleh penelitian dari Hanum (2000) yang melakukan isolasi

senyawa antosianin dari bekatul ketan hitam menggunakan metode High Performance Liquid

Chromatography (HPLC) dengan pelarut metanol dan mendapatkan dua komponen antosianin

pada ketan hitam yang teridentifikasi sebagai apigenidin dan apigenin.

Sorgum (Sorghum bicolor L.),

Mengkonsumsi sorgum terbukti mampu meningkatkan status antioksidan tubuh dan dapat

digunakan untuk menurunkan resiko terjangkitnya berbagai penyakit degeneratif yang

disebabkan karena kenaikan beban ROS. Sorgum memiliki komponen bioaktif seperti asam

fenolik, flavonoid dan kondensat tanin yang memiliki fungsi sebagai penangkal atau

memperlambat reaksi radikal bebas atau bersifat antioksidan.

Sorghum mengandung senyawa bioaktif diantaranya adalah fenolik yang membantu dalam

pertahanan alami tanaman melawan hama dan penyakit. Senyawa fenolik pada sorghum

memiliki aktivitas antioksidan, sifat menurunkan kolestrol dan kegunaan lain untuk kesehatan

(Awika & Rooney, 2004).

Antosianin merupakan salah satu kelas utama dari flavonoid yang paling banyak dipelajari

dari sorghum (Awika & Rooney, 2004). Awika et al (2004) melaporkan bahwa antosianin pada

sorghum dinilai unik karena strukturnya tidak memiliki gugus hidroksil pada cincin karbon (C)

nomor 3 sehingga dinamakan 6 3-deoksiantosianin. Antosianin pada sorghum yang telah

diidentifikasi adalah apigenidin dan luteolinidin (Wu & Prior, 2005). Struktur apigenidin dan

luteolinidin dapat dilihat pada Gambar 1.

R1 = H1R2 = H1R3 = H :apigenidin

R1 = OH1R2 = H1R3 = H : luteolinidin

Gambar 1. Struktur antosianin pada sorghum, yaitu apigenidin dan luteolinidin (Awika &

Rooney, 2004)

Antosianin merupakan salah satu flavonoid yang paling penting dipelajari pada biji

sorgum. Struktur senyawa tersebut dalam biji sorgum tidak seperti antosianin pada umumnya,

agak unik karena tidak memiliki gugus hidroksil pada cincin karbon (C) nomor 3 sehingga

dinamakan 3-deoksiantosianin (Awika et al. 2004). Keunikan tersebut menyebabkan antosianin

pada sorgum lebih stabil pada pH tinggi dibanding pada buah-buahan atau sayuran yang

berpotensi untuk zat pewarna alami makanan (Awika dan Rooney 2004).

Antosianin pada sorgum yang telah diidentifikasi adalah apigeninidin dan luteolininidin

(Awika et al. 2004; Wu dan Prior 2005). Sorgum hitam mengandung apigeninidin dan

luteolininidin paling tinggi (3650%) dari total antosianin (Awika et al. 2004). Antosianin

termasuk flavonoid, yaitu turunan polifenol yang memiliki fungsi bagi kesehatan, di antaranya

sebagai antioksidan (Wang et al. 1997), pencegah jantung koroner dengan mencegah

penyempitan pembuluh arteri (Manach et al. 2005), dan pencegah kanker (Karainova et al.

1990). Konsentrasi flavonoid biji sorgum relatif tinggi, sehingga antosianin dan turunannya

berpotensi sebagai sumber antioksidan. Komponen fenolik sorgum disajikan pada Tabel 7.

Komponen flavonoid yang lain dari sorghum selain antosianin adalah senyawa tanin. Tanin

adalah senyawa fenolik yang larut dalam air. Senyawa tanin pada sorghum berperan melindungi

biji dari predator burung, serangga, kapang serta dari cuaca (Waniska et al, 1989). Tanin dari

sorghum menunjukkan aktivitas antioksidan yang sangat tinggi secara in vitro (Riedl &

Hagerman, 2001). Sorghum memiliki berbagai efek positif bagi kesehatan yang berkaitan erat

dengan berbagai komponen bioaktif terutama senyawa fenolik yang dimilikinya (Dicko et al,

2005; Awika & Rooney, 2004).

