EFEK HIPOGLIKEMIK TEPUNG KOMPOSIT UWI (Dioscorea alata) DAN KORO PEDANG (Canavalia ensiformis) PADA TIKUS DIABETES INDUKSI STREPTOZOTOCIN

Transkripsi

1 EFEK HIPOGLIKEMIK TEPUNG KOMPOSIT UWI (Dioscorea alata) DAN KORO PEDANG (Canavalia ensiformis) PADA TIKUS DIABETES INDUKSI STREPTOZOTOCIN SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Disusun oleh: Harwati H PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 i

2

3 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Efek Hipoglikemik Tepung Komposit Uwi (Dioscorea alata) dan Koro Pedang (Canavalia ensiformis) Pada Tikus Diabetes Induksi Streptozotocin sebagai salah satu persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta. Selama pelaksanaan penelitian hingga selesainya skripsi ini penulis telah mendapat bimbingan, pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S selaku Dekan Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si selaku Ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta dan Dosen Pembimbing Akademik. 3. Ibu Dian Rachmawanti A., S.TP, M.P., selaku Dosen Pembimbing I. 4. Bapak Ir. Choirul Anam, M.P., M.T., selaku Dosen Pembimbing II. 5. Bapak Danar Praseptiangga, S.TP., M.Sc., Ph.D., selaku Dosen Penguji. 6. Bapak Ir. Windi Atmaka, M.P dan Bapak Achmad Ridwan S.TP, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Proyek Tepung Komposit. 7. Bapak dan Ibu Dosen serta Seluruh Staff Program studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret. 8. Bapak Novan Adi Setyawan dr. selaku Dosen pembimbing uji histopatologi. 9. Bapak Yulianto sebagai Laboran Pangan dan Gizi PAU Pascasarjana UGM. 10. Bapak Yunadir sebagai Laboran Patologi dan Anatomi FK UGM. 11. Bapak Soyo, Ibu Ramiyatun, Mas Haryono, Haryanto dan Muhammad Safi i. 12. Tim in vivo (Pipit, Nurul R, Andy), tim karakterisasi tepung komposit (Rohmah, Shasha, Wandan, Farida) serta mas Rahmad Adi dan mas Sutakwa. 13. Fifi, Rahmi, Isni, mas Ikhwan, mas Arbek dan mas Saseno yang selalu direpotkan. iii

4 14. Teman-teman ITP 2012 Sensasional dan seluruh Anggota HIMAGHITA UNS. 15. Keluarga Latsar 21 (Iqbal, Devis, Widya, Aul, Faisal, Aleh, Mayang, Alfian, Titin, Solek, Rosid) dan seluruh Anggota Kelompok Kerja Teater Thoekoel. 16. Keluarga KKN Ds. Gunungwungkal Pati (Febi yang banyak membantu penulis, Bagus, Putri, mas Iwan, mbak Enji, Kiki, Bayu dan Bhian). 17. Semua Pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas bantuannya. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan. Semoga karya ini dapat memberikan manfaat bagi penulis dan pembaca. Surakarta, Desember 2016 Penulis iv

5 DAFTAR ISI Halaman Sampul... i Halaman Pengesahan... ii Kata Pengantar... iii Daftar Isi... v Daftar Tabel... vii Daftar Gambar... viii Daftar Lampiran... ix Ringkasan... x BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 4 C. Tujuan... 4 D. Manfaat Penelitian... 5 BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka 1. Diabetes Mellitus Tepung Uwi Tepung Koro Pedang Tepung Komposit Induksi Streptozotocin Histopatologi Pankreas Serat Pangan Pati Resisten Senyawa Fenol sebagai Antioksidan B. Kerangka Berpikir C. Hipotesis BAB III METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian B. Bahan dan Alat v

6 C. Tahapan Penelitian D. Rancangan Penelitian dan Analisa Data BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengaruh Pemberian Diet Tepung Komposit Uwi dan Koro Pedang Terhadap Glukosa Darah Tikus Diabetes B. Pengaruh Pemberian Diet Tepung Komposit Uwi dan Koro Pedang Terhadap Asupan Pakan Tikus Diabetes C. Pengaruh Pemberian Diet Tepung Komposit Uwi dan Koro Pedang Terhadap Berat Badan Tikus Diabetes D. Pengaruh Pemberian Diet Tepung Komposit Uwi dan Koro Pedang Terhadap Histopatologi Pankreas Tikus Diabetes BAB V PENUTUP A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

