Aktivitas Antioksidasi Ampas Tahu Terfermentasi terhadap Oksidasi

BioSMART
Volume 5, Nomor 1
Halaman: 13-16
ISSN: 1411-321X
April 2003
Aktivitas Antioksidasi Ampas Tahu Terfermentasi terhadap Oksidasi
Minyak Kedelai
Antioxidative activity of fermented solid-waste soybean on soybean oil oxidation
TJAHJADI PURWOKO, NURKHAYATI, RETNO ARUMSARI
Jurusan Biologi Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta 57126
Diterima: 16 Desember 2002. Disetujui: 31 Desember 2002
ABSTRACT
Soybean and soyfoods were known to contained isoflavones that had antioxidative activity. Solid-waste soybean was the unextracted
soybean in the tofu processing. Solid-waste soybeans were fermented with Neurospora sitophila, Rhizopus oligosporus, and R. oryzae
for 5 days. The fermented solid-waste soybeans were extracted with 80% methanol and defatted with 50% methanol-hexane (1:2;v/v).
The methanol extracts were dried into dried extracts and added into soybean oils. The soybean oil oxidation was obtained based on
weighing method. The dried extracts (100, 200, 300, and 400 ppm) of 2, and 3 days fermented solid-waste soybeans with N. sitophila, R.
oligosporus, and R. oryzae that showed strongest inhibited of lipid oxidation were added into soybean oils and oxidized at 170°C for 15
min. The antioxidative activities of fermented solid-waste soybeans were calculated. The antioxidative activities of fermented solidwaste soybeans were increased following increased of the dried extract concentrations of fermented solid-waste soybeans in soybean oil.
The antioxidative activity of 400 ppm fermented solid-waste soybeans with N. sitophila, R. oligosporus, and R. oryzae were 97.7, 98.0,
and 95.3%, respectively.
Keywords: antioxidative activity, fermented solid-waste soybean, Neurospora, Rhizopus.
PENDAHULUAN
Salah satu penyebab kerusakan makanan adalah
oksidasi lemak yang terjadi karena makanan terpapar
oksigen atau mengalami pemanasan. Oksidasi lemak,
secara praktis, ditandai dengan timbulnya aroma tengik
pada makanan. Tengik merupakan aroma aldehida, yang
terbentuk dari degradasi asam lemak akibat oksidasi lemak
(Wilbraham dan Matta, 1992). Di antara aldehida,
malonaldehida (MDA) merupakan aldehida yang banyak
dihasilkan oksidasi lemak dan hanya dihasilkan dari
oksidasi asam lemak tidak jenuh (Kishida dkk., 1993). Jika
manusia mengonsumsi makanan yang mengalami oksidasi
lemak, maka dapat menaikkan risiko terserang beberapa
penyakit, misalnya aterosklerosis, jantung koroner, dan
kanker (Peterson dan Barnes, 1991; Jacob, 1994).
Kedelai mengandung isoflavon yang mempunyai
aktivitas antioksidatif. Isoflavon banyak dijumpai pada
tanaman Leguminoceae tropis. Hal itu karena tanaman
tersebut mempunyai enzim kalkon isomerase yang mampu
mengubah 2(R)-naringenin menjadi 2-hidroksidaidzein
(Coward dkk., 1993). Dua kelompok isoflavon dijumpai
pada kedelai adalah isoflavon glikosidik dan aglikon
(bebas). Isoflavon glikosidik dalam kedelai adalah daidzin,
glisitin, dan genistin, sedangkan isoflavon aglikon adalah
daidzein, glisitein, dan genistein. Aktivitas antioksidatif
isoflavon aglikon lebih kuat daripada isoflavon glikosidik.
Hal itu karena gugus hidroksi lebih banyak dijumpai pada
isoflavon aglikon daripada isoflavon glikosidik.
Salah satu makanan hasil olahan kedelai adalah tahu.
Proses pembuatan tahu menghasilkan limbah padat yang
disebut ampas tahu. Ampas tahu dapat diolah menjadi
makanan terfermentasi, yaitu oncom dan tempe gembus.
Mikroba dalam pembuatan oncom adalah Neurospora
sitophila dan Rhizopus oligosporus, sedangkan dalam
pembuatan tempe gembus adalah R. oryzae dan R.
oligosporus. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur
aktivitas antioksidatif ampas tahu terfermentasi N.
sitophila, R. oligosporus, dan R. oryzae.
