Media Farmasi Indonesia Vol 9 No 1 INDEKS GLIKEMIK DAN ANALISIS MAKRONUTRIEN TEPUNG UMBI KIMPUL (Xanthosoma violaceum Schott.) SEBAGAI ANTIDIABETES MELITUS TIPE II GLYCEMIC INDEX AND MACRONUTRIENT ANALYSIS FLOUR TUBER KIMPUL (Xanthosoma violaceum Schott.) AS ANTIDIABETIC MELLITUS TYPE II Ika Puspitaningrum*, Lia Kusmita, Mutmainah STIFAR “Yayasan Pharmasi” Semarang *Email: [email protected] Diabetes mellitus tipe 2 atau diabetes mellitus tidak tergantung insulin (DMTTI) merupakan tipe diabetes melitus yang terjadi karena menurunnya kepekaan jaringan pada insulin. Tepung umbi kimpul (Xanthosoma violaceum Schott.) telah terbukti sebagai antidiabetes mellitus tipe II. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai indeks glikemik tepung umbi kimpul. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui kadar makronutrien dalam tepung umbi kimpul yang meliputi karbohidrat, protein, lemak dan serat. Pengukuran nilai indeks glikemik menggunakan hewan uji tikus jantan galur Wistar usia 2-3 bulan sebanyak 15 ekor. Hewan uji dibagi menjadi 3 kelompok perlakuan yaitu pemberian glukosa standar dan suspensi tepung umbi kimpul dalam CMC-Na 0,1 % dosis 2g/kg berat badan serta CMC Na 0,1% secara oral. Selanjutnya sampling serum darah tikus dilakukan pada jam ke-0, 1 dan 2 setelah pemberian bahan uji. Penetapan kadar glukosa darah menggunakan metode GOD-PAP. Kadar glukosa darah yang diperoleh selanjutnya dihitung nilai indeks glikemiknya (IG). Nilai IG suweg dapat dilakukan dengan cara membandingkan nilai Area Under Curve (AUC) glukosa darah individu setelah pemberian sampel dengan nilai AUC glukosa standar yang bernilai IG 100. Perhitungan AUC mengikuti rumus trapesium yang terbentuk di daerah bawah kurva antara waktu (jam) dengan kadar glukosa (mg/dL). Hasil penelitian menunjukkan nilai Indeks Glikemik tepung umbi kimpul sebesar 0,29. Nilai IG tepung umbi kimpul masuk klasifikasi IG yang sangat rendah. Analisa makronutrien menunjukkan bahwa tepung umbi kimpul mengandung karbohidrat sebesar 52,2%, protein sebesar 3,07%, lemak sebesar 0,44% dan serat sebesar 3,00%. Kata kunci: umbi kimpul, indeks glikemik, karbohidrat, protein, lemak, serat atau keduanya. Diabetes melitus tipe 2 PENDAHULUAN Diabetes merupakan atau disebut juga diabetes melitus tidak suatu kelompok penyakit gangguan tergantung insulin (DMTTI) merupakan metabolik salah satu tipe diabetes melitus yang hiperglikemia melitus dengan karakteristik (peningkatan kadar terjadi karena menurunnya kepekaan glukosa darah) yang terjadi karena jaringan pada insulin. Dan hampir 80% kelainan sekresi insulin, kerja insulin pasien diabetes melitus tipe 2 menderita 639 Media Farmasi Indonesia Vol 9 No 1 obesitas atau mengalami peningkatan membantu orang untuk mengendalikan asam lemak bebas di dalam tubuh rasa lapar, nafsu makan, dan kadar gula (Prince and Wilson, 2005). darah. Indeks glikemik membantu orang Penatalaksanaan diabetes melitus yang sedang berusaha menurunkan secara nonfarmakologi yaitu dengan berat melakukan diet. Salah satu tujuan makanan yang “cepat” mengenyangkan intervensi diet/gizi pada dan tahan lama (Rimbawan dan Siagian, diabetes melitus adalah mengendalikan untuk cara memilih 2004). Kimpul (Xanthosoma violaceum mencegah Schott.) merupakan salah satu contoh komplikasi akut maupun kronis yang umbi-umbian yang dapat digunakan dapat sebagai sumber diet makanan. Umbi darah, glukosa dengan dan lemak kadar penderita tubuh serta membawa kematian atau disabilitas. Konsensus PERKINI 2002 Kimpul tentang bagi makanan kesehatan dan harga umbi penyandang diabetes di Indonesia telah kimpul juga relatif murah. Tepung umbi menyusun sejumlah