AGRITECH, Vol. 33, No. 4, November 2013
AKTIVITAS DAN STABILITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK PIGMEN ALGA Oscillatoria sp. Antioxidant Activity and Stabilty of Pigment Extracted from Algae Oscillatoria sp. Karseno, Isti Handayani, Retno Setyawati Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman, Jl. Dr. Soeparno Karangwangkal, Purwokerto 53122 Email:
[email protected] ABSTRAK Oscillatoria adalah salah satu jenis alga yang banyak tumbuh di perairan tawar maupun laut. Isolasi pigmen dari ekstrak alga ini diperoleh pigmen berwarna ungu yang memiliki sifat fisikokimia mirip dengan pigmen fikoeritrin yang ada pada alga merah. Penelitian ini bertujuan untuk menguji aktivitas dan stabilitas antioksidan ekstrak pigmen Oscillatoria terhadap suhu dan pH yang berbeda. Stabilitas antioksidan pigmen diuji dengan memperlakukan ekstrak pigmen pada pelarut buffer fosfat 20 mM dengan variasi pH 6, 7, dan 8 serta suhu pemanasan 28, 40, 70, dan 100°C. Aktivitas antioksidan pigmen diukur menggunakan metode FTC dan TBA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas antioksidan pigmen Oscillatoria stabil pada pH 7 dan suhu 28°C, namun aktivitasnya cenderung menurun saat pH buffer medium berubah menjadi asam maupun basa dan suhu yang semakin meningkat. Kata kunci: Alga, Oscillatoria sp., pigmen alami, fikokobilliprotein, antioksidan ABSTRACT The pink pigment has been isolated from Oscillatoria algae cell. The pigment showed physichochemical properties similar to phycoerythrin produced by red algae. The aims of this study were to evaluate antioxidant activity and stability of the pigment at various pH and temperature. The pigment was diluted using 20 mM phosphate buffer at different pH of 6, 7, and 8 and incubated at various temperature of 28, 40, 70, and 100oC. Antioxidant activity and stability of the pigment were determined using ferric thiocyanate method and thiobarbituric acid test. The result showed that antioxidant activity of the pigment was stable at pH 7 and temperature 28oC, and the antioxidant stability tend to decrease when the pH buffer solution change to acid or alkali and increasing of temperature. Keywords: Algae, Oscillatoria sp., natural pigment, phycobilliproteins, antioxidant
PENDAHULUAN Indonesia adalah negara tropis dengan hampir dua pertiga wilayahnya adalah lautan dengan garis pantai terpanjang di dunia yakni 81.000 km. Potensi sumber daya alam kelautannya sangat melimpah dan memiliki keragaman hayati yang sangat besar. Salah satu sumber hayati yang potensial dan belum banyak diekplorasi adalah alga. Alga yang meliputi mikroalga, makroalga (rumput laut) dan cyanobacteria (ganggang hijau biru) dikenal memiliki potensi sebagai produsen bahan-bahan bermanfaat (valuable chemicals) seperti polisakarida, hormon, vitamin, mineral dan senyawa bioaktif. Jumlah dan variasi senyawa bioaktif alga sangat banyak dan beragam (Sing
dkk., 2005). Penyelidikan senyawa bioaktif yang bersumber dari mikroorganisme seperti bakteri dan jamur sudah banyak dilakukan. Beragam senyawa bioaktif dari bakteri dan jamur ini sudah ditemukan dan bahkan diaplikasikan khususnya pada bidang farmasi dan pangan selama beberapa dekake. Dewasa ini laju penyelidikan dan ketersediaan senyawa bioaktif dari sumber tersebut menurun dan sekarang para peneliti mulai beralih untuk menggali senyawa bioaktif dari alga dan sekaligus kajian potensi aplikasinya. Salah satu senyawa bioaktif penting yang dihasilkan alga adalah pigmen. Secara umum pigmen alga terdiri dari klorofil, karotenoid dan fikobiliprotein (phycobiliproteins). Eksplorasi dan kajian terhadap fikobiliprotein relatif masih
371
AGRITECH, Vol. 33, No. 4, November 2013
Ekstraksi Pigmen Alga sedikit bila dibandingkan dengan klorofil dan karotenoid. Penelitian berbasis fikobiliprotein baru mulai berkembang Alga umur 8 hari yang dikulturkan dalam medium C setelah diketahui potensi pigmen ini dalam aplikasinya sebagai dipanen dan dipisahkan antara biomasa dengan mediumnya fluorescence probe untuk bio-labeling yang banyak digunakan mengunakan kertas saring Whatman No 2. Ekstraksi pigmen dalam bio-assay dan cytometry. Selain itu fikobiliprotein juga alga mengacu pada penelitian Irmouli dkk. (2000) dengan berperan sebagai antioksidan dan pewarna alami yang besar beberapa modifikasi. Alga dalam larutan 50 mM posfat bufer potensi aplikasinya dalam bidang pangan. Bahkan akhir-akhir