MAKALAH INDIVIDUFortifikasi NaFeEDTA pada KecapDisusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Ilmu Teknologi Pangan Semester 3 Tahun 2014Program Studi Ilmu Gizi Fakultas Kedokteran Universitas DiponegoroDosen Pengampu: Ninik Rustanti, S.TP, M.Si

Disusun oleh

Nama

: Zahra Maharani Latrobdiba

NIM

: 22030113120018ILMU GIZIFAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS DIPONEGORO

2014

Fortifikasi NaFeEDTA pada KecapA. PendahuluanAnemia defisiensi zat besi telah menjadi masalah gizi yang luas di dunia. Banyak data nasional yang menunjukkan adanya peningkatan kasus-kasus anemia, terutama di negara-negara berkembang seperti Indonesia. Pemerintah negara-negara tertentu telah menjalankan berbagai kebijakan untuk mengatasi anemia, seperti fortifikasi. Namun kesulitan terbesar dalam pelaksanaan program fortifikasi yaitu menentukan media fortifikasi yang sesuai, mengingat bahan makanan yang dipilih harus merupakan makanan yang dikonsumsi secara rutin dan dijangkau seluruh lapisan masyarakat. Berdasarkan kriteria tersebut, beberapa negara memilih bumbu sebagai media fortifikasi, salah satunya adalah kecap. Fortifikasi kecap pertama dilakukan di Cina pada tahun 1998 dengan menggunakan kompleks zat besi NaFeEDTA sebagai zat fortifikannya. B. Sifat NaFeEDTA

NaFeEDTA merupakan garam yang terbentuk dari ikatan zat besi dengan EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid), yaitu agen pengikat bervalensi 6. EDTA dapat berikatan dengan ion logam apa pun, melalui 4 ikatan karboksilat dan 2 ikatan amina tersier. Efektivitas EDTA sebagai pengikat tergantung pada konstanta kestabilannya dan ion Fe3+ memiliki konstanta kestabilan yang paling tinggi (25,1), sehingga dapat berikatan membentuk kompleks oktahedral melalui 6 ikatan kovalen koordinat. Kestabilan kompleks zat besi dan EDTA juga dipengaruhi oleh pH, dimana pH untuk besi adalah 1. Oleh karena itu, NaFeEDTA bersifat lebih stabil pada lingkungan asam seperti di lambung.(1)

