6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Aterosklerosis

2.1.1 Definisi Aterosklerosis

Aterosklerosis adalah suatu penyakit arteri akibat terbentuknya

lesi lemak yang disebut plak pada permukaan dalam dinding arteri. Salah

satu kelainan yang dapat diketahui secara dini pada pembuluh darah

yang kemudian menjadi cikal bakal aterosklerosis adalah terjadinya

kerusakan pada endotel vaskular. Hal ini kemudian dapat meningkatkan

terjadinya paparan molekul adhesi pada sel endotel, dan menurunkan

kemampuan endotel tersebut untuk melepaskan nitric oxide dan zat lain

yang dapat membantu mencegah kerusakan endotel (Guyton, 2008).

Aterosklerosis berasal dari bahasa Yunani, yaitu dari kata Athere

yang berarti “bubur encer”, dan skleros yang berarti “pengerasan”. Jadi,

aterosklerosis berarti penebalan yang biasa terjadi pada tunika intima

arteri yang mencirikan lesi yang khas. Pada dasarnya aterosklerosis

merupakan suatu keadaan ketika arteri mengalami penebalan,

penyumbatan, dan menjadi tidak elastis akibat adanya penumpukan

lemak di sekitar dinding arteri. Berdasarkan beberapa jurnal penelitian,

penyakit ini dianggap sebagai suatu akibat dari kedaan terganggunya

metabolisme lipid di dalam tubuh. Bila aterosklerosis terjadi pada ateri

yang menyuplai darah ke otak maka akan menimbulkan stroke, bila terjadi

7

pada arteri coronaria dapat menimbulkan penyakit jantung yang dapat

menyebabkan kematian (Silalahi, 2006)

2.1.2 Patofisiologi Aterosklerosis

Ketika kemampuan endotel untuk mengikat Nitric oxide menurun,

maka endotel menjadi mudah rusak. Setelah kerusakan endotel terjadi,

monosit dan lipid (kebanyakan berupa lipoprotein berdensitas rendah)

mulai menumpuk di tempat yang mengalami kerusakan. Monosit melalui

endotel, memasuki lapisan intima dinding pembuluh, dan berdiferensiasi

menjaid makrofag, yang selanjutnya mencerna dan mengoksidasi

tumpukan lipoprotein sehingga makrofag menyerupai busa. Sel busa ini

kemudian bersatu pada pembuluh darah dan membentuk fatty streak

yang dapat dilihat.

Semakin lama fatty streak akan menjadi lebih besar, jaringan otot

polos serta fibrosa di sekitarnya berproliferasi membentuk plak yang

semakin lama menjadi semakin besar akibat inflamasi yang disebabkan

karena pengeluaran zat oleh makrofag. Penimbunan lemak ditambah

dengan proliferasi sel membuat plak semakin membesar, dan menonjol

ke dalam lumen arteri, sehingga menyebabkan penyumbatan pada

pembuluh darah. Arteri yang mengalami aterosklerosis kehilangan

sebagian besar distensibilitasnya, sehingga menjadi mudah robek dan

dapat menghentikan aliran darah secara tiba-tiba (Guyton, 2008).

2.1.3 Penyebab Aterosklerosis

Faktor penting yang menyebabkan terjadinya aterosklerosis

adalah konsentrasi kolesterol yang tinggi dalam plasma darah.

8

Konsentrasi plasma dari lipoprotein berdensitas rendah yang tinggi

kolesterol ini dapat meningkat akibat beberapa faktor, yaitu:

1. tingginya konsumsi lemak jenuh sehari-hari

2. obesitas

3. kurangnya aktivitas fisik

4. Diabetes melitus

5. Hipertensi

6. Hiperlipidemia

7. Merokok

Faktor-faktor diatas bekerja secara sinergis untuk meningkatkan resiko

timbulnya aterosklerosis (Guyton, 2008).

2.2 Kolesterol

2.2.1 Definisi Kolesterol

Kolesterol merupakan sterol utama dalam jaringan manusia yang

mempunyai formula C27H45OH. Memiliki gugus polar pada bagian

kepalanya, yaitu gugus hidroksil pada posisi 3 (Kotiah, 2007). Struktur

kimia kolesterol dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Struktur kimia kolesterol (Kotiah, 2007).

9

Sekitar 80% kolesterol di sintesis di dalam hati dari hasil

metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein, dan selebihnya didapatkan

dari bahan makanan sumber kolesterol. Kolesterol di dalam tubuh

memiliki fungsi ganda, di satu sisi diperlukan sebagai bahan

pembentukan steroid penting seperti asam empedu, asam folat, hormon-

hormon adrenal korteks, estrogen, androgen, dan progesteron, tetapi di

sisi lain dapat membahayakan tergantung dari berapa banyak kadarnya

terdapat di dalam tubuh.

Jika kolesterol terdapat dalam jumlah yang banyak di dalam

darah, dapat membentuk endapan pada dinding pembuluh darah

sehingga menyebabkan penyempitan yang dinamakan aterosklerosis.

Bila penyempitan terjadi pada pembuluh darah jantung dapat

menyebabkan penyakit jantung koroner dan bila pada pembuluh darah di

otak dapat menyebabkan penyakit serebrovaskuler (Almatsier, 2004).