dibekukan pada suhu -20oC. Alga dikeluarkan pada suhu ruang ini fikobiliprotein juga menunjukkan potensinya sebagai sampai larutan buffer menjadi cair, selanjutnya dibekukan fotosensitiser (photosensitizer) yang prospektif penerapannya kembali dan perlakuan yang sama diulang-ulang (freezeuntuk kepentingan terapi seperti photodynamic therapy dalam thaw cycles) sampai diperoleh ekstrak sel alga. Ekstrak sel pengobatan kanker. kemudian disentrifus (10.000 g) selama10 menit pada 4oC. Banyak penilitian telah menunjukkan bahwa alga Supernatan berwarna ungu yang dihasilkan dikeringbekukan memiliki kandungan bioaktif. Alga merah Porphyridium dan disimpan dalam refrigerator sebagai stok. sp. mampu menghambat pembentukan malonaldehid (MDA) sebanyak 45-87% pada konsentrasi yang berbeda Pengukuran Aktivitas Penghambatan Peroksida Ekstrak (Tannin dkk., 2005). Alga hijau-biru Aphanizomenon Pigmen flos-aquae memiliki pigmen phycocyanin yang setelah Pengukuran aktivitas penghambatan perokside pada diekstrak memiliki aktivitas antioksidan (Benedetti dkk., ekstrak pigmen mengacu pada Chen dkk. (1996). Sebanyak 2004). 2 ml buffer fosfat 0,1 M pH 7; 2 ml asam linoleat 50 mM Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan isolasi dalam etanol 99,8% dan 1 ml air bebas ion dicampur dengan pigmen berwarna ungu dari alga Oscillatoria sp. Hasil 1 ml 2000 ppm ekstrak antioksidan, dimasukkan ke dalam identifikasi menunjukkan bahwa pigmen ungu ini memiliki vial gelap dengan tutup sekrup. Campuran tersebut kemudian karakteristik fisikokimia mirip dengan fikoeritrin yang diinkubasi pada suhu 37°C. Pengukuran absorbansi peroksida diisolasi dari jenis alga merah, sehingga pigmen ini disebut dilakukan dua hari sebelum peroksida kontrol asam linoleat sebagai phycoerytrin-like pigment (Karseno dkk., 2009). Hasil mencapai maksimum. Sebanyak 50 µl campuran sampel yang pengujian aktivitas antimikrobianya menunjukkan bahwa telah diinkubasi ditambah 2,35 mL etanol 75% dan 50 µl pigmen ini mampu menghambat pertumbuhan grup alga hijau ammonium tiosianat 30%, kemudian ditambah 50 µL 0,02 M seperti Chlorella fusca dan Chlamydomonas reinhardtii, tetapi FeCl2 dalam 3,5% larutan HCl selama 3 menit, dan diukur tidak menunjukkan penghambatan yang berarti terhadap absorbansinya pada panjang gelombang 500 nm. Persen grup Cyanobacteria (Synctonema dan Oscillatoria) dan penghambatan peroksida dihitung dengan cara sebagai bakteri (Escherichia coli dan Bacillus subtilis). Sementara itu berikut: penelitian pigmen ungu tersebut terkait aktivitas dan stabilitas ����r����� ����r�������r����� ������ x100 % Persen Penghambatan = ����r����� ����r�������r����� ������ antioksidannya belum dilaksanakan. Oleh karena itu penelitian Persen Penghambatan ����r����� ����r�������r����� ������ x100 % ..... (1) ����r����� ����r�� = x100 % Persen Penghambatan = ����r����� ����r�� ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas antioksidan pigmen ����r����� ����r�� Oscillatoria sp. dan mengevaluasi stabilitasnya terhadap Pengukuran Aktivitas Penghambatan Malonaldehid ����r����� ������ Persen penghambatan =����r����� 100 - ����r����� x 100 % ����r����� ������ perlakuan suhu dan pH yang berbeda. ������ x ������ Persen Ekstrak penghambatan = 100 100 % Pigmen Persen penghambatan = 100 -
Absorbansi λ500 nm
pH pelarut
0.94 a a (2) xx 100 1000.94 % % ..... 0.76 0.94 b a ����r����� ����r����������� ������ 1 0,8 0.76 0.66 0.76 c bb 0,8 0.66 c 0,8 0.66 c 0,6 0.44 d Analisis Data 0,6 0.44 d 0,6 0.44 0,411 d 0,4 Data yang hasil penelitian dianalisis0.75 0,4 diperoleh dari 0.75aa 0.71 0.71aa 0,2 0,8 0,8 0.63 0.63bb pengaruh 0,2 dengan uji sidik0,2 ragam (uji F). Apabila menunjukkan 0 0,6 0,6 0 28°C 40°C 70°C 100°C 0 0,4 0,4 28°C 40°C 70°C 100°C 28°C 40°C suhu pemanasan 70°C 100°C (C) suhu pemanasan (C) 0,2 0,2 suhu pemanasan (C) 1
Persen Persen penghambatan penghambatan == 100 100 -1
1 1
1
Absorbansi nm Absorbansi λ500 nm Absorbansi λλ500 500 nm
372
Absorbansi Absorbansiλ500 λ500nm nm
Bahan utama dalam penelitian ini adalah bubuk ekstrak pigmen Oscillatoria sp. Bahan kimia yang digunakan meliputi aquades, air bebas ion, Na2CO3, FeCl2, HCl, ammonium thiosianat, TCA, TBA, asam asetat, NaH2PO4H2O dan Na2HPO4.7H2O, dan asam linoleat (Sigma). Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu 1240), inkubator 37°C (Memmert), neraca analitik, vorteks, shaker dan peralatan gelas untuk analisis.
