1 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Tanaman

I.
1.1.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tanaman kerandang (Canavalia virosa) tergolong kacang-kacangan, dapat dijumpai
di Afrika, Amerika Selatan, Australia, India, dan Asia
(Philiphina dan Indonesia).
Tanaman ini tumbuh menjalar, menghasilkan polong dan biji. Keunggulan tanaman ini
adalah mampu tumbuh pada lahan yang miskin unsur hara dan tahan terhadap kekeringan.
Pada musim kemarau pun, tanaman ini tetap bertahan hidup di lahan pasir pantai.
Di Ghat Timur, Peninsulla, India, tanaman ini dikenal sebagai tanaman yang selalu
memiliki daun yang hijau. Di India, tanaman ini digunakan sebagai tanaman penutup
permukaan tanah pada lahan perkebunan kopi, coklat, jeruk, nenas dan tebu karena
tanaman ini dapat mengikat nitrogen dari udara.
Masyarakat India, Mexico, Brazil, Arizona, dan Peru pun biasanya mengkonsumsi
daun dan polong muda serta biji Canavalia. Biji yang sudah tua dikonsumsi dengan cara
biji dikupas kulit arinya kemudian diberi perlakuan perendaman dan perebusan, selanjutnya
diolah sebagai bahan pangan pada umumnya. Di Australia Utara, polong muda dan biji
Canavalia dikonsumsi sebagai bahan pangan. Bahkan masyarakat Amerika Selatan telah
memanfaatkan polong muda tanaman ini dalam pembuatan asinan (pickle) (Sridhar and
Seena, 2006).
Di Indonesia, khususnya di Yogyakarta tanaman kerandang (Canavalia virosa)
banyak dijumpai di sepanjang lahan pasir pantai di Kabupaten Kulon Progo dan Bantul.
Tanaman kerandang yang tumbuh di lahan pasir pantai Kabupaten Kulon Progo memiliki
produktivitas sebesar 909 kg/ha/th. Masyarakat disekitar lahan pasir di Kabupaten Kulon
1
Progo telah memanfaatkan tanaman ini sebagai bahan pangan alternatif. Bunga dan polong
muda tanaman kerandang umumnya dimanfaatkan untuk sayur, sedangkan biji yang sudah
tua dengan kulit ari berwarna coklat dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam pembuatan
tempe. Namun, hingga saat ini biji kerandang belum dimanfaatkan secara optimal sebagai
bahan pangan. Salah satu penyebabnya adalah dalam biji kerandang terkandung senyawasenyawa antigizi seperti tannin, asam fitat, L-DOPA, asam sianida (HCN), oligosakarida
yang merupakan faktor flatulensi, concanavalin A, dan canavavin (Tangadurai et al., 2001;
Sridar and Seena, 2006; Doss et al., 2011). Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa
senyawa-senyawa antigizi tersebut bersifat larut dan tidak stabil terhadap panas. Pada
perlakuan seperti perendaman dan perebusan dapat mengeliminasi senyawa-senyawa
antigizi tersebut sehingga biji kerandang menjadi aman untuk dikonsumsi. Bahkan menurut
Djaafar et al. (2010), dengan pengolahan biji kerandang menjadi tempe, kandungan HCN
dapat dieliminir sebanyak 97,62%. Dengan demikian, dari segi keamanan pangan, biji
kerandang berpotensi dikonsumsi sebagai bahan pangan alternatif.
Sebagai tanaman yang tergolong kacang-kacangan, biji kerandang memiliki
kandungan protein yang cukup tinggi, yaitu sebesar 31 – 37%, sehingga biji kerandang
berpotensi sebagai sumber protein nabati seperti halnya biji kedelai. Biji kerandang
mengandung asam amino esensial seperti lisin, fenilalanin, leusin dan isoleusin. Asam
lemak esensial yang terkandung dalam biji kerandang adalah oleat, linoleat dan linolenat.
Selain itu, biji kerandang juga mengandung beberapa mineral seperti fosfor, kalium,
kalsium dan natrium.