Selain itu, NaFeEDTA juga diketahui stabil pada suhu 100C. NaFeEDTA larut dalam air, sehingga dapat digunakan dalam produk berbentuk cair seperti kecap. Dalam produk cair, NaFeEDTA dapat diuraikan oleh sinar UV dari sinar matahari dan menyebabkan hilangnya EDTA hingga 35%. Tetapi perubahan seperti ini tidak terjadi pada kecap, karena adanya pigmen-pigmen gelap yang dapat mengurangi transmisi gelombang cahaya yang dapat menguraikan NaFeEDTA.(2) NaFeEDTA ditemukan dapat meningkatkan penyerapan dari besi intrinsik non-heme yang terdapat dalam bahan makanan. Zat besi yang ditambahkan pada makanan dan zat besi non-heme yang terdapat dalam bahan makanan diketahui akan berkumpul menjadi satu. Adanya EDTA dapat menyeimbangkan zat besi yang berkumpul ini, sehingga meningkatkan bioavailabilitas zat besi intrinsik dalam makanan. EDTA berfungsi sebagai shuttle dengan melindungi kumpulan zat besi dalam lambung dari zat-zat penghambat seperti fitat, dengan cara mencegah pengikatan zat besi dengan fitat serta menjaganya agar tetap dalam bentuk yang bioavailable. Adanya sifat ini menjadikan NaFeEDTA cocok sebagai fortifikan pada kecap yang umumnya dikonsumsi oleh masyarakat negara-negara berkembang yang memiliki diet yang kaya makanan sumber nabati dengan kandungan fitat yang tinggi.(1,3,4)Tetapi efek protektif EDTA pada penyerapan besi tidak ditemukan pada diet orang-orang yang mengonsumsi makanan dengan kandungan zat besi dengan bioavailabilitas tinggi, sehingga penggunaan NaFeEDTA cenderung tidak cocok pada masyarakat barat yang banyak mengonsumsi daging. NaFeEDTA juga tidak berpengaruh pada penyerapan zat besi yang diikuti oleh inhibitor kuat seperti polifenol. Adanya zat-zat perangsang penyerapan zat besi seperti asam askorbat juga tidak membuat penyerapan zat besi dari NaFeEDTA semakin tinggi.(1) Sifat-sifat ini menjadikan NaFeEDTA sesuai sebagai fortifikan untuk mengatasi defisiensi zat besi. Hasil meta-analisis oleh Wang dkk juga menunjukkan bahwa NaFeEDTA dapat meningkatkan kadar hemoglobin dan kadar serum ferritin, dengan selisih 8,56 g/L dan 1,58 mcg/l dibandingkan kelompok placebo.(5) Penambahan NaFeEDTA sebagai fortifikan pada makanan dapat memberikan tambahan asupan zat besi sebanyak 2,2 mg/hari untuk anak-anak, dan 4,8 mg.hari untuk pria dewasa.(6)Selain itu, sintesis NaFeEDTA hanya membutuhkan peralatan dan reagen laboratorium dasar, sehingga pembuatannya termasuk mudah dan murah.(7)Dengan demikian, NaFeEDTA memiliki beberapa sifat yang menjadikannya cocok sebagai fortifikan Fe dalam kecap:

1. NaFeEDTA tidak mengkatalasis pembentukan rasa, warna, atau bau yang tidak diinginkan2. NaFeEDTA tidak terpengaruh oleh zat-zat penghambat penyerapan zat besi yang terdapat dalam diet orang-orang yang mengonsumsi makanan dengan bioavailabilitas zat besi yang rendah

3. NaFeEDTA dapat meningkatkan bioavailabilitas zat besi intrinsik dalam bahan makanan dengan biovailabilitas zat besi yang rendah4. Pembuatan NaFeEDTA mudah dan murah, serta dapat dilakukan dimana saja di dunia

C. Kadar NaFeEDTA untuk Fortifikasi Kecap

Kecap merupakan cairan sehingga larut dan homogen. Umumnya kadar fortifikasi ditentukan berdasarkan porsi penyajian dari kecap. Kadar fortifikasi maksimum tiap penyajian tidak boleh melebihi 1/3 dari standar asupan harian zat besi. Zat besi merupakan mineral yang relatif mudah ditemukan dalam berbagai makanan, sehingga batas maksimum fortifikasi zat besi akan lebih rendah dari 1/3 per penyajian. Di Cina, Vietnam, dan Kamboja, fortifikasi kecap telah dilakukan dengan 10 mg zat besi per 10 ml.(8) Penelitian pada kadar kecap di Cina menunjukkan bahwa kadar zat besi pada kecap yang telah difortifikasi adalah 22,48 mg/100 g.(9)Namun, untuk mendapatkan kadar fortifikan yang lebih pasti, harus diketahui dulu 3 hal sebagai berikut(10):