Absorbansi Absorbansiλ500 λ500nm nm
Bahan dan Alat
x 100 %
Metode mengacu pada Kikuzaki dan Nakatani (1993). 1 sampel yang mengandung ekstrak Sebanyak 1 ml1 larutan 0.75 a 1 0,80.71 a 0.71 a 0.75 a 0.63 b ditambah antioksidan yang diinkubasi pada suhu 37°C 2 0.75 a 0,8 telah 0.71 a 0.63 b 0,8 0,6 0.63 b ml asam triklorasetat (TCA) 20% dan 2 ml asam tiobarbiturat 0,6 0,6 0,4 0,4 (TBA) 1% dalam pelarut asam asetat 50%. Campuran ini 0,4 0,2 0,2 ditempatkan dalam penangas air ����r�������r����� mendidih selama������ 10 menit. 0,2 0 ����r����� ����r����� ����r�������r����� ������ 0 Persen Persen Penghambatan == x100 x100 % pH����r����� 6 3000 rpm pH 7 pH 8 % 0 SetelahPenghambatan dingin disentrifugasi pada selama 20 menit. ����r����� ����r�� ����r�� pH 6 pH 7 pH 8 pH 6 pH 7 pH pelarut pH 8 Absorbansi sampel diukur pada panjang gelombang 532 nm. pH pelarut
m
METODE PENELITIAN
����r����� ������ ����r����� ������
����r����� ����r����������� ������
00
pH pH66 0.93 a
0.93 a 0.93 0.78a bc
pH pH77 0.94 a pH pHpelarut pelarut 0.94 a 0.94 a
pH pH88
0.95 a 0.95 a 0.76 bc0.80 b
yang nyata maka data dianalisis lebih lanjut dengan Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) pada taraf α=5% (Steel dan Torrie, 1995).
Absorbansi λ500 nm
1 0,8 0,6 0,4
0,2Selain perlakuan pH, pengujian aktivitas dan stabilitas 0 Oscillatoria juga dibedakan dengan perlakuan suhu. pigmen 6 pHnyata 7 pH 8 Perlakuan suhupH berpengaruh sangat terhadap absorbansi pH Gambar pelarut 2. peroksida seperti disajikan pada
Pengukuran aktivitas antioksidan pigmen dilakukan dengan menggunakan metode feritiosianat yang didasarkan pada terbentuknya peroksida sebagai hasil oksidasi asam linoleat. Peroksida ini akan mengoksidasi ion fero menjadi feri, dan kemudian membentuk feritiosianat yang dapat diukur secara kuantitatif dengan mengukur absorbansinya ����r����� ����r�������r����� ������dkk., 2005). pada panjang gelombang 500 nm (Lestario x100 % hambatan = ����r����� ����r�� Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa pH dan suhu waterbath memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap absorbansi peroksida, dan interaksi keduanya memberikan ����r����� ������ hambatan = 100 -yang x 100 %peroksida. Pengaruh1 pengaruh nyata terhadap absorbansi ����r����� ������ pH terhadap absorbansi peroksida disajikan dalam Gambar 0,8 1.
Absorbansi λ500 nm
HASIL DAN PEMBAHASAN Aktivitas Penghambatan Peroksida
0.75 a 0.71 a 0.63 b AGRITECH, Vol. 33, No. 4, November 2013
0.94 a
1
0,8 0,6
0.66 c
0.76 b
0.44 d
0,4 0,2 0
28°C
40°C
70°C
100°C
suhu pemanasan (C) Gambar 2. Pengaruh suhu pemanasan terhadap absorbansi peroksida pigmen Oscillatoria. Nilai yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak 0.94 a berbeda 0.93 nyata a(p>0,05)
Absorbansi λ500 nm
Absorbansi λ500 nm
Absorbansi λ500 nm
0.95 0.80 b 0.78 bc 0.76 bc 0.70 cperoksida pada suhu 0.70 c Gambar 2 menunjukkan absorbansi 28, 40, 70, dan 100°C dengan0.52 nilaidabsorbansi secara berturut1 0.51 d 0,6 0.45 de 0.75 a turut adalah 0,44; 0,66; 0,76; 0,94. Terlihat bahwa semakin 0.71 a 0,8 0.36 e 0.63 b 0,4 naik suhu, semakin naik pula nilai absorbansi peroksidanya. 0,6 Nilai absorbansi yang semakin tinggi menunjukkan semakin 0,2 0,4 banyak peroksida yang terbentuk. Peroksida ini tidak dapat 0,2 dihambat pembentukannya oleh pigmen Oscillatoria. Hal 0 0 tersebut karena merusak P1S1 P1S2dapat P1S3disebabkan P1S4 P2S1 P2S2pemanasan P2S3 P2S4 P3S1pigmen P3S2 P3S3 P3S pH 6 pH 7 pH 8 Oscillatoria. Pigmen yang dimiliki Oscillatoria adalah interaksi perlakuan pH pelarut fikobiliprotein. Fikobiliprotein adalah kelompok kecil dari : kromoprotein yang diteliti. Kelas fikobiliprotein yang paling Gambar 1. Pengaruh pH pelarut terhadap absorbansiKeterangan peroksida pigmen 0.94 pH 6a + tidak dipanaskan P2S1 = pH 7 + tidak dipanaskan 8 + tidak dipanaskan sama = menunjukkan 1 Oscillatoria. Nilai yang diikuti oleh huruf yangP1S1 dikenal adalah allofikosianin, fikosianin,P3S1 dan= pH fikoeritrin. tidak berbeda nyata (p>0,05) 40C P2S2 = pH 7 + dipanaskan 40C P3S2 = pH 8 + dkk., dipanaskan 40C 0.76 b P1S2 = pH 6 + dipanaskanKetiganya terbentuk dari α dan β sub unit protein (Romay 0,8 0.66 c P1S3 = pH 6 + dipanaskan2003). 