Kacang-kacangan umumnya mengandung oligosakarida, yang apabila dikonsumsi
dan masuk dalam usus besar maka oligosakarida akan didegradasi oleh mikroba usus dan
2
menghasilkan gas. Kandungan oligosakarida pada kacang-kacangan merupakan penyebab
timbulnya flatulensi. Hal ini menjadi penyebab kacang-kacangan seperti ini kurang disukai.
Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan bakteri asam laktat dalam
fermentasi
susu kacang-kacangan
seperti
kedelai
dapat
mengurangi
kandungan
oligosakarida, khususnya rafinosa dan stakiosa (Barampama and Simard, 1994; Feng et al.,
2008). Oleh karena itu, dengan pengolahan seperti fermentasi menggunakan bakteri asam
laktat maka dapat meningkatkan penerimaannya sebagai bahan pangan karena bakteri asam
laktat dapat menghasilkan enzim α-galaktosidase yang mampu menghidrolisis ikatan α-1,6
glikosidik pada oligosakarida menjadi disakarida dan monosakarida.
Kacang-kacangan juga diketahui memiliki kandungan komponen bioaktif isoflavon
yang sangat bermanfaat bagi kesehatan manusia. Konsumsi isoflavon dapat dihubungkan
dengan kondisi kesehatan. Pada masyarakat Asia yang konsumsi kedelai tinggi dengan
intake isoflavon 50-70 mg/hari, diketahui dapat mengurangi resiko penyakit osteoporosis,
gejala manopouse, mengurangi resiko kematian akibat penyakit kardiovaskuler, dan
penyakit kanker. Penyerapan isoflavon dalam usus manusia tergantung pada mikroflora
usus. Mikroflora seperti bakteri asam laktat dapat menghasilkan enzim β-glukosidase yang
berperan dalam menghidrolisis isoflavon glukosida menjadi isoflavon aglikon yang lebih
mudah diabsopsi sehingga meningkatkan bioavailabilitas isoflavon (Pyo et al., 2005b).
Bakteri asam laktat telah banyak dimanfaatkan dalam berbagai proses fermentasi
makanan, digunakan secara luas dalam fermentasi daging, susu, sayuran, buah, bahkan
bakteri asam laktat dapat dimanfaatkan dalam fermentasi susu kacang-kacangan menjadi
minuman fermentasi. Penggunaan bakteri asam laktat dalam fermentasi bahan makanan
memberikan keuntungan antara lain, dapat meningkatkan keamanan produk, meningkatkan
3
nilai gizi, memberikan flavor spesifik pada produk fermentasi. Selama pertumbuhan,
bakteri asam laktat menghasilkan enzim. Beberapa hasil penelitian, menunjukkan bahwa
bakteri asam laktat menghasilkan β-glukosidase yang dapat menghidrolisis isoflavon
glukosida menjadi isoflavon aglikon dan meningkatkan aktivitas antioksidan, seperti
Lactobacillus plantarum KFRI 00144, Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis KFRI 01181,
Bifidobacterium breve K-101, Bifidobacterium thermophilum KFRI 00748, Lactobacillus
paraplantarum KM, Enterococcus durans KH, Streptococcus salivarius HM, Weissella
confusa JY, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus,
Bifidobacterium lactis type Bi-07, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum,
Bifidobacterium lactis type Bi-04, Lactobacillus acidophilus LAFTI_ L10, Bifidobacterium
lactis LAFTI_ B94, dan Lactobacillus casei LAFTI_ L26 (Pyo et al., 2005a; Pyo et al.,
2005b; Chun et al., 2007; Donkor and Shah, 2008; Ding and Shah, 2010). Akan tetapi
belum ada penelitian tentang kemampuan bakteri asam laktat yang diisolasi dari makanan
hasil fermentasi tradisional Indonesia dalam menghasilkan β-glukosidase dan peranannya
dalam fermentasi susu kerandang.
Berdasarkan uraian-uraian tersebut, maka dapat dikatakan bahwa biji kerandang
berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan pangan alternatif yang aman untuk dikonsumsi.