2.2.2 Biosintesis Kolesterol

Biosintesis kolesterol di dalam tubuh dapat dibagi menjadi 5

tahap, yaitu:

1. Sintesis mevalonat dari asetil-KoA.

Pada awalnya, dua molekul asetil-KoA bersatu untuk membentuk

asetoasetil-KoA. Asetoasetil-KoA mengalami kondensasi dengan

molekul asetoasetil-KoA lain yang dikatalisis oleh HMG-KoA sintase,

untuk membentuk HMG-KoA, yang kemudian direduksi menjadi

mevalonat oleh NADPH. Ini merupakan tahap regulatorik utama di

jalur sintesis kolesterol, dan merupakan tempat kerja untuk obat

10

penurun kadar kolesterol golongan statin, yaitu inhibitor HMG-KoA

reduktase.

2. Pembentukan unit isoprenoid dari mevalonat melalui pengeluaran

CO2

Mevalonat mengalami fosforilasi oleh ATP, kemudian terbentuk unit

isoprenoid aktif, isopentenil difosfat.

3. Kondensasi 6 unit isoprenoid untuk membentuk skualen

Isopentenil difosfat mengalami isomerisasi melalui pergeseran ikatan

rangkap, kemudian membentuk zat geranil difosfat. Setelah

mengalami kondensasi lebih lanjut membentuk farnesil difosfat,

kemudian membentuk skualen.

4. Siklisasi skualen menghasilkan steroid induk lanosterol

Skualen dapat melipat membentuk suatu struktur yang sangat mirip

dengan inti steroid. Kemudian terjadi peristiwa siklisasi oleh

oksidoskualen, sehingga terbentuk lanosterol.

5. Pembentukan kolesterol dari lanosterol.

Pembentukan lanosterol menjadi kolesterol berlangsung di dalam

membran retikulum endoplasma (Murray, 2009). Biosintesis kolesterol

dalam tubuh dapat dilihat pada gambar 2.2.

11

Gambar 2.2 Jalur Pembentukan Kolesterol (Murray, 2009).

2.2.3 Metabolisme dan Ekskresi Kolesterol

Pada kolesterol endogen, hati membentuk sebagian besar

kolesterol di dalam tubuh yang bertugas membantu mengangkut lemak ke

berbagai bagian tubuh yang membutuhkan untuk dijadikan energi, atau

ke tempat penyimpanan lemak, seperti pinggul dan perut. Sedangkan

untuk kolesterol eksogen yang berasal dari makanan, kolesterol akan

diabsorpsi di dalam usus. Kolesterol dan unsur lemak lainnya tidak dapat

larut di dalam darah, oleh karena itu kolesterol harus berikatan dengan

protein untuk membentuk senyawa yang larut. Protein tersebut disebut

dengan lipoprotein. Lipoprotein terdiri dari:

12

1. Kilomikron

Kilomikron memiliki densitas 0,9-0,94 g/ml dengan ukuran 75-

1000 nm, dan komposisinya terdiri dari molekul trigliserida 85-

90%, kolesterol 6%, protein 1% dan fosfolipid 5%. Kilomikron

dalam plasma akan mengalami katabolisme oleh enzim lipase,

dengan demikian maka kilomikron akan menghilang dari plasma

darah setelah berpuasa selama 12-14 jam.

2. VLDL (very low density lipoprotein)

Wirahadikusumah (1985) dalam Kotiah (2007), menjelaskan

bahwa sisa kolesterol yang tidak diekskresikan dalam empedu

akan bersatu dengan VLDL sehingga menjadi LDL . Dengan

bantuan enzim lipoprotein lipase, VLDL diubah menjadi IDL dan

selanjutnya menjadi LDL. Densitas VLDL 0,94-1,006 g/ml dengan

ukuran 30-70 nm, komposisinya terdiri dari senyawa trigliserida

50-60%, kolesterol 15-19%, protein 8-10% dan fosfolipid 15-18%.

3. LDL (low density lipoprotein)

Densitas LDL 1,006-1,063 g/ml dan ukurannya adalah 15-25 nm,

komposisinya terdiri dari trigliserida 10%, kolesterol 42-45%,

protein 20-26%, dan fosfolipid 23%.

4. IDL (intermediate density lipoprotein)

Merupakan lipoprotein berdensitas antara, mengandung 20 – 25%

trigliserida. IDL merupakan sisa-sisa dari VLDL dan dapat

dikatabolisme di hati.

5. HDL (high density lipoprotein)

13

Densitasnya 1,063-1,21 g/ml dengan ukuran 7,5-10 nm.

Komposisinya terdiri dari 2-5% trigliserida, kolesterol 18-20%,

protein 45-50% dan fosfolipid 30%. Fungsi utama HDL adalah

membawa kolesterol bebas dari dalam endotel dan

mengirimkannya ke pembuluh darah perifer, lalu keluar dari tubuh

lewat empedu. Dengan demikian, penimbunan kolesterol di perifer

menjadi berkurang.

Di dalam plasma, kolesterol diangkut di dalam lipoprotein, dengan

proporsi tertinggi pada LDL. Ester kolesteril dalam makanan dihidrolisis

menjadi kolesterol, kemudian diserap oleh usus bersama dengan

kolesterol tak-teresterifikasi dan lipid lain dalam makanan. Bersama

dengan kolesterol yang disintesis di usus, kolesterol ini kemudian

dimasukkan ke dalam kilomikron yang dibentuk di dalam mukosa untuk

diangkut menuju hati. Dari hati, kolesterol dibawa oleh VLDL untuk

membentuk LDL melalui perantara IDL (Intermediate Density Lipoprotein).