70C Penelitian P2S3 = pHKarseno 7 + dipanaskan 70C P3S3 = pH 8 + dipanaskan 70C dkk. (2009) menyatakan bahwa 0,6 P1S4 = pH 6 + dipanaskan 100C P2S4 = pH 7 + dipanaskan 100C P3S4 = pH 8 + Gambar0.44 1 menunjukkan perlakuan pH 6, pH 7 dan pH d pigmen yang dikandung Oscillatoria adalah fikoeritrin. dipanaskan 100C 8 sebagai 0,4 pelarut menghasilkan absorbansi secara berurutan Suhu yang tinggi merusak protein yang terdapat pada 0,71;0,20,63; dan 0,75. Absorbansi tertinggi dihasilkan dari pigmen Oscillatoria sehingga aktivitas penghambatan pelarut buffer fosfat pH 8 dan terendah dihasilkan oleh pH pembentukan peroksida pun menurun. Protein dapat 0 7. Menurut Lestario dkk. (2005) absorbansi yang semakin mengalami suatu proses yang dikenal sebagai denaturasi. 28°C 40°C 70°C 100°C tinggi menunjukkan makin tingginya peroksida, yang berarti Denaturasi dapat merubah sifat protein menjadi sukar larut suhu pemanasan (C) jumlah oksidasi asam linoleat makin tinggi. Nilai absorbansi dan makin kental (koagulasi). Koagulasi dapat terjadi karena paling rendah dihasilkan dari pelarut buffer fosfat pH 7 adanya pemanasan (Gaman dan Sherington, 1992). Othman yang menunjukkan bahwa pH 7 menghambat oksidasi asam dkk. (2007) menyebutkan bahwa faktor-faktor lain yang 4 linoleat tertinggi. Hal ini diduga karena pada pH 7 tersebut mempengaruhi aktivitas antioksidan adalah konsentrasi 0.94 a 0.95 a 0.93 a merupakan kondisi yang paling sesuai digunakan untuk antioksidan, medium ekstraksi, suhu, pH medium, struktur 0.78pigmen bc 0.76 bc0.80 b kimia, dan posisi dalam molekul. melarutkan dari Oscillatoria. 0.70 c Kondisi ini sejalan 0.70 c dengan penelitian Karseno dkk. (2009) yang menggunakan Interaksi antara pH dan suhu berpengaruh nyata terhadap 0.52 d 0.51 d buffer fosfat pH netral antara 7 hingga 7,4 untuk mengisolasi absorbansi peroksida, seperti disajikan pada Gambar 3. 0.45 de 0.36 Oscillatoria e pigmen dari Oscillatoria. merupakan golongan Cyanobacteria yang memiliki habitat hidup pada pH netral sampai basa (Prihantini dkk., 2008).
1 0,8
0,6 0,4 0,2 0
P1S1 P1S2 P1S3 P1S4 P2S1 P2S2 P2S3 P2S4 P3S1 P3S2 P3S3 P3S4 interaksi perlakuan
tidak dipanaskan
P2S1 = pH 7 + tidak dipanaskan
P3S1 = pH 8 + tidak dipanaskan
373
0.94 0.94 0.94 aaa
111
Absorbansi λ500 nm Absorbansi λ500 nm Absorbansi λ500 nm
Absorba
0,4
0,8 0,8 0,8
0,2
0,6 0,6 0,6
0
0,4 0,4 28°C 0,4 0,2 0,2 0,2
000
0.76 0.76 0.76 bbb
0.66 0.66 0.66 ccc 0.44 0.44 0.44 ddd
40°C
70°C
100°C
suhu pemanasan (C) 28°C 28°C 28°C
40°C 40°C 40°C
AGRITECH, Vol. 33, No. 4, November 2013 70°C 70°C 70°C
100°C 100°C 100°C
suhu suhu suhu pemanasan pemanasan pemanasan (C) (C) (C)
0.45 de
0,4
0,8 0,8 0,8
0.93 0.93 0.93 a a a 0.70 0.78 0.78 0.78 bcbcbc 0.70 0.70 0.70 ccc 0.52
0,6 0,6 0,6 0.45 0.45 0.45 dedede 0,4 0,4 0,4
0,2
0.36 e
c
d
0.95 a 0.76 bc0.80 b 0.94 0.94 0.94 aaa
0.70 0.70 0.70 c0.51 cc 0.52 0.52 0.52 ddd
d
0.95 0.95 0.95 aaa 0.80 0.80 0.80 bbb 0.76 0.76 0.76 bcbc bc
0.51 0.51 0.51 ddd
0.36 0.36 0.36 eee
0,2 0,2 0,2 000
P1S1 P1S2 P1S3 P1S4 P2S1 P2S2 P2S3 P2S4 P3S1 P3S2 P3S3 P3S4 P1S1 P1S1 P1S1 P1S2 P1S2 P1S2 P1S3 P1S3 P1S3 P1S4 P1S4 P1S4 P2S1 P2S1 P2S1 P2S2 P2S2 P2S2 P2S3 P2S3 P2S3 P2S4 P2S4 P2S4 P3S1 P3S1 P3S1 P3S2 P3S2 P3S2 P3S3 P3S3 P3S3 P3S4 P3S4 P3S4 interaksi interaksi interaksi perlakuan perlakuan perlakuan interaksi perlakuan