Oleh karena itu perlu dikaji potensi kerandang sebagai bahan pangan, salah satunya melalui
proses fermentasi susu kerandang menggunakan bakteri asam laktat yang berasal dari
makanan hasil fermentasi tradisional Indonesia. Fermentasi susu kerandang oleh bakteri
asam laktat ini diharapkan dapat memberikan nilai tambah yaitu meningkatkan
fungsionalitas susu kerandang.
4
1.2. Rumusan Permasalahan
Isolasi dan identifikasi bakteri asam laktat dari makanan hasil fermentasi tradisional
Indonesia telah banyak dilakukan dan dikoleksi di Food Nutrition Culture Collection
(FNCC) Pusat Studi Pangan dan Gizi. Namun identifikasi lebih lanjut dengan metode
molekuler berdasarkan sekuen gen 16S rRNA hingga saat belum dilakukan terhadap
koleksi isolat-isolat bakteri asam laktat tersebut. Begitu pula penelitian tentang potensi
isolat bakteri asam laktat tersebut belum optimal, terutama potensinya dalam menghasilkan
β-glukosidase yang mampu menghidrolisis isoflavon glukosida menjadi aglikonnya.
Saat ini, pemanfaatan bakteri asam laktat dalam fermentasi susu kacang-kacangan
seperti susu kedelai sudah banyak dilakukan untuk menghasilkan minuman fermentasi.
Pemanfaatan bakteri asam laktat dalam fermentasi susu kedelai berhubungan dengan
kemampuan bakteri tersebut untuk menghasilkan β-glukosidase telah banyak dilakukan.
Biji kerandang mengandung protein sebanyak 30-37 % sebanding dengan kedelai. Oleh
sebab itu, biji kerandang berpotensi sebagai bahan pangan sumber protein nabati. Biji
kerandang juga mengandung asam amino, asam lemak dan mineral. Seperti halnya kacangkacangan yang lain, biji kerandang mengandung senyawa antigizi seperti asam sianida
(HCN), asam fitat, dan oligosakarida. Pemanfaatan kacang-kacangan sebagai sumber
protein nabati dalam pembuatan susu kacang-kacangan juga telah banyak dilakukan, salah
satunya adalah pemanfaatan kedelai menjadi susu kedelai. Namun pemanfaatan biji
kerandang menjadi susu kerandang dan difermentasi menggunakan bakteri asam laktat
indigenous hingga saat ini belum dilakukan.
Komponen bioaktif seperti isoflavon pada kacang-kacangan, akhir-akhir ini menjadi
topik penelitian yang menarik. Isoflavon memiliki sturktur polifenol yang dapat berfungsi
5
sebagai antioksidan dan antikanker. Isoflavon dapat dijumpai dalam jaringan tanaman, baik
sayuran, buah maupun kacang-kacangan. Komponen isoflavon yang terbesar dalam
jaringan tanaman adalah isoflavon glukosida yang terikat dengan glukosa dan memiliki
bioavailibilitas yang rendah. Sedangkan isoflavon aglikon merupakan isoflavon glukosida
yang telah dihidrolisis oleh enzim β-glukosidase sehingga memiliki berat molekul yang
lebih kecil dan meningkatkan bioavailibitas serta kemampuannya sebagai antioksidan dan
antikanker.
Permasalahan yang dihadapi dalam penelitian ini dan diperlukan penyelesaiannya
adalah :
1. Bagaimana hubungan kekerabatan isolat-isolat bakteri asam laktat yang diisolasi
dari makanan fermentasi tradisional Indonesia (bakteri asam laktat indigenous)
berdasarkan sekuen gen 16S rRNA.
2. Seberapa besar kemampuan bakteri asam laktat indigenous tersebut untuk
menghasilkan enzim β-glukosidase.
3. Bagaimana kondisi perlakuan pendahuluan (preparasi) biji kerandang sebagai
bahan baku susu kerandang yang optimal untuk diolah lebih lanjut menjadi susu
kerandang terfermentasi laktat.
