6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Rebung Bambu Tabah Rebung yang

II.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Rebung Bambu Tabah
Rebung yang sering dikenal dengan nama “bung” (bahasa Jawa), oleh
masyarakat pedesaan sudah sejak jaman dahulu dimanfaatkan sebagai bahan
masakan. Rebung merupakan tunas muda tanaman bambu yang muncul di
permukaan dasar rumpun. Tunas bambu muda tersebut enak dimakan, sehingga
digolongkan ke dalam sayuran. Dalam bahasa Inggris, rebung dikenal dengan
sebutan bamboo shoot.
Rebung
bambu
tabah
merupakan
bambu
yang
tergolong
genera
Gigantochloa ini berasal dari Asia Tropis, sebagian besar terbatas pada kawasan
Burma, Indocina sampai semenanjung Malaya dan Indonesia. Jenis bambu ini
pula umumnya sudah tumbuh liar dan banyak terdapat di daerah tepi sungai dan
lereng gunung di Pupuan, Bali. Klasifikasi botani bambu tabah (Giganthochloa
nigrociliata Buse-Kurz ) adalah kelas : Monocotyledoneae, ordo : Graminales,
family : Gramineae, sub family : Bambusoideae, genus : Gigantochloa, spesies :
Giganthochloa nigrociliata Buse-Kurz (Cronquist, 1988).
Bambu tabah mempunyai batang yang sifatnya simpodial atau berumpun.
Panjang buluh dapat mencapai sekitar 10 m dan ujungnya melengkung, dengan
garis tengahnya sekitar 3-6 cm. Tebal buluhnya mencapai 6 mm, dengan warna
buluh hijau sampai hijau tua, ruas batang mencapai 30-50 cm dengan pelepah
buluh panjangnya 11-18 cm tetap melekat pada buluhnya, pelepah buluh bagian
luar ditumbuhi oleh bulu-bulu halus yang melekat berwarna coklat hitam, pelepah
mudah luruh (Kencana et al., 2012). Rebung bambu tabah dapat dipanen setelah
6
7
rumpunnya berumur 3 tahun. Panen dilakukan 2 kali dalam seminggu pada saat
musim hujan. Rebung dipanen 3 hari setelah ujung rebung muncul diatas
permukaan tanah atau rebung mencapai tinggi 30-50 cm. Rebung yang dipanen
pada rumpun bambu yang telah berumur 2-3 tahun, yaitu rebung yang tumbuh
melebihi 10 rebung setiap musim. Rebung yang dipanen diatas permukaan tanah
akan berbeda apabila dipanen pada saat masih dalam tanah (Kencana et al., 2012).
Rebung sangat digemari disamping rasanya enak, mengandung nilai nutrisi tinggi
untuk rebung bambu tabah serta baik untuk kesehatan (Shi dan Yang, 1992).
Gambar bambu tabah dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Bambu tabah (Gigantochloa nigrociliata Buse-Kurz) (Kencana et al.,
2012)
2.2 Serat Pangan (Dietary Fiber)
Bahan pangan yang mengandung serat pangan mempunyai efek positif bagi
sistem metabolisme manusia. Sumber serat pangan sangat mudah ditemukan
dalam bahan makanan seperti pada sayur-sayuran dan buah-buahan. Menurut
Anonim (2001) serat pangan merupakan bagian dari tumbuhan yang dapat
dikonsumsi dan tersusun dari karbohidrat yang memiliki sifat resistan terhadap
8
proses pencernaan dan penyerapan di usus halus manusia serta mengalami
fermentasi sebagian atau keseluruhan di usus besar. Perkembangan penelitian
membuktikan bahwa meski tidak mengandung zat gizi, serat mempunyai fungsi
yang tidak kalah penting dengan zat lainnya dalam memicu terjadinya kondisi
fisiologis dan metabolik yang dapat memberikan perlindungan pada kesehatan
saluran pencernaan, khususnya usus halus dan kolon. Selain itu serat makanan
atau dietary fiber berperan dalam memicu pertumbuhan bakteri asam laktat
(Lactobacillus) yang mempunyai sifat metabolik seperti bifidobakteri dalam
menghasilkan asam lemak rantai pendek (short chain fatty acid) dan perbaikan
sistem immune. Serat pangan secara kimia dapat diklasifikasikan sebagai
polisakarida dan non polisakarida. Serat pangan yang merupakan kelompok
polisakarida adalah selulosa, hemiselulosa (arabinoksilan, galaktomanan dan
glukomanan), sedangkan serat pangan yang tergolong non-polisakarida adalah
lignin (Muchtadi, 2000). Puspaningrum (2014) menyebutkan kandungan
komponen serat tepung rebung bambu tabah tertinggi meliputi hemiselulosa
30,99% (bk), selulosa 37,55% (bk) dan lignin 4,05% (bk).