LDL akan membawa kolesterol ke seluruh jaringan perifer sesuai

dengan kebutuhan. Sisa kolesterol di perifer akan berikatan dengan HDL

dan dibawa kembali ke hati agar tidak terjadi penumpukan di jaringan.

Kolesterol yang ada di hati akan diekskresikan menjadi asam empedu

yang sebagian dikeluarkan melalui feses, dan sebagian asam empedu

diabsorbsi oleh usus melalui vena porta hepatik yang disebut dengan

siklus enterohepatik. Hanya sebagian kecil garam empedu yang lolos dari

absorpsi sehingga dikeluarkan melalui tinja. Bagaimanapun, jalur ini

merupakan jalur utama untuk eliminasi kolesterol.

14

Setiap hari, sejumlah kecil asam empedu (3 – 5 gram) didaur

melalui usus sebanyak 6 – 10 kali, dan asam empedu dalam jumlah yang

setara dengan jumlah yang keluar melalui tinja yang dibentuk dari

kolesterol (Murray, 2009). Mekanisme pengangkutan kolesterol di dalam

tubuh dapat dilihat pada gambar 2.3

Gambar 2.3 Mekanisme Pengangkutan Kolesterol (Murray, 2009).

15

Kadar lemak yang abnormal dalam sirkulasi darah (terutama

kolesterol) bisa menyebabkan masalah jangka panjang. Resiko terjadinya

arterosklerosis meningkat pada seseorang yang mempunyai kadar

kolesterol total yang tinggi. Kadar kolesterol rendah biasanya lebih baik

dibandingkan dengan kadar kolesterol yang tinggi, tetapi kadar yang

terlalu rendah juga tidak baik. Kadar kolesterol total yang ideal adalah

≤140-200 mg/dl. Jika kadar kolesterol total mendekati 300 mg/dl maka

resiko terjadinya serangan jantung menjadi 2 kali lebih besar (Agus,

2009).

Peningkatan kadar kolesterol di dalam darah dapat disebabkan

oleh 3 hal, yaitu diet yang terlalu banyak mengandung kolesterol dan

lemak sehingga tubuh tidak mampu untuk mengendalikannya, ekskresi

kolesterol ke kolon melalui asam empedu terlalu sedikit, dan apabila

produksi kolesterol di dalam hati terlalu banyak. Selain itu bisa juga

karena penyalahgunaan alkohol akut, diabetes tidak terkontrol dengan

baik, kelenjar hipofisa yang terlalu aktif, penggunaan obat-obatan tertentu

seperti estrogen, pil KB, kortikosteroid, diuretik tiazid (pada keadaan

tertentu), gagal ginjal, dan keturunan (Agus, 2009). Secara keseluruhan,

mekanisme metabolisme kolesterol di dalam tubuh dapat dilihat pada

gambar 2.4.

16

Gambar 2.4 Metabolisme Kolesterol (Kotiah, 2007).

17

Sebagian kolesterol diangkut ke dalam membran (lihat gambar

2.4, reaksi 11 dan 13) bersama-sama dengan fosfolipid bilayer,

membentuk komponen penting dari struktur membran. Kolesterol juga

dipakai sebagai kofaktor untuk berinteraksi dengan hormon steroid (lihat

gambar 2.4, reaksi 9), asam empedu (lihat gambar 2.4, reaksi 10), dan

senyawa steroid lainnya. Bila jumlah kolesterol melebihi batas normal,

berbagai proses akan terinduksi untuk mengimbangi kelebihan kolesterol.

Aktivitas HMG-KoA reduktase mikrosom dan HMG Ko-A sintase (lihat

gambar 2.4, reaksi 1 dan 2) dihambat. Laju katabolisme kolesterol (lihat

gambar 2.4, reaksi 10) meningkat arena adanya rangsangan terhadap

enzim 7α-hidroksilase. Asil Ko-A kolesterol asiltransferase dirangsang,

sehingga kolesterol berlebih diubah oleh asam lemak bebas menjadi

senyawa esternya, kemudian disimpan dalam sitoplasma (lihat gambar

2.4, reaksi 8 berjalan ke kanan), sedangkan biosintesis reseptor

lipoprotein ditahan. Jika produksi molekul reseptor berkurang (lihat

gambar 2.4, reaksi 6 dan 7 dihambat). Semakin banyak kolesterol,

menyebabkan pengangkutan kolesterol ke dalam membran (lihat gambar

2.4, reaksi 11, 13, dan 15) meningkat. Proses pengeluaran kolesterol

melalui VLDL dari sel hati, atau dengan HDL dari sel tepi akan meningkat

apabila reaksi 11, 12, dan 14 dirangsang (Kotiah, 2007).

