| dc.description.abstract | Meningkatnya jumlah penderita kanker kolon, telah mendorong dilakukannya penelitian untuk mengembangkan bahan pangan alami yang berperan sebagai pencegah kanker kolon. Pati resisten merupakan salah satu bahan pangan fungsional yang menurut beberapa penelitian dapat berperan dalam menghambat pertumbuhan kanker kolon. Ketersediaan pati resisten secara alami sangat terbatas, sehingga berbagai bahan pangan sumber pati telah dikembangkan agar dapat menjadi sumber pati resisten. Beras merupakan salah satu bahan pangan sumber pati yang dapat dijadikan sumber pati resisten. Indonesia merupakan negara agraris dengan tanaman padi sebagai produk pertanian utamanya. Proses pengilingan padi menjadi beras menghasilkan berbagai produk samping, salah satunya beras patah yang memiliki nilai ekonomis rendah. Pengembangan tepung beras dari beras patah menggunakan metode kombinasi hidrolisis protein dan peningkatan jumlah fraksi amilosa rantai pendek yang teretrogradasi dan kemampuannya dalam menghambat pertumbuhan kanker kolon belum pernah dilaporkan. Oleh karena itu, kombinasi metode diatas perlu dilakukan untuk meningkatkan nilai ekonomis tepung beras patah. Penelitian ini bertujuan mengembangkan tepung beras tinggi pati resisten (TBPR) yang mampu difermentasi oleh bakteri kolon menghasilkan SCFA dengan komposisi yang mampu mengubah ekspresi gen pengendali kanker kolon yaitu gen bak dan bcl-xl sehingga dapat menghambat pertumbuhan kanker kolon, khususnya sel kanker kolon HCT-116.
Penelitian dilaksanakan secara bertahap. Tahap pertama diarahkan pada aplikasi enzim untuk peningkatan kadar pati resisten dalam tepung beras. Karakterisasi dua varietas beras (IR 42 dan Inpari 18), penentuan kondisi hidrolisis oleh enzim protease dan kombinasi hidrolisis enzim dilakukan untuk peningkatan kadar pati resisten tepung beras sehingga diperoleh TBPR dengan kadar pati resisten tertentu. Tahap kedua diarahkan untuk mempelajari profil SCFA dan komponen aktif di dalam supernatan hasil fermentasi. Sejumlah TBPR disuplementasikan ke dalam medium fermentasi yang diinokulasi dengan kultur konsorsium bakteri kolon serta kultur murni C. butyricum BCC B2571 atau E. rectale DSM 17629. Kemampuan TBPR untuk dimanfaatkan sebagai substrat dievaluasi dengan menganalisis supernatan yang dihasilkan. Analisis yang dilakukan pada tahap ini yaitu pH, populasi bakteri, profil SCFA, perubahan total fenol dan aktifitas antimikroba dari supernatan terhadap bakteri patogen S. aureus ATCC 25932 dan E. coli ATCC 25922. Tahap ketiga diarahkan untuk mempelajari pengaruh supernatan kaya SCFA terhadap proliferasi, apoptosis serta ekspresi gen bak dan bcl-xl pada sel lestari kanker kolon manusia (HCT-116). Pengujian penghambatan proliferasi dari supernatan kaya SCFA terpilih pada sel HCT-116 dilakukan secara in vitro. Ekspresi gen bak dan bcl-xl pada sel HCT-116 yang diberi paparan supernatan kaya SCFA terpilih dianalisis dengan real-time PCR.
Hasil penelitian menunjukkan kombinasi proses retrogradasi dan hidrolisis enzim mengubah kadar pati resisten dalam tepung beras. Kadar pati resisten TBPR varietas IR 42 meningkat dari sekitar 5.92% menjadi 20.26% dan kadar pati resisten TBPR varietas Inpari 18 meningkat dari sekitar 5.67% menjadi 16.65%. Terdapat empat jenis TBPR hasil penelitian yang memiliki kadar pati resisten tertinggi yaitu RTP (varietas IR 42 – tanpa pencucian), RDP (varietas IR 42 – dengan pencucian), NTP (varietas Inpari 18 – tanpa pencucian) dan NDP (varietas Inpari 18 – dengan pencucian).
Secara umum RTP, NTP, RDP dan NDP difermentasi dengan baik oleh konsorsium bakteri kolon dan bakteri penghasil butirat. Setiap perlakuan bakteri, yaitu konsorsium bakteri kolon, C. butyricum BCC B2571 atau E. Rectale DSM 17629 menunjukkan respon yang berbeda dalam fermentasi TBPR. Kadar SCFA yang diperoleh yaitu asam asetat 9.86-76.84 mM; propionate 0.06-1.23 mM; isobutirat 0.05-2.77 mM, butirat 0.12-2.02 mM; isovalerat 0.04-0.17 mM dan valerat 0.03-0.08 mM. Kadar asetat, propionat, dan butirat dengan konsentrasi relatif tinggi yaitu 36.85 mM, 0.08 mM, 2.02 mM atau rasio molar 139.38:1:5.9 dihasilkan oleh bakteri C.butyricum BCC B2571 di dalam medium yang disuplementasi RDP setelah fermentasi 36 jam. Fermentasi TBPR oleh bakteri E. rectale DSM 17629 menghasilkan total fenol yang lebih tinggi (254.8 mg GAE) dibandingkan total fenol yang dihasilkan oleh fermentasi TBPR oleh konsorsium mikroba kolon (189.3 mg GAE) dan C. butyricum BCC B2571 (181.9 mg GAE). Penghambatan terhadap pertumbuhan S. aureus ATCC 25932 tertinggi diperoleh pada supernatan fermentasi NTP oleh E. rectale DSM 17629 yaitu 9.63 mm, sedangkan penghambatan terhadap E. coli ATCC 25922 tertinggi diperoleh pada produk fermentasi RTP oleh E. rectale DSM 17629 yaitu 8.36 mm.
Aplikasi supernatan kaya SCFA dengan konsentrasi butirat <1 mM mampu menghambat proliferasi sel HCT-116 yaitu pada konsentrasi 0.05 – 0.95 mM. Supernatan kaya SCFA dari C.butyricum BCC B2571 menghasilkan hambatan lebih rendah (<65%) dibanding hambatan yang ditimbulkan oleh supernatan E. rectale DSM 17629 (>95%). Penambahan supernatan menginduksi sel HCT-116 untuk berapoptosis. Penambahan supernatan meningkatkan rasio ekspresi gen bak/bcl-xl dari 1 menjadi lebih dari 51.5 kali dan hal ini mengindikasikan bahwa apoptosis terjadi melalui jalur mitokondria.
Berdasarkan hasil penelitian, aplikasi enzim pada tepung beras patah menghasilkan 4 jenis TBPR yang hasil fermentasinya oleh bakteri kolon dengan kadar SCFA dan total fenol tertentu memiliki aktivitas anti mikroba terhadap bakteri patogen S. aureus ATCC 25932 dan E. coli ATCC 25922, serta mampu menghambat pertumbuhan sel kanker kolon HCT-116 dengan mengubah ekspresi gen bak dan bcl-xl. | id |