1. Rata-rata asupan zat besi (mg/hari) dari populasi target

2. Besarnya penyerapan zat besi dari kecap yang telah difortifikasi

3. Pola konsumsi kecap masyarakat

Rata-rata asupan zat besi dapat dilihat dari survei daerah maupun nasional, atau data penelitian-penelitian terkait. Penyerapan zat besi dari kecap hasil fortifikasi dapat diketahui menggunakan radioistop atau isotop stabil. Penggunaan isotop stabil dapat dilakukan dengan teknik isotop ganda, yaitu pemberian dua isotop stabil (57Fe dan 58Fe) pada hari yang berturut-turut.(11) Pola konsumsi kecap masyarakat menunjukkan kesesuaian untuk penggunaan kecap sebagai media fortifikasi. Sebanyak 70% populasi Cina mengonsumsi kecap.(12) Kecap juga dikonsumsi oleh 40% anak-anak di Vietnam.(13) Di Indonesia sendiri, pola konsumsi kecap adalah sebanyak 4,797/140 ml/kapita/tahun.(14) Setelah mengetahui rata-rata asupan zat besi harian dari diet yang normal dan juga besarnya penyerapan zat besi yang diinginkan dari kecap yang telah difortifikasi, kemudian berdasarkan kedua hal tersebut, dapat dihitung besarnya kadar NaFeEDTA yang dibutuhkan dalam kecap yang akan dapat mencukupi kebutuhan asupan zat besi harian perseorangan, dengan mempertimbangkan kebiasaan konsumsi kecap masyarakat.

Beberapa penelitian telah menunjukkan besarnya kadar NaFeEDTA yang efektif pada kecap untuk dapat menimbulkan pengaruh yang signifikan untuk mengatasi anemia pada masyarakat. Penelitian di Cina menunjukkan bahwa 180~210 mg/100 mL NaFeEDTA di kecap sebanding dengan zat besi sebanyak 20~30 mg, yaitu besarnya kadar fortifikan yang tidak menyebabkan perubahan pada rasa, aroma, warna, dan bentuk kecap.(15) Konsumsi kecap yang mengandung NaFeEDTA sebanyak 5 atau 20 mg, dan mencukupi 20 mg zat besi per harinya, dapat mengatasi anemia pada remaja dalam jangka waktu 3 bulan. Dari FAO/WHO, Komite Ahli Bahan Makanan Tambahan (Joint Expert Committee on Food Additives/JECFA) telah mengizinkan pengunaan NaFeEDTA sebanyak 0,2 mg Fe/kg berat badan per hari.(16)Terkait pengaturan kadar, salah satu hal yang harus diperhatikan juga adalah tingkat toxicity dari NaFeEDTA sebagai fortifikan. NaFeEDTA memiliki derajat toxicity oral yang sama dengan FeSO4 dan kompleks EDTA dengan logam tidak akan menyebabkan keracunan selama orang mendapatkan asupan zat-zat gizi yang mencukupi kebutuhannya atau mendapatkan asupan zat-zat gizi yang kurang namun cukup zinc. Diet yang mengandung sebanyak 5% EDTA tidak menyebabkan keracunan. Senyawa EDTA juga tidak ditemukan bersifat karsinogenik. Berdasarkan studi toxicology pada hewan, Komite Ahli Bahan Makanan Tambahan FAO/WHO (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives /JECFA) telah menetapkan asupan EDTA harian yang diperbolehkan adalah 2,5 mg EDTA/kg berat badan/hari. Komite yang sama juga mengungkapkan bahwa penggunaan NaFeEDTA dirasa aman apabila digunakan dalam program fortifikasi yang diawasi.(1,16) Oleh karena itu, kadar NaFeEDTA dalam kecap juga tidak boleh melebihi batas 2,5 mg EDTA/kg berat badan/hari tersebut.

Namun, kecap merupakan bahan makanan yang memiliki risiko yang rendah untuk terjadi konsumsi berlebihan, karena kecap umumnya hanya dipakai sebagai pelengkap masakan dan jarang dikonsumsi setiap hari. Maka kemungkinan terjadinya toksisitas Fe maupun EDTA karena fortifikasi pada kecap juga tergolong rendah.

