Senyawa Bioaktif pada Tempe: Formulasi yang Diburu Peneliti Asing untuk Dipatenkan?

Tempe sangat menarik untuk diteliti  khususnya , kemampuannya untuk menghasilkan beberapa senyawa bioaktif bagi Kesehatan manusia. Beberapa peneliti terus mencoba melakukan riset intensif terhadap kandungan senyawa bioaktifnya.

Aktivitas ragi masih sangat misteri, dan banyak yang belum terungkap. Metabolisme mensintesis vitamin, senyawa anti kanker dan senyawa yang berfungsi sebagai neurotransmitter GABA, menjadi kompetisi untuk menemukan formulasi yang tepat, sehingga tempe yang dihasilkan benar-benar mujarab. 

Para peneliti lain sedang berlomba menemukan proses pembuatan tempe yang bergizi dan kaya akan kandungan bioaktifnya. Rekayasa  ragi, mencampurkannya dengan mikroba lain,  atau dengan menambahkan bahan yang merangsang  ragi dan mikroorganisme lain untuk mensintesis senyawa  target. Formulasi ini lah yang kini terus diburu, dan kalau sudah ditemukan langsung  dipantenkan oleh oleh peneliti. Dan, yang banyak oleh peneliti  asing.

Penelusuran di google paten misalnya tentang tempe,  dengan kata tempeh,   ada sebanyak 9,634 paten, sedangkan  "kata tempeh soybeans" itu  ada sebanyak " 5,646 paten, sedangkan untuk kata " tempeh Rhizopus, ada sebanyak 331  paten. Artinya sudah banyak sekali tempe i itu dipatenkan orang, baik dari penggunaan mikroba, maupun bahan yang digunakan. 

Artikel tentang jurnal yang ada sangkut pautnya dengan tempe itu, sekitar  26,600 artikel jumlah ini terus meningkat, setiap hari, karena hasil penelitian tentang tempe terus terjadi. Karena masih banyak yang perlu diketahui dengan 'produk makanan " yang kita akui  tempe sebagai  kekayaaan budaya Indonesia, khususnya Jawa untuk dunia"  Apakah kita tidak tertarik mendalaminya? Pertanyaan  sederhana , namun rumit  menjawabnya. 

Fermentasi pada tempe

Proses fermentasi tempe  dapat meningkatkan nilai gizi beberapa nutrisi, dan pengembangan vitamin, fitokimia dan konstituen antioksidan. Kadar isoflavon  tempe relatif tinggi dibandingkan dengan produk kedelai lainnya seperti tahu dan minuman  susu kedelai.

Manfaat lain dari proses fermentasi tempe adalah penurunan kadar asam fitat dan peningkatan bioavailabilitas mineral, seperti kalsium, seng dan besi Berbagai mikroorganisme, termasuk jamur berfilamen, ragi dan bakteri, ditemukan pada tempe kedelai tradisional, komersial dan laboratorium  bakteri asam laktat (BAL), khususnya berkontribusi pada proses fermentasi dan menjamin keamanan tempe kedelai.

Namun, spesies BAL yang berbeda beradaptasi dengan lingkungan dan substrat yang berbeda, dan interaksi jamur-bakteri dapat berdampak pada perjalanan infeksi jamur dan penggunaan bioteknologi.

Ross dkk. menemukan bahwa jamur secara positif mempengaruhi pertumbuhan bakteri dan secara dramatis meningkatkan produksi asam bongkrek dalam kultur stasioner, yang menghambat pertumbuhan jamur. Hasil ini menunjukkan pembentukan tergantung konteks agen antijamur dan antibakteri di antarmuka jamur-bakteri, yang juga dapat berfungsi sebagai model untuk skenario yang diamati dalam campuran infeksi.

Proses fermentasi dalam pembuatan tempe diyakini secara luas dapat memperbaiki profil nutrisi tempe melalui peningkatan nutrisi seperti vitamin dan mineral, peningkatan bioavailabilitas protein, dan penurunan kandungan antinutrisi. Proses ini juga mengembangkan tekstur, rasa, dan aroma yang diinginkan, serta sifat nutrisi dari produk akhir. Kandungan gizi tempe bervariasi, tergantung substrat yang digunakan. komposisi gizi berbagai tempe di Indonesia (Kementerian Kesehatan RI, 2017). Tempe kedelai segar komersial dalam porsi 100 g mengandung 20,8 g protein, 13,5 g karbohidrat, 8,8 g lemak, dan cukup banyak kalium (234 mg).

 Untuk tempe bungkil jumlah proteinnya sebanding dengan tempe kedelai yang mengandung 36,27 gram protein (Sadewa dan Murtini, 2020). Sebaliknya, kandungan protein tempe yang dibuat dari limbah seperti tempe gembus dan tempe bongkrek relatif rendah (masing-masing 1,3 g dan 4,4 g per 100 g). Tempe non kedelai memiliki kandungan lemak yang lebih rendah, kadar karbohidrat dan serat pangan yang lebih tinggi dibandingkan dengan tempe kedelai. 

