EFEK HIPOGLIKEMIK POLISAKARIDA LARUT AIR UMBI GADUNG

Efek Hipoglikemik PLA Umbi Gadung – Maulida, dkk
Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol.2 No.3 p.136-140, Juli 2014
EFEK HIPOGLIKEMIK POLISAKARIDA LARUT AIR UMBI GADUNG (Dioscorea
hispida) DAN ALGINAT : KAJIAN PUSTAKA
Hypoglycaemic Effect of Gadung Tuber (Dioscorea hispida) Water Soluble
Polysaccharide and Alginate : A Review
Deni Maulida1*, Teti Estiasih1
1) Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, FTP Universitas Brawijaya Malang
Jl. Veteran - Malang 65145,
*Penulis korespondensi, Email: [email protected]
ABSTRAK
Rata-rata sekitar 3% dari penduduk dunia terjangkit diabetes melitus. Salah satu
penyebabnya adalah tidak seimbangnya pola konsumsi yang tepat. Polisakarida larut air dari
gadung (Dioscorea hispida Dennst.) dan alginat terbukti mampu menurunkan kadar gula
darah pada tikus hiperglikemia. Penurunan ini berkaitan dengan proses absorbsi terhadap
glukosa, respon terhadap adanya serat terutama serat larut air dalam sistem pencernaan,
jumlah sisa pakan (berhubungan dengan dosis yang dikonsumsi) dan keadaan dari hewan
coba itu sendiri. Polisakarida larut air dapat menghambat pencernaan makanan dan
menghambat adsorbsi karbohidrat sehingga menghambat kenaikan postprandial dalam
glukosa darah dan konsentrasi insulin. Serat larut air dari natrium alginat yang ditambahkan
pada makanan juga dapat melemahkan respon glukosa pada penderita diabetes.
Kata kunci: Alginat, Diabetes Melitus, Polisakarida Larut Air Gadung
ABSTRACT
About 3% of population in the world was contamined by diabetes mellitus. It’s
because bad consumption system. Gadung Water Soluble Polysaccharide (WSP) and
alginate can decrease the blood glucose response on hyperglycemia wistar rats.Its because
of glucose absorbs process, respons of water soluble polysaccharide (WSP) in the digestion
system, the countable of food residue (it’s related with consumed dose) and the condition of
experimental animal. Water soluble polysaccharide (WSP) can block of increase postprandial
in the blood glucose and insulin consentration. Water soluble polysaccharide (WSP) from
sodium alginate in the food can dilute of glucose responses on the diabetes mellitus patient.
Key Word: Algynate, Diabetes Mellitus, Gadung Water Soluble Polysaccharide
PENDAHULUAN
Diabetes Melitus
Diabetes melitus adalah penyakit yang berkembang dengan cepat di dunia ini. Ratarata sekitar 3% dari penduduk dunia terjangkit diabetes melitus [1]. Peningkatan tertinggi
jumlah penderita diabetes melitus justru terjadi di Asia Tenggara. Indonesia akan menempati
peringkat 5 sedunia dengan jumlah pasien sebanyak 12.4 juta orang pada tahun 2025, naik
2 tingkat dibanding tahun 1995 dimana jumlah pasien sebanyak 4.5 juta orang [2]. Penderita
diabetes tidak dapat memproduksi insulin dengan baik, sehingga meningkatkan glukosa
darah [3]. Diabetes melitus merupakan suatu gangguan metabolik yang dicirikan oleh
hiperglikemia, metabolisme lemak dan protein yang sejalan dengan kompilkasi jangka
panjang spesifik yang mempengaruhi retina, ginjal dan sistem syaraf [4]. Tanda DM ini
136
Efek Hipoglikemik PLA Umbi Gadung – Maulida, dkk
Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol.2 No.3 p.136-140, Juli 2014
adalah dengan gejala 3P (poliuria, polidipsi, poliphagia), penurunan berat badan, lemas dan
kematian [5].