D. Pengaruh NaFeEDTA pada Kualitas dan Sifat Organoleptik Kecap

Kecap diproduksi melalui dua metode: fermentasi tradisional dengan jamur seperti Aspergillus oryzae dan Aspergiullus soyae atau secara hidrolisis kimia. Setiap metode ini menghasilkan produk dengan panjang rantai peptida yang berbeda, sehingga dapat menyebabkan presipitasi. Metode hidrolisis kimia menghasilkan produk dengan rantai peptida yang lebih pendek dan asam amino yang lebih sedikit. Oleh karena itu, kecap yang dibuat dari metode ini relatif stabil dan tidak akan presipitasi. Sedangkan, kecap yang dibuat dengan fermentasi tradisional akan menghasilkan produk dengan rantai peptida yang panjang, sehingga lebih mudah presipitasi. Adanya tambahan NaFeEDTA pada kecap dikhawatirkan dapat mempercepat terjadinya presipitasi.

Namun, berbagai penelitian membantah dugaan tersebut. NaFeEDTA tidak merangsang oksidasi lipid, tidak pula menyebabkan presipitasi pada makanan.(17) NaFeEDTA terbukti stabil dan tidak menyebabkan perubahan pada karakteristik sensori (warna, aroma, rasa) selama paling tidak 3 bulan. Kadar kandungan fortifikannya juga tidak berubah setelah 3 bulan.(18) Hasil serupa dilaporkan oleh Chen dkk dimana kecap dengan NaFeEDTA stabil pada suhu ruang selama paling tidak 18 bulan.(12) Pengujian warna, aroma, rasa, postur, dan rasa metallic pada kecap merk Huwang dan Kuan yang diberikan 5 mg/15 mL zat besi fortifikan menunjukkan bahwa NaFeEDTA memiliki dampak yang lebih sedikit dan kualitas sensori yang lebih tinggi dibandingkan fortifikan FeSO4.(19) Ratana dkk melakukan uji penggunaan kecap dengan NaFeEDTA pada 260 masakan dan ditemukan hanya sebanyak 3% yang memiliki ciri-ciri yang berbeda dengan masakan yang biasanya.(18) E. Bioavailabilitas

NaFeEDTA bersifat larut dalam air, sehingga memiliki bioavailabilitas yang relatif tinggi.(17) NaFeEDTA yang stabil pada asam akan berikatan kuat di lambung, namun memasuki duodenum, NaFeEDTA akan terurai. Zat besi akan dilepas dan diserap, sedangkan EDTA akan berikatan dengan ion logam lain yang berada di saluran usus. Pada akhirnya, sebagian besar ion yang berikatan dengan EDTA akan diserap, dan EDTA dilepas ke feses. Sebagian kecil EDTA dapat terserap dan kemudian diekskresikan melalui urin.(1,20) NaFeEDTA mengandung sodium EDTA yang berfungsi sebagai agen pengikat yang dapat mencegah zat besi berikatan dengan asam fitat dan senyawa fenol, sehingga dapat meningkatkan bioavailabilitas zat besi dari makanan.(17) EDTA dapat melindungi zat besi dengan menjaganya agar tetap dalam bentuk yang bioavailable dan mencegahnya berikatan dengan fitat.(1,3) Pada diet tinggi fitat, absorpsi zat besi dari NaFeEDTA meningkat 2-3 kali lebih tinggi dibandingkan zat fortifikan lain.(3) Namun pada diet rendah fitat, absorpsi zat besi dari NaFeEDTA relatif sama dengan zat-zat fortifikan lain. (17) Selain itu, kecap juga dilaporkan memiliki efek promotif pada zat besi yaitu dapat meningkatkan penyerapan zat besi di dalam usus sehingga juga berperan dalam meningkatkan bioavailabilitas zat besi.(21)

