SERAT Dwi Larasatie Nur Fibri, STP, M.Sc Laboratorium Ilmu Pangan dan Gizi Jurusan Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian Universitas Gadjah Mada

KLASIFIKASI SERAT CRUDE FIBER Serat kasar DETERGENT FIBER Neutral detergent fiber Acid detergent fiber DIETARY FIBER Total Dietary Fiber Soluble Dietary Fiber Insoluble Dietary Fiber

DEFINISI SERAT KASAR : ‘crude fiber’ : Residu ekstraksi bahan dalam larutan asam dan alkali panas SERAT PANGAN (DIETARY FIBER): dinding sel tumbuhan yang tahan thd hidrolisis oleh ensim di dlm usus halus manusia, meliputi polisakarida tak tercerna (selulosa, hemiselulosa, oligosakarida, pektin, gum & waxes) dan lignin (Trowel, 1976) RESISTANT STARCHES (RS): sejumlah pati & hsl pencernaan pati yang tidak diabsorpsi di dlm usus halus individu yang sehat (BNF, 1992)

DEFINISI, AACC 2001 SERAT PANGAN : Bagian tumbuhan yang dapat dimakan atau analog dng karbohidrat, yang tahan terhadap pencernaan dan penyerapan (absorpsi) di dalam usus halus manusia dan mengalami fermentasi sebagian atau seluruhnya didalam usus besar. Serat pangan meliputi polisakarida, karbohidrat analog, oligosakarida, lignin dan bahan yang terkait dengan dinding sel tanaman (waxes, cutin, suberin)

DEFINISI SECARA ANALITIS: SERAT PANGAN (DIETARY FIBER) : Non-diges- tible carbohydrates + Resistant Starches (AOAC, 1996) RESISTANT STARCH (RS): PATI YANG TIDAK TERGELATINISASI DALAM AIR MENDIDIH TETAPI TERGELATINISASI DLM LARUTAN 2M KOH DAN DAPAT DICERNA OLEH ENSIM AMILASE, AMILOGLUKOSIDASE DAN PULLULANASE. (BNF, 1992)

ANALISA SERAT CRUDE FIBER Serat kasar DETERGENT FIBER Neutral detergent fiber Acid getergent fiber DIETARY FIBER Total Dietary Fiber Soluble Dietary Fiber Insoluble Dietary Fiber

SERAT KASAR – ‘crude fibre’ SERAT KASAR : karbohidrat yg tidak dapat dicerna dlm organ perut manusia ataupun binatang non-ruminansia, yg terdiri dari senyawa selulosa, hemiselulosa, lignin. Serat kasar ditentukan sebagai bahan yg tidak larut dalam alkali encer serta asam encer pada kondisi spesifik .

Residu dari penentuan serat kasar mengandung + 97% selulosa dan lignin namun tdk menyajikan seluruh selulosa & lignin yg ada pd bahan awalnya Serat kasar dpt digunakan untuk menilai tingkat penyosohan/pemisahan ‘bran’ atau bekatul dari beras atau biji gandum Serat kasar biasa digunakan sbg index pakan unggas: bijian yg tinggi serat kasarnya berarti rendah nilai gizinya (=pati, lipida, protein)

BOBOT RESIDU = BOBOT SERAT KASAR Prinsip analisa : (1). Defatting : menghilangkan lipida (lemak / minyak) dng petr. eter dalam alat Soxhlet (2). Digestion : pertama bahan dididihkan dlm lartn asam sulfat 0,255N - 30 menit ; kedua bahan dididihkan dng lartn. NaOH 0,313N - 30 menit, kmd disaring dan dicuci, selanjutnya dikeringkan sampai bobot konstan. Dengan digesti ini semua gula, pati, dan protein terhidrolisis dan larut dalam cairan pendidih. BOBOT RESIDU = BOBOT SERAT KASAR

Prosedur yg dikembangkan oleh Hennenberg, Stohmann & Rautenberg adl Prosedur yg dikembangkan oleh Hennenberg, Stohmann & Rautenberg adl. sbb. : Bahan dihilangkan lipidanya dng petr.ether, kmd dididihkan dlm as.sulfat 1,25% (0,255N) – 30mnt , disaring dan residu dididihkan dlm lart. NaOH (bebas karbonat) 1,25% (0,313N) – 30 mnt, disaring dng krus Gooch, dikeringkan dlm oven 105oC dan ditimbang, kmd diabukan dan ditimbang lagi.

