Potensi Tempe Koro Benguk untuk Memperbaiki Profil Serum dan Fungsi Kognitif Tikus Percobaan

Abstract

Koro benguk merupakan kacang asli pertanian Indonesia yang belum dimanfaatkan secara luas. Menariknya, dalam 10 mg ekstrak biji koro benguk mengandung senyawa bioaktif L-Dopa sebesar 7,56%. Pengembangan teknologi seperti pengolahan melalui proses fermentasi menjadi tempe adalah salah satu cara yang dapat memaksimalkan pemanfaatan koro benguk secara aman. Efek domino yang diharapkan adalah terjadinya penurunan impor kedelai sebagai implikasi pemanfaatan koro benguk sebagai bahan pensubstitusi dalam pembuatan tempe. Tujuan dari penelitian ini adalah: (1) Menganalisis mutu protein tiga jenis tempe (tempe kedelai, tempe koro benguk, dan tempe kombinasi (31:69)) berdasarkan metode pertumbuhan melalui jumlah konsumsi ransum dan bobot badan tikus, (2) Menganalisis dampak jenis tempe pada ransum terhadap profil serum dan hematologi tikus percobaan, (3) Menganalisis dampak jenis tempe pada ransum terhadap fungsi kognitif tikus percobaan, (4) Menganalisis profil histologi otak tikus akibat konsumsi tiga jenis tempe yang berbeda, (5) Menganalisis kadar dopamin otak dan ß-Amiloid serum tikus percobaan akibat perbedaan jenis tempe yang dikonsumsi, dan (6) Menganalisis hubungan tiap parameter terhadap fungsi kognitif tikus. Analisis proksimat menunjukkan pengombinasian koro bengukkedelai pada pembuatan tempe telah mampu meningkatkan kadar protein tempe kombinasi (43,58%) hingga setara dengan tempe kedelai (44,86%) dan lebih tinggi jika dibandingkan tempe koro benguk (36,77%). Sebagai subjek penelitian digunakan tikus yang dikelompokkan ke dalam 5 kelompok berdasarkan pemberian ransum (non-protein, kasein, tempe kedelai, tempe koro benguk, dan tempe kombinasi). Setelah 8 minggu masa pengamatan, terminasi dilakukan pada tikus dengan menggunakan campuran ketamin (70 mg/kg BB) dan xylazine (10 mg/kg BB) secara intraperitoneal. Kualitas protein yang diukur menggunakan metode pertumbuhan menunjukkan tempe kombinasi memiliki nilai feed conversion efficiency (18,24%) dan net protein rasio (2,56) yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan tempe koro benguk (11,77%, dan 1,94). Laju pertumbuhan tikus perlakuan ransum tempe kombinasi (2,21 g/hari) juga lebih tinggi dibandingkan tikus perlakuan ransum tempe koro benguk (1,33 g/hari). Hasil pengukuran kualitas protein menggunakan metode pertumbuhan menunjukkan protein di dalam tempe kombinasi mampu dimanfaatkan dengan baik untuk pertumbuhan dan perkembangan tikus. Analisis profil serum dan hematologi darah tikus menunjukkan tidak adanya kondisi abnormal pasca mengonsumsi tempe kombinasi. Mineral yang terkandung di dalam koro benguk dapat dimanfaatkan dengan baik oleh tikus sehingga mendukung pembentukan sel darah merahnya. Proses pembuatan tempe yang dapat menurunkan senyawa anti gizi pada koro benguk berperan penting dalam maksimalnya pemanfaatan mineral yang terkandung di dalam tempe oleh tikus. Uji labirin menggunakan alat labirin klasik menunjukkan peranan protein dari ketiga jenis tempe tidak berbeda nyata dalam meningkatkan fungsi kognitif dan setara dengan fungsi kognitif protein dari kasein. Hasil tersebut juga menunjukkan protein berperan penting dalam meningkatkan fungsi kognitif tikus. Tempe kombinasi pada penelitian ini telah mampu menyediakan protein yang dapat dimanfaatkan oleh tikus untuk pertumbuhan massa dan volume otak tikus. Hal tersebut tampak dari massa dan volume otak kelompok tikus ransum tempe kombinasi yang tidak berbeda dengan kelompok tikus ransum tempe kedelai dan kasein. Analisis histologi hippocampus yang dilakukan menggunakan pewarnaan hematoksilin-eosin juga menunjukkan ransum ketiga jenis tempe dapat menyediakan antioksidan alami yang dapat melindungi sel neuron dari kerusakan dan kematian sehingga dapat mempertahankan jumlah sel neuron pada daerah DG, CA1, dan CA3 hippocampus. Senyawa antioksidan yang lebih baik pada tempe dibandingkan kasein dapat melindungi sel neuron dari kerusakan akibat stres oksidatif. Konsumsi tempe kombinasi dan koro benguk juga mampu meningkatkan kadar dopamin otak tikus hingga setara dengan tikus kelompok ransum kasein. Peningkatan asam amino fenilalanin selama proses fermentasi diduga berperan dalam peningkatan kadar dopamin tikus dengan ransum ketiga jenis tempe. Kadar ß-Amiloid serum kelompok tikus ransum tempe kombinasi (42,61 pg/mL) dapat ditekan hingga setara dengan kelompok tikus ransum kasein dan lebih rendah jika dibandingkan dengan kelompok tikus ransum tempe koro benguk(50,52 pg/mL). Di lain pihak, menariknya konsumsi tempe kedelai secara signifikan dapat meningkatkan kadar dopamin dan menekan kadar ß-Amiloid serum tikus. Protein dan senyawa antioksidan berperan penting dalam menekan kadar ß-Amiloid serum tikus percobaan. Uji korelasi Pearson menunjukkan parameter yang berpengaruh nyata terhadap fungsi kognitif tikus yaitu parameter massa otak, volume otak, jumlah sel neuron pada bagian DG, CA1, dan CA3. Lebih lanjut, parameter yang memiliki pengaruh sangat kuat pada fungsi kognitif yaitu parameter volume otak (-0,894) dan jumlah sel neuron pada bagian DG (-0,833). Tanda negatif menunjukkan hubungan yang berlawanan arah. Melalui hasil pada penelitian ini, dapat dikatakan koro benguk dapat digunakan sebagai bahan pensubstitusi pada pembuatan tempe dan memiliki potensi dalam meningkatkan fungsi kognitif tikus percobaan. Pengukuran fungsi kognitif pada tikus dapat dilakukan dengan melakukan pengukuran volume otak dan perhitungan jumlah sel neuron pada bagian DG hippocampus karena memiliki pengaruh yang sangat kuat terhadap fungsi kognitif dibandingkan parameter lainnya.