BAHAN DAN METODE
Ampas tahu diperoleh dari perajin tahu. N. sitophila, R.
oligosporus dan R. oryzae diisolasi dari oncom dan tempe.
Minyak kedelai tanpa antioksidan (Happy Salad Oil)
diperoleh dari pasar lokal. Metanol, etanol, heksana, asam
klorida (HCl), dan asam trikloroasetat (TCA) diperoleh dari
Merck Chemical Co., Jerman. Asam tiobarbiturat (TBA),
tetra etoksi propana (TEP), dan butilat hidroksi toluen
(BHT) diperoleh dari Sigma Chemical Co., Jerman.
Pembuatan ampas tahu terfermentasi. Ampas tahu
(30 g) direndam dalam air selama 2 jam dan disaring,
kemudian disterilisasi (121oC, 15 menit). Ampas tahu
diinokulasi, masing-masing dengan N. sitophila, R.
oligosporus, dan R. oryzae. Jumlah inokulasi adalah ± 4
×103 cfu per gram ampas tahu. Ampas tahu terfermentasi
diinkubasi pada suhu 30oC selama 5 hari.
© 2003 Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta
14
BioSMART Vol. 5, No. 1, April 2003, hal. 13-16
Ekstraksi tempe gembus. Ampas tahu terfermentasi
dipotong dengan ukuran 5x5x10 mm dan dikeringkan
dengan oven (60oC, 24 jam). Ampas tahu kering (30 g)
diblender, kemudian diekstraksi dalam 150ml metanol 80%
(60oC, 1 jam) dengan stirrer. Setelah disaring, bagian padat
diekstrak lagi dalam 30ml metanol 80% (60oC, 30 menit).
Kedua filtrat dikumpulkan dan dievaporasi dengan rotary
evaporator (40oC, kondisi vakum) sampai kering. Lemak
dihilangkan secara partisi, yaitu melarutkan residu dalam
30ml metanol 50%-heksana (1:2; v/v) dua kali. Ekstrak
metanol tanpa lemak diambil dan dievaporasikan dengan
rotary evaporator (40o C), dengan kondisi vakum sampai
kering. Residu dilarutkan dalam 5 ml metanol dan
disentrifus (12.000 g, 5 menit). Supernatan diambil dan
dikeringkan sampai menjadi ekstrak kering.
Penghambatan oksidasi minyak kedelai. Oksidasi
minyak kedelai diukur berdasarkan metode berat (Esaki
dkk., 1998). Selengkapnya sebagai berikut: minyak kedelai
ditambah 200 ppm ekstrak ampas tahu terfermentasi dari
masing-masing umur fermentasi, sehingga diperoleh berat
akhir sebesar 5 g, kemudian minyak kedelai dibiarkan pada
suhu 40°C sampai beratnya menjadi 5,5 g. Ampas tahu
terfermentasi yang paling lama menambah berat minyak
kedelai, dipakai dalam penentuan aktivitas antioksidatif
dengan uji TBA.
Uji TBA dan aktivitas antioksidatif ampas tahu
terfermentasi. Minyak kedelai (10ml) ditambah 100, 200,
300, dan 400 ppm ekstrak ampas tahu terfermentasi yang
mempunyai aktivitas antioksidatif berdasarkan metode
berat, kemudian dioksidasi (dipanaskan) pada suhu 170oC,
selama 15 menit. Setelah didinginkan selama 15 menit, 100
µL minyak kedelai teroksidasi ditambah 1ml BHT 20%
dalam etanol dan 3ml larutan TBA (TBA 0,375%, TCA
15%, dan HCl 0,25N). Campuran tersebut dipanaskan
dengan pemanas air (100oC, 5 menit), sehingga terbentuk
warna merah. Setelah didinginkan dalam air mengalir
selama 5 menit, campuran disentrifus (6.000 g, 5 menit).
Supernatan diambil dan diukur nilai absorbansinya dengan
spektrofotometer [UV-1601PC, Shimadzu, Japan] pada
panjang gelombang 530 nm. Nilai absorbansi tersebut
dikonversikan ke nilai TBA berdasarkan persamaan regresi
senyawa ETP yang merupakan prekursor MDA.
Aktivitas antioksidatif diukur berdasarkan rumus
sebagai berikut:
% aktivitas antioksidatif = [1-(Tc-Tk0)/(Tk1-Tk0)]x100
Tc : nilai TBA minyak kedelai cuplikan teroksidasi.
Tk0 : nilai TBA minyak kedelai kontrol (sebelum oksidasi).