2.3 Prebiotik
Prebiotik pada umumnya merupakan karbohidrat yang tidak dapat dicerna,
namun memiliki pengaruh baik terhadap ekosistem mikroflora probiotik dalam
usus sehingga dapat memberikan efek kesehatan pada manusia dan binatang.
Menurut Kolida (2002) prebiotik adalah komponen dalam bahan pangan yang
tidak dapat dicerna oleh usus manusia, namun berperan sebagai sumber makanan
(substrat) bagi bakteri-bakteri tertentu dalam usus besar yang bermanfaat bagi
kesehatan manusia. Komponen prebiotik akan mengalami fermentasi di dalam
9
usus besar sehingga memiliki kemampuan untuk menjaga keberadaan bakteri
yang bermanfaat bagi kesehatan. Prebiotik dapat memupuk pertumbuhan bakteri
yang bermanfaat, namun tidak menyuburkan keberadaan bakteri. Bahan makanan
yang diklasifikasikan sebagai prebiotik harus memenuhi syarat sebagai berikut: 1)
tidak dihidrolisis atau diabsorbsi oleh sistem pencernaan bagian atas, 2)
difermentasi pada usus besar hanya oleh bakteri yang bermanfaat bagi kesehatan,
3) mampu mengatur komposisi mikroflora pada usus besar menuju komposisi
yang ideal bagi kesehatan, dengan cara meningkatkan jumlah bakteri yang
bermanfaat dan mengurangi jumlah bakteri yang tidak bermanfaat (Kolida, 2002).
Di dalam usus besar, bahan prebiotik akan difermentasi oleh bakteri
probiotik terutama Bifidobacetria dan Lactobacillus dan menghasilkan asam
lemak rantai pendek dalam bentuk asam asetat, propionat, butirat, L-laktat, juga
karbondioksida dan hidrogen. Selanjutnya asam lemak rantai pendek tersebut
digunakan oleh tubuh sebagai sumber energi yang ideal bagi kesehatan dengan
cara meningkatkan jumlah bakteri yang bermanfaat dan mengurangi jumlah
bakteri yang tidak bermanfaat. Kandungan serat pangan dan oligosakarida seperti
sukrosa dan rafinosa pada tepung rebung bambu tabah dapat dikembangkan
sebagai prebiotik.
10
2.4 Pertumbuhan Mikroba
Menurut Waluyo (2004), ada 4 fase pertumbuhan mikroba, diantaranya
adalah fase lag, fase log, fase stasioner dan fase kematian. Kurva pertumbuhan
bakteri dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Kurva pertumbuhan bakteri, menunjukkan empat fase pertumbuhan : a
: fase lag; b : fase log; c : fase stasioner dan d : fase kematian (Brock
dan Madigan, 1991).
1.
Fase lag (lag phase)
Fase yang terjadi antara beberapa jam tergantung pada umur sel
inokulum, spesies, dan lingkungannya. Fase lag ini dibutuhkan untuk
kegiatan metabolisme dalam penyesuaian terhadap kondisi pertumbuhan
dalam lingkungan yang baru.
2. Fase log (log phase)
Setelah mampu beradaptasi dengan kondisi baru, sel-sel ini akan
tumbuh dan membelah diri sehingga masa dan volume sel meningkat dengan
kecepatan konstan yang ditentukan oleh sifat intrinsik mikroba dan kondisi
lingkungan. Dalam hal ini terdapat keragaman kecepatan pertumbuhan
berbagai mikroba.