Hasil analisis fenolik total menunjukkan bahwa sorghum non sosoh memiliki kandungan

fenolik total sebesar 6.31 mg TAE/g biji, sedangkan setelah diberi perlakuan penyosohan kisaran

fenolik total menjadi 2.13 hingga 3.38 mg TAE/g biji (Gambar 4). Senyawa fenolik yang

dominan terdeteksi pada sorghum adalah senyawa golongan tanin yang biasa terdapat pada

tanaman jenis serealia. Awika (2003) menyatakan bahwa sorgum mengandung berbagai

komponen bioaktif yang salah satunya adalah senyawa fenolik yang biasanya berperan dalam

pertahanan alami tanaman melawan hama dan penyakit.

Berdasarkan hasil tersebut diduga bahwa komponen fenolik seperti tanin yang dominan

terdeteksi pada ekstrak sorghum berada pada bagian kulit luar dari serealia yaitu pada lapisan

testa yang terkikis pada proses penyosohan. Adanya senyawa tanin pada biji sorgum juga

dilaporkan oleh Awika et al (2003) yang menyatakan bahwa senyawa polifenol yang terdapat

pada bagian testa dari biji sorghum terdiri dari antosianidin, leukoantosianidin dan tanin.

Kemampuan lain komponen fenolik sorgum seperti asam ferulat, p-caumarin dan flavonoid

dapat berikatan dengan reseptor pada permukaan sel limfosit yang tersusun atas protein. Menurut

Deykes dan Rooney (2006; 2007) komponen fenolik sorgum seperti asam felurat, p-caumarin

dan flavonoid sangat mudah berikatan dengan protein.

Pada biji sorgum terdapat dua jenis pigmen yaitu karoten dan polifenol. Senyawa polifenol

terdiri dari empat senyawa yaitu flavonoid, antosianin, leukoantosianin, dan tanin. Senyawa

polifenol tersebut terdapat pada lapisan epikarp, endokarp, dan testa dimana semua senyawa

tersebut memiliki aktivitas antioksidan(25). Sorgum varietas kawali yang disosoh 20 detik

memiliki aktivitas antioksidan 6,68 mg AEAC/g,

Aplikasi pada Makanan

Untuk sorgum, produk olahannya masih sangat terbatas sehingga perlu mendapat perhatian

dengan mengkaji kekayaan komponen pangan fungsionalnya. Sorgum dapat diolah menjadi

berbagai produk pangan fungsional, atau disubstitusikan pada pengolahan pangan tanpa

menghilangkan nilai fungsionalnya.

Sorgum dapat diolah menjadi berbagi makanan yang menarik dan mengandung nilai

funsional yang tinggi, terutama sebagai sumber pembentukan antioksidan intraseluler didalam

tubuh dan mencegah berbagai penyakit degeneratif. Menurut Puspawati et al., (2009)(22)

sorgum dan jewawut dapat diolah menjadi bubur instan, baik dengan penambahan BTP maupun

tidak dengan menggunakan drum dryer.

Menurut Amrinola et al., (2010) sorgum dapat diolah menjadi nasi instan dengan

perendaman pada Na-sitrat 1% selama 2 jam pada suhu 50 OC. Tahapan pembuatan nasi sorgum

instan adalah; pencucian, pemasakan, pembekuan, thawing, pengeringan dan proses rehidrasi.

Wafel sorgum merupakan salah satu produk baru yang memiliki nilai fungsional, wafel

merupakan produk rerotian yang terbuat dari tepung, telur, pengembang, susu, dan waffle iron

(5).

JAGUNG

Kelebihan jagung sebagai pangan fungsional adalah mengandung lemak esensial omega 3

dan 6 serta asam amino lisin dan triptofan yang tinggi pada jagung Quality Protein Maize

(QPM). Jagung yang dipanen muda dapat diolah menjadi berbagai produk makanan. Jagung

pipilan kering dapat langsung diolah menjadi berbagai produk pangan, sedangkan biji sorgum

harus melalui proses penyosohan terlebih dahulu.

Produk olahan jagung secara tradisional telah lama dikenal masyarakat Indonesia dan

dengan sentuhan teknologi pengolahan dapat dihasilkan produk semitradisional hingga modern.