4. Seberapa besar kemampuan β-glukosidase yang dihasilkan oleh bakteri asam
laktat indigenous dalam menghidrolisis isoflavon yang terkandung dalam susu
kerandang sehingga meningkatkan aktivitas antioksidan dan antikanker susu
kerandang terfermentasi laktat.
6
1.3. Kebaruan Penelitian
Kebaruan dari penelitian ini adalah :
1. Informasi tentang hubungan kekerabatan genotif L. plantarum-pentosus dari
berbagai sumber makanan fermentasi tradisional berdasarkan sekuen gen 16S
rRNA.
2. Informasi tentang perlakuan pendahuluan untuk pemanfaatan biji kerandang
(Canavalia virosa) yang tumbuh di sepanjang pasir pantai DIY yang memiliki kulit
ari keras, informasi tentang kandungan HCN biji kerandang dan cara
menurunkannya, serta informasi kandungan oligosakarida dan isoflavon biji
kerandang.
3. Informasi tentang perubahan oligosakarida dan isoflavon pada fermentasi susu
kerandang (Canavalia virosa) oleh bakteri asam laktat indigenous.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengetahui peranan bakteri asam
laktat indigenous dalam fermentasi susu kerandang (Canavalia virosa) sehingga dapat
meningkatkan nilai fungsional susu kerandang terfermentasi laktat (bebas oligosakarida dan
mengandung isoflavon dengan aktivitas antioksidan tinggi). Sedangkan tujuan khusus
adalah :
1. Mengetahui kekerabatan genotif L. plantarum dan L. plantarum-pentosus yang
berasal dari berbagai makanan fermentasi tradisional Indonedia (bakteri asam laktat
indigenous) berdasarkan sekuen gen 16S rRNA.
7
2. Memilih bakteri asam laktat indigenous yang mampu menghidrolisis rafinosa dan
memiliki aktivitas β-glukosidase yang mampu menghidrolisis isoflavon glukosida.
3. Melakukan optimalisasi perlakuan pendahuluan (preparasi) biji kerandang sebagai
bahan baku susu kerandang untuk membuat susu kerandang terfermentasi laktat.
4. Mempelajari perubahan oligosakarida dan isoflavon serta aktivitas antioksidan
selama fermentasi susu kerandang oleh strain bakteri asam laktat indigenous.
5. Mengevaluasi aktivitas antikanker ekstrak metanol isoflavon susu kerandang yang
difermentasi dengan bakteri asam laktat indigenous.
1.5.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat untuk pengembangan
keilmuan serta dapat dimanfaatkan dan diterapkan oleh masyarakat.
a. Manfaat pengembangan keilmuan :
1. Menambah khasanah ilmu pengetahuan tentang kekerabatan genotif
beberapa strain bakteri asam laktat indigenous (bakteri asam laktat yang
berasal dari berbagai makanan fermentasi tradisional Indonesia) berdasarkan
sekuens gen 16S rRNA.
2. Menambah pengetahuan tentang strain bakteri asam laktat indigenous yang
mampu menghasilkan dan memiliki aktivitas β-glukosidase.
3. Menambah pengetahuan tentang pemanfaatan biji kerandang, khususnya
perlakuan pendahuluan biji kerandang sebagai bahan baku susu kerandang.
8
4. Menambah pengetahuan tentang kandungan oligosakarida dan isoflavon
dalam biji kerandang (Canavalia virosa) yang berasal dari lahan pasir pantai
Daerah Istimewa Yogyakarta.
5. Menambah pengetahuan tentang perubahan oligosakarida dan isoflavon
selama fermentasi susu kerandang oleh bakteri asam laktat indigenous serta
aktivitas antioksidan dan antikankernya.
b. Manfaat dalam penerapan hasil penelitian :
1. Menjadi
dasar
implementasi
dalam
pemanfaatan
biji
kerandang dan
pengembangan industri makanan berbasis produk fermentasi menggunakan
bakteri asam laktat indigenous dan berbahan baku sumberdaya lokal, khususnya
kerandang (Canavalia virosa).
9