Untuk kandungan vitamin, 100 g tempe kedelai mengandung vitamin B1 (0,19 mg), vitamin B2 (0,59 mg), dan vitamin B3 (5,9 mg), yang lebih tinggi dibandingkan tempe non kedelai. Kadar vitamin B12 tidak diamati pada tempe kedelai dan tempe non kedelai karena data tidak disediakan oleh peneliti. Diketahui bahwa terjadinya vitamin B12 pada tempe kedelai sebagian besar disebabkan oleh kondisi pengolahan yang tidak higienis dan kontaminasi oleh Klebsiella pneumoniae dan Citrobacter freundii (Kustyawati et al., 2020).

Tempe telah dilaporkan memiliki potensi khasiat yang bermanfaat bagi kesehatan manusia (Polanowska et al., 2020). Fungsi tempe terutama karena adanya senyawa bioaktif yang dikenal sebagai isoflavon. Fitokimia ini terutama ditemukan dalam kedelai dapat bertindak sebagai antioksidan yang melindungi sel manusia dari stres oksidatif yang terkait dengan penuaan dan banyak penyakit kronis termasuk penyakit kardiovaskular, aterosklerosis, hiperkolesterolemia, diabetes, penyakit neurodegeneratif, dan bahkan kanker (Liguori et al., 2018). 

Dalam kedelai, isoflavon sebagian besar hadir dalam bentuk terkonjugasi dengan gula dan molekul lain. Selama fermentasi tempe, enzim beta-glukosidase yang dikeluarkan oleh kapang memecah ikatan membentuk isoflavon terkonjugasi, menghasilkan pelepasan isoflavon bebas yang merupakan antioksidan lebih kuat dan lebih mudah diserap dalam jumlah yang lebih tinggi di usus manusia dibandingkan dengan isoflavon terkonjugasi (Barnes et al. , 2011). Penelitian sebelumnya telah melaporkan aktivitas antioksidan ekstrak tempe secara in vitro (Surya dan Romulo, 2020).

Beberapa penelitian in vivo telah berusaha untuk menetapkan potensi manfaat terkait kesehatan yang terkait dengan konsumsi tempe. Suplementasi tempe pada tikus memodulasi komposisi mikrobiota usus menuju usus yang lebih sehat dan meningkatkan sistem imunnya (Soka et al., 2015). 

Berkenaan dengan aktivitas antioksidannya, tempe telah dilaporkan dapat menurunkan tekanan darah pada tikus hipertensi (Xiao, 2011), meningkatkan profil lipid darah pada tikus yang diberi diet tinggi lipid (Mohd Yusof et al., 2013), melindungi terhadap alkohol yang diinduksi kerusakan hati pada tikus (Ari-Agung et al., 2013), mencegah aterosklerosis pada tikus bila dikombinasikan dengan wortel (Chan et al., 2018), dan meningkatkan fungsi kognitif pada tikus yang dipercepat penuaan (Sanjukta dan Rai, 2016). 

Selama fermentasi tempe, beberapa peptida bioaktif disintesis. Peptida bioaktif ini dapat memberikan sifat kesehatan seperti anti-hipertensi, antimikroba, antioksidan, anti-diabetes, dan antikanker tergantung pada urutan asam amino spesifiknya (Puteri et al., 2018). Lebih lanjut, Bintari dan Nugraheni (2017) menyoroti potensi tempe sebagai agen kemoterapi dalam kasus kanker payudara.

SELAIN ANTIOKSIDAN, GABA, SANGAT INTENSIF UNTUK DITELITI

Permasalahan adalah tempe dapat dibuat dengan fermentasi, dapatkan GABA itu disintesis oleh  ragi  tempe? Atau diberikan tambahan GABA dari luar, lalu bagaimana interaksinya?

Gamma-aminobutyric acid (GABA) adalah asam amino non-protein dengan berbagai manfaat kesehatan. Pengayaan GABA pada produk kedelai seperti tempe, doenjang, dan susu kedelai telah dilaporkan. Namun, belum ada penelitian yang mengeksplorasi bagaimana GABA berinteraksi dengan protein kedelai dan memengaruhi sifat-sifatnya.

 Studi saat ini menyelidiki sifat fisikokimia dan fungsional protein kedelai dalam bubur 4% (b/v) yang diolah dengan 0,2-1,0% GABA pada 80, 90, dan 100 C. Penambahan GABA secara signifikan (P <0,05) mengurangi ukuran partikel rata-rata dan meningkatkan potensi dan intensitas fluoresensi intrinsik dari bubur protein kedelai.

