Kajian komponen inhibitor alfa glukosidase susu skim fermentasi menggunakan bakteri asam laktat
Miftakhussolikhah, Prof. Dr. Ir. Endang Sutriswati Rahayu, MS; Prof. Dr. Ir. Tyas Utami, M.Sc; Dr. Puspita Lisdiyanti, M.Agr. Chem;
2025 | Disertasi | S3 Ilmu Pangan
Peningkatan jumlah penderita diabetes mellitus (DM) di seluruh dunia, termasuk Indonesia, mendorong pengembangan strategi terapi yang lebih efektif, salah satunya penggunaan alpha glucosidase inhibitor (AGI). Obat komersial seperti acarbose sering digunakan sebagai AGI, namun kekhawatiran masyarakat terhadap efek samping obat farmasi mendorong pencarian alternatif yang lebih aman. Konsumsi pangan fungsional dengan aktivitas AGI, jika digunakan bersamaan dengan obat farmasi, dapat meningkatkan efektivitas pengobatan, mengurangi dosis, serta menurunkan risiko efek samping. Oleh karena itu, penting untuk mengidentifikasi sumber pangan dengan potensi AGI yang tinggi. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa peptida merupakan salah satu komponen pada pangan yang mempunyai kemampuan sebagai AGI. Susu, sebagai sumber protein, berpotensi menghasilkan peptida bioaktif dengan kemampuan AGI dari aktivitas proteolitik bakteri asam laktat (BAL). Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi peptida yang mempunyai kemampuan AGI pada susu yang difermentasi menggunakan BAL terpilih. Tahapan penelitian meliputi: 1) screening 34 BAL dengan kemampuan proteolitik; 2) penentuan waktu optimum untuk produksi AGI dengan variasi waktu fermentasi menggunakan BAL terpilih; 3) karakterisasi peptida AGI dari hasil fermentasi susu menggunakan BAL terpilih; dan 4) pengujian stabilitas AGI selama penyimpanan suhu dingin (4°C) dan dalam simulasi saluran pencernaan manusia. Hasil penelitian menunjukkan bahwa strain Lactiplantibacillus plantarum Dad-13, Lactiplantibacillus plantarum-pentosus SR17B dan Lactiplantibacillus plantarum-pentosus L23 mampu menghasilkan susu fermentasi dengan aktivitas AGI yang tinggi (berturut-turut 36,12%; 35,94?n 35,15%). Aktivitas AGI meningkat seiring waktu fermentasi, dengan puncaknya pada 18 jam untuk strain L. plantarum Dad-13 serta 12 jam untuk L. plantarum-pentosus SR17B dan L. plantarum-pentosus L23. Fragmen peptida pada L. plantarum Dad-13 dan L. plantarum-pentosus SR17B dengan ukuran 2–14 kDa dan >14 kDa menunjukkan aktivitas AGI yang tidak berbeda secara signifikan dan lebih tinggi dibandingkan fragmen peptida berukuran <2>L. plantarum-pentosus L23, fragmen peptida berukuran 2–14 kDa dan <2>14 kDa. Hasil pengujian sekuen asam amino menggunakan High-Resolution Mass Spectrometry (HRMS) menunjukkan banyaknya gugus asam amino hidrofobik terutama prolin dan leusin pada peptida susu fermentasi menggunakan L. plantarum Dad-13 selama 18 jam yang kemungkinan berperan untuk AGI. AGI yang dihasilkan dari fermentasi susu menggunakan L. plantarum Dad-13 stabil di simulasi saluran pencernaan manusia serta tetap aktif setelah penyimpanan di suhu dingin (4°C) selama 30 hari sehingga potensial dimanfaatkan sebagai pangan fungsional untuk diabetes.
The increasing prevalence of diabetes mellitus (DM) worldwide, including in Indonesia, has driven the development of more effective therapeutic strategies, one of which is the use of alpha glucosidase inhibitors (AGI). While commercial AGI drugs such as acarbose are commonly used, concerns regarding their side effects have encouraged the search for safer alternatives. Functional foods with AGI activity, when combined with pharmaceutical drugs, have the potential to enhance treatment efficacy, reduce drug dosage, and minimize side effects. Milk, as a rich source of protein, has the potential to generate bioactive peptides with AGI activity through the proteolytic activity of lactic acid bacteria (LAB). This study aimed to characterize AGI peptides produced in milk fermentation using selected LAB strains. The research involved four stages: (1) screening of 34 LAB strains with proteolytic activity; (2) determination of optimal fermentation time for AGI production; (3) characterization of AGI peptides from fermented milk; and (4) evaluation of AGI stability during cold storage (4°C) and in a simulated human digestion model. The results showed that the strains Lactiplantibacillus plantarum Dad-13, L. plantarum-pentosus SR17B, and L. plantarum-pentosus L23 produced fermented milk with high AGI activity, with inhibition rates of 36.12%, 35.94%, and 35.15%, respectively. AGI activity increased with fermentation time, reaching its peak at 18 hours for L. plantarum Dad-13 and 12 hours for L. plantarum-pentosus SR17B and L. plantarum-pentosus L23. Peptide fragment analysis showed that, in L. plantarum Dad-13 and L. plantarum-pentosus SR17B, peptides in the 2–14 kDa and >14 kDa size range exhibited no significant difference in AGI activity, both of which were higher than peptides <2> L. plantarum-pentosus L23, peptide fragments 2–14 kDa and <2>14 kDa. Further analysis using High-Resolution Mass Spectrometry (HRMS) identified a high abundance of hydrophobic amino acids, particularly proline and leucine, in peptides from fermented milk using L. plantarum Dad-13 at 18 hours, suggesting their role in AGI activity. Additionally, AGI derived from milk fermented with L. plantarum Dad-13 remained stable during simulated human digestion and retained its activity after 30 days of cold storage (4°C), demonstrating its potential as a functional food for diabetes management.
Kata Kunci : diabetes mellitus, alpha glucosidase inhibitor (AGI), bakteri asam laktat (BAL), susu fermentasi, peptida