Tk1 : nilai TBA minyak kedelai kontrol teroksidasi .
HASIL DAN PEMBAHASAN
Metanol 80% merupakan salah satu pelarut optimum
dalam mengekstrak isoflavon dari kedelai (Coward dkk.,
1993; Susanto dkk., 1998). Selain metanol 80%, etanol
70% juga mampu mengekstrak isoflavon secara optimal
(Kudou dkk., 1991). Kandungan isoflavon dalam kedelai
dapat mencapai 3 mg/g berat kering (Kudou dkk., 1991).
Isoflavon dalam kedelai sebagian besar merupakan
isoflavon glikosidik. Proses perendaman dan fermentasi
kedelai mampu menaikkan kadar isoflavon aglikon
(Coward dkk., 1993). Enzim β-glukosidase mampu
mengubah isoflavon glikosidik menjadi isoflavon aglikon.
Enzim tersebut dimiliki sebagian besar mikroba (Purwoko
dkk., 2001).
Oksidasi lemak menghasilkan senyawa peroksida
lemak. Senyawa peroksida lemak mudah terdekomposisi
menjadi lemak rantai pendek dan senyawa karbonil, yaitu
alkohol, aldehida, dan asam karboksilat. Secara kulitatif,
lemak teroksidasi dapat diketahui dengan timbulnya aroma
tengik. Secara kuantitatif, lemak teroksidasi dapat diketahui
dengan mengukur penambahan berat dan nilai TBA lemak
teroksidasi.
TBA dapat bereaksi dengan aldehida dan keton, tetapi
warna merah dihasilkan dari reaksi TBA dengan
dialdehida. Karena dialdehida dihasilkan dari oksidasi
asam lemak tidak jenuh, maka penelitian ini menggunakan
minyak yang mengandung relatif banyak asam lemak tidak
jenuh, yaitu minyak kedelai.
Oksidasi lemak dapat dipicu oleh logam berat, radikal
bebas, dan pemanasan. Suhu 170°C merupakan suhu
optimum dalam penggorengan. Purwoko dkk. (2001)
melaporkan, bahwa minyak kedelai yang teroksidasi pada
suhu 170°C selama 30 menit mempunyai nilai TBA
mendekati nilai TBA maksimum minyak kedelai
teroksidasi, sehingga pemanasan dilakukan selama 15
menit. Minyak kedelai teroksidasi juga dipanaskan pada
saat uji TBA, sehingga minyak kedelai dapat teroksidasi
lagi. Oksidasi lanjutan itu dapat dihambat dengan
menambahkan BHT, suatu antioksidan sintetik yang telah
digunakan secara komersial pada makanan.
Penghambatan oksidasi minyak kedelai.
Penghambatan oksidasi minyak kedelai oleh ampas
tahu terfermentasi dapat diperiksa pada Gambar 1. Ampas
tahu mampu menghambat oksidasi minyak kedelai sampai
16 hari. Ampas tahu terfermentasi N. sitophila, R.
oligosporus, dan R. oryzae mampu menghambat oksidasi
minyak kedelai lebih lama daripada ampas tahu pada
semua umur fermentasi. semakin lama umur fermentasi
ampas tahu oleh N. sitophila dan R. oligosporus, maka
semakin lama oksidasi minyak kedelai terhambat dan
mencapai maksimum, masing-masing pada umur
fermentasi 2 dan 3 hari. Pada umur fermentasi selanjutnya,
kemampuan menghambat oksidasi minyak kedelai ampas
tahu terfermentasi N. sitophila dan R. oligosporus semakin
menurun. Ampas tahu terfermentasi N. sitophila umur 2
hari fermentasi dan R. oligosporus umur 3 hari mampu
menghambat oksidasi lemak selama 27 dan 28 hari.
