BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah Radikal bebas merupakan suatu molekul yang sangat reaktif karena mempunyai satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan. Radikal bebas sangat reaktif karena kehilangan satu atau lebih elektron yang bermuatan listrik, dan untuk
mengembalikan
keseimbangannya
maka
radikal
bebas
berusaha
mendapatkan elektron dari molekul lain atau melepas elektron yang tidak berpasangan tersebut (Dalimartha & Soedibyo, 1998). Radikal bebas dalam jumlah berlebih di dalam tubuh sangat berbahaya karena menyebabkan kerusakan sel, asam nukleat, protein dan jaringan lemak. Radikal bebas terbentuk di dalam tubuh akibat produk sampingan proses metabolisme (Dalimarta & Soedibyo, 1998). Di dalam tubuh terdapat mekanisme antioksidan atau antiradikal bebas secara endogenik (Dyatmiko et al., 2000). Tetapi bila jumlah radikal bebas dalam tubuh berlebih maka dibutuhkan antioksidan yang berasal dari sumber alami atau sintetik dari luar tubuh. Senyawa antioksidan ini akan menyerahkan satu atau lebih elektronnya kepada radikal bebas sehingga dapat menghentikan kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas. Antioksidan
merupakan
senyawa
yang
mampu
menetralisir
atau
menstabilkan radikal bebas dengan cara melengkapi kekurangan elektron pada radikal bebas tersebut. Substansi ini mampu mencegah terjadinya reaksi berantai dari pembentukan radikal bebas yang dapat menimbulkan stress oksidatif (ketidakseimbangan antara
prooksidan dan antioksidan) (Kikuzaki & Nakatani
1993). Menurut Winarno (1997), antioksidan diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu sintetik dan alami. Antioksidan sintetik merupakan antioksidan hasil sintesis reaksi kimia. Beberapa antioksidan sintetik yang sering digunakan butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), propilgalat (PG), nordihidroguaricetic Acid (NDGA). Antioksidan sintetik tersebut adalah senyawa-senyawa fenol yang biasanya beracun, sedangkan antioksidan alami
1
2
diperoleh dari hasil ekstraksi bahan alami. Contoh antioksidan alami adalah tokoferol, sesamol, gosipol, dan asam askorbat. Tetapi saat ini penggunaan antioksidan sintetik mulai dibatasi karena dari hasil penelitian yang telah dilakukan antioksidan sintetik seperti BHT (Butylated Hydroxy Toluena) dapat meracuni binatang percobaan dan bersifat karsinogenik. Oleh karena itu industri makanan dan obat-obatan beralih mengembangkan antioksidan alami dan mencari sumber-sumber antioksidan alami baru (Takashi dan Takayuni, 1997). Ada banyak bahan pangan yang dapat menjadi sumber antioksidan alami, misalnya rempah-rempah, teh, coklat, dedaunan, biji-biji, serelia, sayur-sayuran, enzim dan protein. Kebanyakan sumber antioksidan alami adalah tumbuhan dan umumnya merupakan senyawa fenolik yang tersebar di seluruh bagian tumbuhan baik di kayu, biji, daun, buah, akar, bunga maupun serbuk sari (Sarastani, dkk., 2002). Salah satu tanaman yang mengandung antioksidan adalah Lempuyang wangi (Zingiber aromaticum Val). Lempuyang wangi merupakan tanaman yang digunakan secara tradisional oleh masyarakat Jawa dan Sumatera. Rimpang tanaman ini sering digunakan untuk obat asma, mengurangi rasa nyeri, pembersih darah, menambah nafsu makan, pereda kejang, penyakit kuning, radang sendi, batuk rejan, kolera, anemia, malaria, penyakit syaraf, nyeri perut, mengatasi penyakit yang disebabkan cacing, dan masuk angin (Sudarsono dkk., 2002). Ekstrak air rimpang Zingiber aromaticum Val telah terbukti memiliki aktivitas penghambatan terhadap enzim CYP3A4 (Usia, 2005). Khasiat rimpang Zingiber aromaticum
Val.
sebagai
obat
dipengaruhi
oleh
kandungan
metabolit
sekundernya. Rimpang Zingiber aromaticum Val. mengandung saponin, flavonoid dan tanin, disamping minyak atsiri (Syamsuhidayat dan Hutapea, 1991). Pada penelitian sebelumnya sudah ditentukan bahwa daun lempuyang gajah (Zingiber zerumbet Sm.) mempunyai aktivitas antioksidan, dengan hasil yang didapat adalah fraksi semipolar ekstrak etanol 96% daun lempuyang gajah memiliki aktivitas antioksidan yang lemah karena lebih dari 200 µg/mL, dengan IC50 228,49 ppm menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan 255,35 ppm dengan alat ELISA Reader (Wicaksono, 2013). Oleh karena lempuyang wangi dan lempuyang gajah mempunyai karakteristik yang hampir sama, beberapa kandungan kimia
3
yang sama dan kedua tanaman ini termasuk dalam marga yang sama yaitu zingiber. Sehingga pada penelitian ini diinginkan untuk menentukan aktivitas antioksidan pada daun lempuyang wangi (Zingiber aromaticum Val.).
B. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang, maka pada penelitian ini dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut: 1. Apakah ekstrak etanol daun lempuyang wangi dan fraksi-fraksinya mempunyai aktivitas antioksidan? 2. Berapakah kadar fenolik total ekstrak etanol daun lempuyang wangi dan fraksi-fraksinya? 3. Apakah aktivitas antioksidan berhubungan dengan kadar fenolik total?
C. Tujuan Penelitian Berdasarkan latar belakang dan perumusan masalah maka tujuan penelitian ini untuk: 1.
Mengetahui aktivitas antioksidan ekstrak etanol daun lempuyang wangi dan fraksi-fraksinya dengan metode DPPH.
2.
Menetapkan kadar fenolik total ekstrak etanol daun lempuyang wangi dan fraksi-fraksinya.
3.
Mengetahui hubungan antara aktivitas antioksidan dan kadar fenolik total.
D. Tinjauan Pustaka 1. Tanaman daun lempuyang wangi (Zingiber aromaticum Val.) a. Klasifikasi tanaman Klasifikasi tanaman Zingiber aromaticum Val. adalah sebagai berikut: Divisi
: Spermatophyta
Sub divisi
: Angiospermae
Kelas
: Monocotyledonae
Bangsa
: Zingiberales
Suku
: Zingiberaceae
4
Marga
: Zingiber
Jenis
: Zingiber aromaticum Val.
b. Morfologi tanaman Perawakan: herba rendah sampai tinggi, perennial, batang asli berupa rimpang di bawah tanah, tinggi lebih dari 1 m. Batang: batang semu berupa kumpulan pelepah daun yang berseling, di atas tanah, beberapa batang berkoloni, hijau, rimpang, merayap, berdaging, gemuk, aromatik. Daun: tunggal, berpelepah, duduk berseling, pelepah membentuk batang semu, helaian bentuk lanset sempit, melebar di tengah atau di atas tengah, panjang 3-7 kali lebar, pangkal runcing atau tumpul, ujung sangat runcing atau meruncing, berambut di permukaan atas, tulang daun atau di pangkal, 14-40 x 3-8,5 cm, tangkai berambut, 4-5 mm. Bunga: susunan majemuk bulir, bentuk bulat telur, muncul di atas tanah, tegak, berambut halus, ramping-tebal, 9-31 cm, 2-2,5 kali lebar, ujung runcing agak lebar, daun pelindung dengan ujung datar, ukuran 1,5-4 x 1,5-4 cm, sisik tangkai bulir 4-6, lanset, tumpul, berambut, merah 3-6,5 cm. Tanaman Zingiber aromaticum Val. ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Tanaman Zingiber aromaticum Val. (Respati, 2010)
c. Kandungan kimia Rimpang: minyak atsiri yang tersusun dari α- kurkumen, bisabolen, zingiberen, kariofilen, seskuifelandren, zerumbon, limonen, kamfer dan zat pedas berupa gingerol, dihidrogingerol, shogaol, zingeron dan paradol, serta senyawa lain yang berupa heksahidrokurkumin, dihidrogingerol, dammar tanin, resin, pati dan gula (Sudarsono dkk., 2002).