7 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Identifikasi Dioscorea spp dan Karakter Morfologi Secara Umum. 11 Tabel 2.2 Perbandingan Komposisi Kimia Umbi Uwi dan Tepung Uwi Tiap 100 gram Bahan Tabel 2.3 Perbandingan Komposisi Kimia Tepung Uwi dan Gembili Tabel 2.4 Karakteristik Fisik dan Kimia Biji Koro Pedang di Tamilnadu India Selatan pada Lokasi yang Berbeda Tabel 2.5 Total Protein, Fraksi Protein dan Mineral Koro Pedang di Tamilnadu India Selatan pada Lokasi yang Berbeda per 100 gram Sampel Tabel 2.6 Kandungan Senyawa Fitokimia Koro Pedang dan Koro Glinding dalam gram/100 gram Tabel 2.7 Total Fenol, Aktivitas Antioksidan dan Aktivitas Inhibitor Enzim pada Koro Pedang dengan Variasi Pengolahan Tabel 2.8 Aktivitas Antioksidan Ekstrak Metanol Koro Pedang dengan Variasi Pengolahan Tabel 2.9 Perbandingan Nilai Gzi Tepung Koro Pedang PUtih dan Koro Pedang Merah dengan Variasi Perlakuan Pendahuluan Tabel 2.10 Perbandingan Komposisi Kimia Tepung Koro dan Tepung Kedelai Tabel 2.11 Komposisi Kimia dan Fungsional Tepung Komposit Uwi dan Koro Pedang dengan Berbagai Formula Tabel 3.1 Daftar Bahan Analisa yang Digunakan dalam Penelitian Tabel 3.2 Daftar Alat Analisa yang Digunakan dalam Penelitian Tabel 3.3 Komposisi Pakan Standar Tikus Berdasarkan AIN 93M Tabel 3.4 Metode Analisa Tabel 3.5 Variasi Perlakuan pada Kelompok Tikus Tabel 4.1 Kadar Glukosa Darah Tabel 4.2 Asupan Pakan Tikus Tabel 4.3 Berat Badan Tikus Tabel 4.4 Perbandingan Asupan Pakan dan Berat Badan Tikus vii

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Umbi Uwi dengan Variasi Berbeda Gambar 2.2 Biji Koro Pedang Gambar 2.3 Struktur Kimia Streptozotocin Gambar 2.4 Struktur Kimia Nicotinamide Gambar 2.5 Skema Aksi Sitotoksik STZ dan Aksi Proteksi Na Gambar 2.6 Struktur Kimia Aloksan Gambar 2.7 Histopatologi Pankreas Tikus Perbesaran 400X Gambar 2.8 Regulasi Asam Lemak Rantai Pendek Gambar 2.9 Efek RS pada Tikus Dabetes Gambar 2.10 Senyawa Fenol Gambar 3.1 Umbi Uwi yang Digunakan sebagai Sampel Penelitian Gambar 3.2 Biji Koro Pedang yang Digunakan sebagai Sampel Penelitian Gambar 3.3 Proses Pembuatan Tepung Uwi Gambar 3.4 Proses Pembuatan Tepung Koro Pedang Gambar 3.5 Diagram Alir Pembuatan Tepung Komposit Gambar 3.6 Skema Penelitian Gambar 4.1 Perubahan Kadar Glukosa Darah selama Penelitian Gambar 4.2 Asupan Pakan Kelompok Tikus Selama Penelitian Gambar 4.3 Perubahan Berat Badan Tikus Selama Penelitian Gambar 4.4 Gambaran Histopatologi Pankreas Tikus viii

9 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Hasil Analisis Statistik Lampiran 2 Tabel Konversi Perhitungan Dosis dan Prosedur Penelitian Lampiran 3 Dokumentasi Penelitian ix