pedoman. Pedoman kimpul tersebut dengan kadar glukosa darah pada tikus jantan pada yang diberi diet lemak tinggi dan persentase hidrat arang, protein, dan fruktosa dengan dosis efektif sebesar lemak, yaitu hidrat arang 60-70%, 270 mg/kgBB tikus (Puspitaningrum, lemak 20-25% dan protein 10-15%. dkk, 2014). Oleh karena itu, tepung Jumlah kandungan kolesterol < 300 umbi kimpul agar dapat digunakan mg/hari dan kandungan serat ± 25 sebagai salah satu alternatif diet bagi gram/hari, khususnya serat larut. Jumlah penderita diabetes garam sama seperti yang dianjurkan penelitian perlu untuk orang normal sedangkan pemanis mengetahui kandungan makronutrient pengganti boleh digunakan asalkan serta nilai indeks glikemiknya. komposisi perencanaan adalah yang makan hidangan seimbang dapat dikonsumsi terbukti dapat sebagai menurunkan melitus, maka dilakukan untuk tidak berlebihan (Hartono, 2006). Selain itu, makanan bagi penderita diabetes melitus diharapkan mempunyai nilai indeks glikemik yang rendah. Makanan yang memiliki IG rendah METODOLOGI a. Bahan Bahan Kimpul utama (Xanthosoma adalah umbi violaceum 640 Media Farmasi Indonesia Vol 9 No 1 Schott.) yang diperoleh dari Salatiga, pengering suhu 60o C selama 7 hari. akuades, CMC Na. Umbi kimpul yang telah kering digiling Hewan percobaan yang dan diayak dengan ayakan 80 digunakan adalah tikus putih (Rattus Serbuk norvegicus) galur Wistar dengan berat disuspensikan dengan Na CMC 0,1% badan dalam akuades. 120-200 gram, jantan dan berumur 2-3 bulan. Tikus ditempatkan d. dalam kandang plastik yang diberi alas umbi kimpul mesh. selanjutnya Analisis Indeks Glikemik Percobaan sekam dan berada dalam ruangan menggunakan dengan suhu 23o-25oC. Pakan tikus masing-masing perlakuan. Tikus yang berupa pelet dan air/minuman diberikan digunakan usia 2-3 bulan, kemudian secara ad libitum. glukosa standar dosis 6,75 g/kgbb tikus b. Peralatan dan suspensi tepung umbi kimpul dalam Alat yang digunakan dalam CMC-Na 0,1% dengan dosis 2 g/kgbb penelitian ini adalah erlenmeyer, pipet tikus, serta CMC Na 0,1% diberikan volume, beker glass, gelas ukur, cawan secara porselin, oven, penangas air, labu sampling darah tikus pada jam ke-0, 1 kjeldahl, dan 2 setelah pemberian bahan uji. saring, destilator, corong soxhlet, kaca, pipet kertas tetes, Kadar oral. 5 dilakukan ekor tikus Selanjutnya glukosa menggunakan alat Glucotest. labu takar, sonde, labu takar, beker e. glass, lumpang alu, spet injeksi, dilakukan darah indikator universal, plat tetes, bunsen, untuk diukur Analisa Data Nilai Indeks Glikemik tepung kandang hewan uji, skalpel, Glucotest. umbi kimpul dapat dilakukan dengan c. Persiapan sediaan uji cara Umbi kimpul yang diperoleh glukosa darah tikus setelah pemberian dikupas kulitnya, dicuci bersih dengan sampel dengan nilai AUC glukosa air mengalir selama 5 menit. Umbi standar kimpul direndam dalam air garam 1% Perhitungan AUC mengikuti rumus selama 20 menit, kemudian dicuci trapesium yang terbentuk di daerah kembali Selanjutnya dengan umbi membandingkan yang bernilai nilai IG AUC 100. air mengalir. bawah kurva antara waktu (jam) dengan kimpul dipotong kadar glukosa (mg/dL). tipis-tipis, dikeringkan dalam lemari 641 Media Farmasi Indonesia Vol 9 No 1 = untuk menghilangkan zat-zat pengotor dalam talas. Penurunan kadar oksalat terjadi karena reaksi antara natrium klorida (NaCl) dan kalsium oksalat AUC Total = (CaC2O4). Garam (NaCl) dilarutkan dalam air terurai menjadi ion-ion Na+ HASIL DAN PEMBAHASAN dan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar makronutien dalam tepung umbi kimpul yang meliputi karbohidrat, protein, lemak dan serat. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui nilai indeks glikemik dari tepung umbi kimpul. diperoleh dari Salatiga. Selanjutnya kimpul memastikan dideterminasi bahwa sampel untuk yang diperoleh benar-benar kimpul seperti yang dikehendaki. Ion-ion tersebut bersifat sepereti magnet. Ion Na+ menarik ionion yang bermuatan negatif dan Ion Clmenarik ion-ion yang bermuatan positif. Sedangkan kalsium oksalat (CaC2O4) dalam air terurai menjadi ion-ion Ca2+ dan C2O42-. Na+ mengikat ion C2O42membentuk natrium oksalat (Na2C2O4). Umbi kimpul yang digunakan umbi Cl-. Determinasi dilakukan di Bagian Biologi Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Hasil yang diperoleh umbi kimpul memiliki nama latin Xanthosoma violaceum Schott. Umbi kimpul yang diperoleh dikupas kulitnya, dicuci bersih dengan air mengalir selama 5 menit. Umbi kimpul direndam dalam air garam 1% selama 20 menit, kemudian dicuci kembali dengan air mengalir. Pencucian dan perendaman dengan air berfungsi Ion Cl- mengikat Ca2+ membentuk endapan putih kalsium diklorida (CaCl2) yang mudah larut dalam air. Selanjutnya umbi kimpul dipotong tipis-tipis, dikeringkan dalam lemari pengering suhu 60o C selama 7 hari. Umbi kimpul yang telah kering digiling dan diayak dengan ayakan 80 mesh. Hal ini untuk mempermudah pembuatan sediaan yang nantinya akan diberikan pada hewan uji secara oral, yaitu sediaan suspensi dengan CMC Na 0,1% dalam akuades. Selanjutnya pengukuran nilai indeks glikemik (IG) tepung umbi kimpul. IG adalah luas kadar perubahan glukosa darah mengikuti konsumsi karbohidrat dicerna relatif terhadap standard glukosa. IG merupakan 642 Media Farmasi Indonesia Vol 9 No 1 parameter yang menentukan besarnya g/kgbb tikus, tepung umbi kimpul 2 respon setelah g/kgbb tikus dalam suspensi CMC Na pengkonsumsian karbohidrat. Pangan 0,1%, suspensi CMC Na 0,1% sebagai yang menaikkan kadar gula darah blanko dengan menggunakan 5 hewan dengan cepat memiliki IG tinggi. uji jantan galur Wistar tiap perlakuan. Sebaliknya, pangan yang menaikkan Nilai indeks glikemik diperoleh dengan kadar lambat cara melakukan sampling kadar glukosa Sebagai darah pada seluruh hewan uji jam ke-0, perbandingan, IG glukosa murni adalah 1 dan 2. Data penentuan nilai indeks 100 (Rimbawan dan Siagian, 2004). glikemik tepung umbi kimpul dapat glukosa gula memiliki darah IG darah dengan rendah Pada penelitian ini diberikan dilihat pada tabel 1. perlakuan glukosa standar dosis 6,75 Tabel 1. Penentuan Nilai Indeks Glikemik Tepung Umbi Kimpul Kelompok Glukosa CMC Na 0,1 % Tepung umbi kimpul Rerata Kadar Glukosa Darah (mg/dl) Jam Ke0 1 2 86 456,8 276,2 109,8 107 92,8 105,6 105,8 103,2 AUC (mg.jam/dl) IG 637,9 1,9 100 0,29 Berdasarkan tabel 1 dan gambar pangan dapat diklasifikasikan sebagai 1, rerata kadar glukosa darah kelompok berikut IG tinggi (>70), IG sedang (55- tepung umbi kimpul 1 jam setelah 70), dan IG rendah (<55). Suatu pangan pemberian glukosa menunjukkan nilai dengan IG rendah < 55 (slow release yang rendah bila dibandingkan dengan carbohydrate), kelompok pemberian glukosa. Hal ini dipecah menunjukkan sangat rendahnya respon melepaskan glukosa ke dalam darah glukosa darah setelah pengkonsumsian dengan lambat. Hal ini menyebabkan tepung umbi kimpul. Selain itu, tepung pelepasan insulin terjadi secara bertahap umbi kimpul juga memiliki nilai IG untuk merespon adanya glukosa dalam yang rendah sebesar 0,29. Menurut darah (Willet, dkk. 2005). Oleh karena Rimbawan itu, tepung umbi kimpul dapat dijadikan dan Siagian (2004), IG dengan karbohidrat lambat akan sehingga 643 Media Farmasi Indonesia Vol 9 No 1 terapi diet bagi penderita diabetes mellitus. Gambar 1. Rerata kadar glukosa darah (mg/dl) pada jam ke 0,1,dan 2 pada pengukuran nilai indeks glikemik Selanjutnya makronutrien dilakukan analisis untuk adalah kadar serat pangan, kadar karbohidrat, kadar lemak dan protein mengetahui persen kadar karbohidrat, pangan. Analisa protein, lemak dan serat dalam tepung dilakukan di umbi kimpul. Menurut Rimbawan dan fakultas kimia Universitas Kristen Satya Siagian (2004) nilai indeks glikemik Wacana (IG) pangan, dipengaruhi makronutrien makronutrien tepung umbi kimpul dapat dalam makanan tersebut, diantaranya dilihat laboratorium Salatiga. pada makronutrien kimia Kandungan gambar 2. Gambar 2. Diagram Kandungan Makronutrien Tepung Umbi Kimpul 644 Media Farmasi Indonesia Vol 9 No 1 Rendahnya kadar karbohidrat pertumbuhan dan perkembangan tubuh, dalam tepung umbi kimpul, yaitu memelihara sebesar memperbaiki serta mengganti jaringan 52,2%, menyebabkan rendahnya nilai IG. IG merupakan yang parameter yang menentukan besarnya menyediakan respon diperlukan glukosa darah setelah aus, jaringan rusak atau asam (Baliwati, tubuh, mati, amino dkk. dan yang 2004). pengkonsumsian karbohidrat, sehingga Defisiensi asam amino esensial akan apabila dalam melemahkan kinerja sel yang bertugas jumlah yang rendah maka respon memproses gula. Selain itu, proses glukosa darah juga rendah. Menurut penyembuhan akan berlangsung lama PERKINI tahun 2002, pedoman asupan karena tidak adanya asam amino yang karbohidrat bagi penderita diabetes berfungsi regenerasi sel yang rusak mellitus 60-70% akibat level glukosa darah yang tinggi (Hartono, 2006). Pengurangan asupan (Lingga, 2012). Rendahnya kandungan karbohidrat meningkatkan protein dalam tepung umbi kimpul sensitivitas insulin pada individu sehat harus disertai dengan makanan kaya dan penurunan kadar glukosa darah protein lainnya. Menurut PERKINI puasa pada pasien DM tipe 2 (Samaha tahun 2002, pedoman asupan protein dkk, 2003). Tidak terkontrolnya kadar bagi penderita diabetes mellitus (DM) glukosa darah pada pasien DM tipe sebesar 10-15% (Hartono, 2006). asupan karbohidrat (DM) dapat 2disebabkan melebihi sebesar asupan karbohidrat kebutuhan sehingga Kandungan lemak dalam tepung umbi kimpul sangat rendah yaitu pembentukan glukosa yang bersumber 0,44%. Lemak merupakan zat makanan dari karbohidrat menjadi lebih tinggi yang penting untuk menjaga kesehatan dan reseptor insulin menjadi rendah tubuh manusia. Selain itu lemak dan (Edgren, 2004). minyak juga merupakan sumber energi Kandungan protein dalam yang lebih efektif dibanding dengan tepung umbi kimpul rendah yaitu karbohidrat 3,07%. Protein merupakan bagian dari 2004). Penderita diabetes melitus tidak semua dapat sel hidup. Protein sangat dan protein memperoleh (Winarno, energi dari bermanfaat bagi tubuh, antara lain: katabolisme glukosa. Energi adalah hal membentuk jaringan baru dalam masa wajib yang harus dimiliki oleh sel 645 Media Farmasi Indonesia Vol 9 No 1 tubuh, sehingga tubuh akan mencari mengurangi glukoneogenesis. Hal ini alternatif substrat untuk menghasilkan akan berpengaruh pada penggunaan energi tersebut. Cara yang digunakan glukosa, sekresi insulin, dan pemakaian oleh tubuh adalah dengan merombak glukosa oleh hati (Kusharto, 2006). simpanan lemak pada jaringan adipose Serat makanan menyebabkan perubahan (Kaplan et al, 1992). Menurut PERKINI level hormon di saluran pencernaan, tahun 2002, pedoman asupan lemak seperti Gastric inhibitory polipetida bagi penderita diabetes mellitus (DM) (GIP), glukagon dan somatostatin yang sebesar 20-25% (Hartono, 2006). Oleh berpengaruh pada motilitas saluran karena itu, rendahnya kandungan lemak pencernaan, penyerapan zat gizi dan dalam tepung umbi harus sekresi