Sebaliknya, bila jumlah kolesterol lebih sedikit daripada yang

diperlukan, kolesterogenesis akan dirangsang, katabolisme kolesterol

(lihat gambar 2.4, reaksi 10) serta proses pengangkutan kolesterol (lihat

gambar 2.4, reaksi 11, 12, dan 14) berkurang, sedangkan pengambilan

dari luar melalui lipoprotein akan meningkat (lihat gambar 2.4, reaksi 6, 7,

18

dan 15 dirangsang). Jumlah kolesterol yang rendah akan merangsang

kolesterogenesis dengan meniadakan penekanan sintesis enzim HMG

Ko-A reduktase dan HMG Ko-A sintase (lihat gambar 2.4, reaksi 1, 2, dan

3 dirangsang). Hasil reaksi katabolisme kolesterol 7β-hidroksikolesterol

dan asam empedu akan menghambat kegiatan enzim kolesterol 7α-

hidroksilase melalui penghambatan balikan, sehingga menurunkan laju

reaksi perubahan kolesterol menjadi 7β- hidroksikolesterol (lihat gambar

2.4, reaksi 10 terhambat). Reaksi pembentukan ester kolesterol dengan

asiltransferase akan berjalan ke kiri sehingga kolesterol banyak terbentuk

(lihat gambar 2.4, reaksi 8 berjalan ke kiri). Biosintesis reseptor lipoprotein

naik karena jumlah molekul reseptor bertambah (lihat gambar 2.4, reaksi

6 dan 7 dirangsang). Proses pemasukan kolesterol ke dalam membran

berkurang mengakibatkan pengangkutan kolesterol ke dalam membran

menurun (Kotiah, 2007).

2.2.4 Hubungan Kolesterol dengan Arteroklerosis

Kolesterol yang berlebihan di dalam darah akan mudah melekat

pada dinding sebelah dalam pembuluh darah. Selanjutnya, LDL sebagai

pengangkut kolesterol, akan menembus dinding pembuluh darah melalui

lapisan sel endotel, masuk ke lapisan dinding pembuluh darah yang lebih

dalam yaitu intima. LDL yang telah menyusup ke dalam intima akan

mengalami oksidasi pertama sehingga terbentuk LDL teroksidasi. LDL-

teroksidasi akan memacu terbentuknya zat yang dapat melekatkan dan

menarik monosit menembus lapisan endotel dan masuk ke dalam intima,

dan kemudian menghasilkan zat yang dapat mengubah monosit menjadi

19

makrofag. LDL-teroksidasi akan mengalami oksidasi tahap kedua yang

dapat menyebabkan LDL teroksidasi sempurna yang dapat mengubah

makrofag menjadi sel busa (foam cell).

Sel busa yang terbentuk akan saling berikatan membentuk

gumpalan yang makin lama akan semakin membesar, sehingga

membentuk benjolan yang mengakibatkan penyempitan lumen pembuluh

darah. Keadaan ini akan semakin memperburuk, karena LDL yang

teroksidasi sempurna juga akan merangsang sel-sel otot pada lapisan

pembuluh darah yang lebih dalam (media) untuk masuk ke lapisan intima,

dan kemudian jumlahnya akan semakin banyak. Timbunan lemak di

dalam lapisan pembuluh darah (plak kolesterol) membuat saluran

pembuluh darah menjadi sempit sehingga aliran darah menjadi kurang

lancar.

Plak kolesterol pada dinding pembuluh darah bersifat rapuh dan

mudah pecah, sehingga dapat meninggalkan bekas luka pada dinding

pembuluh darah yang dapat mengaktifkan zat-zat pembekuan darah.

Karena pembuluh darah sudah mengalami penyempitan dan pengerasan

oleh plak kolesterol, maka bekuan darah ini dapat semakin menyumbat

pembuluh darah secara total (LIPI, 2009). Perkembangan plak yang

dapat menyumbat pembuluh darah dapat dilihat pada gambar 2.5

20

Gambar 2.5 Perkembangan plak aterosklerosis (LIPI, 2009).

2.3 Diet Aterogenik

2.3.1 Definisi Diet Aterogenik

Diet aterogenik adalah diet tinggi kolesterol dan tinggi lemak, yang

bertujuan untuk meningkatkan kadar kolesterol dalam darah. Diet

aterogenik mengandung kolesterol, asam kolat, dan lemak (Nurdiana,

2008). Diet aterogenik dapat menyebabkan penekanan pada fungsi

reseptor LDL, sehingga dapat memperpanjang metabolisme LDL di dalam

plasma. Selain itu, pemberian diet ini bertujuan untuk membentuk kondisi

kelebihan lemak pada tikus, sehingga tercapai tercapai kondisi yang

mewakili tahap aterosklerosis (Hendrayati, 2003).

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Muwarni, dkk,

mengungkapkan bahwa pemberian pakan aterogenik dengan komposisi

pakan normal yang ditambah dengan kolesterol 2%, asam kolat 0,2 %

dan minyak babi 5% selama 8 minggu terbukti dapat meningkatkan kadar

kolesterol darah dan menginduksi terbentuknya sel busa (Nurdiana,

2008).

21

1. Kolesterol

Kolesterol biasanya terdapat di dalam makanan yang bersumber dari

hewan dan diperoleh dari hasil sintesis lemak di dalam hati. Bahan

bakunya berupa karbohidrat, protein, atau lemak. Kolesterol

mempunyai fungsi ganda di dalam tubuh yaitu di satu sisi diperlukan

di sisi lain bila kadarnya terlalu banyak di dalam tubuh bisa

membahayakan. Kolesterol merupakan komponen esensial membran

struktural semua sel dan merupakan komponen utama sel otak dan

saraf juga merupakan bahan untuk pembentukan sejumlah steroid

penting seperti asam empedu, asam folat, hormon-hormon adrenal

korteks, estrogen, androgen, dan progesteron. Apabila kolesterol

terdapat terlalu banyak di dalam darah maka dapat membentuk

endapan papa dinding pembuluh darah sehingga menyebabkan

penyempitan yang dinamakan aterosklerosis (Almatsier, 2004).