Gangguan fisiologis patologis diabetes mellitus pada awalnya, terjadi kegagalan aksi
insulin dalam upaya menurunkan gula darah, mengakibatkan sel  pankreas akan
mensekresikan insulin lebih banyak untuk mengatasi kekurangan insulin. Dalam keadaan ini
toleransi glukosa masih normal. Selanjutnya apabila keadaan resistensi insulin bertambah
berat disertai beban glukosa yang terus menerus terjadi, sehingga sel  pankreas tidak
mampu lagi mensekresikan insulin untuk menurunkan kadar gula darah. Akhirnya sekresi
insulin oleh sel -pankreas akan menurun dan terjadi hiperglikemia yang bertambah berat
dan terus menerus berlangsung [5].
Gadung
Salah satu produk pangan yang terdapat di Indonesia yang dapat menunjukkan efek
hipoglikemik ini adalah umbi gadung yang termasuk dalam golongan Dioscoreacea. Umbi
gadung merupakan salah satu sumber karbohidrat yang baik, karena memiliki indeks
glikemik rendah. Umbi gadung rebus ukuran 85 gram, memiliki indeks glikemik yang rendah
yaitu 51. Pada umbi talas kupas rebus ukuran 57 gram indeks glikemik 54, kentang rebus
ukuran 85 gram indeks glikemik 54, nasi putih 170 gram indeks glikemik 72, dan pisang
matang indeks glikemik 82 [6].
Polisakarida Larut Air Gadung
Serat pangan telah didefinisikan sebelumnya terdiri dari polisakarida tanaman dan
lignin, yang resisten terhadap hidrolisis enzim pencernaan manusia. Serat pangan
merupakan campuran dari polisakarida, selulosa, hemiselulosa, pektin, gum, lendir,
polisakarida alga dan lignin telah terbukti memiliki efek hipogliemik [7].
Serat pangan terbagi ke dalam dua kelompok, yaitu serat pangan tak larut (insoluble
dietary fiber) dan serat pangan larut (soluble dietary fiber). Serat tidak larut adalah selulosa,
hemiselulosa, dan lignin yang ditemukan pada serealia, kacang-kacangan dan sayuran.
Serat pangan larut contohnya gum, pektin, dan lendir. Pada umumnya serat tak larut seperti
selulosa dan hemiselulosa tahan terhadap degradasi mikrobial sehingga hanya sebagian
kecil yang terfermentasi. Sebaliknya hampir semua serat larut seperti guar gum, pektin,
agar-agar, karagenan, dan β-glucan dapat dengan cepat difermentasi secara sempurna [8].
Serat pangan larut air memiliki kegunaan bagi pasien yang menderita diabetes. Dosis
tinggi dari serat larut air telah diteliti sebagai suplemen untuk makanan, misalnya 10-16 g
guar gum dan 10-14,5 g pektin [13]. Peneliti lain melaporkan efek penurunan dari beragam
jenis serat pangan pada lipida plasma dan respon glikemik pada tikus, mereka
menyimpulkan bahwa polisakarida tanaman menunujukkan baik aktivitas hipoglikemik dan
hipolipidemik [7].
Gadung merupakan salah satu sumber pangan yang berkarbohidrat tinggi dan juga
mengandung Polisakarida Larut Air (PLA) [9]. Dalam sebuah penelitian disebutkan infusa
umbi gadung sebanyak 630 mg/kg BB dan 1260 mg/kg BB mampu menurunkan kadar
glukosa darah tikus putih jantan diabetes yang telah diinduksi aloksan [5]. Pemberian PLA
gadung yang diekstrak dengan ragi tempe sebanyak 400 mg/kg bb mengalami penurunan
kadar gula darah secara signifikan dibandingkan dengan enzim papain dan air sebagai
pengekstraknya [10].
Alginat
Selain gadung, bahan makanan yang dapat menunjukkan efek hipoglikemik adalah
alginat. Kadar glukosa darah yang telah diberi asupan alginat pada produk pangan ternyata
berbeda dengan kadar glukosa yang tidak diberi asupan alginat. Hal ini menunjukkan bahwa
kadar glukosa darahnya lebih menurun dibanding yang tidak diberi asupan alginat [13].