malonaldehid berbanding terbalik terhadap aktivitas antioksidan. Semakin tinggi nilai absorbansi berarti aktivitas antioksidannya semakin rendah. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa pH pelarut buffer fosfat, suhu pemanasan, dan interaksi keduanya memberikan pengaruh yang nyata terhadap penghambatan MDA. Gambar 4 menunjukkan pengaruh pH terhadap absorbansi MDA. 1
Absrobansi λ532 nm
0,8
0.75 a
0.71 b
0.74 a
pH 6
pH 7 pH pelarut
pH 8
0,6 0,4 0,2 0
Gambar 4. Pengaruh pH pelarut terhadap absorbansi MDA pigmen Oscillatoria. Nilai yang diikuti oleh huruf yang sama0.93 menunjukkan a 1 tidak berbeda nyata (p>0,05) 0.77 b
Absorbansi λ532nm
Gambar 3 menunjukkan bahwa masing-masing 444 interaksi perlakuan mengalami kenaikan absorbansi seiring dengan kenaikan suhu. Absorbansi terendah dihasilkan dari 4 interaksi P2S1 yaitu menggunakan pelarut buffer fosfat pH 7 tanpa adanya pemanasan. Sedangkan interaksi P3S4 yaitu ekstrak pigmen pada pelarut buffer fosfat pH 8 dan dipanaskan 100°C menghasilkan absorbansi tertinggi yang menandakan rendahnya aktivitas pengambatan peroksida. Hal ini diduga karena pH 7 merupakan pH optimal untuk melarutkan pigmen Oscillatoria dan tanpa adanya pemanasan maka protein yang terkandung dalam pigmen tidak mengalami kerusakan. Berdasarkan hasil interaksi perlakuan, ketiga jenis pH pelarut memiliki kemampuan menghambat pembentukan peroksida, namun aktivitasnya menurun seiring dengan kenaikan dan penurunan pH dari pH netral. Semakin naik pH 1 maka absorbansi peroksida juga meningkat yang menandakan 0,9 turunnya aktivitas antioksidan dalam mengambat peroksida. 0,8
Absorbansi λ532 nm
Gambar 3. Pengaruh interaksi perlakuan pH dan suhu terhadap absorbansi peroksida pigmen Oscillatoria. Nilai yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (p>0,05)
Absorbansi λ532 nm
Keterangan Keterangan Keterangan : : :
an : P1S1 P1S1 P1S1 = =pH =pH pH 6 6+ 6+tidak +tidak tidak dipanaskan dipanaskan dipanaskan P2S1 P2S1 P2S1 = =pH =pH pH 7 7+ 7+tidak +tidak tidak dipanaskan dipanaskan dipanaskan P3S1 P3S1 P3S1 = =pH =pH pH 8 8+ 8+tidak +tidak tidak dipanaskan dipanaskan dipanaskan H 6 + tidak dipanaskan P2S1 =40C pH 7 + P2S2 tidak dipanaskan P3S1 8=+=pH tidak dipanaskan P1S2 P1S2 P1S2 = =pH =pH pH 6 6+ 6+dipanaskan +dipanaskan dipanaskan 40C 40C P2S2 P2S2 = =pH =pH pH 7 7+ 7+dipanaskan +dipanaskan dipanaskan 40C 40C 40C= pH P3S2 P3S2 P3S2 =pH pH 8 8+ 8+dipanaskan +dipanaskan dipanaskan 40C 40C 40C P1S3 P1S3 P1S3 =40C =pH =pH pH 6 6+ 6+dipanaskan +dipanaskan dipanaskan 70C 70C H 6 + dipanaskan P2S3 P2S3 = =pH =pH pH 7 7+ 40C 7+dipanaskan +dipanaskan dipanaskan 70C 70C 70C= pH P3S3 P3S3 P3S3 =pH pH 8 8+ 8+dipanaskan +dipanaskan dipanaskan 70C 70C 70C P2S2 =70C pH 7 + P2S3 dipanaskan P3S2 8=+=pH dipanaskan 40C P1S4 P1S4 P1S4 =70C =pH =pH pH 6 6+ 6+dipanaskan +dipanaskan dipanaskan 100C 100C P2S4 P2S4 = =pH =pH pH 7 7+ 70C 7+dipanaskan +dipanaskan dipanaskan 100C 100C 100C P3S4 P3S4 P3S4 =pH pH 8 8+ 8+dipanaskan +dipanaskan dipanaskan 100C 100C 100C H 6 + dipanaskan P2S3 =100C pH 7 + P2S4 dipanaskan P3S3 = pH 8=+=pH dipanaskan 70C H 6 + dipanaskan 100C P2S4 = pH 7 + dipanaskan 100C P3S4 = pH 8 + dipanaskan 100C
1 0,8
0,8 0,6
0.57 0.75da
0.66 c
0.74 a
0.71 b
Nilai absorbansi malonaldehid pigmen Oscillatoria pada 0,6 0,4pH 6, pH 7, dan pH 8 berturut-turut 0,71; 0,74; 0,75. pelarut Pada analisis penghambatan MDA ini, terlihat bahwa pigmen 0,4 0,2 Oscillatoria kurang stabil terhadap perubahan pH buffer fosfat 0 0,2 pelarutnya. Pigmen ini menghambat pembentukan sebagai 28°C 40°C 70°C 100°C MDA pH netral, 0 terbaik dengan menggunakan suhu pemanasan (C) dan berkurang aktivitas penghambatannya ketika pH 6 pHpH 7 pelarut menjadi pH 8asam maupun basa. Sedangkan pengaruh suhu pemanasan terhadap pH pelarut absorbansi MDA dapat dilihat pada Gambar 0.94 5. a 0.80 b
