Judul: Depolymerization of Durian Rind Pectin: Investigation of Antibacterial Activity and Chemical Profile by Nuclear Magnetic Resonance (NMR)
Abstrak: Konsumsi buah durian yang tinggi di negara-negara Asia Tenggara diikuti dengan peningkatan limbah berupa kulit durian. Kulit durian masih dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk produksi komponen lain dengan nilai tambah tinggi. Salah satunya adalah pektin yang merupakan bahan tambahan pangan (BTP) yang umum digunakan di industri pangan. Selain dimanfaatkan sebagai pemodifikasi reologi, pektin juga dapat dikembangkan sebagai ingredien untuk pangan fungsional karena memiliki beberapa aktivitas biologis yang bermanfaat bagi tubuh manusia. Aktivitas antibakteri dari pektin telah dipelajari sebelumnya, namun pektin dengan berat molekul (BM) tinggi yang umum digunakan sebagai BTP tidak dapat menunjukkan aktivitas antibakteri yang baik. Depolimerisasi pektin menggunakan proses panas untuk menurunkan BM dilakukan di penelitian ini untuk meningkatkan aktivitas antibakteri pektin kulit durian. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan dan mempelajari hubungan antara BM, struktur kimia, dan aktivitas penghambatan bakteri dari pektin asal limbah kulit durian yang diberi perlakuan sterilisasi uap basah pada 121 °C selama 15 menit. Penelitian ini terdiri dari dua tahapan, yaitu (1) penelitian meta-analisis untuk merangkum hasil penelitian yang telah dipublikasikan terkait aktivitas antibakteri polisakarida secara umum, dan (2) penelitian di laboratorium untuk mempelajari pengaruh depolimerisasi terhadap pektin kulit durian secara khusus. Berat molekul (BM) polisakarida yang efektif sebagai antibakteri berdasarkan hasil tinjauan pustaka sangat bervariasi antar penelitian yang berbeda. Meta-analisis dilakukan untuk mengevaluasi pengaruh metode depolimerisasi terhadap aktivitas antibakteri dari berbagai jenis polisakarida. Cakupan diperluas selain pektin karena penelitian yang dipublikasikan terkait khusus pektin masih sangat terbatas. Studi meta-analisis dilakukan sesuai pedoman yang tercantum pada Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA). Kata kunci yang digunakan untuk pencarian literatur mencakup istilah Bahasa Inggris yang terdiri dari “polysaccharide”, “low molecular weight”, “water soluble”, “depolymerization”, “degradation”, “oligosaccharide”, dan “oligomer”. Publikasi yang diikutsertakan hanya artikel penelitian dalam Bahasa Inggris yang diterbitkan dari tahun 2000 hingga 2021. Data dianalisis menggunakan aplikasi OpenMEE. Hasil pencarian literatur mengidentifikasi 118 studi yang relevan dengan 65.55% dari jumlah tersebut adalah penelitian menggunakan kitosan. Polisakarida lain yang berhasil ditemukan meliputi polisakarida sulfat asal alga (n = 4), alginat (n = 6), β-glukan (n = 4), pektin (n = 4), xantan (n = 3), gom (n = 2), xilan (n = 2), agar (n = 1), maltodekstrin (n = 1), dan campuran polisakarida tidak diidentifikasi dari berbagai sumber alam (n = 7). Hasil meta-analisis mengungkapkan bahwa ada kecenderungan untuk polisakarida anionik dan nonionik untuk menghambat bakteri lebih baik pada nilai BM yang lebih rendah (< 10 kDa) dibandingkan dengan kitosan (10 – 100 kDa). Namun, analisis statistik untuk meta-analisis ini memiliki heterogenitas yang tinggi (I2 > 80%) yang membatasi interpretasi hasil. Heterogenitas ini tidak dapat ditentukan sumbernya setelah dilakukan berbagai analisis subgrup berdasarkan muatan polisakarida, metode depolimerisasi, berat molekul, dan jenis polisakarida. Karena heterogenitas tinggi juga ditemukan di dalam kelompok polisakarida yang sama, diduga ada struktur kimia lain yang berperan di dalam aktivitas antibakteri polisakarida selain BM. Sterilisasi komersial uap basah (121 °C selama 15 menit) dipilih sebagai metode untuk mendepolimerisasi pektin kulit durian. Aktivitas antibakteri dievaluasi menggunakan metode mikrodilusi untuk memperoleh nilai konsentrasi hambat minimal (KHM) dan konsentrasi bakterisidal minimal (KBM) terhadap bakteri uji Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. Perubahan struktur
Keyword: aktivitas antibakteri, depolimerisasi, limbah kulit durian, nuclear magnetic resonance (NMR), pektin, antibacterial activity, durian rind waste, pectin