11
3. Fase stasioner (stationary phase)
Populasi mikroba tidak dapat tetap tumbuh secara eksponensial
dengan kecepatan tinggi untuk jangka waktu yang lama. Pertumbuhan
populasi mikroba biasanya dibatasi oleh habisnya nutrisi yang tersedia,
akibatnya kecepatan pertumbuhan menurun dan pertumbuhan akhirnya
terhenti dan pada titik ini dikatakan sebagai fase tetap (stationary phase).
Komposisi sel-sel pada fase ini berbeda dibandingkan dengan sel-sel saat fase
eksponensial dan umumnya lebih tahan terhadap perubahan panas, dingin
maupun radiasi.
4. Fase kematian (death phase)
Sel-sel yang terdapat pada fase tetap, akhirnya akan mati bila tidak di
pindahkan ke media baru. Pada saat ini jumlah sel yang mati lebih banyak
daripada sel yang hidup. Kecepatan kematian berbeda-beda tergantung dari
lingkungan dan spesies mikroba.
2.5 Bakteri Asam Laktat (BAL)
Bakteri Asam Laktat (BAL) merupakan kelompok spesies bakteri yang
mempunyai kemampuan untuk membentuk asam laktat dari metabolisme
karbohidrat dan tumbuh pada pH lingkungan rendah. Asam laktat yang dihasilkan
akan menurunkan nilai pH dari lingkungan pertumbuhannya dan menimbulkan
rasa asam. Kelompok bakteri ini termasuk golongan bakteri gram positif.
Sebagian besar berkatalase negatif, tidak membentuk spora, berbentuk batang dan
kokus, serta dapat tumbuh dengan atau tanpa oksigen. Secara ekologis, kelompok
bakteri ini sangat bervariasi dan anggota spesiesnya dapat mendominasi di
berbagai makanan, minuman atau habitat lain seperti jerami, rongga mulut
12
maupun perut hewan. Di bidang mikrobiologi BAL dapat memfermentasi
berbagai bahan pangan dan minuman. Beberapa sifat khusus bakteri ini yaitu
mampu tumbuh pada kadar gula dan alkohol tinggi, tumbuh pada kisaran suhu 550°C, tumbuh pada kisaran pH 3,8-8,0 dan mampu tumbuh bersama-sama dengan
yeast dan jamur.
Sifat yang terpenting dari BAL adalah memiliki kemampuan untuk
memfermentasi gula menjadi asam laktat. Sifat ini penting dalam pembuatan
produk-produk fermentasi seperti fermentasi sayur-sayuran (sauerkraut, pikel dan
lain-lain), fermentasi susu (keju, yoghurt, susu asam, dan lain-lain), dan
fermentasi ikan (pasta ikan, kecap ikan, terasi dan lain-lain). Karena produksi
asam oleh BAL berjalan secara cepat, maka pertumbuhan mikroba lain yang tidak
diinginkan dapat terhambat (Fardiaz, 1992). Berdasarkan tipe fermentasi, BAL
terbagi
menjadi
homofermentatif
dan
heterofermentatif.
Kelompok
homofermentatif menghasilkan asam laktat sebagai produk utama dari fermentasi
gula, sedangkan kelompok heterofermentatif menghasilkan asam laktat dan
senyawa lain yaitu CO2, etanol, asetaldehid, dan diasetil. Pertumbuhan BAL
dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain :
a) Lama fermentasi
Mikroorganisme diinokulasi pada media, pertumbuhan yang terlihat mula mula adalah suatu pembesaran ukuran, volume dan berat sel. Ketika ukurannya
telah mencapai kira-kira dua kali dari besar sel normal, sel tersebut membelah dan
menghasilkan dua sel. Sel-sel tersebut kemudian tumbuh dan membelah diri
menghasilkan empat sel. Selama kondisi memungkinkan, pertumbuhan dan
pembelahan sel berlangsung terus sampai sejumlah besar populasi sel terbentuk.
