ISOLASI LIKOPEN DAN UJI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DALAM KULIT PUTIH DAN DAGING BUAH SEMANGKA (Citrullus lanatus) Hesti Dianing Tyas, Drs. Husain Nashrianto, M. Si., Drs. Agus Taufiq, M. Si. Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pakuan Bogor ABSTRAK Semangka merupakan buah dengan komoditas tinggi di daerah tropis. Buah semangka hanya biasa dikonsumsi pada daging buah berwarna mencolok. Lapisan putih pada kulit semangka sebenarnya banyak mengandung zat-zat yang bermanfaat bagi kesehatan diantaranya antioksidan. Likopen adalah karoten merah terang dan karotenoid pigmen dan fitokimia yang ditemukan dalam tomat dan buah-buahan berwarna merah . Kemampuannya untuk mengendalikan radikal bebas 100 kali lebih efisien daripada vitamin E atau 12500 kali daripada gluthation. Semangka (Citrullus lanatus) dipisahkan kulit dan daging buah berwarna merah, kulit bagian dalam berwarna putih dipisahkan dari kulit luar hijau. Likopen diisolasi dari sampel, dimaserasi menggunakan heksana selama 2x24 jam, dan disaponifikasi dengan KOH menggunakan pelarut isopropil alkohol pada suhu 50-70 ˚C dengan pengadukan selama 60-180 menit. Ekstrak likopen yang diperoleh disaring dan dikeringkan pada suhu 40 ˚C. Pengujian meliputi uji fitokimia, uji identifikasi likopen (KLT dan spektrofotometer IR), penetapan kadar likopen dalam isolat (spektrofotometer UV - VIS), dan uji aktivitas antioksidan. Uji aktivitas antioksidan (IC50 metode DPPH), digunakan ektrak metanol kulit putih dan daging buah semangka. Isolat likopen dalam kulit putih diperoleh hasil sebanyak 0,018 % dengan kandungan likopen sebesar 0,502 %, sedangkan isolat dari daging buah diperoleh sebanyak 0,054 % dengan kandungan likopen sebesar 21,49 %. Dalam tes aktivitas antioksidan dalam kulit menunjukkan nilai IC50 55,84 μg/mL dan daging buah memiliki nilai IC50 26,00 μg/mL. Kata kunci: kulit putih, daging buah, semangka, likopen, pengujian, antioksidan PENDAHULUAN Buah semangka memiliki daya tarik khusus. Buahnya tergolong mengandung banyak air (sekitar 92 %) dan mengandung likopen sebesar 48.8 % (Tadmor, Y et al., 2005). Nilai gizi buahnya termasuk rendah, hanya mengandung 7 % karbohidrat dalam bentuk gula. Kandungan vitamin dan mineralnya pun tergolong rendah. Buah semangka hanya dikonsumsi pada bagian daging yang berwarna mencolok (misalnya merah, merah
muda, dan kuning) sedangkan pada bagian lapisan putih kurang diminati masyarakat untuk dikonsumsi. Buah semangka merupakan jenis khusus dari buah yang dikenal oleh ahli botani sebagai pepo, yaitu suatu berry yang memiliki kulit tebal (eksokarp) dan pusat daging (mesokarp dan endokarp) semangka adalah salah satu buah yang kurang banyak dimanfaatkan dan buah ini ditanam di bagian hangat dunia. Jus atau pulp dari semangka dikonsumsi manusia, sementara kulit dan biji adalah limbah padat utama. Kulit
digunakan untuk produk-produk seperti acar dan diawetkan, serta untuk ekstraksi pektin (Oseni dan Okoye, 2013). Lapisan putih pada kulit buah semangka ini sebenarnya banyak mengandung zat-zat yang berguna bagi kesehatan di antaranya berupa antioksidan (Ismayanti, 2013).
Gambar 1. Bagian-bagian Buah Semangka Antioksidan adalah senyawasenyawa yang mampu menghilangkan, membersihkan, menahan pembentukan ataupun memadukan efek spesies oksigen reaktif (Lautan, 1997). Tubuh manusia tidak mempunyai cadangan antioksidan dalam jumlah berlebih, sehingga jika terjadi paparan radikal berlebih maka tubuh membutuhkan antioksidan eksogen. Adanya kekhawatiran akan kemungkinan efek samping yang belum diketahui dari antioksidan sintetik menyebabkan antioksidan alami menjadi alternatif yang sangat dibutuhkan (Rohdiana, 2001 dan Sunarni, 2005). Likopen merupakan pigmen karotenoid yang disintesis oleh tanaman dan mikroorganisme yang memberikan warna merah kekuningan pada buah dan sayuran.
Gambar 2. Struktur Bangun Likopen Karakteristik likopen menurut B. Lockwood (2007): Rumus molekul : C40H56 Berat molekul : 536,88 g/mol Pemerian : kristal seperti jarum, panjang kecoklatan Kelarutan : tidak larut dalam air, larut dalam pelarut organik non polar Jarak lebur : 172 – 175 ˚C λ maks : 446 – 506 nm Penyimpanan : 2 – 8 ˚C Kemampuan likopen dalam mengendalikan radikal bebas 100 kali lebih efisien daripada vitamin E atau 12500 kali dari pada gluthation. Selain sebagai anti skin aging, likopen juga memiliki manfaat untuk mencegah penyakit kardiovaskular, kencing manis, osteoporosis, infertilitas, dan kanker terutama kanker prostat (Maulida, 2011). Inhibition Concentration 50 (IC50) yaitu konsentrasi suatu zat antioksidan yang dapat menyebabkan 50 % DPPH kehilangan karakter radikal atau konsentrasi suatu zat antioksidan yang memberikan penghambatan 50 %. Zat yang mempunyai antioksidan tinggi, akan mempunyai nilai IC50 yang rendah (Brand-Willams, 1995 dalam Satiti 2012).