Studi mengenai bioavailabilitas zat besi dari kecap yang telah difortifikasi pernah dilakukan oleh Huo dkk pada tahun 2007. Penelitiannya pada wanita dewasa yang mengonsumsi diet umum Cina yang banyak mengonsumsi sumber nabati menemukan bahwa pada fortifikasi kecap, tingkat absorbsi NaFeEDTA lebih tinggi 1,2 kali dibandingkan FeSO4, dimana absorbsi zat besi pada NaFeEDTA memiliki rata-rata 10,51%, sedangkan pada FeSO4 hanya mencapai 4,73%.(22) Diet orang Cina secara umum mengandung banyak kacang-kacangan dan serealia, yang banyak mengandung fitat dan zat-zat inhibitor zat besi lainnya. NaFeEDTA tidak terpengaruh oleh zat-zat inhibitor ini, sehingga dapat meningkatkan bioavailabilitas zat besi. NaFeEDTA juga meningkatkan bioavailabilitas dari zat besi intrinsik non-heme yang terdapat dalam bahan makanan, sehingga jumlah zat besi yang terserap semakin tinggi pula.(1,22) Bioavailabilitas yang tinggi juga ditunjukkan dari berbagai evaluasi penggunaan kecap yang telah difortifikasi NaFeEDTA pada masyarakat. Di Cina, evaluasi penggunaan kecap berfortifikasi NaFeEDTA setelah 2 tahun melaporkan bahwa kadar hemoglobin anggota masyarakat menunjukkan peningkatan yang signifikan, yaitu meningkat 9,0 g/l pada wanita dewasa dan meningkat 7,7 g/l pada anak-anak.(23) Penelitian lain yang dilakukan di Bijie selama 18 bulan menggunakan 29,6 mg NaFeEDTA/100 mL kecap, dan dengan rata-rata konsumsi kecap sebanyak 16,4 ml/orang/hari, ditemukan dapat meningkatkan kadar hemoglobin dan menurunkan prevalensi anemia pada semua kelompok umur. Ditemukan juga adanya peningkatan pada status zat besi tubuh yang dapat dilihat dari adanya peningkatan serum ferritin.(12)

Dapat disimpulkan bahwa bioavailabilitas zat besi yang tinggi dari fortifikasi NaFeEDTA pada kecap disebabkan oleh adanya kombinasi sifat NaFeEDTA yang dapat melindungi zat besi dari inhibitor dan meningkatkan bioavailabilitas zat besi intrinsik non-heme dari bahan makanan yang mengandung fitat dengan vektor kecap yang umumnya dikonsumsi di negara-negara berkembang dengan pola diet yang banyak mengonsumsi makanan sumber nabati yang kaya fitat dan inhibitor zat besi lainnya.DAFTAR PUSTAKA

1. Bothwell TH, MacPhail a. P. The Potential Role of NaFeEDTA as an Iron Fortificant. Int J Vitam Nutr Res [Internet]. 2004 Nov 1 [cited 2014 Dec 31];74(6):42134. Available from: http://medcontent.metapress.com/openurl.asp?genre=article&id=doi:10.1024/0300-9831.74.6.4212. Fidler MC, Krzystek A, Walczyk T, Hurrell RF. Photostability of Sodium Iron Ethylenediaminetetraacetic Acid ( NaFeEDTA ) in Stored Fish Sauce and Soy Sauce. J Food Sci. 2004;69(9).

3. Hurrell RF, Lynch S, Bothwell T, Cori H, Glahn R, Hertrampf E, et al. Enhancing the Absorption of Fortification Iron. Int J Vitam Nutr Res [Internet]. 2004 Nov 1 [cited 2014 Dec 31];74(6):387401. Available from: http://medcontent.metapress.com/openurl.asp?genre=article&id=doi:10.1024/0300-9831.74.6.387

4. Mannar V, Gallego EB. Forging Effective Strategies to Combat Iron Deficiency Iron Fortification: Country Level Experiences and Lessons Learned. J Nutr. 2002;8568.

5. Wang B, Zhan S, Xia Y, Lee L. Effect of sodium iron ethylenediaminetetra-acetate (NaFeEDTA) on haemoglobin and serum ferritin in iron-deficient populations: a systematic review and meta-analysis of randomised and quasi-randomised controlled trials. Br J Nutr [Internet]. 2008 Dec [cited 2014 Dec 31];100(6):116978. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18554425

6. European Food Safety Authority. Scientific Opinion on the use of ferric sodium EDTA as a source of iron added for nutritional purposes to foods for the general population ( including food supplements ) and to foods for particular nutritional uses. EFSA J. 2010;8(1):132.