CRUDE FIBRE (CF = Serat Kasar) Hal-hal penting yg perlu dipahami: CF : residu ekstraksi dlm asam dan alkali panas Indek bhn tak tercerna utk pakan (forage) Tidak cocok sbg indek utk pangan Hsl analisis Serat kasar < Serat Pangan Selama analisis ada kemungkinan kehilangan: selulosa : 20-25%, hemiselulose : 80%, lignin 50-90% dan pektin mencapai 100%

CRUDE FIBRE vs DIETARY FIBRE Perbandingan C(rude)F dan T(otal)D(ietary)F Produk CF (%) TDF(%) white bread 0.8 4.6 whole bread 12.0 14.1 Apple 4.0 9.2 Cabbage 16.0 40.3 Carrots 8.0 28.6

SELULOSA & HEMISELULOSA Selulosa dan hemiselulosa merupakan karbohidrat yg paling banyak dan paling tersebar meluas di jaringan tanaman daratan; merupakan penyusun utama dinding sel buahan, sayuran, dan serealia & kacangan (bijian) Hemiselulosa meliputi campuran polisakarida yg larut alkali, termasuk mannan, xilan, galaktan dan araban, termasuk juga polimer asam-asam uronat.

SELULOSA DAN HEMISELULOSA Tak larut SELULOSA + ALKALI ‘α-selulosa larut mengendap diasamkan β-selulosa larut γ-selulosa Mengandung hemiselulosa

Penentuan Selulosa & Hemiselulosa Hilangkan lemak bahan dng pencucian ether+ ethanol Didihkan dlm ethanol 85% utk mencuci bbrp karbohidrat . Pati dan pektin diextrak dng pendidihan dlm air Lignin diextrak dng pemanasan 70-75oC, 4 jam dlm lart. Na-klorat yang diasamkan. Residu didigesti dng pendidihan dlm lrt alkali, disa- ring, residu dicuci  dikeringkan & ditimbang !! Sisa penyaringan (=selulosa tak larut alkali) didigesti dng pendidihan dlm lart.asam mineral dan dianalisis gula reduksinya . Kadar α selulosa = 0.90 x gula reduksi Kadar hemiselulosa = residu – selulosa

SENYAWAAN PEKTIN –’pectic substance’ Pektin merupakan komponen bhn penyusun utama dinding sekunder sel tanaman (disebut lamella tengah); yg extraknya dpt dimanfaatkan sbg bahan pengental dan penjendal dlm olahan pangan. Kegunaan pektin yg penting adalah pd kemampuannya membentuk gel/jendalan yg stabil (produk jam & jelly) dan meningkatkan viskositas/kekentalan larutan bergula serta asam (misalnya - sirup). Pektin dapat dimanfaatkan pula untuk salut (lapis tipis) tablet, bahan kapsul obat, bahan pelapis ‘candy’ Pektin jenis tertentu dapat digunakan sebagai bahan pereda diarrhea/mencret .

Pektin tersusun dari heteropolisakarida yg kom-ponen utamanya berupa polimer dari as.galakturonat dan ester metil-galakturonat. Extrak pektin merupakan campuran heterogen dari berbagai BM, derajad esterifikasi dan sering tercampur dengan galaktan dan araban dalam berbagai kadar. Pektin dengan Derajad Esterifikasi (DE) s/d 20% dpt diendapkan oleh lart. NaCl; dng DE= 50% oleh lart. CaCl2 ; dng DE= 70% oleh lart. AlCl3 ; dng DE= 100% tak terendapkan oleh elektrolit . Pektin dpt diendapkan juga oleh aseton, Me-OH (metanol), Et-OH (ethanol) dan propil-alkohol.

ANALISA PEKTIN Pektin dapat ditentukan secara gravimetri dari extrak air, amm.sitrat, atau HCl encer, dng cara yg meliputi pengendapan oleh alkohol atau aseton, saponifikasi endapan dng alkali dingin, pengasaman, pendidihan dlm asam dan konversi menjadi endapan as.pektat (poligalakturonat bebas ester-metil) . Yang lebih umum : pektat yg tersaponifikasi diendapkan sbg Ca-pektat . Pada metoda titrimetri (Deuel, 1943) pektin disapo- nifikasi dng NaOH, sedikit di asamkan, diendapkan dng etanol 96% , dicuci, dilarutkan dengan lart alkali standar berlebihan, dan kelebihan alkali dititrasi dng lart asam standar.