2. Asam Kolat

Asam kolat mempunyai nama kimia 3,7,12-Trihydroxycholanic

(C24H40)5). Asam kolat berbentuk bubuk kristal yang mempunyai

rasa pahit, dan biasanya digunakan sebagai foam stabilizer. Dari hasil

suatu penelitian diketahui dengan pemberian asam kolat selama 8

minggu dapat meningkatkan kadar kolesterol dan terbentuknya sel

busa yang bermakna. Apabila dalam diet aterogenik tidak diberikan

asam kolat, maka akan meningkatkan baik HDL maupun LDL

sehingga asam kolat juga diduga berfungsi untuk menurunkan kadar

HDL (Murwani, dkk, 2005).

22

3. Minyak Babi

Minyak babi merupakan hasil yang diperoleh dari jaringan babi, dapat

digunakan sebagai shortening dan juga berfungsi sebagai olesan

pada makanan. Kandungan dalam minyak babi adalah asam lemak

jenuh tinggi dan juga kolesterol yang sangat tinggi dibandingkan

minyak hewani lainnya.

Berdasarkan Nutrisurvey SEAMEO-TROPMED University of

Indonesia, kandungan gizi minyak babi per 100 gram adalah:

Energi = 900 kkal

Karbohidrat = 0

Lemak = 99,7 mg

PUFA = 10,8 gram

Kolesterol = 86 mg

Protein = 0,1 gram

Pemberian minyak babi pada diet aterogenik menyebabkan

meningkatnya kadar kolesterol dalam darah hewan coba, karena

minyak babi memiliki kandungan asam lemak jenuh dan kolesterol

sekitar 38-43%. Selama 14 hari, minyak babi akan meningkatkan

kadar kolesterol dan trigliserida dalam darah yang disertai dengan

peningkatan lipoprotein. Hal ini disebabkan karena asam lemak yang

terkandung dalam minyak babi di metabolisme menjadi asetil-KoA

(prekusor sintesis kolesterol endogen). Kolesterol endogen maupun

eksogen tidak dapat larut dalam darah, untuk dapat mengalir dalam

aliran darah dan menuju jaringan yang membutuhkan, maka

23

diperlukan suatu protein yang dapat mengikat kolesterol dan

membentuk kompleks lipid-protein (lipoprotein). Peningkatan

lipoprotein ini dapat memicu peningkatan kolesterol total, LDL, dan

trigliserida dalam darah yang dapat menyebabkan hewan coba

berada dalam kondisi hiperkolesterolemia, yang merupakan faktor

resiko terjadinya aterosklerosis.

2.4 Serat

2.4.1 Definisi Serat

Dietary fiber didefinisikan sebagai bagian dari komponen bahan

pangan nabati yang tidak dapat dicerna oleh saluran pencernaan

manusia. Saat ini, definisi serat diperluas lagi sehingga seluruh

polisakarida dan lignin yang tidak dapat dicerna oleh saluran

pencernaan manusia termasuk ke dalam serat makanan (Rusilanti,

2007).

Serat makanan dibagi menjadi tiga fraksi utama, yaitu:

1. Polisakarida struktural, terdapat dalam dinding sel dan terdiri

dari selulosa dan polisakarida non-selulosa, hemiselulosa

(arabinoksilan, galaktomanan, dan glukomanan), substansi pektat,

betaglukan, musilase, gum, dan polisakarida algal.

2. Non-polisakarida struktural, sebagian besar terdiri dari lignin.

3. Polisakarida non-struktural, termasuk gum dan mucilage serta

polisakarida seperti karagenan dan agar dari rumput laut.

24

Kandungan serat dalam bahan pangan (serat makanan) sangat

tergantung kepada jenis bahan pangan tersebut. Serat dalam

makanan digolongkan menjadi dua golongan yaitu :

1) Serat yang larut atau SDF (Soluble Dietary Fiber), adalah

serat makanan yang dapat larut dalam air hangat atau panas,

serta dapat mengendap oleh air yang telah dicampur dengan

empat bagian etanol. Gum, pektin, dan sebagian hemiselulosa

larut yang terdapat dalam dinding sel tanaman merupakan

sumber serat makanan. Ada juga beta-glukan yang terdapat

pada oat dan barley, seaweed seperti alginat, karagenan, dan

agar yang merupakan serat dari tumbuhan laut. Serat bakteri

seperti nata de coco dan lignin yang terdapat pada buah dan

sayur.

2) Serat yang tidak larut atau IDF (Insoluble Dietary Fiber),

adalah serat makanan yang tidak larut dalam air panas

maupun dingin. Sumber serat yang tidak larut yaitu selulosa,

lignin dan sebagian besar hemiselulosa, lilin yang terdapat

hampir di semua jenis bahan pangan nabati khususnya buah

dan sayuran (Anwar, 2004).

2.4.2 Manfaat Serat Untuk Menurunkan Kolesterol

Kadar kolesterol yang tinggi merupakan faktor resiko untuk

penyakit jantung, karena itu konsumsi serat larut yang dapat

menurunkan kadar kolesterol sangat bermanfaat untuk mencegah

terjadinya penyakit jantung. Beberapa manfaat dari serat adalah:

25

a. Berkurangnya absorpsi lemak

Baik serat larut (pektin, gum, dan β-glukan) maupun serat tak larut

(lignin) dapat mempengaruhi absorpsi lemak dengan cara mengikat

asam lemak, kolesterol, dan garam empedu di saluran cerna. Asam

lemak dan kolesterol yang terikat dengan serat tidak dapat

membentuk micelle yang sangat dibutuhkan untuk penyerapan lemak

agar dapat melewati unstirred water layer masuk ke enterosit.