10 EFEK HIPOGLIKEMIK TEPUNG KOMPOSIT UWI (Dioscorea alata) DAN KORO PEDANG (Canavalia ensiformis) PADA TIKUS DIABETES INDUKSI STREPTOZOTOCIN Harwati H RINGKASAN Diabetes mellitus (DM) merupakan masalah kesehatan di dunia karena jumlah penderita DM terus meningkat. Nutrisi bisa dijadikan terapi pengobatan DM dengan konsumsi pangan IG rendah. Tepung uwi diketahui memiliki IG rendah tetapi rendah protein. Protein pada tepung uwi dapat ditingkatkan dengan cara dikombinasikan dengan tepung koro pedang menjadi tepung komposit. Tepung komposit uwi dan koro pedang formula terbaik (85:15) diketahui mengandung serat pangan 43,90%, pati resisten 19,23% dan aktivitas antioksidan 49,10%. Kandungan senyawa fungsional tersebut diduga mampu menurunkan kadar glukosa darah hewan percobaan (tikus) diabetes induksi streptozotocin (STZ). Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh pemberian diet tepung komposit uwi dan koro pedang terhadap kadar glukosa darah, asupan pakan, berat badan dan histopatologi pankreas tikus diabetes. Rancangan penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan 3 variasi perlakuan yaitu kelompok tikus non-dm (normal diberi pakan standar), tikus DM (diabetes induksi STZ diberi pakan standar) dan tikus DM+tepung komposit (diabetes induksi STZ diberi pakan standar dan tepung komposit). Data yang diperoleh dianalisa dengan One Way Anova, jika terdapat perbedaan dilanjutkan uji DMRT (Duncan s Multiple Range Test) pada taraf signifikansi 5%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tepung komposit uwi dan koro pedang mampu menurunkan glukosa darah, menurunkan asupan pakan, meningkatkan berat badan dan memperbaiki jaringan pankreas. Pemberian tepung komposit mampu menurunkan kadar glukosa darah hingga 53,65% dari 226,4 mg/dl menjadi 104,93 mg/dl selama empat minggu perlakuan. Di akhir penelitian, kelompok DM+tepung komposit memiliki nilai asupan pakan tidak berbeda dengan kelompok non-dm dan berbeda dengan kelompok DM. Berat badan kelompok DM+tepung komposit lebih kecil daripada kelompok DM tetapi lebih besar dari kelompok non-dm. Tepung komposit memperbaiki jaringan pankreas yang ditandai dengan tidak adanya hialinisasi pada kelompok DM+tepung komposit. Kata Kunci: diabetes, uwi, koro pedang, tepung komposit, efek hipoglikemik. x

11 HYPOGLYCEMIC EFFECT of COMPOSITE FLOUR YAM (Dioscorea alata) and JACK BEAN (Canavalia ensiformis) in STREPTOZOTOCIN-DIABETIC RATS Harwati H SUMMARY Diabetes mellitus (DM) is a health issue in the world because amount of patients with diabetes mellitus has increasing. Nutrition can be used as therapeutic treatment of diabetes with consumption a low GI food. Yam flour has a low GI but it has a low protein. Protein in yam flour can be enhanced by combining yam flour and jack bean flour into composite flour. The best formula (85:15) for composite flour of yam and jack bean is known containing 43,90% dietary fiber, resistant starch 19,23% and 49,10% antioxidant activity. Functional compounds are expected to decrease the blood glucose levels of diabetic streptozotocin (STZ) induced experimental animals (rat) in the in vivo experiment. This study was to evaluate the effect of composite flour diet on blood glucose levels, feed intake, weight of test animal and pancreas histopathology of diabetic rats. The study used completely randomized design with three variation of groups, they were non-dm rats (normal rats were fed a standard), DM (STZdiabetic rats were fed standard) and DM + composite flour (STZ-diabetic rats were fed standard and composite flour). The data was analyzed by One Way ANOVA, if there was a difference, it would be continued with DMRT (Duncan's Multiple Range Test) at the 5% significance level. The results showed that the yam and jack bean composite flour was able decrease blood glucose, feed intake, promote weight and improve pancreatic tissue. Diet of composite flour decreased the blood glucose levels up to 53,65% from 226,4 mg/dl to 104,93 mg/dl after four weeks of treatment. The final result of study showed that DM + composite flour group had a value of feed intake was equal with non-dm group and it was different from DM group. Weight of DM + composite flour group was smaller than the diabetic group but it was bigger than the non-dm group. Composite flour improved pancreatic tissue which was identified by the absence of hyalinization on DM + composite flour group. Keyword: diabetic, yam, jack bean, composite flour, hypoglycemic effect. xi

12 xii