Efek Polisakarida Larut Air terhadap Penurunan Kadar Gula Darah
137
Efek Hipoglikemik PLA Umbi Gadung – Maulida, dkk
Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol.2 No.3 p.136-140, Juli 2014
PLA gadung dengan berbagai cara ekstraksi dapat menurunkan kadar glukosa darah
dengan berbagai macam penurunan. Penurunan kadar gula darah kelompok ekstraksi ragi
tempe > kelompok ekstraksi enzim papain > kelompok ekstraksi dengan air. Sebagai
pembanding adalah kelompok kontrol positif diabetes yang tidak diberikan PLA [10].
Kelompok ragi tempe mengalami penurunan kadar gula darah secara signifikan
sejak diberikan PLA ragi tempe. Hal ini menunjukkan bahwa PLA ragi tempe kemungkinan
dapat membantu dalam penurunan kadar gula darah. Hal ini karena diduga berkaitan
dengan kemampuan PLA ragi tempe dalam menghasilkan SCFA (Short Chain Fatty Acid)
asam asetat dan asam propionat yang dapat membantu kenaikan respon insulin dalam hati,
meski jumlahnya dibawah PLA hati. Ragi tempe juga menghasilkan peptida-peptida bioaktif
yang dihasilkan dari pemecahan protein dari umbi. Peptida-peptida bioaktif dapat
menurunkan kadar gula darah bila dikonsumsi jangka panjang [10].
Kadar glukosa plasma puasa <110 mg/dl ini tergolong normal [11]. Berdasarkan hasil
uji in vivo selama 4 minggu, tikus yang diberi pakan PLA ekstraksi enzim papain pekan ke-3
(kadar gula darah puasa rata-rata 105.13 mg/dl) hal ini berarti tergolong kadar gula darah
puasa normal dan pada pekan ke-4 kadar gula darahnya adalah 93.29 mg/dl. Tikus yang
diberi pakan PLA ekstraksi ragi tempe pekan ke-3 (kadar gula darah puasa rata-rata 100.72
mg/dl) hal ini berarti tergolong kadar gula darah puasa normal dan pada pekan ke-4 kadar
gula darahnya adalah 84.4 mg/dl [10].
Mekanisme Polisakarida Larut Air dalam Menurunkan Kadar Gula Darah (Efek
Hipoglikemik/Anti-Hiperglikemik)
Mekanisme polisakarida larut air dalam menurunkan kadar darah ini ada beberapa
metode, antara lain:
1. Memperlambat Pengosongan Lambung dan Menghambat Penyerapan Glukosa
Serat terlarut mengurangi kadar glukosa sesudah makan dan memperbaiki profil
insulin. Serat terlarut bersifat hipoglikemik melalui beberapa mekanisme. Peningkatan
viskositas dalam saluran pencernaan dianggap sebagai faktor utama yang mempengaruhi
kecepatan penyerapan glukosa [12].
Campuran dari guar gum dan serat tak larut memperlambat proses pengosongan
lambung pada pasien penderita diabetes yang tidak tergantung insulin setelah perlakuan
jangka panjang dengan campuran serat (30 g/hari), yang juga mempunyai efek
menguntungkan pada level glikemik. Serat larut, terutama galaktomanan, dapat membentuk
lapisan air yang tidak bergerak dalam usus, dimana dapat mengurangi penyerapan gula [13].
2. Serat Pangan Terfermentasi dan Menghasilkan Asam Lemak Rantai Pendek (Short
Chain Fatty Acid atau SCFA)
Konsentrasi dan jumlah SCFA dalam caecum dan kolon lebih tinggi ketika subtrat
fermentasi ini adalah serat pangan. SCFA yang terutama adalah asetat, propionat, dan
butirat selain itu juga menghasilkan gas-gas (CO2, CH4, H2) dan massa sel mikroba.