13
Waktu antara masing-masing pembelahan sel berbeda-beda tergantung dari
spesies dan kondisi lingkungannya, tetapi untuk kebanyakan bakteri waktu ini
berkisar antara 10-60 menit. Tipe pertumbuhan yang cepat ini disebut
pertumbuhan logaritmis atau eksponensial karena bila log jumlah sel digambarkan
terhadap waktu dalam grafik akan menunjukkan garis lurus.
b) pH (keasaman)
Makanan yang mengandung asam biasanya tahan lama, tetapi jika oksigen
cukup jumlahnya dan bakteri dapat tumbuh serta fermentasi berlangsung terus,
maka daya awet dari asam tersebut akan hilang. Pada keadaan ini mikroba
proteolitik dan lipolitik dapat berkembang biak.
c) Suhu
Tiap-tiap mikroorganisme memiliki suhu pertumbuhan maksimal, minimal
dan optimal yaitu suhu yang memberikan pertumbuhan terbaik dan perbanyakan
diri tercepat. Mikroorganisme dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok
berdasarkan suhu pertumbuhan yang diperlukannya yaitu golongan psikrofil,
tumbuh pada suhu dingin dengan suhu optimal 10-20°C, golongan mesofil
tumbuh pada suhu sedang dengan suhu optimal 20-45°C dan golongan termofil
tumbuh pada suhu tinggi dengan suhu optimal 50-60°C. Bakteri bervariasi dalam
hal suhu optimum untuk pertumbuhan dan pembentukan asam. Kebanyakan
bakteri dalam kultur laktat mempunyai suhu optimum 30°C, tetapi beberapa
kultur dapat membentuk asam dengan kecepatan yang sama pada suhu 37°C
maupun 30°C.
14
d) Oksigen
Tersedianya oksigen dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme.
Bakteri diklasifikasikan menjadi empat kelompok yaitu aerob obligat (tumbuh
jika persediaan oksigen banyak), aerob fakultatif (tumbuh jika oksigen cukup,
juga dapat tumbuh secara anaerob), anaerob obligat (tumbuh jika tidak ada
oksigen) dan anaerob fakultatif (tumbuh jika tidak ada oksigen juga dapat tumbuh
secara aerob) (Supardi, 1999).
Bakteri yang termasuk ke dalam BAL adalah famili Lactobacillaceae, yaitu
Lactobacillus, dan famili Streptococcoceae, terutama Leuconostoc, Streptococcus
dan Pediococcus. Streptococcus, Pediococcus dan beberapa spesies Lactobacillus
bersifat homofermentatif, sedangkan Leuconostoc dan spesies Lactobacillus yang
lain bersifat heterofermentatif.
2.6 Lactobacillus casei
Lactobacillus casei adalah bakteri gram-positif, anaerob, tidak memiliki alat
gerak, tidak menghasilkan spora, berbentuk batang dan menjadi salah satu bakteri
yang berperan penting dalam pencernaan. Lactobacillus adalah bakteri yang bisa
memecah protein, karbohidrat, dan lemak dalam makanan, dan membantu
penyerapan elemen penting dan nutrisi seperti mineral, asam amino, dan vitamin
yang dibutuhkan manusia dan hewan untuk bertahan hidup (Evillya, 2010).
Bakteri ini berukuran 0,7-1,1 x 2,0-4,0 µm dan merupakan bakteri yang penting
dalam pembentukan asam laktat. Secara alamiah Lactobacillus casei terdapat di
membran mukosa dan sistem pencernaan khususnya menempel di dinding usus
(flora normal). Lactobacillus casei digolongkan ke dalam probiotik karena dapat
meningkatkan kesehatan. Bakteri ini dapat meningkatkan fungsi pencernaan
15
dengan cara memproduksi asam laktat dan menurunkan jumlah bakteri yang
merugikan dalam saluran pencernaan.
Penelitian Puspaningrum (2014) mengatakan bahwa BAL yang di uji secara
in vitro dapat tumbuh dengan baik pada media yang ditambah tepung rebung
bambu tabah. Rebung bagian atas dan tengah dapat menstimulasi pertumbuhan L.
casei subsp. rhamnosus lebih baik dibandingkan dengan Lactobacillus
acidophilus, L. brevis, Bifidobacterium bifidum.
2.7 Fermentasi Asam Laktat
Fermentasi merupakan proses yang memanfaatkan kemampuan mikroba
untuk menghasilkan metabolit primer dan metabolit sekunder dalam suatu
lingkungan yang dikendalikan. Proses pertumbuhan mikroba merupakan tahap
awal proses fermentasi yang dikendalikan terutama dalam pengembangan
inokulum agar dapat diperoleh sel yang hidup. Pengendalian dilakukan dengan
pengaturan kondisi medium, komposisi medium, suplai O2, dan agitasi.