Akibatnya, lemak yang berikatan dengan serat tidak bisa diserap, dan

akan terus ke usus besar untuk diekskresi melalui feses atau

didegradasi oleh bakteri usus.

b. Meningkatkan ekskresi garam empedu

Serat akan mengikat garam empedu sehingga micelle tidak dapat

terbentuk. Di samping itu, garam empedu yang telah terikat oleh serat

ini tidak dapat direabsorpsi dan di-resirkulasi melalui siklus

enterohepatik lagi. Akibatnya, garam empedu ini akan terus ke usus

besar untuk dibuang melalui feses atau didegradasi oleh flora usus.

c. mengurangi kadar kolesterol serum

Konsumsi serat dapat menurunkan kadar kolesterol serum melalui

beberapa cara, yaitu:

1) dengan meningkatnya ekskresi garam empedu dan kolesterol

melalui feses, maka garam empedu yang mengalami sikus

enterohepatik juga berkurang. Berkurangnya garam empedu yang

masuk ke hati untuk siklus enterohepatik dan berkurangnya

absorpsi kolesterol, akan menurunkan kadar kolesterol sel hati.

Sebagai kompensasi, hal ini akan meningkatkan pengambilan

26

kolesterol dari darah yang akan dipakai untuk sintesis garam

empedu yang baru, yang kemudian akan berakibat pada

menurunnya kadar kolesterol dalam darah.

2) terjadinya perubahan pool garam empedu dari cholic acid menjadi

chenodeoxycholic acid yang menghambat 3-hydroxy 3-

methylglutaryl (HMG) CoA reductase yang dibutuhkan untuk

sintesis kolesterol

3) penelitian pada hewan menunjukkan propaonat atau asam lemak

rantai pendek lain yang terbentuk sebagai hasil degradasi serat di

kolon akan menghambat sintesis asam lemak.

Dengan menurunnya kadar kolesterol di dalam darah, maka akan

menurunkan resiko terjadinya aterosklerosis dan penyakit jantung

(Zaimah, 2009).

2.5 Glukomanan

2.5.1 Definisi Glukomanan

Glukomanan adalah polisakarida dari jenis hemiselulosa yang

terdiri dari ikatan rantai galaktosa, glukosa, dan mannosa. Ikatan rantai

utamanya adalah glukosa dan mannosa, sedangkan rantai cabangnya

adalah galaktosa. Dalam satu molekul glukomannan terdapat D-mannosa

sejumlah 67% dan D-glukosa sejumlah 33% (Mahmud, 2010). Struktur

kimia glukomanan dapat dilihat pada gambar 2.6.

27

Gambar 2.6 Struktur Kimia Glukomanan (Kotiah, 2007).

Glukomanan banyak terdapat dalam tanaman Konjak (Iles-iles/

Amorphophallus muelleri Blume) sekitar 64%. Konjak glukomanan

merupakan serat alam kental yang paling mudah larut dan membentuk

larutan yang sangat kental, memiliki berat molekul tertinggi yaitu antara

200.000 – 2.000.000 Dalton, dan memiliki kapasitas tampung air terbesar

hingga mencapai 100 kali beratnya dalam air.

Ciri khas dari glukomanan yang terdapat dalam konjak, yaitu:

1. merupakan serat yang secara alami bisa larut dalam air, sehingga

di dalam air dapat membentuk larutan yang sangat kental.

2. membentuk gel, karena glukomanan di dalam air dapat

membentuk larutan yang sangat kental, maka dengan

penambahan air kapur zat glukomanan dapat membentuk gel, di

mana gel yang terbentuk mempunyai sifat khas dan tidak mudah

rusak.

3. mengembang, glukomanan dalam air mempunyai sifat

mengembang yang besar, daya mengembangnya sekitar 138% -

200%, sehingga glukomanan merupakan serat dengan viskositas

tinggi dalam menyerap air.

28

4. tidak mengandung lemak, gula, tepung atau protein, tidak

mengandung atau rendah kalori, serta bebas dari gandum dan

glutana.

5. tembus cahaya dan bersifat seperti agar-agar dan tidak berbau.

Larutan glukomannan dapat membentuk lapisan tipis film yang

mempunyai sifat tembus pandang, film yang terbentuk dapat larut

dalam air, asam lambung, dan cairan usus.

6. dapat disimpan di bawah suhu ruangan selama sekitar satu tahun.

7. mencair, glukomanan mempunyai sifat mencair seperti agar

sehingga dapat digunakan dalam media pertumbuhan mikroba.

2.5.2 Manfaat Glukomanan

Berdasarkan ciri khas yang telah dijelaskan di atas, glukomanan

memiliki banyak sekali manfaatnya di bidang industri. Di industri farmasi,

larutan glukomanan digunakan sebagai bahan pengikat dalam

pembuatan tablet. Pada pembuatan tablet dibutuhkan suatu bahan

pengisi yang dapat memecah tablet di dalam lambung, biasanya

digunakan pati atau agar-agar yang mempunyai sifat mengembang di

dalam air. Pada industri minuman, tepung glukomanan dapat digunakan

sebagai zat pengental misalnya dalam pembuatan sirop, sari buah dan

sebagainya. Tepung glukomanan juga dapat dibuat makanan, yaitu

dengan cara mencampur larutan glukomanan dengan air kapur (kalsium

hidroksida atau kalsium oksida), produk yang dihasilkan dikenal dengan

nama “konyaku”.