Persamaan fermentasi karbohidrat (heksosa) menjadi SCFA dalam kolon adalah sebagai
berikut [14]:
59 C6H12O6 + 38 H2O60 CH3COOH + 22 CH3CH2COOH + 18 CH3CH2CH2COOH +
96 CO2 + 268 H+ + PANAS + additional bacteria
Adanya produksi SCFA dari fermentasi serat pangan menyebabkan luminal SCFA
infusion, juga peningkatkan massa dan poliferasi kolon. SCFA mempengaruhi transport sel
epitel kolon, metabolism colonocyte, pertumbuhan dan diferensiasinya, kontrol lemak dan
karbohidrat meningkatkan persediaan energi otot, ginjal, otak dan jantung [14].
3. Polisakarida Larut Air Mereduksi Stress Retikulum Endoplasma pada Hati dan
Memulihkan Homeostasis Glukosa
138
Efek Hipoglikemik PLA Umbi Gadung – Maulida, dkk
Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol.2 No.3 p.136-140, Juli 2014
Stres pada retikulum endoplasma merupakan kunci dari hubungan antara
kegemukan, resistensi insulin, dan diabetes tipe 2. Ini memberi bukti baru bahwa Astragalus
Polysaccharides (APS) membuat aktivitas hipoglikemiknya melalui penurunan resistensi
respon insulin hati dan juga mengurangi stress pada retikulum endoplasma. Sebagai
tambahan, perlakuan pada tikus yang kegemukan dan diabetes dengan APS menghasilkan
pengurangan yang signifikan dari hiperglikemia, pemulihan sensivitas insulin, penyelesaian
penyakit lemak hati, peningkatan kerja insulin dalam jaringan hati [15].
Diantara tiga jaringan yang bertanggungjawab terhadap insulin (lemak, otot, dan
hati), hati memegang peran utama dalam pengendalian homeostasis glukosa. Sinyal insulin
dalam hati penting dalam menjaga fungsi hati secara normal. Banyak studi telah
membuktikan bahwa pengaturan yang salah dari produksi glukosa hati merupakan
karakteristik dari sindrom metabolik, yang juga dikenal dengan “sindrom resistensi insulin”,
meliputi kegemukan, resistensi insulin, diabetes tipe 2 dan gangguan metabolik lainnya [15].
Metode yang digunakan untuk mengetahui tingkat penambahan terbaik antara PLA
dan alginat pada produk bubur adalah dengan uji Meal Tolerance Test (MTT). Tujuan MTT
adalah mengetahui ketahanan terhadap peningkatan kadar gula darah setelah
mengkonsumsi produk. Efektifitas produk dalam menurunkan kadar gula darah perlu
dilakukan uji efek hipoglikemik pada tikus wistar yang diinduksi aloksan. Pemberian aloksan
adalah cara yang cepat untuk menghasilkan kondisi diabetik eksperimental (hiperglikemik)
pada binatang percobaan [16].
SIMPULAN
Infusa umbi gadung yang mengandung Polisakarida Larut Air (PLA) gadung mampu
menurunkan kadar glukosa darah tikus putih jantan diabetes yang telah diinduksi aloksan.
PLA gadung dengan berbagai cara ekstraksi dapat menurunkan kadar glukosa darah
dengan berbagai macam penurunan. Penurunan kadar gula darah kelompok ekstraksi ragi
tempe > kelompok ekstraksi enzim papain > kelompok ekstraksi dengan air. Hal ini juga
terjadi pada alginat. Kadar glukosa darah pada tikus jantan lebih menurun dibanding yang
tidak diberi asupan alginat. Adapun mekanisme penurunan kadar gula darah oleh PLA
disebabkan oleh tiga faktor: PLA mampu memperlambat pengosongan lambung dan
menghambat penyerapan glukosa, PLA juga menghasulkan serat pangan terfermentasi dan
menghasilkan asam lemak rantai pendek dan mereduksi retikulum endoplasma sehingga
kadar gula darah pada tikus hiperglikemia menjadi menurun.
DAFTAR PUSTAKA
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Skyler JS (2004). Determination of carboxylic acids and inorganic anions in wines by
ion-exchange chromatography. J. Med. Chem. 47: 4113-4117.