Warna jagung yang beragam, yakni putih, kuning, merah, jingga, ungu, dan hitam untuk jagung

serta krem, putih-krem, cokelat, hitam, dan merah pada sorgum, menunjukkan kandungan

senyawa pigmen antosianin (antosianidin, aglikon, glukosida), karotenoid, dan lainnya. Unsur

mineral terutama Fe, serat makanan, oligosakarida, -glukan yang termasuk komponen

karbohidrat non-starch polysaccharides (NSP) terdapat dalam biji jagung dan sorgum sehingga

prospektif sebagai sumber pangan fungsional.(Suarni dan Herman Subagio)

Jagung mengandung serat pangan yang tinggi. Kandungan karbohidrat kompleks pada biji

jagung terutama terdapat pada perikarp dan tipkarp, dan pada dinding sel endosperma, dan dalam

jumlah kecil pada dinding sel lembaga (Bressani 1990). Kulit ari (bran) jagung terdiri atas 75%

hemiselulosa, 25% selulosa, dan 0,1% lignin (bk) (Burge dan Duensing 1989). Kadar serat

pangan pada jagung tanpa kulit ari (dehulled) sangat rendah disbanding biji utuh (Suarni dan

Widowati 2007). Pengolahan tepung jagung menghasilkan bekatul yang bernutrisi tinggi,

termasuk serat pangannya. Oleh karena itu, pada pembuatan kue kering dan sejenisnya, bekatul

dapat dibuat tepung dan ditambahkan pada adonan (Suarni 2006). Kandungan serat pangan pada

jagung disajikan pada Tabel 2.

Jagung mengandung vitamin A atau karotenoid dan vitamin E, terutama jagung kuning-

merah. Badan Litbang Pertanian telah melepas varietas jagung berprotein tinggi yaitu Provit A1

dengan kadar -karoten 0,081 ppm. Selain fungsinya sebagai zat gizi mikro, vitamin berperan

sebagai antioksidan alami yang dapat meningkatkan imunitas tubuh dan menghambat kerusakan

degeneratif sel.

Senyawa -karoten selain memiliki aktivitas vitamin A juga dapat memperlambat

penuaan, mencegah penurunan kekebalan, kanker, penyakit jantung, stroke, katarak, sengatan

matahari, serta gangguan otot (Mayne 1996). Hongmin et al. (1996) mengemukakan -karoten

dapat menangkap serangan radikal bebas, yang dianggap sebagai pemicu tumor dan kanker.

Pengaruh pengeringan

Suhu pengeringan dan faktor genetik dan lingkungan memengaruhi komposisi kimia dan

sifat fungsional jagung (Suarni et al. 2008). Vitamin A atau karotenoid dan vitamin E terdapat

dalam jagung, terutama jagung kuning. Hasil penelitian menunjukkan suhu pengering

berpengaruh terhadap komposisi pangan fungsional jagung QPM (Tabel 4).

Jagung ungu dan merah mengandung senyawa antosianin. Antosianin termasuk komponen

flavonoid, karotenoid, antoxantin, -sianin. Sebagai komponen pangan fungsional, antosianin

mempunyai fungsi kesehatan yang sangat baik. Beberapa ahli menyatakan fungsi komponen

antosianin bagi kesehatan antara lain sebagai antioksidan (Wang et al. 1997), antikanker

(Karainova et al. 1990), dan mencegah penyakit jantung koroner (Manach et al. 2005). Hal ini

sangat menarik untuk meneliti dampak positif senyawa tersebut, terutama pada masyarakat yang

mengonsumsi jagung kuning local seperti di daerah Gorontalo.

Aplikasi produk

Jagung manis umumnya dikonsumsi langsung sebagai jagung rebus, berbagai macam

camilan, serta produk kalengan. Sebagai makanan pokok, jagung dimanfaatkan sebagai

pengganti nasi atau dicampur bersama nasi. Dengan adanya teknologi pengolahan pangan nabati

maka jagung terutama jagung manis dapat dimanfaatkan menjadi minuman susu jagung dan

yogurt susu jagung manis (Suarni, tanpa tahun).

Yogurt zae mays atau yogurt jagung manis merupakan salah satu kreasi yogurt berbahan

dasar sari jagung yang diolah dengan cara yang sama seperti pembuatan yogurt pada umumnya.

(Izzul, 2010).

