The Effects of Digestive System, Organic Acids, Thermal Processing, and Enzymatic Treatments on Iron and Zinc Bioaccessibility of Rhizopus oligosporus Biomass

Novie Fitrita Wulandari, Rachma Wikandari, S.T.P., M.Biotech., Ph.D.; Prof. Dr. Ria Millati, S.T., M.T.; Prof. Mohammad J. Taherzadeh

2025 | Skripsi | TEKNOLOGI PANGAN & HASIL PERTANIAN

Pertumbuhan penduduk dunia yang masif berakibat pada meningkatnya kebutuhan pangan. Namun, masalah lingkungan akibat produksi pangan besar-besaran dan tidak berkelanjutan mengancam keseimbangan alam dan seluruh kehidupan di bumi. Mikoprotein sebagai pangan tinggi protein dan jauh lebih ramah lingkungan menjadi salah satu alternatif untuk mensubstitusi daging. Akan tetapi, pangan alternatif pengganti daging umumnya memiliki bioaksesibilitas mineral yang rendah, utamanya seng (Zn) dan zat besi (Fe), karena keberadaan antinutrien. Studi ini berfokus untuk mengevaluasi zat gizi mineral yang terkandung dalam mikoprotein dari Rhizopus oligosporus serta menginvestigasi efek dari perebusan, penambahan asam organik, dan perlakuan dengan enzim spesifik untuk merusak struktur dinding sel jamur dalam meningkatkan bioaksesibilitas seng dan zat besi. Eksperimen dilakukan dengan metode in vitro yang diadopsi dari protokol INFOGEST 2.0, sekaligus mengevaluasi efek dari aktivitas enzim dan komposisi elektrolit terhadap bioaksesibilitas mineral. Biomassa R. oligosporus memiliki aksesibilitas zat besi 18,34±10,17% seng 25±4,95%. Asam sitrat memberikan efek paling signifikan dengan nilai digestibilitas zat besi di fase intestinal mencapai 56,21±3,99% seng 75,78±4,98%. Sementara itu, perebusan meningkatkan jumlah mineral di dalam biomassa, tetapi hasil digestibilitas zat besi dan seng justru menurun. Inkubasi biomassa dengan enzim tidak memberikan efek nyata pada bioaksesibilitas seng, dan kitinase merupakan satu-satunya enzim yang mampu memperbaiki nilai bioaksesibilitas zat besi menjadi 19,38%. Hasil eksperimen mengindikasikan bahwa mineral di dalam biomassa R. oligosporus membentuk kompleks ikatan dengan protein serta beberapa komponen di dalam dinding sel jamur. Solubilitas mineral bergantung pada komposisi cairan selama proses pencernaan dan dipengaruhi oleh aktivitas pankreatin, komposisi elektrolit, perlakuan termal, kimiawi, serta enzimatik.

The massive growth of the global population has led to an increased demand for food. Nevertheless, environmental degradation caused by excessive and unsustainable food production presents a significant challenge that threatens life on earth. Mycoprotein, a high-protein and environmentally friendly food source, offers a potential role for meat substitutes. However, alternative proteins often exhibit lower mineral bioaccessibility, particularly for zinc (Zn) and iron (Fe), due to the presence of antinutrients. This study focuses on evaluating the mineral composition of Rhizopus oligosporus mycoprotein, as well as investigating the effect of boiling, organic acids, and cell-wall-degrading enzymes on enhancing the bioaccessibility of zinc and iron. Experiments were conducted using the INFOGEST 2.0 in vitro digestive protocol. In addition, this study assesses the effect of enzyme activity and electrolyte composition within the INFOGEST 2.0 methods on mineral bioaccessibility. Measured accessibility values of iron and zinc during the intestinal phase are 18.34±10.17% and 25±4.95%, respectively. Citric acid significantly improves iron and zinc bioaccessibility in the intestinal phase up to 56.21±3.99% and 75.78±4.98%, respectively. In contrast, boiling increases the mineral content in the biomass but results in a reduction of digestibility for both iron and zinc. Enzymatic treatment does not show a notable effect to increase zinc digestibility, and chitinase is the only enzyme that exerts a significant effect for iron, up to 19.38%. The result suggests that minerals in R. oligosporus biomass may form complexes with protein and other cell wall components. Moreover, mineral solubility during digestion depends on the composition of the digestive solution, which is influenced by pancreatin activity, electrolyte composition, and thermal, chemical, and enzymatic treatments.

Kata Kunci : bioaccessibility, biodigestibility, boiling, enzyme, INFOGEST 2.0, in vitro study, iron, mineral, mycoprotein, zinc