1 c 0.67
0.91 a
0.95 a
0.76 b 0.66 cd 0.77 b 0.59 a
0.76 b
0.93 a
0.64 cde 0,7 0.61 de 0,8 0,6 0.66 0.50 f c Aktivitas Penghambatan Malonaldehid 0.57 d 0,5 0,6 Malonaldehid (MDA) adalah salah satu senyawa 0,4 0,4 aldehid yang dihasilkan dari reaksi oksidasi lemak. Nilai 0,3 0,2 malonaldehid diperoleh dengan melakukan pengujian 0,2 menggunakan Thiobarbituric Acid (TBA) untuk mengetahui 0,1 0 kemampuan antioksidan dalam menghambat laju reaksi 0 28°C 40°C P1S1 P1S2 P1S3 P1S4 P2S1 P2S2 P2S370°C P2S4 P3S1100°C P3S2 P3S3 P3S4 terminasi pada proses oksidasi lipid. Malonaldehid memiliki interaksi perlakuan suhu pemanasan (C)
Absorbansi λ532nm
0
Absorbansi λ500 nm Absorbansi λ500 nm Absorbansi λ500 nm
Absorbansi λ500 nm
0.78 bc 0.70 c 1 1 1
0,8
0,6
0.94 a
0.93 a
1
374
Absrobansi λ532 nm
rumus kimia CH2(CHO)2 (Zakaria, 1996). Menurut Nawar : (1996) mekanisme pembentukan malonaldehidKeterangan yaitu pada Gambar 5. Pengaruh suhu pemanasan terhadap absorbansi peroksida P1S1 = pH 6 + tidak dipanaskan P2S1 = pH 7 + tidak dipanaskan P3S1 = pH 8 + tidak dipanaskan saat reaksi inisiasi atom H pada gugus metilen P1S2 asam= lemak pigmen Oscillatoria. Nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pH 6 + dipanaskan 40C P2S2 = pH 7 + dipanaskan 40C P3S2 0.94 =a pH 8 + dipanaskan 40C0.9 1 menunjukkan tidak berbeda nyata (p>0,05) yang teroksidasi akan lepas. Kemudian radikalP1S3 lipid akan 0.91 = pH 6 + dipanaskan 70C P2S3 = pH 7 +a dipanaskan 70C P3S3 = pH 8 + dipanaskan 70C 0,9 b terkonjugasi dan akan bereaksi dengan oksigen P1S4 membentuk = pH 6 + dipanaskan 100C 0.80 P2S4 = pH 7 + dipanaskan 100C 100C 0.76 b 0.76 bP3S4 = pH 8 + dipanaskan 0,8 0.67 c radikal peroksil, serta bereaksi dengan asam lemak yang lain cd Pigmen Oscillatoria 0.64 tanpacdepemanasan (suhu 0.66 28°C) 0,7 0.61 de a baik dan akhirnya akan terjadi pemutusan pada gugus terkonjugasi memberikan aktivitas penghambatan yang 0.59 lebih 0,6 0.50 f disertai terbentuknya radikal lipid yang lain. Nilai absorbansi0,5 dibandingkan dengan pigmen yang mengalami pemanasan. 0,4 0,3 0,2 0,1 0
P1S1 P1S2 P1S3 P1S4 P2S1 P2S2 P2S3 P2S4 P3S1 P3S2 P3S3 P3
AGRITECH, Vol. 33, No. 4, November 2013
Absorbansi λ532 nm
Absorbansi λ532nm
Absorbansi λ532nm
Absorbansi λ532 nm
1 Seiring dengan meningkatnya suhu, maka aktivitas 0.75 a 0.74 a 0.71 b 0,8 penghambatan MDA semakin menurun. Penurunan aktivitas 0,6 tersebut dapat dilihat dengan semakin naiknya absorbansi 0,4 ini1 menunjukkan bahwa pigmen Oscillatoria MDA. Hasil 0.75 a 0.74 a 0,2pada 0.71 b tidak stabil 0,8suhu tinggi. 0 0,6 Interaksi perlakuan pH dan suhu menunjukkan hasil yang pH 6 pH 7 pH 8 0,4 sangat nyata terhadap absorbansi MDA. Hal ini dapat dilihat pH pelarut pada Gambar 6.0,2 Interaksi perlakuan yang mampu menghambat 0 pembentukan malonaldehid denganpHnilai absorbansi terkecil pH 6 7 0.93pHa 8 1 pH pelarut dihasilkan oleh pH 7 tanpa pemanasan 0.77 b (28°C) yaitu P1S1. 0,8 0.66 c Hasil analisis pengaruh pH, suhu, dan interaksi keduanya 0.57 d 0,6 a terhadap absorbansi MDA cenderung hampir 0.93 sama dengan 1 0,4 0.77 b 0,8 hasil nilai absorbansi peroksida. 0.66 cHal ini disebabkan karena 0.57 d 0,2 MDA merupakan0,6salah satu produk oksidasi sekunder hasil 0 0,4 dekomposi hidroperoksida sebagai salah produk oksidasi 28°C 40°C 70°C satu 100°C 0,2 suhu pemanasan (C) primer (Shahidi dan Wanasundara, 1997). 0
28°C
40°C
70°C
100°C
Absrobansi λ532 nm
Absrobansi λ532 nm
suhu pemanasan (C)
0.95 a 0.94 a 1 0.91 a 0,9 0.80 b 0.76 b 0.76 b 0,8 0.95 a 0.94 a 10.67 c 0.66 cd 0.91 a 0.64 cde 0,7 0.61 0,9 de 0.59 a 0.80 b 0.76 b 0.76 b 0,6 0,8 0.50 f 0.67 c 0.66 cd 0.64 cde 0,5 0,7 0.61 de 0.59 a 0,6 0,4 0.50 f 0,5 0,3 0,4 0,2 0,3 0,1 0,2 0 0,1 P1S1 P1S2 P1S3 P1S4 P2S1 P2S2 P2S3 P2S4 P3S1 P3S2 P3S3 P3S4 0 interaksi perlakuan P1S1 P1S2 P1S3 P1S4 P2S1 P2S2 P2S3 P2S4 P3S1 P3S2 P3S3 P3S4