5
Disamping itu, Agusta (2000) menyebutkan bahwa minyak atsiri lempuyang wangi mengandung komponen α-pinena, kamfena, ß-pinena, β-cisosimena, α-terpinena, 3-karena, sineol, 4-karena, β-linalool, DL-kamfor, 4-metil1(1-metilelil)-3-sikloheksen-1-ol, isokariofilena, α-kariofilena, patchulana, αfarnesena, kariofilena oksida, dan germakron. d. Khasiat tanaman Rimpang Zingiber aromaticum Val. berkhasiat sebagai obat asma, merangsang membran mukosa lambung, mengurangi rasa nyeri, pembersih darah, menambah nafsu makan, pereda kejang, untuk mengobati penyakit empedu, penyakit kuning, radang sendi, batuk rejan, kolera, anemia, malaria, penyakit syaraf, nyeri perut, mengatasi penyakit yang disebabkan cacing, dan masuk angin. Pada pemakaian luar, digunakan untuk mengatasi rasa nyeri (Sudarsono dkk., 2002). Ekstrak air dan ekstrak metanol rimpang Zingiber aromaticum Val. terbukti memiliki aktivitas penghambatan terhadap enzim CYP3A4 (Usia et al., 2005). Selain itu, rimpang Zingiber aromaticum Val juga berperan dalam menghambat aktivitas HIV dan kanker (Dai et al., 1997). 2. Radikal bebas Radikal bebas merupakan suatu molekul yang memiliki elektron tidak berpasangan dalam orbital terluarnya sehingga sangat reaktif. Radikal ini cenderung mengadakan reaksi berantai yang apabila terjadi di dalam tubuh akan dapat menimbulkan kerusakan-kerusakan yang berlanjut dan terus-menerus (Wahdaningsih, 2013). Beberapa kerusakan yang dapat timbul akibat serangan radikal bebas antara lain kerusakan protein, DNA, peroksidasi lipid, kerusakan membran sel, terutama penyusun membran sel berupa asam lemak tidak jenuh yang merupakan bagian dari fosfolipid serta protein, menimbulkan autoimun, dan menyebabkan penyakit degeneratif. Penyakit yang disebabkan oleh radikal bebas umumnya bersifat kronis, yaitu dibutuhkan waktu bertahun-tahun untuk penyakit tersebut menjadi nyata (terjadi akumulasi dalam tubuh). Contoh penyakit yang sering dihubungkan dengan radikal bebas adalah penyakit jantung koroner dan kanker. Akan tetapi, keberadaan radikal bebas tidak selamanya berbahaya bagi
6
tubuh. Misalnya, radikal bebas berperan dalam pencegahan penyakit yang disebabkan mikroba melalui sel-sel darah khusus (Tuminah 2000). Radikal bebas diduga merupakan penyebab kerusakan sel yang mendasari timbulnya berbagai macam penyakit, seperti kanker, jantung koroner, rematik artritis, penyakit respiratorik, katarak, penyakit hati, serta berperan utama pada proses penuaan dini. Radikal bebas terbentuk dalam tubuh sebagai produk samping proses metabolisme, selain itu juga dapat berasal dari luar tubuh yang terserap melalui pernafasan atau kulit (Bast et al., 1991). 3. DPPH (1,1-Diphenyl-2-Picrylehydrazyl) Senyawa DPPH adalah radikal yang distabilkan oleh delokalisasi elektron bebas secara menyeluruh dan menyebabkan DPPH tidak mudah membentuk dimer.
Pencampuran
radikal
DPPH
dengan
substansi
yang
mampu
menyumbangkan sebuah atom hidrogen akan memunculkan bentuk tereduksi yang ditunjukkan oleh perubahan warna ungu menjadi kuning. Perubahan warna ini dapat diukur secara spektrofotometri (Wahdaningsih, 2013). Metode ini banyak dipilih karena mempunyai tingkat akurasi yang tinggi dan relatif lebih mudah dikerjakan. DPPH merupakan radikal bebas yang stabil pada suhu kamar, cepat teroksidasi oleh temperatur dan udara. Sebagai pembanding dalam pengujian aktivitas antioksidan digunakan vitamin C. Penentuan kadar senyawa fenolat total dan aktivitas antioksidan ini dapat ditentukan dengan menggunakan spektrofotometer Visibel (Yan et al, 2006; Waterhouse, 1999). 4.