ANALISA SERAT CRUDE FIBER Serat kasar DETERGENT FIBER Neutral Detergent Fiber Acid Detergent Fiber DIETARY FIBER Total Dietary Fiber Soluble Dietary Fiber Insoluble Dietary Fiber

DETERGENT FIBRE MERUPAKAN PENGEMBANGAN DR ANALISIS CRUDE FIBRE COCOK UNTUK PAKAN DIBAGI MENJADI 2: NEUTRAL DETERGENT FIBRE (NDF) ACID DETERGENT FIBRE (ADF)

Residu ekstraksi bhn dlm larutan detergent panas DETERGENT FIBER >> NEUTRAL DETERGENT FIBER Residu ekstraksi bhn dlm larutan detergent panas Hanya menghitung komponen2 struktural dinding sel (selulosa, hemiselulosa, lignin) COCOK UNTUK PAKAN, tidak cocok untuk pangan t.u. yang mengandung pati dan lipid REAGEN: EDTA, Sodium borate, SLS (Sodium Lauryl Sulfate), 2 ethoxy ethanol, Na2HPO4, larutan α-amilase, aseton PRINSIP: Residu bahan yang sudah dihilangkan protein interselulernya dgn SLS dan patinya dalam detergent panas

DETERGENT FIBER >> ACID DETERGENT FIBER Residu ekstraksi bhn dlm larutan detergent asam panas Meliputi : Selulosa + Lignin + Bhn Anorganik Cocok untuk pakan, bisa untuk pangan tapi hanya utk kadar selulosa & lignin Reagen: - Ctab (cetyl trimetyl ammonium bromide) - Asam sulfat - Aseton PRINSIP : Selulosa dan lignin dari sampel dapat dipisahkan dengan asam sulfat pekat untuk melarutkan selulosa atau menggunakan oksidasi permanganat untuk menghilangkan lignin

ANALISA SERAT CRUDE FIBER Serat kasar DETERGENT FIBER Neutral Detergent Fiber Acid Detergent Fiber DIETARY FIBER Total Dietary Fiber Soluble Dietary Fiber Insoluble Dietary Fiber

ANALISIS SERAT PANGAN (DF) Metoda AOAC (Enzymatic-Gravimetric Method) Prinsip: Ekstraksi lemak Gelatinisasi Hidrolisis & pemisahan pati (dng enzim amilase & amyloglukosidase) Hidrolisis & pemisahan protein(dg enzim protease) Presipitasi SP (dg ethyl alkohol) Endapan = Total SP Koreksi : kadar protein + abu

ANALISIS SERAT PANGAN (DF) (AOAC, 1995) REAGEN: - 95% Ethanol - 78% Ethanol - Acetone - Posfat buffer: 0.08M - Termamyl (heat stable alpha amylase) - Protease (P-3910 Sigma0 - Amyloglucosidase (A-9913, sigma) - Lar NaOH 0.275N - Lar HCl 0.325N - Celite C-211, Acid washed.

DIAGRAM ALIR PENENTUAN TOTAL DF (AOAC, 1995)

DIAGRAM ALIR PENENTUAN SDF DAN IDF, (AOAC, 1995)

Analisis Resistant Starch Lama Sulit mendapat sampel Tidak cocok untuk lab Langsung Analisis pati dalam ileum In vivo Tak langsung Penentuan H2 dalam nafas Rumit Mahal RS Metoda Englyst & Cummings, 1987 Methoda Englyst et al., 1992 Methoda Chewing (Muir & O Dea, 1992) Methoda Chewing (Akerberg, 1998) In vitro

Analisis Resistant Starch (RS) Metoda Modifikasi Englyst & Cummings (Enzymatic-Colorimetry/Spectrophotometry) Tahap-tahap: Ekstraksi gula Ekstraksi lemak Gelatinisasi dan hidrolisis pati (panas, amilase & amyloglukosidase, pullulanase) Presipitasi TDF dan RS Gelatinisasi dan hidrolisis RS (2M KOH, amilase & amyloglukosidase, pullulanase) **) Presipitasi TDF (dg ethyl alkohol) Pengukuran RS **) (Spektrofotometry)

ANALISIS Serat Pangan (DF) dan Resistant Starch (RS) Tanya :Mengapa penentuan DF (AOAC) yg terukur termasuk RS ?? Tanya :Apakah RS termasuk Serat pangan ?? Jawab :Tidak ada tahap ekstraksi RS :dispersi (gelatinisasi) dengan KOH, dilanjutkan dengan hidrolisis dg ensim ! Jawab : Per definisi (Trowel, 1976): tidak Per definisi (AACC, 2001): ya Per analisis : AOAC : ya Englyst & Cummings mod. : tidak Fisiologis : ya

+/- Metoda Englyst & Cummings, 1987 waktu lama sampel halus tdk dapat mengakomodasi RS-1 Metoda Englyst, 1992: dpt menentukan ketiga jenis pati sekaligus mendekati data ileostomi komplek & hasil tidak sama utk lab berbeda Metoda chewing (Muir & Odea, 1992): Sampel terlalu sedikit, sulit sampel homogen