Koro benguk is a bean native to Indonesian agriculture that has not been widely used. Interestingly, 10 mg of koro benguk seed extract contains the bioactive compound L-Dopa of 7.56%. Technological development, such as processing through a fermentation process into tempe, is one way to maximize the safe use of koro benguk. The expected domino effect is a decrease in soybean imports, which is an implication of the use of koro benguk as a substitute ingredient in making tempe. The objectives of this research are: (1) Analyzing the protein quality of three types of tempe (soybean tempe, koro benguk tempe, and combination tempe (31:69)) based on the growth method through the amount of food consumed and body weight of rats, (2) Analyzing the impact of the type of tempe in the diet on the serum and hematological profile of experimental rats, (3) Analyzing the impact of the type of tempe in the diet on the cognitive function of experimental rats, (4) Analyzing the histological profile of the rat's brain due to consumption of three different types of tempe, (5) Analyzing brain dopamine levels and ß-Amyloid serum in experimental rats due to differences in the type of tempe consumed, and (6) Analyze the relationship of each parameter to the cognitive function of rats. Proximate analysis shows that the combination of koro benguk-soybeans in making tempe has been able to increase the protein content of combined tempe (43.58%) to the same level as soybean tempe (44.86%) and higher than koro benguk tempe (36.77%). As research subjects, rats were grouped into five groups based on rations (non-protein, casein, soybean tempe, koro benguk tempe, and combination tempe). After eight weeks of observation, termination was carried out on rats using a mixture of ketamine (70 mg/kg BW) and xylazine (10 mg/kg BW) intraperitoneally. Protein quality measured using the growth method shows that combined tempe has a higher feed conversion efficiency (18.24%) and net protein ratio (2.56) compared to koro benguk tempe (11.77% and 1.94). The growth rate of rats treated with the combination tempe diet (2.21 g/day) was also higher than that of rats treated with the koro benguk tempe diet (1.33 g/day). The results of measuring protein quality using the growth method show that the protein in the combination tempe can be utilized well for the growth and development of rats. Analysis of the serum and hematological profiles of the rat's blood showed no abnormal conditions after consuming the combination tempe. The minerals contained in koro benguk can be utilized well by rats, thereby supporting the formation of red blood cells. The process of making tempe, which can reduce the anti-nutritional compounds in koro benguk, plays an important role in maximizing the utilization of the minerals contained in tempe by rats. The maze test using a classic maze tool shows that the role of protein from the three types of tempe is not significantly different in improving cognitive function and is equivalent to the cognitive function of protein from casein. These results also show that the protein plays an important role in improving the cognitive function of rats. The combination of tempe in this research has been able to provide protein that can be utilized by rats for the growth of rat’s brain mass and volume. This can be seen from the mass and brain volume of the group of rats on the combination tempe diet, which was no different from the group of rats on the soy tempe and casein diet. Histological analysis of the hippocampus carried out using hematoxylin-eosin staining also showed that the diet of the three types of tempe can provide natural antioxidants that can protect neuron cells from damage and death so that they can maintain the number of neuron cells in the DG, CA1, and CA3 areas of the hippocampus. The antioxidant compounds in tempe are better than casein, which can protect neuron cells from damage due to oxidative stress. Consuming a combination of tempe and koro benguk could also increase dopamine levels in the brains of rats to the same level as rats in the casein diet group. The increase in the amino acid phenylalanine during the fermentation process is thought to increase dopamine levels in rats fed the three types of tempe. Serum ß-Amyloid levels in the group of rats on the combination tempe diet (42.61 pg/mL) were reduced to the same level as the group of rats on the casein diet. They were lower when compared to the group of rats on the koro benguk tempe diet (50.52 pg/mL). On the other hand, interestingly, consumption of soy tempe can significantly increase dopamine levels and reduce serum ß-Amyloid levels in rats. Proteins and antioxidant compounds are important in suppressing serum ß-Amyloid levels in experimental rats. The Pearson correlation test shows that the parameters that significantly affect the cognitive function of rats are the parameters of brain mass, brain volume, and number of neuron cells in the DG, CA1, and CA3. Furthermore, parameters that strongly influence cognitive function are brain volume parameters (-0.894) and the number of neuron cells in the DG (-0.833). The negative sign indicates a relationship in the opposite direction. The results of this research show that koro benguk can be used as a substitute ingredient in making tempe and has the potential to improve the cognitive function of experimental rats. Measuring cognitive function in rats can be done by measuring brain volume and calculating the number of neuron cells in the DG hippocampus because it strongly influences cognitive function compared to other parameters.