Fermentasi juga diartikan sebagai suatu aktifivitas mikroorganisme terhadap
senyawa molekul organik kompleks seperti protein, karbohidrat, dan lemak yang
mengubah senyawa-senyawa tersebut menjadi molekul-molekul yang lebih
sederhana, mudah larut dan kecernaan tinggi. Menurut Winarno (1984) terjadinya
fermentasi dapat menyebabkan perubahan sifat pangan sebagai akibat pemecahan
kandungan-kandungan bahan pangan tersebut. Air, suhu, pH, oksigen, dan nutrisi
yang tersedia merupakan faktor yang mempengaruhi proses fermentasi (Supardi
dan Sukamto, 1999). Fermentasi asam laktat terbagi menjadi dua jenis, yaitu
homofermentatif (sebagian besar hasil akhir merupakan asam laktat) dan
16
heterofermentatif (hasil akhir berupa asam laktat, asam asetat, asam propionat,
asam butirat, etanol dan CO2).
2.8 Asam Lemak Rantai Pendek
Proses fermentasi karbohidrat kompleks oleh mikroba dalam usus akan
menghasilkan asam lemak rantai pendek, methana (CH4), hidrogen (H2), dan
karbon dioksida (CO2). Karbohidrat ini merupakan karbohidrat yang tak dapat
dicerna pada saluran pencernaan bagian atas dan difermentasi pada usus besar
oleh berbagai bakteri saluran pencernaan. Menurut Sartika (2008) asam lemak
rantai pendek merupakan asam-asam organik yang memiliki jumlah atom karbon
berkisar antara 2-4 atom karbon.
Asam lemak rantai pendek (SCFA) memiliki peran yang baik untuk
kesehatan tubuh terutama adalah asam butirat, propionat dan asetat. Cook dan
Sellin (1998) mengatakan bahwa asam lemak rantai pendek dapat mencegah
kanker kolon dan sumber energi bagi tubuh. Selain itu, asam lemak rantai pendek
dapat menstimulasi sistem immune (Otles dan Ozgoz, 2014). Asam laktat akan
menjadikan kondisi usus menjadi asam sehingga bakteri patogen yang tidak tahan
asam akan mati (Cumming, 1995). Asam asetat dapat mempengaruhi kadar asam
lemak pada darah yang dapat secara langsung mencegah terjadinya lipolisis pada
jaringan adiposa. Asam propionat memiliki peran penting dalam menurunkan
kadar gula dalam darah (Tungland dan Meyer, 2002). Asam butirat memberikan
efek perlindungan terhadap kanker kolon (Russo et al., 1999 dalam Karpinnen,
2003).
Asam laktat memiliki rumus senyawa C2H5OCOOH, asam asetat
CH3COOH, asam propionat CH3CH2OCOOH, dan asam butirat CH3CH2
17
CH2OCOOH. Jalur pembentukan asam lemak rantai pendek dapat dilihat pada
Gambar 3.
Gambar 3. Jalur pembentukan asam lemak rantai pendek (Besten et al., 2013).
Fermentasi dalam usus besar berlangsung pada kondisi anaerob. Polimer
susbstrat akan dihidrolisa menjadi monomer unit glukosa, galaktosa, xylosa,
arabinosa, yang kemudian akan difermentasi melalui glikolisis menjadi asam
piruvat. Setelah dalam bentuk piruvat, akhirnya diubah menjadi asam lemak rantai
pendek dan sebagian gas. Asam lemak rantai pendek hasil fermentasi akan diserap
18
pada lokasi usus besar dan diangkut ke hati melalui sirkulasi enterohepatik. Hasil
samping selain asam lemak rantai pendek akibat fermentasi bakteri diantaranya
methana (CH4), hidrogen (H2), dan karbon dioksida (CO2). Menurut Topping dan
Clifton (2001) persamaan fermentasi karbohidrat menjadi asam lemak rantai
pendek oleh bakteri dalam kolon adalah sebagai berikut:
59 C6H12O6 + 38 H2O → 60 CH3COOH + 22 CH3CH2COOH + 18
CH3CH2CH2COOH + 96 CO2 + 268 H+ + panas + bakteri tambahan.