29

Selain di bidang industri, glukomanan juga memiliki manfaat dari

segi medis. Dari penelitian Ohtsuki (1968) dalam Mardhiyah (2006),

dijelaskan bahwa glukomanan dapat meningkatkan HDL dan menurunkan

trigliserida, selain itu diduga berpotensi sebagai antikanker. Di dalam

kolon, glukomanan akan difermentasi oleh bakteri bifidobacterium

menghasilkan asam lemak rantai pendek seperti asam butirat, asam

propionate, dan asam asetat. Butirat terbukti memiliki efek langsung

dalam mencegah kanker kolon secara invivo. Butirat juga dapat berperan

meningkatkan kekuatan sistem imun karena perannya sebagai sumber

energi bagi sel kolonosit sehingga menstimuli sel epitel dan pembebasan

sejumlah sitokin dan mediator pengaturan fungsi sel imunitas seperti IL-8

yang mampu mengaktifkan sel T sitotoksik sehingga mampu

mengeliminasi secara dini sel-sel yang mengalami perubahan.

(Mardhiyah, 2006). Berdasarkan sebuah penelitian disebutkan bahwa

pasien DM tipe 2 yang mengkonsumsi 1,2 gram glukomanan yang

berasal dari umbi konjak sebelum makan, dapat meningkatkan 1,16

mmol/L kadar HDL dalam darahnya (Chen, 2003).

2.5.3 Mekanisme Glukomanan Menurunkan Kolesterol

Penyumbatan pembuluh darah di jantung yang disebabkan oleh

penumpukan kolesterol yang berlebih sering kali terjadi. Di dalam tubuh,

salah satu fungsi kolesterol adalah sebagai bahan dasar yang diperlukan

tubuh untuk mensintesis asam empedu untuk pencernaan lemak. Seperti

serat larut air lainnya, glukomanan dapat menurunkan kadar koleseterol

darah dengan 2 cara, yaitu:

30

1. Glukomanan berikatan dengan kolesterol dan asam empedu di

dalam saluran cerna. Dengan adanya pengikatan kolesterol dan

asam empedu oleh glukomanan, nantinya akan dikeluarkan

bersama dengan feses dan tidak diserap lagi, sehingga kadar

asam empedu di dalam tubuh akan turun. Kondisi ini

menyebabkan tubuh secara alami membentuk asam empedu dari

kolesterol yang diambil dari peredaran darah sebagai

kompensasinya. Penyerapan kolesterol dari dalam darah tersebut

menyebabkan kadar VLDL yang terbentuk menjadi lebih sedikit.

Karena LDL disintesis dari VLDL, maka penurunan VLDL ini juga

menyebabkan penurunan pada kadar LDL di dalam darah.

Kolesterol tidak dapat dioksidasi di dalam tubuh. Oleh karena itu,

salah satu cara untuk menurunkan kadar kolesterol dalam darah

adalah dengan memperbesar jumlah ekskresi asam empedu.

2. Serat di dalam usus akan mengikat asam lemak sehingga

menghambat penyerapan asam lemak yang akhirnya

menghalangi sintesis kolesterol. Asam lemak merupakan unsur

utama dari lemak, sehingga bila asam lemak diserap maka

penyerapan kolesterol pun akan terhalangi (Kotiah, 2007).

2.6 Iles-iles Kuning

2.6.1 Karakteristik Iles-iles Kuning

Umbi iles-iles memiliki karakteristik sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Ordo : Alismatales

31

Family : Araceae

Genus : Amorphophallus

Spesies : Onchophyllus

Tanaman iles-iles memiliki banyak jenisnya, salah satu yang

paling sering dibudidayakan di Indonesia adalah iles-iles kuning

(Amorphophallus oncophyllus Prain). Amorphophallus oncophyllus Prain

ini memiliki sinonim nama Amorphophallus muelleri Blume atau yang lebih

dikenal dengan porang (Endriyeni, 2002). Bentuk dari umbi iles-iles dapat

dilihat pada gambar 2.7

Gambar 2.7 Umbi Iles-iles kuning (Endriyeni, 2002).

Porang merupakan salah satu tanaman penghasil umbi yang

termasuk dalam familia Araceae. Tanaman ini memiliki tangkai bunga

(spadix) polos yang memiliki ukuran panjang kurang lebih 2 kali gabungan

antara panjang bunga jantan dan betina. Tangkai ini berbentuk jorong

atau oval memanjang, memapat secara lateral, berwarna merah muda

pucat, kekuningan atau coklat terang, dengan lekukan dan biji yang

32

dangkal dengan ukuran panjang 8-22c m dan lebar 2½ - 8 cm, diameter

1-3 cm.

Tanaman ini tumbuh dimana saja seperti di pinggir hutan jati,

dibawah rumpun bambu, di tepi-tepi sungai, di semak belukar dan di

tempat-tempat di bawah naungan yang bervariasi. Tanaman ini tumbuh

dari dataran rendah sampai 1000 m di atas permukaan laut, dengan suhu

antara 25-350C, curah hujan 300-500 mm per bulan selama periode

pertumbuhan. Pada suhu di atas 350C daun tanaman ini akan terbakar,

sedangkan pada suhu rendah akan menyebabkan iles-iles menjadi

dorman (Perum Perhutani 1995; Sumarwoto 2005)

2.6.2 Morfologi Iles-iles Kuning

Tangkai bunga jantan memilik panjang ¾ - 1½ kali panjang

tangkai bunga betina, semakin melebar dan memanjang menuju pucuk.