Jejawut (Pennisetum glaucum)

Senyawa antioksidan yang ada pada jewawut, antara lain senyawa flavonoid. Flavonoid

terbukti memiliki kemampuan dalam menangkal radikal bebas dengan baik (Dykes & Rooney

(2006). Salah satu jenis senyawa flavonoid pada jewawut adalah tanin yang terdapat pada bagian

testa dari biji jewawut. Selain tanin, adanya yang telah teridentifikasi diantaranya adalah orientin

dan vitexin (Hilu et al, 1978), luteolin dan tricin (Watanabe, 1999) serta apigenin (Sartelet et al,

1996). Struktur flavonoid pada jewawut dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur flavonoid jewawut (Dykes & Rooney, 2006)

Selain digunakan sebagai sumber antioksidan potensial, jewawut juga telah dibuktikan oleh

penelitian Viswanath et al (2009) yang melaporkan bahwa senyawa polifenol yang diekstrak dari

lapisan kulit ari jewawut menggunakan metanol dan Hcl 1% selain dapat digunakan sebagai

sumber antioksidan potensial, juga memiliki aktivitas antimikroba terhadap Bacillus cereus pada

minimum inhibitory concentration (MIC) sebesar 30% dengan luas zona penghambatan sebesar

15 mm.

Jewawut mengandung komponen fitokimia seperti halnya pada sorgum, yaitu komponen

fenolik yang terdiri atas fenol, dan golongan flavonoid (termasuk tannin, tetapi kandungan

taninnya lebih rendah dari sorgum). Tanin bermanfaat bagi tubuh karena bersifat antioksidan.

(Elefatio et al. 2005).

Glukan merupakan salah satu komponen yang penting dalam sorgum dan jewawut, dimana

senyawa ini berfungsi sebagai imunomodulator, antiateroskerosis, antiradiasi dan antioksidan.

Kandungan beta glukan pada sorgum sebesar 1,03 gram/100 g berat kering(28). Pengaruh beta

glukan yang difortifikasi pada tepung sorgum dilaporkan secara signifikan dapat menurunkan

kadar kolesterol serum dibandingkan dengan yang tidak difortifikasi (7).

Jewawut mengandung komponen fitokimia seperti halnya sorgum yaitu komponen fenolik,

yang terdiri atas asam fenolik dan golongan flavonoid (termasuk tanin). Komponen asam fenolik

yang tinggi adalah jenis asam ferulat, kaumarat, sianamat, dan gensitin. Warna jewawut

disebabkan karena kandungan glikosilviterin, glikosiloritin alkali-labil dan asam firulat.

Komponen fenolik ini memiliki sifat antioksidan yang dapat menekan reaksi oksidasi yang

merugikan bagi tubuh. jewawut yang disosoh 100 detik memiliki aktivitas antioksidan 4,76 mg

AEAC/g biji.(36)

Menurut Singh et al., (2002) kadar MDA yang tinggi pada penderita kerusakan hati, dapat

diturunkan setelah mengkonsumsi komponen fenolik quercetin. Kandungan senyawa fenolik

pada sorgum dan jewawut dapat menurunkan kerusakan oksidatif pada sel hati, dengan

menurunkan MDA sampai 25%.

Berdasarkan hasil penelitian Singh et al., (2002)(30) komponen asam ferulat, cafeat, ρ-

caumarin, sinapat dan flavonoid pada sorgum dan jewawut, memiliki reaktivitas yang tinggi

untuk memicu terekspresinya enzim SOD, sehingga dengan pemberian konsumsi 25 g/Kg BB

sudah meningkatkan kadar SOD hati secara signifikan. Menurut penelitian Sirappa (2003)31

bahwa asam ferulat mampunyai kemampuan antioksidan secara invitro, dengan menangkal

radikal superoksida, sehingga mampu menurunkan beban oksidasi pada saluran darah, selama

proses pengangkutan.

Aplikasi produk

Biji jewawut biasa digunakan sebagai makanan manusia di berbagai negara Asia, Eropa

bagian Tenggara dan Afrika Utara, biasanya diolah dengan cara dimasak seperti beras. Di Cina,

jewawut sebagai makanan bergizi bagi wanita yang hamil dan orang tua. Di Rusia dan Myanmar,

jewawut sebagai bahan pembuatan cuka, bir dan alkohol (Dykes & Rooney, 2006).

Menurut Herawati (2005)(11), jewawut dapat disubstitusikan pada pembuatan cake, sampai

batas 40%. Pada substitusi 40% dihasilkan cake yang masih disukai konsumen dan memiliki

nilai fungsional yang siknifikan (20), menyatakan bahwa jewawut dapat diolah menjadi

minuman instan dengen rasa coklat dan rasa pisang.