N. sitophila dan R. oligosporus pada ampas tahu mulai
bersporulasi pada umur 2 dan 3 hari. Pada saat itu pula
diperoleh kemampuan menghambat oksidasi minyak
kedelai tertinggi. Hal itu menunjukkan, bahwa kandungan
tertinggi isoflavon aglikon pada ampas tahu terfermentasi
N. sitophila dan R. oligosporus terjadi pada awal sporulasi.
Ampas tahu terfermentasi R. oryzae umur 1 hari mampu
menghambat oksidasi minyak kedelai lebih besar daripada
umur 2 hari (Gambar 1). Akan tetapi, ampas tahu
terfermentasi R. oryzae umur 3 hari menghambat oksidasi
PURWOKO dkk. – Aktivitas antioksidasi ampas tahu terfermentasi
15
isoflavon glikosidik (Wang dkk., 1998). Isoflavon
aglikon diperoleh dari transformasi isoflavon
25
23
glikosidik dan diperantarai enzim β-glukosidase dan
22
22
22
20
20
perendaman kedelai dalam suasana asam (Kudou
20
dkk., 1991). Glukosa yang terdapat dalam isoflavon
16
glikosidik
diperlukan
mikroba
dalam
15
pertumbuhannya. Oleh karena itu, mikroba
menyintesis enzim β-glukosidase yang dapat
10
memecah isoflavon glikosidik menjadi isoflavon
aglikon dan glukosa.
5
Oksidasi lemak menghasilkan radikal bebas.
0
Radikal bebas dapat stabil, jika memperoleh
hidrogen. Hidrogen diperoleh dari asam lemak lain
atau antioksidan. Isoflavon berkompetisi dengan
asam lemak dalam memberikan hidrogen. Oleh
Gambar 1. Oksidasi minyak kedelai ampas tahu terfermentasi pada
karena itu, aktivitas antioksidatif ampas tahu
minyak kedelai. Keterangan: At: ampas tahu; N.s.: N. sitophila; R.o.: R.
terfermentasi diekspresikan dalam prosentase.
oligosporus; R.or.: R. oryzae; angka 1-5 menunjukkan umur fermentasi.
Aktivitas antioksidatif ampas tahu terfermentasi
berdasarkan uji TBA diekspresikan dalam
minyak kedelai lebih kuat daripada umur 1 hari. Pada saat persentase dan dapat dilihat pada Gambar 2. Aktivitas
itu dicapai nilai maksimum penghambatan oksidasi minyak antioksidatif semakin naik seiring kenaikan kadar ekstrak
kedelai, yaitu 26 hari. Hal itu karena R. oryzae mampu ampas tahu terfermentasi dalam minyak kedelai. Hal itu
mengubah genistein menjadi isoflavon lain, yang diduga terlihat pada ampas tahu terfermentasi 3 mikroba tersebut.
mempunyai aktivitas antioksidatif lebih kuat daripada Nilai maksimum aktivitas antioksidatif diperoleh pada
genistein (Purwoko, 2001). Isoflavon lain itu kemungkinan kadar tertinggi, yaitu 400 ppm ekstrak ampas tahu
dibentuk pada awal sporulasi dan mencapai jumlah terfermentasi. Aktivitas antioksidatif 400 ppm ampas tahu
maksimum pada akhir sporulasi, karena sporulasi R. oryzae terfermentasi N. sitophila, R. oligosporus, dan R. oryzae,
mencapai maksimum pada umur 3 hari dan pada saat itu masing-masing sebesar 97,7%, 98,0%, dan 95,3%. Hal itu
penghambatan oksidasi minyak kedelai oleh ampas tahu menunjukkan, bahwa N. sitophila, R. oligosporus, dan R.
terfermentasi R. oryzae mencapai maksimum. Esaki dkk. oryzae menghambat kuat (lebih dari 95%) oksidasi minyak
(1998) menemukan, bahwa Aspergillus saitoi mampu kedelai.
mengubah daidzein dan genistein menjadi 8-hidroksi
Aktivitas antioksidatif ampas tahu terfermentasi R.
daidzein dan 8-hidroksi genistein pada saat sporulasi dan oryzae sedikit lebih kecil daripada ampas tahu
aktivitas antioksidatif 8-hidroksi daidzein dan 8-hidroksi terfermentasi R. oligosporus. Jumlah daidzein dan genistein
genistein lebih kuat daripada daidzein dan genistein.
pada tempe terfermentasi R. oligosporus sekitar dua kali
lipat lebih banyak daripada tempe terfermentasi R. oryzae
Aktivitas antioksidatif ampas tahu terfermentasi.
(Purwoko dkk., 2001). Dengan demikian semakin kuat
Aktivitas antioksidatif ampas tahu terfermentasi tidak dugaan, bahwa terdapat senyawa lain yang mempunyai
terlepas dari kemampuan mikroba dalam menghasilkan aktivitas antioksidatif lebih kuat daripada daidzein dan
isoflavon aglikon, karena ampas tahu masih mengandung
genistein, pada ampas tahu terfermentasi R.
oryzae.