Antioksidan Antioksidan adalah senyawa yang mampu menangkal atau meredam
dampak negatif oksidan dalam tubuh. Antioksidan bekerja dengan cara mendonorkan satu elektronnya kepada senyawa yang bersifat oksidan sehingga aktivitas senyawa oksidan tersebut bisa dihambat. Keseimbangan oksidan dan antioksidan sangat penting karena berkaitan dengan berfungsinya sistem imunitas tubuh (Meydani et al., 1995). Antioksidan dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu antioksidan sintetik dan antioksidan alami (Amarowicz et al., 2000). Aktivitas
antioksidan
suatu
bahan
berperan
penting
dalam
mengindikasikan adanya kemungkinan aktivitas biologi lainnya. Hal ini
7
disebabkan senyawa-senyawa antioksidan mempunyai khasiat yang dapat mengatasi berbagai macam gangguan metabolik dan keadaan patologik seperti kardiovaskular, respiratorik, infeksi, peradangan, karsinogenesis dan proses penuaan (Chairul, 2003). Antioksidan adalah senyawa yang berguna dalam membantu mengatasi kerusakan oksidatif akibat radikal bebas atau senyawa oksigen reaktif (ROS =Reactive Oxygen Species). Kerusakan oksidatif ini terlibat dalam patogenesis berbagai penyakit seperti Alzheimer, Parkinson, dan Sklerosis lateral amiotopik (Matteo & Esposito, 2003), penyakit pada gigi dan gusi (periodontal) (Waddington et al., 2008). 5. Fenolik Fenolik merupakan metabolit sekunder yang tersebar dalam tumbuhan. Senyawa fenolik dalam tumbuhan dapat berupa fenol sederhana, antraquinon, asam fenolat, kumarin, flavonoid, lignin dan tanin (Harborne, 1996). Senyawa fenolik telah diketahui memiliki berbagai efek biologis seperti aktivitas antioksidan melalui mekanisme sebagai pereduksi, penangkap radikal bebas, pengkhelat logam, peredam terbentuknya oksigen singlet serta pendonor elektron (Karadeniz et al., 2005). Salah satu antioksidan alami yaitu asam galat (3, 4, 5trihydroxybenzoic acid). Asam galat termasuk dalam senyawa fenolik dan memiliki aktivitas antioksidan yang kuat (Lee et al., 2003). Senyawa fenolik terbukti melawan efek bahaya radikal bebas dan diketahui mampu menurunkan resiko kanker, penyakit jantung koroner, stroke, artherosclerosis, osteoporosis, inflamasi, dan penyakit neurodegeneratif lain yang dapat dihubungi dengan stress. Selain itu, senyawa fenolik diketahui juga mempunyai sifat-sifat multifungsional seperti berperan sebagai reduktan (penangkal radikal), pengelat logam dan kuenser oksigen singlet (Suryanto, 2009). Penentuan kandungan fenolik total dapat dilakukan dengan menggunakan pereaksi Folin-Ciocalteu (Lee et al., 2003). 6. Ekstraksi Ekstraksi yaitu proses untuk mengisolasi senyawa dari tanaman, hewan ataupun mineral (Harborne, 1987). Menurut Ansel (1989) ekstraksi yaitu penarikan zat pokok yang diinginkan dari bahan mentah obat dengan menggunakan pelarut yang dapat melarutkan zat yang diinginkan. Simplisia
8
merupakan bahan alami yang digunakan sebagai obat, yang belum mengalami perubahan, biasanya dalam bentuk yang dikeringkan. Prinsip dari ekstraksi adalah melarutkan senyawa polar dalam pelarut polar dan senyawa non polar dalam pelarut non polar. Menurut Harborne (1987), ragam ekstraksi bergantung pada tekstur dan kandungan air bahan tumbuhan yang diekstraksi pada jenis senyawa yang diisolasi. Cairan pelarut yang biasanya digunakan dalam proses ekstraksi yaitu air, etanol, atau campuran etanol air. Salah satu metode ekstraksi yaitu: Maserasi. Maserasi berasal dari bahasa Latin macerare yang artinya merendam. Proses maserasi adalah proses pengekstrakan simplisia dengan menggunakan pelarut dengan beberapa kali pengocokan atau pengadukan pada suhu kamar, sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk maserasi yaitu 4-10 hari (Ansel, 1989). E. Landasan Teori Antioksidan merupakan senyawa atau molekul yang dapat mencegah terjadinya proses oksidasi yang disebabkan oleh radikal bebas. Tubuh manusia sebenarnya dapat menghasilkan antioksidan tapi jumlahnya tidak mencukupi untuk menetralkan radikal bebas yang jumlahnya semakin menumpuk di dalam tubuh. Oleh karena itu, tubuh memerlukan antioksidan dari luar berupa makanan atau suplemen (Rahardjo & Henani, 2005; Sibue, Posman, 2006). Pada penelitian sebelumnya sudah ditentukan bahwa daun lempuyang gajah (Zingiber zerumbet Sm.) mempunyai aktivitas antioksidan, dengan hasil yang didapat adalah fraksi semipolar ekstrak etanol 96% daun lempuyang gajah memiliki aktivitas antioksidan yang lemah karena lebih dari 200 µg/mL, dengan IC50 228,49 ppm menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan 255,35 ppm dengan alat ELISA Reader (Wicaksono, 2013).
9
F. Hipotesis Berdasarkan uraian tersebut dapat dirumuskan bahwa : 1. Ekstrak dan fraksi-fraksinya daun lempuyang wangi mempuyai aktivitas antioksidan. 2. Fraksi semipolar memiliki kadar fenolik total lebih tinggi dari pada ekstrak etanol, fraksi polar dan fraksi non polar. 3. Terdapat hubungan antara kadar fenolik dengan aktivitas antioksidannya.
