Disertasi

Optimizing Locally Based Complementary Feeding: Evaluating the Impact of Animal-to-Plant Protein Ratios on Iron, Zinc, Calcium Bioavailability and Protein Quality in Stunted Children Aged 6 – 23 Months in East Nusa Tenggara = Optimalisasi Makanan ASI Berbasis Pangan Lokal: Evaluasi Dampak Rasio Protein Hewani – Protein Nabati terhadap Bioavailabilitas Zat Besi, Seng, Kalsium, dan Kualitas Protein pada Anak Stunted Usia 6–23 Bulan di Nusa Tenggara Timur.

Background: Inadequate quantity and quality of complementary feeding contribute to micronutrient inadequacy, particularly in calcium, iron, and zinc. In Indonesia, these nutrients are commonly lacking in young children’s diets, and their bioavailability is often compromised by inhibiting factors such as phytate. Micronutrient deficiency is not only influenced by the lack of intake of nutrient-dense source food but also by the bioavailability. Bioavailability is affected by host-related factors, including systemic factors and intestinal physiological functions, and dietary factors, including the role of enhancers and inhibitors. Its bioavailability is also influenced not only by the amount of micronutrient content in food but also by the type of food consumed, as animal protein and plant protein have very different bioavailability percentages. Objective: This study aims to evaluate the optimal animal-to-plant protein ratio to achieve adequate bioavailability on iron, zinc calcium and protein quality. Methods: This study was conducted in two phases. The first phase was a case-control study using two approaches: calculation and linear programming. The second phase of this study was an experimental laboratory-based study using in vitro methods. The first phase of this study was conducted in three subdistricts in Timor Tengah Selatan distric, East Nusa Tenggara Province, and the second phase of this study was conducted in three different laboratories. The study involved 215 children aged 6–23 months who were participants in a previous study titled "Karakterisasi Zat Gizi Mikro pada Pangan dan Asupan Anak Baduta di Daerah Prevalensi Stunting, Nusa Tenggara Timur," which was completed in 2018. While data collection for phase 2 and data analysis for this study were conducted from February 2023 to December 2024. Results: Stunted children aged 12-23-month-old had lower energy, calcium, and vitamin C intake than the non-stunted counterparts. In both groups iron bioavailability was low (4.5%) whereas zinc and calcium bioavailability was adequate (47.9% and 30.4%, respectively). Length-for-age z-score (LAZ) was correlated with iron bioavailability (r = 0.15, p = 0.032) and calcium intake (r = 0.207, p = 0.02). The animal-to-plant protein ratio had high correlation with iron bioavailability (r = 0.69, p < 0.001) and borderline significant correlation with LAZ (r = 0.13, p = 0.056). Linear Programming found that the absolute problem nutrients in children aged 6–11 months were vitamin C, vitamin B12, iron, and heme iron, and in children aged 12–23 months, they were calcium and heme iron in both groups. Zinc was found to be an absolute problem nutrient only in stunted children aged 6–11 months. Laboratory analysis results found a significant decrease in phytic acid levels (p < 0.001) and an increase in the bioavailability of iron, zinc, and calcium in green beans, black-eyed peas, and glutinous corn after soaking, boiling, and sprouting treatments, although their bioavailability was still lower than that of anchovies and chicken liver. In vitro analysis results showed that a higher ratio of animal protein to plant protein also increases the bioavailability of iron, zinc, and calcium, as well as protein quality. Conclusion: Ratio of Animal-to-Plant Protein of minimally three ensures iron, zinc, calcium bioavailability and protein quality are meet.
Keywords: animal-to-plant protein ratio, in-vitro bioavailability, phytate, stunted, complementary feeding recommendation