28
26
26
R.or.-5
R.or.-4
R.or.-3
24
R.or.-2
R.o.-5
R.or.-1
24
R.o.-3
R.o.-1
N. s.-5
N. s.-3
24
N. s.-2
At
N. s.-1
Kontrol
24
25
R.o.-4
26
R.o.-2
27
N. s.-4
Hari 30
KESIMPULAN
Gambar 2. Aktivitas antioksidatif ekstrak ampas tahu terfermentasi (Ns-2, ampas
tahu terfermentasi N. sitophila umur 2 hari; Ro-3, ampas tahu terfermentasi R.
oligosporus umur 3 hari fermentasi; Ror-3, ampas tahu terfermentasi R. oryzae
umur 3 hari).
Ampas tahu terfermentasi mempunyai
aktivitas antioksidatif tertinggi pada saat
mikroba bersporulasi. Aktivitas antioksidatif
tertinggi ampas tahu terfermentasi N.
sitophila dan R. oligosporus terjadi pada
awal sporulasi, yaitu pada umur 2 dan 3 hari
fermentasi. Aktivitas antioksidatif tertinggi
ampas tahu terfermentasi R. oryzae terjadi
pada akhir sporulasi, yaitu umur 3 hari.
Aktivitas
antioksidatif
ampas
tahu
terfermentasi (400 ppm) N. sitophila, R.
oligosporus, dan R. oryzae terhadap oksidasi
minyak kedelai, masing-masing sebesar
97,7; 98,0; dan 95,3%.
16
BioSMART Vol. 5, No. 1, April 2003, hal. 13-16
DAFTAR PUSTAKA
Coward, L., N.C. Barnes, K.D.R. Setchell, dan S. Barnes. 1993. Genistein,
daidzein, and their β-glucoside conjugates: antitumor isoflavones in
soybean foods from American and Asian diets. Journal of
Agricultural Food Chemistry 41: 1961-1967.
Esaki, H., H. Onozaki, Y. Morimitsu, S. Kawakishi, dan T. Osawa. 1998.
Potent antioxidative isoflavones isolated from soybeans fermented
with Asspergilus saitoi. Bioscience Biotechnology and Biochemistry
62 (4): 740-746.
Jacob, R.A. 1994. Nutrition, health and antioxidants. INFORM. 5: 12711275.
Kishida, E., S. Tokumaru, Y. Ishitani, M. Yamamoto, M. Oribe, H.
Iguchi, dan S. Kojo. 1993. Comparison of the Formation of
Malondialdehyde and Thiobarbituric Acid Reactive Substances from
Autoxidized Fatty Acid Based on Oxigen Consumption. Journal of
Agricultural Food Chemistry 41: 1598-1600.
Kudou, S., Y. Fleury, D. Welti, D. Magnolato, T. Uchida, K. Kitamura,
dan K. Ukobo. 1991. Malonyl Isoflavone Glycosides in Soybean
Seeds (Glycine max Merrill). Agricurture, Biology and Chemistry
55: 2227-2233.
Peterson, G. dan S. Barnes. 1991. Genistein nhibition of the Growth of
Human Breast Cancer: Independence from Estrogen Receptors and
Multidrug Resistance Gene. Biochemistry and Biophysics Research
Communication 179: 661-667
Purwoko, T. 2001. Biotransformasi Isoflavon oleh Rhizopus oryzae
UlCC 524 dan Rhizopus microsporus var chinensis UICC 521 pada
Fermentasi Tempe dan Aktivitas Antioksidan Isoflavon Aglikon
terhadap Oksidasi Minyak Kedelai. [Tesis]. Jakarta: PPS Biologi
FMIPA UI.
Purwoko, T., S. Pawiroharsono, dan I. Gandjar. 2001. Biotransformasi
isoflavon oleh Rhizopus oryzae UICC 524. BioSMART 3 (2): 7-12.
Susanto, T., E. Zubaidah dan S. B. Wijanarko. 1998. Studi tentang
aktivitas antioksidan pada tempe terhadap lama fermentasi jenis
pelarut dan ketahanan terhadap proses pemanasan. Prosiding Seminar
Nasional Teknologi Pangan dan Gizi. Yogakarta 15 Desember 1998.
Wang, C., Q. Ma, S. Pangadala, M.S. Sherrard, dan P.G. Khrisnan. 1998.
Changes of Isoflavones during Processing of Soy Protein Isolates.
Journal of American Oil Chemistry Society 75: 337-341.
Wilbraham, A. L dan M. S. Matta. 1992. Pengantar Kimia Organik dan
Hayati. Penerjemah: Achmadi, S. Bandung: Penerbit ITB.