interaksi perlakuan Keterangan : Keterangan. P1S1 = pH 6Keterangan + tidak dipanaskan P2S1 = pH 7 + tidak dipanaskan P3S1 = pH 8 + tidak dipanaskan : = pH 6 + tidak P2S1 = pH 7 + tidak 40C dipanaskan P3S2P3S1 + tidak dipanaskan P1S2 = pH 6P1S1 + dipanaskan 40Cdipanaskan P2S2 = pH 7+ dipanaskan = pH= pH 8 +8dipanaskan 40C = pH 6 + dipanaskan 40C P2S2 = pH 7 + dipanaskan + dipanaskan 40C P1S3 = pH 6P1S2 + dipanaskan 70C P2S3 = pH 7+ dipanaskan 70C 40C P3S3P3S2 = pH= pH 8 +8dipanaskan 70C P1S3 = pH 6 + dipanaskan 70C P2S3 = pH 7 + dipanaskan 70C P3S3 = pH 8 + dipanaskan 70C P1S4 = pH 6 + dipanaskan 100C P2S4 = pH 7 + dipanaskan 100C P3S4 = pH 8 + dipanaskan 100C P1S4 = pH 6 + dipanaskan 100C
P2S4 = pH 7 + dipanaskan 100C
P3S4 = pH 8 + dipanaskan 100C
Gambar 6. Pengaruh interaksi perlakuan pH dan suhu terhadap absorbansi MDA pigmen Oscillatoria. Nilai yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (p>0,05)
Suatu senyawa dikatakan memiliki sifat antioksidan bila senyawa tersebut mampu mendonasikan satu atau lebih elektron kepada senyawa prooksidan, kemudian mengubah senyawa oksidan menjadi senyawa yang lebih 5 stabil. Antioksidan mampu menunda, memperlambat atau 5 menghambat reaksi oksidasi pada makanan atau obat yang dapat mengakibatkan ketengikan (rancidity) pada makanan maupun kerusakan (degradasi) pada obat (Pokorni dkk., 2001). Dalam sistem linoleat-tiosianat ini, sebagai sumber radikal adalah asam linoleat yang merupakan asam lemak tak jenuh. Penelitian beberapa ahli mendapatkan bahwa jenis Cyanobacteria atau alga hijau biru memiliki kandungan pigmen fikobiliprotein yang mampu berfungsi sebagai antioksidan. Romay dkk. (2006) menyatakann pigmen C-phycocyanin dari alga hijau biru memiliki kandungan
antioksidan dan anti inflamasi. Kemampuan menghambat radikal hidroksi dihasilkan dari pigmen Spirulina platensis. Pengukuran aktivitas antioksidan dapat dilakukan dengan menghitung absorbansi peroksida dan malonaldehid hasil oksidasi lipid (Fennema, 1996). Fardiaz dkk. (1986) mengatakan bahwa oksigen dapat mengoksidasi asam linoleat membentuk malonaldehid yang merupakan indikasi adanya oksidasi lemak. Di samping itu, asam linoleat yang mengalami kerusakan akan menghasilkan senyawa-senyawa peroksida yang sangat reaktif dan bersifat sebagai radikal bebas. Penambahan antioksidan dalam emulsi dapat menyebabkan oksidasi asam linoleat terhenti pada tahap terminasi. KESIMPULAN Pigmen Oscillatoria memiliki aktivitas antioksidan yang ditunjukkan dengan kemampuannya menghambat pembentukan peroksida dan malonaldehid. Aktivitas antioksidan pigmen Oscillatoria stabil pada pH netral (pH 7) dan suhu ruang (28°C), tetapi aktivitas antioksidannya cenderung berkurang saat pH larutan berubah menjadi asam maupun basa dan suhu yang semakin meningkat dari suhu ruang. UCAPAN TERIMA KASIH Peneliti berterima kasih kepada DP2M DIKTI yang telah membiayai penelitian ini melalui program hibah Penelitian Fundamental Tahun Anggaran 2011. DAFTAR PUSTAKA Benedetti, S., Franscesca, B., Silvia, P., Sonia, F., Stefano dan Franco, C. (2004). Antioxidant properties of a novel phycocyanin extract from the blue-green algae Aphanizomenon flos-aquae. Journal of Life Sciences 75: 2353-2362. Chen, H.M., Muramoto, K., Yamauchi, F. dan Nokihara, K. (1996). Antioxidant activity of designed pebtides based on the antioxidative pebtides isolated from digests of a soybean protein. Journal of Agriculture Food Chemistry 44: 2619. Fardiaz, D., Apriyantono, A., Yasni, S., Budiyanto, S. dan Puspitasari, N.L. (1986). Penuntun Praktikum Analisa Pangan. Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Fennema, O.R. (1996). Food Chemistry. Springer-Verlag, Berlin.
