DIETARY FIBERS CARBOHYDRATE METABOLISM Made Astawan Dept. of Food Science & Technology Bogor Agricultural University

Dietary Fiber Consumption % of population who consume Fruit and Vegetables  5 portion/day, based on area, sex, and age group Area Sex Age group Source: Susenas (2004)

Dietary Fiber Consumption National average : 10.5 g/day Jakarta : 8.5 g/day Yogyakarta : 17.0 g/day Recommend : 25 - 30 g/day (10 g/1000 kcal energy)

Functional Foods Function of food : Nutritional function (Primary function) Sensory function (Secondary function) Physiological function (Tertiary function) Functional food is defined as food either natural or processed food which contains one or more substances known to have certain physiological function which is beneficial for health based on scientific assessment (Badan POM RI)

Functional Foods Reasons for the development: Increasing cost of healthcare Increasing of aging population Increasing the role of foods and food components for self-medication Increasing consumer awareness for health New commercial opportunities for industries Increasing scientific evidence of health benefits of certain food components Improvements in food technology

Dietary Fiber as a Functional Food A group of substances considered to have certain physiological function in functional food: Dietary fiber Oligosaccharides (prebiotics) Sugar alcohols Unsaturated fatty acids (mono- & polyunsaturated) Certain peptides and protein Glycosides and isoprenoides Polyphenols and isoflavones Choline, Lecithin & Carnitine Lactic acid bacteria (probiotics) Phytosterols and phytostanols Certain vitamin & mineral Etc (to be determine later)

DF as a Functional Foods 1. Decrease Glycemic Index of foods 2. Enroll as a prebiotic 3. Reduce obesity 4. Reduce diabetes mellitus 5. Reduce hypertension 6. Reduce colon cancer 7. Reduce diverticulosis 8. Reduce coronary heart disease & stroke 9. Reduce gallstone

GLYCEMIC EFFECT OF FOODS

Fig. Food Guide Pyramid

Dietary Fiber & Low GI Foods The Glycemic Index (GI) is a ranking of carbohydrate containing foods on a scale from 0 to 100 according to the extent to which they raise blood sugar levels after eating Carbohydrates that breakdown quickly during digestion have the highest glycemic indexes. The blood glucose response is fast and high. Carbohydrates that break down slowly, releasing glucose gradually into the blood stream, have low glycemic indexes.

Glycemic Index Glycemic Index (GI) measures how 50 grams of available carbohydrate from a food raises blood sugar and subsequently, insulin levels Low Medium High GI <55 56-69 >70

Starch With and Without Soluble Dietary Fiber (SDF)

Inulin : soluble dietary fiber enroll as a Prebiotics Dietary Fiber & Prebiotics Inulin : soluble dietary fiber enroll as a Prebiotics Role of Prebiotic: Increase Calcium absorption Reduce risk of colon cancer 3. Decrease Plasma Glucose & Insulin Level Modulate intestine microflora  diarrhea prevention

Inulin is soluble dietary fibre: No breakdown in the mouth Negligible acidic hydrolysis No breakdown by enzymes No absorption No fermentation Complete (anaerobic) fermentation No absorption of inulin No excretion mouth anus large intestine small intestine stomach

SERAT PANGAN (DIETARY FIBER) Serat (fiber) = senyawa inert secara gizi  tidak dapat dicerna oleh enzim-enzim pencernaan Penelitian lebih lanjut : serat tidak hanya terdiri dari selulosa, tetapi juga lignin, hemiselulosa, pentosan dan senyawa pektik Akhirnya digunakan istilah serat pangan (dietary fiber)  menunjukkan lignin serta KH lain yang tidak dapat dicerna termasuk ke dalamnya Istilah serat pangan (dietary fiber) harus dibedakan dari istilah serat kasar (crude fiber) maupun residu non-nutritif

Makanan Feses Serat Pangan Serat Kasar Residu Non-Nutritif GULA, PATI PROTEIN LIPIDA PEKTIN GUM SELULOSA HEMISELULOSA LIGNIN DINDING SEL BAKTERI USUS BAHAN ENDOGEN Makanan Feses Serat Pangan Serat Kasar Residu Non-Nutritif

Metode analisis menggunakan deterjen (acid detergen Serat kasar (crude fiber) : metode AOAC  residu yang tidak larut dalam NaOH dan H2SO4 encer panas  tidak menunjukkan nilai serat pangan yang sebenarnya : sekitar 50-90 % lignin, 80 % hemiselulosa dan 20-50 % selulosa, serta semua komponen serat larut lainnya (pektin, gum) hilang selama analisis Metode analisis menggunakan deterjen (acid detergen fiber atau neutral detergen fiber) : hanya dapat mengukur komponen serat pangan tidak larut Serat pangan (dietary fiber) dianalisis menggunakan metode enzimatik (alfa-amilase tahan panas serta pepsin dan pankreatin)  dapat mengukur komponen serat larut maupun tidak larut sekaligus dan secara terpisah

