Peningkatan Pati Resisten dan Sifat Prebiotik Tepung Jagung (Zea mays, L.) Varietas Momala Gorontalo dengan Proses Modifikasi Fisik, Kimia dan Enzimatis

Abstract

Prebiotik adalah bahan pangan fungsional yang tidak mampu dicerna oleh enzim pencernaan. Secara selektif mampu menstimulasi pertumbuhan bakteri probiotik di kolon sehingga mampu memperbaiki kesehatan saluran pencernaan manusia. Salah satu bahan pangan fungsional yaitu jagung (Zea mays, L.) varietas Momala Gorontalo berpotensi sebagai sumber prebiotik dengan kandungan pati resisten 4.42% bk (bobot kering). Kandungan amilosa pada jagung cukup yang tinggi yaitu sebesar 21.55% bk sehingga dapat dioptimalkan menjadi komponen pati resisten melalui proses retrogradasi. Kadar resistant starch (RS) jagung Momala diindikasikan dapat ditingkatkan melalui proses modifikasi secara fisik, kimia dan enzimatis. Tujuan penelitian ini adalah meningkatkan kadar pati resisten dan sifat prebiotik dari tepung jagung (Zea mays, L.) varietas Momala Gorontalo dengan berbagai proses modifikasi fisik, kimia dan enzimatis serta mengevaluasi sifat prebiotik tepung jagung modifikasi (TJM) tinggi RS secara in-vitro. Metode penelitian meliputi modifikasi tepung jagung varietas Momala Gorontalo secara fisik (heat moisture treatment, annealing, autoclaving-cooling 1 siklus dan 2 siklus, microwave-cooling), modifikasi kimia dengan hidrolisis asam dan modifikasi enzimatis dengan debranching pullulanase. Hasil penelitian membuktikan bahwa modifikasi fisik, kimia dan enzimatis tepung jagung Momala Gorontalo dapat meningkatkan kadar pati resisten jika dibandingkan dengan tepung jagung tanpa modifikasi. Penyebab utama terjadinya peningkatan pati resisten karena setiap modifikasi tepung jagung melalui proses gelatinisasi baik secara sempurna ataupun parsial dan dilanjutkan proses retrogradasi yang mempengaruhi kristalisasi penyusunan kembali ikatan antara amilosa-amilosa dan amilosa- amilopektin. Karakteristik mikrostruktur tepung jagung modifikasi sangat mempengaruhi ikatan percabangan branching sehingga dilakukan pengamatan menggunakan scanning electron microscope didapatkan bahwa bentuk partikel setiap modifikasi memiliki perbedaan, modifikasi dengan gelatinisasi secara parsial memiliki struktur bongkahan partikel yang masih hampir serupa dengan kontrol yaitu berbentuk poligon. Sedangkan untuk modifikasi dengan proses gelatinisasi secara sempurna menunjukkan hasil mikro struktur bongkahan yang tidak beraturan dengan permukaan yang kasar. Karakteristik kimia TJM meliputi kadar total gula, kadar total pati, kadar gula pereduksi, kadar amilosa dan kadar amilopektin. Analisis kandungan kadar total gula dan total pati pada TJM rata-rata meningkat jika dibandingkan dengan kontrol, hal ini dapat membuktikan bahwa modifikasi dapat mempengaruhi retrogradasi sehingga meningkatkan kadar RS pada TJM. Kadar gula pereduksi dengan modifikasi dan kontrol memiliki hasil yang sama bahwa tidak terdapatnya gula pereduksi, hal ini disebabkan tidak adanya kadar glukosa yang terukur pada TJM sehingga peningkatan kadar RS TJM dapat berlangsung secara optimum. Analisis kadar amilosa dan amilopektin menunjukkan peningkatan amilosa dan diikuti penurunan kadar amilopektin, tingginya kadar amilosa rantai pendek pada TJM meningkatkan kadar RS yang terbentuk. Peningkatan kadar RS sangat dipengaruhi oleh karakteristik fisik, kimia dan enzimatis. Modifikasi annealing meningkatkan kadar RS tertinggi sebesar 8.9 kali lipat (39.52%/4.42%) diikuti dengan modifikasi hidrolisis asam sebesar 5.5 kali lipat (23.98%/4.42%), modifikasi debranching pullulanase sebesar 3.8 kali lipat (17.16 %/4.42), modifikasi autoclaving-cooling 1 siklus sebesar 2.9 kali lipat (13.18%/4.42%), modifikasi autoclaving-cooling 2 siklus sebesar 2 kali lipat (9%/4.42%), modifikasi microwave-cooling sebesar 1.3 kali lipat (6.04%/4.42%) dan modifikasi HMT 1 kali lipat (4.73%/4.42%). Evaluasi sifat prebiotik membuktikan bahwa tepung jagung kontrol dan tepung jagung modifikasi tahan terhadap hidrolisis asam lambung artifisial pada pH 2 selama 6 jam. Tepung jagung modifikasi hidrolisis asam memberikan efek pertumbuhan yang baik dengan meningkatkan daya hidup bakteri probiotik Lactobacillus plantarum IIA-1A5 sebesar 1.40 (log CFU/ml) diikuti modifikasi debranching pullulanase 1.32 (log CFU/ml). Nilai aktivitas prebiotik TJM memperlihatkan bahwa peningkatan jumlah total koloni Escherichia coli ketika ditumbuhkan di media yang mengandung TJM terdapat perbedaan yang signifikan yaitu pada modifikasi hidrolisis asam (0.03) dan debranching pullulanase (0.02) bernilai positif jika dibandingkan dengan kontrol dan perlakuan modifikasi yang lain menunjukkan nilai negatif. Hal ini dapat membuktikan bahwa modifikasi hidrolisis asam dan debranching pullulanase bersifat tidak selektif terhadap bakteri patogen (Escherichia coli) dan sebaliknya kedua modifikasi tersebut bersifat selektif terhadap bakteri probiotik L. plantarum IIA-1A5. Nilai efek prebiotik TJM hidrolisis asam (HA) sebesar 0.76 dan debranching pullulanase (DP) 0.60 dan indeks prebiotik TJM hidrolisis asam sebesar 0.60 dan debranching pullulanase 0.48. Kesimpulan pada penelitian ini bahwa TJM HA dan DP merupakan kandidat prebiotik yang baik karena memenuhi kriteria prebiotik yaitu memiliki kadar pati resisten tinggi, daya cerna pati yang rendah, tahan hidrolisis asam lambung artifisial dan memiliki efek, indeks dan aktivitas prebiotik yang lebih baik dibandingkan dengan tepung kontrol tanpa modifikasi.