Tandra, H. 2008. Segala Sesuatu yang Harus Anda Ketahui tentang Diabetes. PT.
Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Steffen, C. 2010. Diabetes and Insulin. Pharmacy Technician Program. Milwaukee Area.
USA.
Li,C. and Manddep,U. 2010. Canadian Diabetes Association National Nutrition
Committee Clinical Update on Diatery Fibre in Diabetes: Food Sources to Physiological
Effect. Canadian Journal Of Diabetes 2010;34(4):355-361.
Sunarsih, E.S., Djatmika, dan Utomo, R.S. 2007. Pengaruh Pemberian Infusa Umbi
Gadung (Dioscorea hispida Dennst.) terhadap Penurunan Kadar Glukosa Darah Tikus
Putih Jantan Diabetes yang Diinduksi Aloksan. Majalah Farmasi Indonesia 18(1): Hal
29-33a.
Brand-Miller, J. Wolever, T.M.S., Colagiuri, S., and Foster-Powell, K. 2000. Glycemic
Index, Carbohydrate and Fat. www.glycemicindex.ca/glycemicindexfoods.pdf. Tanggal
akses: 29/01/2011.
139
Efek Hipoglikemik PLA Umbi Gadung – Maulida, dkk
Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol.2 No.3 p.136-140, Juli 2014
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
14)
15)
16)
Moharib, S.A. and El-Batran, S.A. 2008. Hypoglycemic Effect of Dietary Fibre in
Diabetic Rats. Research Journal of Agriculture and Biological Science. 4 (5): 455-461.
Tensiska. 2008. Serat Makanan. Jurusan Teknologi Industri Pangan. Fakultas Industri
Pertanian. Universitas Padjajaran. Bandung.
Kurnia,
K.
2002.
Cara
Aman
Mengkonsumsi
Gadung.
http://www.pikiranrakyat.com/cekt/1202/22/2002. Tanggal akses: 23/12/2009.
Rahmawati, A. 2010. Efek Hipoglikemik Ekstrak Kasar Polisakarida Larut Air Non-Pati
Umbi Gadung (Dioscorea hispida Dennst.) yang Diperoleh dari Berbagai Metode
Ekstraksi pada Tikus Hiperglikemia. Tesis. Universitas Brawijaya. Malang.
Adam, J.M.F. 2000. „Klasifikasi dan Kriteria Diagnosis Diabetes Melitus yang Baru‟.
Dalam Endokrin dan Metabolik Bagian Ilmu Penyakit Dalam. Fakultas Kedokteran.
Universitas Hasanuddin. Ujung Pandang.
Silalahi, J. dan Hutagalung N. 2008. Komponen-Komponen Bioaktif dalam Makanan
dan Pengaruhnya Terhadap Kesehatan. Jurusan Farmasi Fakultas MIPA Universitas
Sumatera Utara. Medan
Torsdottir, I.; Alpsten, M.; Holm, G.; Sandberg, F.A.; and Ta-Lli, J. 1991. A Small Dose
of Soluble Alginate-Fiber Affects Postprandial Glycemia and Gastric Emptying In
Humans With Diabetes. J. Nutr. 121: 795-799.
Luthana,
Y.K.
2009.
Asam
Lemak
Rantai
Pendek.
http://www.yongkikastanyaluthana.wordpress.com/2009/03/12/asam-lemak-rantaipendek. Tanggal akses: 23/12/2010.
Mao, X.; Wu, Y.; Wu, K.; Liu, M.; Zhang, J.; Zou, F.; and Ou-Yang, J. 2007. Astragalus
polysaccharide reduces hepatic endoplasmic reticulum stress and restores glucose
homeostasis in a diabetic KKAy mouse model. Acta Pharmacol Sin 28 (12): 1947–1956.
Yuriska, A. 2009. Efek Aloksan Terhadap Kadar Glukosa Darah Tikus Wistar. Skripsi.
Universitas Diponegoro. Semarang.
140