Definisi & Penggolongan Serat pangan (dietary fiber) = kelompok polisakarida dan polimer lain yang tidak dapat dicerna oleh sistem gastro-intestinal bagian atas tubuh manusia  terdapat beberapa komponennya yang dapat difermentasi oleh mikroflora usus besar Serat pangan total (total dietary fiber, TDF) terdiri atas serat pangan larut (soluble dietary fiber, SDF) dan serat pangan tidak larut (insoluble dietary fiber, IDF)  umumnya IDF lebih tinggi kadarnya dibandingkan SDF

Komponen Soluble Dietary Fiber (SDF) terdiri atas : gum, pektin, sebagian kecil hemiselulosa larut Manfaat SDF # efektif dalam menurunkan kadar kolesterol plasma # efektif dalam mereduksi kadar LDL serta meningkatkan kadar HDL plasma # berperan dalam mereduksi absorpsi glukosa dalam usus  bermanfaat bagi penderita Diabetes Melitus # membuat perut cepat merasa kenyang bermanfaat untuk mempertahankan berat badan normal atau menurunkan berat badan

Manfaat IDF Komponen Insoluble Dietary Fiber (IDF) terdiri atas : selulosa, lignin, sebagian besar hemiselulosa, sejumlah kecil kutin dan lilin tanaman, senyawa pektat yang tidak larut Manfaat IDF # tidak signifikan sebagai agen hipokolesterolemik # peranannya sangat penting dalam pencegahan disfungsi alat pencernaan : - konstipasi (sembelit) - haemoroid (ambeien) - kanker usus besar - infeksi usus buntu - divertikulosis

KONSUMSI SERAT PANGAN RENDAH PENYAKIT JANTUNG KORONER DIABETES OBESITAS Insufisiensi pankreatik konsumsi berlebihan konsumsi KH murni tinggi makanan kalori tinggi konsumsi lemak tinggi KONSUMSI SERAT PANGAN RENDAH pengurangan kekambaan dlm usus besar pengurangan stimulus motilitas penyerapan air maksimum fermentasi lama transit lama konsentrasi metabolit tinggi penurunan kadar bahan organik massa berkurang feses kental & kering tekanan pd usus meningkat kontak dgn mukosa usus lama sulit buang air besar KONSTIPASI (SEMBELIT) KANKER USUS BESAR DIVERTIKULOSIS

KANKER SERAT PANGAN KANKER USUS BESAR PREKURSOR Waktu Aksi Bakteri Mengurangi waktu transit KARSINOGEN KANKER Perubahan mikroflora usus Konsentrasi SERAT PANGAN Meningkatkan kandungan air Peranan serat pangan : (1) mempengaruhi mikroflora usus sehinga tidak terbentuk karsinogen, (2) meningkatkan kandungan air sehingga konsentrasi karsinogen menjadi rendah, dan (3) mempercepat waktu transit residu makanan dalam usus besar

DIVERTIKULOSIS Kurang serat : Cukup serat : - Feses besar dan lunak Penyakit ini ditandai dgn adanya benjolan-benjolan pada usus besar, yang timbul akibat terbentuknya feses yang kecil dan keras Konsumsi serat pangan yang cukup akan membentuk feses yang besar dan lunak, sehingga tekanan pada permukaan usus menurun dan terjadinya divertikulosis dapat dicegah Kurang serat : Feses bulat kecil & keras Kontraksi otot usus dgn tekanan besar (> 90 mm Hg) Cukup serat : - Feses besar dan lunak - Kontraksi otot usus dgn tekanan rendah (>10 mm Hg)

KEGEMUKAN (OBESITAS)  Serat pangan akan membuat cepat kenyang, akibat Meningkatnya densitas kalori dalam makanan/minuman yang menyertai meningkatnya kemakmuran Pada hewan percobaan : kegemukan berhubungan langsung dengan rasio serat pangan terhadap energi (kalori) di dalam ransum  Serat pangan akan membuat cepat kenyang, akibat sekresi saliva dan cairan lambung yang lebih banyak dan serat akan tertahan lebih lama di dalam lambung  Dengan adanya serat, penyerapan zat-zat gizi sumber energi (pati, gula, protein, lemak) akan terhambat, sehingga lebih sedikit sumber energi yang masuk ke dalam tubuh