Bagian tangkai bunga betina berbentuk silider, berukuran panjang antara

5-10 cm, ovarium terpisah menjadi 2 sel, berwarna ungu atau sedikit

keunguan, tangkai putik (stigma) sub-sessile, berada berdekatan dengan

ovarium, buah matang bulat memanjang sampai pucuk berwarna merah

terang, biasanya terdapat 2 biji, berukuran 12-18 mm. Dasar dari tangkai

bunga tanpa penutup (telanjang) memiliki panjang antara ½-1½ cm.

Kelopak bunga (spathe) mengembang lebih lebar daripada

pangkalnya, tumpul, berukuran panjang 12-27 cm, memanjang mendekati

setengah dari bagian dari tangkai bunga yang polos, bagian luar

berwarna hijau atau merah muda kekuningan, sampai ungu dengan

banyak bulatan. Bintik-bintik berwarna kuning pucat, bentukan seperti

33

lonceng (campanulate) yang setengahnya lebih pendek sedangkan

setengah bagian atasnya lebih tinggi pada anthesis.

Tangkai bunga (peduncle) polos, hijau dengan banyak bintik

berwarna pucat dan sangat mencolok, garis-garis pucat, berukuran antara

30-60 cm. Helaian daun membentang dengan ukuran panjang antara 60-

200 cm dengan bentuk mirip pisau persegi panjang, besar, memanjang,

tepi daun berwarna putih atau merah muda pucat mencolok. Pada

permukaan bawah lebih jelas terlihat tulang-tulang daun yang kecil.

Panjang tangkai daun antara 40-180 cm, dimana daun-daun yang lebih

tua berada pada pucuk di antara tiga segmen tangkai daun yang kecil tak

berambut. (Backer dan Van de Brink, 1986; Endriyeni, 2002).

2.6.3 Ketersediaan iles-iles di Indonesia

Produksi umbi porang di hutan Jawa Timur minimal dapat

mencapai 4 ton per hektar are, dan bila dibudidayakan lebih intensif dapat

mencapai 8 ton per hektar are. Untuk memperoleh pertumbuhan yang

baik, iles-iles dipengaruhi oleh kondisi tanah. Iles-iles tumbuh dengan

baik di hutan dengan tanah berterkstur ringan, yaitu pada kondisi liat

berpasir, strukturnya gembur dan kaya unsur hara, drainase baik,

kandungan bahan organik tanah tinggi, dan kisaran pH tanah antara 6.0-

7.5.

2.6.4 Kandungan iles-iles

Umbi kering porang akan menghasilkan glukomanan yang lebih

banyak daripada umbi basahnya. Hal ini disebabkan karena, kadar air

dari umbi yang dikeringkan lebih sedikit daripada kadar air pada umbi

34

basah. Kadar glukomanan akan turun seiring dengan tingginya kadar air.

Penyebab utamanya adalah, dengan adanya kadar air yang tinggi akan

memungkinkan aktivitas dari enzim yang terdapat pada umbi bertambah

sehingga mengakibatkan glukomanan yang terurai lebih banyak.

Porang mengandung 3,58 % glukomanan dalam bentuk umbi

basah serta 64,98% dalam bentuk tepung. Tepung porang kasar yang

dikeringkan mengandung 49–60% glukomanan sebagai polisakarida

utama, 10-30% pati, 2-5% serat, 5-14% protein kasar, 3-5% gula reduksi

dan 3.4-5.3% abu dan vitamin juga lemak yang rendah. Tinggi rendahnya

kadar glukomanan ini juga dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain

umur tanaman, lama waktu setelah panen (Sumarwoto, 2005), kadar

kapur dalam tanah, ukuran bulbil dan perlakuan pasca panen. Kandungan

gizi dari iles-iles kuning dapat dilihat pada tabel 2.1, dan komposisi

tepung iles-iles kuning dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.1 Kandungan Gizi 100 gram Iles-iles Kuning (Sumarwoto, 2005)

Kalori 69 kal

Protein 1.0 gr

Lemak 0.1 gr

Karbohidrat 15.7 gr

Kalsium 62 mg

Fosfor 41 mg

Besi 4.2 mg

Vitamin B1 0.07 mg

Air 82 gr

Bagian yang dapat dimakan 86%

35

Tabel 2.2 Komposisi Tepung iles-iles Kuning 100 g

Protein (%) 4.2Lemak (%) 0.04Serat (%) 5.5Abu (%) 5.7Oksalat (%) 0.35Glukomanan (%) 33Energi (kkal) 360

2.6.5 Manfaat Tanaman Iles-iles Kuning

Umbi iles-iles kuning banyak sekali manfaatnya, antara lain :

a. Iles-iles digunakan sebagai bahan baku pengganti makanan

pokok pada saat musim paceklik karena iles-iles ini merupakan

salah satu jenis umbi-umbian yang memiliki kandungan

karbohidrat yang tinggi (Sumarwoto, 2005)

b. Iles-iles mengandung serat yang tinggi dan tanpa kolesterol, serta

mengandung glukomanan sebesar 20-65%. Sangat baik untuk

kesehatan terutama untuk diet (Nunung, 2002)

c. Iles-iles sebagai serat pangan dalam jumlah tinggi akan

memberikan pertahanan pada manusia terhadap timbulnya

berbagai penyakit seperti kanker usus besar, divertikular,

kardiovaskular, kegemukan, kolesterol tinggi dalam darah dan

kencing manis.