InulinInulin pertama ditemukan oleh Rose, ilmuwan Jerman pada tahun 1804, yang mengisolasi “substansi khusus tanaman” dari ekstrak akar elecampagne (Inula helenium), jenis tanaman obat-obatan dari Compositae. Substansi tersebut diberi nama inulin oleh Thomson pada 1818, tapi dapat juga disebut dengan nama lain seperti helenin, alantin, dahlin, sinanternin, dan sinisterin (Franck dan DeLeenher, 2005).

 

Struktur Kimia

Inulin adalah senyawa karbohidrat alamiah yang merupakan polimer dari unit-unit fruktosa. Inulin masuk ke dalam kategori serat yang disebut fruktan yakni suatu polisakarida dibangun oleh unit-unit monomer fruktosa melalui ikatan β-2-1 fruktofuransida yang diawali oleh satu molekul glukosa (Roberfroid, 20051). Inulin diwakili oleh rumus umum GFn dan Fm, dimana G merupakan unit glukosa, F adalah unit fruktosa, n merupakan jumlah unit fruktosa yang berhubungan dengan unit glukosa, dan m merupakan jumlah unit fruktosa yang saling berhubungan dalam rantai karbohidrat (Franck, 2000).

Inulin merupakan campuran molekul GFn dengan 2 < n < 60. Derajat polimerisasi (DP) inulin berkisar antara 2-60 (Prosek dkk, 2002). Menurut Roberfroid (2007), Derajat polimerisasi (DP) inulin dan keberadaan cabang merupakan hal yang penting mengingat pengaruhnya terhadap fungsionalitas inulin. Derajat polimerisasi inulin lebih rendah (maksimal < 200) dan berbeda-beda sesuai dengan jenis tanaman, iklim, dan umur tanaman.

Struktur Kimia Inulin

Satu-satunya tanaman yang sampai saat ini digunakan dalam industri untuk mengekstrak inulin termasuk dalam famili Compositae seperti chicory. Inulin dalam tanaman chicory diekstrak dari akarnya yang mengandung glukosa, fruktosa, sukrosa dan oligosakarida lain. Dikarenakan struktur β pada anomerik C2 dalam monomer fruktosanya, inulin tipe fruktan tidak dapat dihidrolisis oleh enzim pencernaan manusia. Oleh karena itu, inulin digolongkan sebagai “non-digestible” oligosakarida (Roberfroid dan Slavin, 2000).

Derajat polimerisasi (DP) inulin chicory sangat beragam antara 2 hingga kurang lebih 60 dengan DPav(DP rata-rata) sama dengan 12. Sekitar 10% rantai fruktan dalam inulin chicory mempunyai rentang DP antara 2 (F2) dan 5 (GF4). Hidrolisis enzimatis inulin menggunakan endo-inulinase menghasilkan oligofruktosa yang merupakan campuran dari molekul GpyFn dan FpyFn yang mempunyai DP dari 2 hingga 7 dengan DPav sama dengan 4. Oligosakarida dapat juga diperoleh melalui sintetis enzimatis menggunakan enzim β-fruktosidase dari Aspergillus niger (Roberfroid, 20051).

 

Sumber Inulin

Tanaman penghasil fruktan biasaya terdapat pada rumput (1200 spesies), dimana 15% tanaman berbunga menghasilkan fruktan dalam jumlah yang signifikan. Penyebarannya sangat luas sepertiLiliaceae (3500 spesies), dan lebih sering terdapat pada Compositae (25.000 spesies) (Van Loo dkk, 1995). Menurut Mosfegh dkk (1999) tanaman mengandung inulin yang biasa digunakan sebagai nutrisi manusia termasuk Liliaceae yang meliputi leek, bawang putih, bawang merah dan asparagus, atauCompositae yang meliputi jerusalem artichoke, dahlia, chicory dan yacon. Kandungan inulin dari beberapa tanaman dapat dilihat pada Tabel.

SumberEdible Parts

Bahan Kering

(%)

Kandungan Inulin (%)

Bawang putih Umbi 12-12 2-6

Jerusalem artichoke Umbi 19-25 14-19

Chicory Akar 20-25 15-20

Leek Umbi 15-20 3-10

Bawang merah Umbi 40-45 9-16

Arthicoke Daun 14-16 3-10

Pisang Buah 24-26 0,3-0,7

Gandum Biji 88-90 0,5-1

Barlei Biji NA 0,5-1,5

Dandelion Daun 50-55 12-15

Burdock Akar 21-25 3,5-4

Camas Umbi 31-50 12-22

Murnong Akar 25-28 8-13

Yacon Akar 13-31 3-19

Salsify Akar 20-22 4-11

Saat ini, dua jenis tanaman yang cocok untuk menghasilkan inulin adalah jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus) dan chicory (Cichorium intybus) (Franck, 2000). Banyak biji-bijian dan tanaman semak mempunyai kandungan fruktan yang tinggi, tapi tidak digunakan untuk industri. Chicory berasal dari Eropa dan mulai dibudidaya di beberapa wilayah sub-tropis sejak abad ke-16. Akar chicory banyak dikonsumsi oleh manusia, khususnya sebagai pengganti kopi. Inulin chicory sebagian besar disimpan dalam akar sebanyak 70-80% dari berat kering akar (Kaur dan Gupta, 2002).