Background: Kuantitas dan kualitas makanan pendamping ASI yang tidak adekuat sangat berpengaruhi terhadap defisiensi zat gizi mikro terutama kalsium, zat besi, dan seng yang secara umum terjadi bersamaan dengan kejadian stunting. Defisiensi mikronutrien tidak hanya dipengaruhi oleh kurangnya asupan sumber makanan padat nutrisi, tetapi juga oleh bioavailabilitasnya. Bioavailabilitas dipengaruhi oleh faktor-faktor yang berhubungan dengan host, termasuk faktor sistemik dan fungsi fisiologis usus, serta faktor makanan, termasuk peran enhancer dan inhibitor. Bioavailabilitasnya juga dipengaruhi tidak hanya oleh jumlah kandungan mikronutrien dalam makanan, tetapi juga oleh jenis makanan yang dikonsumsi, karena protein hewani dan protein nabati memiliki persentase bioavailabilitas yang sangat berbeda. Protein nabati memiliki bioavailabilitas yang lebih rendah yaitu 2- 20% karena adanya zat antinutrisi seperti fitat, serat dan polifenol, sedangkan untuk pangan hewani memiliki bioavailabilitas yang lebih tinggi yaitu 15-35%, asam amino essensial yang lebih lengkap dan kandungan vitamin B12, zat besi, seng, kalsium yang lebih tinggi dibandingkan dengan pangan nabati. Tujuan: Studi ini ingin mengevaluasi rasio yang tepat konsumsi pangan hewani dibandingkan dengan pangan nabati sehingga dapat memperoleh bioavailabilitas dan kualitas protein yang baik. Metode: Studi ini dilaksanakan dalam dua fase, fase pertama adalah case-control study dengan dua pendekatan yaitu perhitungan dan pendekatan linear programming. Fase kedua dari study ini adalah experimental studi berbasis uji laboratorium dengan metode in-vitro. Fase pertama studi ini dilaksanakan di tiga kecamatan di kabupaten Timor Tengah Selatan, Provinsi Nusa Tenggara Timur dengan melibatkan 215 anak usia 6-23 bulan yang merupakan responden studi sebelumnya yang berjudul "Karakterisasi Zat Gizi Mikro pada Pangan dan Asupan Anak Baduta di Daerah Prevalensi Stunting, Nusa Tenggara Timur," dan fase kedua dari studi ini dilaksanakan di tiga laboratorium berbeda. Study ini dilaksanakan dari Februari 2023 sampai dengan Desember 2024. Hasil: Anak stunting usia 12-23 bulan memiliki asupan energi, kalsium, dan vitamin C yang lebih rendah dibandingkan dengan anak yang tidak stunting. Pada kedua kelompok ditemukan bioavailabilitas zat besi masih rendah (4,5%) sementara bioavailabilitas seng dan kalsium memadai (masing-masing 47,9% dan 30,4%). Angka status gizi tinggi badan menurut umur (TB/U) berkorelasi dengan bioavailabilitas zat besi (r = 0,15, p = 0,032) dan asupan kalsium (r = 0,207, p = 0,02). Rasio protein hewani terhadap nabati memiliki korelasi yang tinggi dengan bioavailabilitas zat besi (r = 0,69, p < 0,001) dan korelasi yang lemah terhadap skor TB/U (r = 0,13, p = 0,056). Linear Programming menemukan bahwa “absolute problem nutrient” pada anak usia 6 – 11 bulan adalah vitamin C, vitamin B12, zat besi, dan zat besi heme, dan untuk anak usia 12 – 23 bulan adalah calcium, dan zat besi heme pada kedua kelompok, sedangkan seng ditemukan sebagai “absolute problem nutrient” hanya pada anak stunted di usia 6-11 bulan saja. Hasil analisis laboratorium menemukan bahwa terjadi penurunan kada fitat secara signifikan (p < 0,001) dan peningkatan bioavailabilitas zat besi, seng, dan kalsium pada kacang hijau, kacang tunggak, dan jagung ketan pasca dilakukannya perlakukan perendaman, perebusan dan perkecambahan walaupun bioavailabilitasnya masih lebih rendah dibandingkan dengan teri tawar dan hati ayam. Hasil analisis in-vitro menemukan bahwa semakin tinggi rasio protein hewani: protein nabati juga akan meningkatkan bioavailabilitas zat besi, seng dan kalsium dan kualitas protein. Simpulan: minimal rasio konsumsi pangan hewani dibandingkan dengan pangan nabati adalah tiga untuk mencapai bioavailabilitas dari zat besi, seng dan kalsium, serta kualitas protein yang baik.
Kata Kunci: Rasio protein hewani dan protein nabati, bioavailabilitas in-vitro, fitat, stunted, Panduan Gizi Seimbang