375
Gaman, P.M. dan Sherington, K.B. (1992). Ilmu Pangan: Pengantar Ilmu Pangan, Nutrisi, dan Mikrobiologi. Gardjito, M. (Penerjemah) dan Kasmidjo, R.B. (Penyunting). Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Glazer, A.N. (1994). Phycobiliproteins a family of valuable, widely used for fluorophores. Journal of Applied Phycology 6: 105-112. Irmouli, A.V.G., Pons, L., Lucon, M., Villaume, C., Mrabet, N.T., Gueant, J.L. dan Fleurence, J. (2000). One-step purification of R-phycoerythrin from the red macroalga Palmaria palmate using preparative polyacrylamide gel electrophoresis. Journal Chromatography B 739: 117123. Karseno, Kazuo, H., Takeshi, B., Susilaningsih, D., Aparat, M., Tomoaki, Y. dan Kazuma, H. (2009). Extracellular phycoerythrin-like protein released by freshwater cyanobacteria Oscillatoria and Scytonema sp. Biotechnol Letter 31: 999-1003. Kikuzaki, H. dan Nakatani (1993). Antioxidant effect of some ginger constituent. Journal of Food Science 58: 14071410. Kochhar, S.P. dan Rossel, J.B. (1990). Detection, estimation and evaluation of antioxidant in food systems. Dalam: Hudson, B.J.F. (ed). Food Antioxidant, hal 19-64. Elservier Applied Science, London and New York. Lestario, L.N., Hastuti, P., Raharjo, S. dan Tranggono (2005). Sifat antioksidatif ekstrak buah duwet (Syzygium cumini). Agritech 25(1): 24-31. Li-Chen, Wu. (2005). Antioxidant and antipoliferative activities of Spirulina and Chlorella water extracts. Journal of Agricultural and Food Chemistry 53: 42074212. Mulyaningsih, T.I. (2010). Kajian Aktivitas Antioksidan Ekstrak Enzimatis Rumput Laut Coklat Sargassum duplicatum. Skripsi. Fakultas Pertanian. Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto. (Tidak Dipublikasikan). Nawar, W. (1996). Lipids. Dalam: Fennema, O.R., Karel, M., Sanderson, G.W., Tannenbaum, S.R., Walstra, P. dan Whitaker, J.R. (ed). Food Chemistry, hal 279-288. Marcel Dekker Inc., New York.
376
AGRITECH, Vol. 33, No. 4, November 2013
Othman, A., Ismail, A., Ghani, N.A. dan Adenan, I. (2007). Antioxidant capacity and phenolic content of cocoa beans. Food Chemistry 100: 1523-1530. Pokorny, J. dan Korczak, J. (2001). Preparation of natural antioxidant. Dalam: Gordon, M. (ed.). Antioxidant in Food. CRC Press. New York, Washington DC. Prihantini, N.B., Wisnu W., Dian H., Arya W., Yuni A. dan Ronny, R. (2008). Biodiversitas Cyanobacteria dari beberapa situ/danau di kawasan Jakarta-Depok-Bogor Indonesia. Jurnal Makara Sains 12(1): 44-54. Romay, Ch., Armesto, J., Remirez, D., Gonzalez, R., Ledon, N. dan Garcia, I. (2006). Antioxidant and antiinflammatory properties of C-phycocyanin from bluegreen algae. Journal of Pharmacology Department 47(1) : 36-41. Romay, Ch., Gonzalez, R., Ledon, N., Remirez, D. dan Rimbau, V. (2003). C-Phycocyanin: a biliprotein with antioxidant, anti-inflmatory and neuroprotective effects. Journal Current Protein and People Science 4: 207-216. Shahidi, F. dan Wanasundara, U.N. (1997). Measurement of lipid oxidation and evaluation of antioxsidant activity. Dalam: Shahidi, F. (ed), Natural Antioxidant: Chemistry, Health and Application. AOCS Press Champaign, Illionis. Singh, S., Kate, B.N. dan Banerjee, U.C. (2005). Bioactive compounds from cyanobacteria and microalgae: an overview. Critical Review Biotechnology 25: 73-95. Steel, R.G.D. dan Torrie, J.H. (1995). Principle and Procedure of Statistic. A Biometrical Approach. 2nd edition. McGraw Hill Book Co., New York. Tannin, T. (2005). Antioxidant activity of the polysaccharide of the red microalga Porphyridium sp. Journal Applied Phycology 17: 215-222. Zakaria, F.R. (1996). Sintesis senyawa radikal dan elektrofil dalam dan oleh komponen pangan. Prosiding Seminar Senyawa Radikal dan Sistem Pangan: Reaksi Biomolekuler, Dampak terhadap Kesehatan dan Penangkalan, 4 April, Jakarta.