 

Manfaat Inulin

Inulin tidak dipecah menjadi gula sederhana (monosakarida) melalui pencernaan normal, sehingga tidak meningkatkan level gula darah. Oleh karena itu, inulin dapat membantu penderita diabetes untuk mengatur level gula darah (Kelly, 2009). Menurut Pompei dkk (2008), inulin mempunyai efektifitas tinggi sebagai prebiotik yang dapat menstimulasi pertumbuhan bakteri probiotik yang menguntungkan dalam usus bahwa seperti Bifidobacterium adolesentis, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus delbruechii dan dapat menghambat pertumbuhan bakteri yang merugikan kesehatan seperti E. coli dan Clostridia.

Manfaat inulin di bidang pangan, antara lain, sebagai pengganti lemak dan gula pada produk makanan rendah kalori serta sebagai bahan baku pembuatan sirup fruktosa. Sementara dalam bidang farmasi, inulin digunakan untuk uji fungsi ginjal (Widowati, 2006). Inulin tidak dapat dicerna oleh enzim ptialin dan amilase yang dirancang untuk mencerna pati. Oleh karenanya, inulin dapat melalui sistem pencernaan tanpa mengalami perubahan struktur (Roberfroid, 20051).

Sifat fungsional inulin sebagai serat makanan dapat larut (soluble dietary fiber) sangat bermanfaat bagi pencernaan dan kesehatan tubuh (Sardesai,2003). Sifat penting lain dari inulin adalah sebagai serat makanan. Sifat ini berpengaruh pada fungsi usus dan perbaikan parameter lemak dalam darah. Inulinmempengaruhi fungsi usus dengan meningkatkan massa feses dan meningkatkan frekuensi defekasi terutama pada penderita konstipasi (Kelly, 2009.)

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa makanan yang mengandung inulin tinggi dapat meningkatkan penyerapan Ca2+, Mg2+, ion besi, dan Zn2+ di dalam usus (Scholz-Ahrens dkk, 2001; Delzenne dkk, 1995; Ohta dkk, 1995). Meningkatnya penyerapan Ca2+ dan Mg2+ meningkatkan massa tulang dan sifat biomekanik tulang, sehingga secara tidak langsung dapat membantu melawan penyakit seperti osteoporosis (Lobo dkk, 2006).

 

Produksi Inulin 

Pada awal tahun 1920-an, inulin pertama diproduksi pada skala pilot di Deutsche Kulorfabrik oleh Schone dan kemudian dilakukan dalam skala industri pada tahun 1927 oleh Belval. Pada tahun 1931, pengembangan proses ekstraksi dipantenkan oleh Raffinerie Tirlemontoise, Belgia (Franck, 2000). Ekstraksi inulin dari tanaman mirip dengan ekstraksi sukrosa. Proses produksi melibatkan tiga tahapan yaitu, ekstraksi inulin kasar dengan pencampuran air panas, dilanjutkan dengan pemurnian ekstrak inulin dan pengeringan larutan inulin murni menjadi bubuk inulin murni (Angus dkk, 2005). Bubuk inulin yang dihasilkan mengandung 6-10% glukosa, fruktosa dan sukrosa dan mempunyai derajat polimerisasi rata-rata (DPav) 10-12 (Niness, 1999).

Beberapa teknik ekstraksi inulin dari beragam tanaman telah dilaporkan meliputi ekstraksi umbi jerusalem artichoke (Yamazaki dkk, 1989; Lopez dkk, 2005), ekstraksi akar chicory (Toneli dkk, 2007), dan ekstraksi umbi dahlia (Mitchell dan Mitchell, 1995). Ekstraksi dilakukan pada suhu yang bervariasi antara 60 dan 85 oC, terkadang sampai 100 oC selama 20 menit sampai 1 jam. Baru-baru ini,ultrasound digunakan untuk membantu ekstraksi inulin dari jerusalem artichoke dengan rendemen 84% pada kondisi optimum (Lingyun dkk, 2007).

Hariono dkk (2009) menjelaskan bahwa produksi inulin umbi dahlia dilakukan dengan mengekstrak umbi menggunakan air (1:1) dan kemudian diuapkan pada water bath hingga konsentrasi ekstrak dicapai. Larutan disaring menggunakan kain saring dan filtrat dilarutkan dalam 40% (v/v) alcohol 30% dari total volum filtrat. Filtrat yang dilarutkan disimpan dalam freezer (± - 10oC) selama 18 jam kemudian dicairkan (thawed) pada suhu ruang (± 2 jam). Setelah 2 jam, larutan disentrifus (5000 rpm, 15 menit) dan kemudian endapan yang terpisah disebut sebagai inulin kasar. Dari proses tersebut dapat dihasilkan inulin kasar dari umbi dahlia dengan rendemen 14%.