7. Loots DT, van Lieshout M, Lieshout M V, Lachmann G. Sodium iron (III) ethylenediaminetetraacetic acid synthesis to reduce iron deficiency globally. Eur J Clin Nutr [Internet]. 2007 Mar [cited 2014 Dec 31];61(2):2879. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16885931

8. Preedy VR, Srirajaskanthan R, Patel VB. Handbook of Food Fortification and Health. London: Springer Science+Business Media; 2013.

9. Huang J, Li W, Sun J, Dai J, Yu B, Huo J. Iron Contents of Soy Sauce Products in China. China Acad J. 2009;1379.

10. Hurrell R. How to Ensure Adequate Iron Absorption from Iron-fortified Food. Nutr Rev. 2002;60(7):715.

11. Davidsson L, Haskell M. Bioavailability of micronutrients: Stable isotope techniques to develop effective food-based strategies to combat micronutrient deficiencies. Food Nutr Bull. 2011;32(1):2430.

12. Chen J, Zhao X, Zhang X, Yin S, Piao J, Huo J, et al. Studies on the effectiveness of NaFeEDTA-fortified soy sauce in controlling iron deficiency: A population- based intervention trial. Food Nutr Bull. 2005;26(2).

13. Laillou A, Mai LB, Hop LT, Khan NC, Panagides D, Wieringa F, et al. An assessment of the impact of fortification of staples and condiments on micronutrient intake in young Vietnamese children. Nutrients [Internet]. 2012 Oct [cited 2014 Dec 31];4(9):115170. Available from: http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=3475228&tool=pmcentrez&rendertype=abstract

14. Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian Sekretariat Jenderal Kementrian Pertanian. Statistik Konsumsi Pangan Tahun 2012. Jakarta; 2012.

15. Yu Q, Yun J, Chang H. [Study on Technology of Processing Iron-fortified Soy Sauce]. Food Sci. 2005;4.

16. Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. 53rd report of JECFA: Evaluation of certain food additives and contaminants. Geneva; 2000.

17. Allen L, Benoist B De, Dary O, Hurrell R. Guidelines on food fortification with micronutrients. World Health Organization and Food Agriculture Organization of the United Nations; 2006.

18. Watanapaisantrakul R, Chavasit V, Kongkachuichai R. Fortification of soy sauce using various iron sources: Sensory acceptability and shelf stability. Food Nutr Bull. 2006;27(1):1925.

19. Yu B, Huo J-S, Chen J, Ge H, Huang J, Li Y. [Effects of Two Kinds of Iron Nutritious Fortifiers on Sensory Quality of Soy Sauce]. China Brew. 2004;1.

20. Zhu L, Yeung CK, Glahn RP, Miller DD. Iron Dissociates from the NaFeEDTA Complex Prior to or during Intestinal Absorption in Rats. J Agric Food Chem. 2006;54:792934.

21. Gera T, Sachdev HS, Boy E. Effect of iron-fortified foods on hematologic and biological outcomes: systematic review of randomized controlled trials 1 4. 2012;

22. Huo J-S, Yang X, Piao J-H, Gao J-Q, Miao H, Yu B, et al. NaFeEDTA Fortified Soy Sauce Showed Higher Iron Absorption Rate in Chinese Females 1. Biomed Environ Sci. 2007;130:12630.

23. Wang B, Zhan S, Sun J, Lee L. Social mobilization and social marketing to promote NaFeEDTA-fortified soya sauce in an iron-deficient population through a public-private partnership. Public Health Nutr [Internet]. 2009 Oct [cited 2014 Dec 31];12(10):17519. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19102809