Perlakuan GABA menghasilkan peningkatan yang bergantung pada konsentrasi (P <0,05) dalam kelarutan protein kedelai, viskositas, reologi, sifat pengemulsi dan pembusaan. Studi ini, untuk pertama kalinya, menyelidiki efek GABA pada sifat protein kedelai. Temuan akan berguna dalam formulasi produk kedelai ketika GABA ditambahkan sebagai bahan fungsional.

Asam gamma-aminobutyric (GABA, C4H9NO2), juga dikenal sebagai 4- asam aminobutanoat atau asam 4-aminobutirat, adalah amino non-protein asam. Ini terjadi secara luas pada bakteri, tumbuhan, dan hewan vertebrata. Di hewan, GABA memainkan banyak peran penting dalam fungsi fisiologis seperti transmisi saraf, pengaturan tekanan darah, pensinyalan sel, dan regulasi hormonal dan menunjukkan efek perlindungan terhadap otak penyakit, penyakit kejiwaan, kanker, penyakit kardiovaskular, dan penyakit pernapasan (Diana, Qulez, & Rafecas, 2014).

BAGAIMANACARANYA MENINGKATKAN GABA  pada  TEMPE?

Beberapa metode telah digunakan untuk memperkaya konten GABA dalam makanan termasuk anoksia, stimulasi dingin, perlakuan enzim, fermentasi, perkecambahan, tinggi pemrosesan tekanan, manipulasi mekanis, medan listrik berdenyut, dan USG (Poojary et al., 2017). Selain itu, mutagenesis yang ditargetkan terbukti efektif untuk meningkatkan kandungan GABA pada tomat (Nonaka, Arai, Takayama, Matsukura, & Ezura, 2017). Sebagai bioaktif senyawa, GABA telah diizinkan untuk digunakan dalam makanan fungsional di Cina, Amerika Serikat, Jepang, dan negara-negara Eropa (Ma, Duan, & Zhao, 2016).

Pembentukan dan manfaat kesehatan GABA dalam produk kedelai seperti tempe (Aoki, Furuya, Endo, & Fujimoto, 2003), doenjang (Jo et al., 2011), yogurt bubuk kedelai (Hwang et al., 2018), susu kedelai fermentasi (Tsai, Lin, Pan, & Chen, 2006), benih kedelai berkecambah (Kim et al., 2013), dan kedelai yang direndam air (Ueno et al., 2010) telah dilaporkan. Namun, belum ada penelitian yang mengeksplorasi efek GABA pada fisikokimia dan sifat fungsional dari protein kedelai.

Temuan yang menarik adalah GABA berinteraksi dengan -laktoglobulin, -laktalbumin, dan S1-casein berbeda ketika ditambahkan ke susu (Wang, Liu, Zhao, Qiu, & Zhuang, 2015). GABA meningkatkan sifat pembentuk gel yang diinduksi panas gel protein whey (Wang, Zhao, Liu, & Li, 2019) saat dipamerkan a efek tergantung konsentrasi pada tekstur yogurt (Liu et al., 2015).

GABA memperbaiki tekstur yogurt pada konsentrasi 0,5% tetapi merusak tekstur pada konsentrasi yang lebih tinggi. Hal ini dapat diDuga  bahwa GABA dapat berinteraksi dengan protein kedelai dan memengaruhi fungsinya sifat yang bergantung pada konsentrasi. Untuk menguji hipotesis, itu dilakukan penyelidikan  efek GABA pada fisikokimia dan sifat fungsional protein kedelai dalam sistem model yang mirip dengan susu kedelai. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa  GABA berinteraksi dengan protein kedelai dan memengaruhi sifat-sifatnya, yang memungkinkan para ilmuwan untuk memprediksi kinerja kedelai yang dimodifikasi GABA protein dalam berbagai aplikasi.

Sifat fisikokimia dan fungsional protein kedelai  mengkonfirmasi hipotesis GABA berinteraksi dengan protein kedelai dan memodifikasi sifat fungsionalnya. Secara khusus, penambahan GABA menurun secara signifikan agregasi protein (mengurangi ukuran partikel rata-rata) dalam protein kedelai bubur sambil meningkatkan muatan permukaan protein (-potensial) dan stabilitas struktural (intensitas fluoresensi intrinsik). 

Interaksi dari GABA dan protein kedelai ditemukan melalui penambahan GABA pada permukaan molekul protein kedelai tanpa ikatan silang protein, sebagaimana dibuktikan oleh analisis SDS-PAGE. Perubahan fisikokimia ini pada gilirannya menyebabkan peningkatan yang bergantung pada konsentrasi (P <0,05)

Dalam kelarutan protein kedelai, kapasitas berbusa, stabilitas berbusa, dan aktivitas pengemulsi tetapi tidak berpengaruh pada stabilitas emulsi. Kehadiran 1% (b/v) GABA meningkatkan viskositas, modulus penyimpanan,. Temuan  berguna dalam formulasi produk makan berbahan baku kedelai   dengan penambahan  GABA  sebagai bahan fungsional. Moga bermanfaat***