insulin, dan Serat makanan disertai dengan makanan kaya lemak membantu meningkatkan sensitivitas lainnya. yang insulin, menstabilkan level gula darah dibutuhkan oleh penderita diabetes sehingga melindungi komplikasi akibat mellitus yaitu kecukupan omega 3. diabetik (Prangdimurti., dkk. 2007). Lemak kimpul esesnsial Omega 3 memiliki fungsi khusus terkait perannya untuk meningkatkan sensitivitas insulin (Lingga, 2012). Berdasarkan nilai indeks glikemik serta kandungan makronutrien dapat menjadikan tepung umbi kimpul Kandungan serat dalam tepung sebagai alternatif diet bagi penderita umbi kimpul sebesar 3,00%. Serat diabetes makanan sebagai diharapkan dapat membuat tepung umbi komponen dalam tanaman yang tidak kimpul menjadi suatu nutrasetikal yang terdegradasi secara enzimatis menjadi dapat digunakan sebagai diet oleh sub-unit yang diserap di lambung dan penderita diabetes mellitus. didefinisikan mellitus. Manfaat ini usus halus (Rimbawan dan Siagian, 2004). Serat larut yang berbentuk viskus KESIMPULAN waktu Kesimpulan yang dapat diambil pengosongan lambung. Serat dapat dari penelitian ini adalah nilai Indeks difermentasi oleh bakteri kolon dan Glikemik tepung umbi kimpul termasuk dapat menghasilkan asam lemak rantai kategori pendek Sedangkan dapat memperpanjang yang mungkin dapat menghambat mobilisasi asam lemak dan rendah menunjukkan analisa bahwa sebesar 0,29. makronutrien tepung umbi 646 Media Farmasi Indonesia Vol 9 No 1 kimpul mengandung karbohidrat sebesar 52,2%, protein sebesar 3,07%, lemak sebesar 0,44% dan serat sebesar Pangan: November 2006 1 (2): 45-54. Lingga, L. 2012. Bebas Diabetes Tipe 2 Tanpa Obat. Jakarta: Agromedia 3,00%. Pustaka. Prangdimurti, E., F. R. Zakaria, dan N. UCAPAN TERIMAKASIH Kementerian Pendidikan dan S. Palupi. 2007. Modul E- Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Learning Tinggi atas dana bantuan penelitian melalui Biologis Pangan. Departemen Hibah Dosen Pemula Ilmu dan Teknologi Pangan, Evaluasi Nilai Fakultas Teknologi Pertanian DAFTAR PUSTAKA Baliwati, Y. F. IPB: Bogor 2004. Pengantar Pangan dan Gizi, Cetakan I. Jakarta: Penerbit Swadaya. Sites. Inch.653 West 23 Street. Panama City. 2004: 3(2) 41-53 Rumah Sakit Edisi 2. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC: Hal 134-136. Klinis Penyakit. Edisi 6. Jakarta: Buku Kedoktera EGC. Puspitaningrum, I., Kusmita, L., Tepung Umbi (Xanthosoma Kimpul violaceum Schott.) Dan Pemanfaatannya Sebagai Antidiabetes Mellitus Kaplan R. J., Greenwood C. E., Winocur Wolever T. Cognitive MS., 1992. Performance Assosiated Regulation Konsep Mutmainah. 2014. Pembuatan Hartono, A. 2006. Terapi Gizi dan Diet G., Patofisiologi: Proses-proses Edgren, A.R. Diabetes Mellitus, Health rd Prince, A.S. and Wilson, L.M. 2005. With in is Glucose Healthy Elderly Tipe II. Seminar Nasional. Semarang: Universitas Wahid Hasyim Rimbawan,. dan Siagian. A. 2004. Persons and Can Be Enhance With Indeks Glikemik Pangan Cara Glucose Dietary Mudah Memilih Pangan yang Carbohydrates. Am J Clin Nutr Menyehatkan. Jakarta : Penebar 1992: 72: 825-36. Swadaya. Hal: 11-21, 26, 27, 39, and Kusharto., dan Clara. 2006. Serat Makanan dan Peranannya Bagi Kesehatan. Jurnal Gizi dan dan 40. Samaha, S., Pradona, S., Gatut, S., Suharko, S. The Status of Diabetes Control 647 Media Farmasi Indonesia Vol 9 No 1 in Indonesia: A National Edit Of Type 2 Diabetes. Am S Clin Nutr. Patients With Type 2 Diabetes 2005: 76(1): 274S-80S Mellitus in The Year 2001. 2003; 53(6): 283-289 Willet, WC., Manson, J., Liu, S. Glycemic Index, Glycemicload and Risk of Winarno, F.G., 2002. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. Hal 51, 71, 84, dan 92. 648