Tabel 1. Nilai IC50 dan Sifat Keaktifan Suatu Senyawa Antioksidan (Chow et al, 2003) Nilai IC50 (ppm) < 50 50 – 100 100 – 1000 > 1000
Sifat Keaktifan Antioksidan Sangat aktif Aktif Kurang aktif Tidak aktif
Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan isolat likopen dan menguji aktivitas anti oksidan yang terkandung dalam kulit putih dan daging buah semangka. Sehingga menambah pengetahuan mengenai kandungan gizi dan manfaat lain dari mengkonsumsi semangka terutama bagian kulitnya. METODE PENELITIAN Alat Alat yang digunakan antara lain, pisau stainless steel, blender, neraca digital, piala gelas, aluminium foil, kertas saring, rotary evaporator, erlenmeyer, termometer, hot plate beserta stirrer, cawan penguap, labu ukur, pipet volume, pipet serologi, oven, eksikator, kaca arloji, gelas ukur, tabung reaksi, plat KLT silica gel 60 F254, pipa kapiler, plat tetes, bejana kromatografi, kotak timbang, spektrofotometer UV – Vis. Bahan Bahan yang digunakan antara lain: Kulit bagian putih dan daging buah semangka merah yang masih segar, n-heksan, air suling, isopropil alkohol, KOH 45 %, metanol, etanol, asam askorbat, standar likopen, etil asetat, 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) p.a.
METODE KERJA Pembuatan Reagen a.
b.
c.
Larutan induk standar likopen 100 μg/mL Ditimbang 5,00 mg standar likopen dilarutkan dengan nheksan sampai 50 ml. Larutan induk asam askorbat 1000 μg/mL Ditimbang 50 mg asam askorbat dilarutkan dengan akuades hingga 50 ml. Larutan DPPH 1 mM Ditimbang 39,5 mg DPPH dilarutkan dengan metanol hingga 100 ml.
Pengambilan Sampel Sampel semangka yang digunakan adalah semangka segar yang buahnya didapatkan dari pedagang buah di daerah Cicurug, Sukabumi. Identifikasi tanaman Identifikasi/ determinasi tanaman dilakukan di Pusat Penelitian Biologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Bogor. Persiapan Sampel Buah semangka utuh dipisahkan daging buahnya dari kulitnya dengan piasu. Kemudian bagian kulit yang putih dipisahkan kembali dengan bagian hijau. Dicuci bersih dan dipotong kecil-kecil, kemudian dihaluskan dengan blender. Isolasi Likopen Ditimbang 100 g sampel halus kemudian dimaserasi dengan nheksan sebanyak 300 ml selama 48 jam. Kemudian rendaman disaring dengan kertas saring. Filtrat dipekatkan dengan rotary
evaporator. Ekstrak pekat (oleoresin) selanjutnya disaponifikasi dengan KOH 45 %, kemudian ditambahkan pelarut saponifikasi isopropil alkohol dan air dengan perbandingan (50 : 30 : 10 : 10). Reaksi dilakukan pada suhu 50 – 70 ˚C dengan pengadukan selama 60 – 180 menit. Selanjutnya dilanjutkan dengan penambahan air dua kali volume awal dan diaduk selama 4 jam. Kemudian residu dipisahkan dengan penyaringan dan dikeringkan dalam oven suhu 40 ˚C. Identifikasi Likopen Dilarutkan seluruh isolat yang didapatkan dengan n-heksan hingga 25 ml. Ditotolkan larutan pada fasa diam lempeng KLT silica gel 60 F254 dan dielusikan dalam bejana kromatofrafi dengan fasa gerak etil asetat – metanol (40:60), kemudian dihitung nilai faktor retensinya. Identifikasi dilanjutkan dengan menggunakan metode spektrofotometri IR, pengujian ini dilakukan di Pusat Studi Biofarmaka, Bogor. Sejumlah sampel diaplikasikan pada plat kristal KBr kemudian dibaca serapan gugus fungsinya dengan spektrofotometer IR. Analisis Kadar Likopen Dibuat deret standar likopen dari larutan induk standar dengan konsentrasi masing-masing sebesar 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 μg/mL. Larutan sampel dibuat dengan melarutkan seluruh isolat dengan nheksan hingga 25 ml, dan dilakukan pengenceran hingga memiliki nilai absorbansi yang memenuhi range absorbansi deret standar. Larutan deret standar dan sampel diukur dengan alat spektrofotometer UV – Vis pada panjang gelombang 470 nm.
Uji Aktivitas Antioksidan Ditimbang 250 gram sampel halus dimaserasi dengan 250 ml metanol selama 15 menit sambil diaduk. Dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan, kemudian disaring dan digabungkan filtrat. Gabungan filtrat dipekatkan dengan rotary evaporator, sebagian ekstrak pekat digunakan untuk uji fitokimia dan sebagian lagi digunakan untuk uji aktivitas antioksidan. Ditimbang 50 mg ekstrak kental dilarutkan dengan etanol hingga 50 ml (1000 μg/mL). Kemudian dilakukan pengenceran dengan menambahkan metanol sehingga diperoleh sampel dengan konsentrasi 100, 200, 300, 400, 500 μg/mL. Untuk pengukuran dipipet masing-masing larutan sebanyak 1 ml ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 0,25 ml larutan DPPH 1 mM dan ditambahkan metanol hingga volume 5 ml. Larutan diinkubasikan pada suhu 37 ˚C selama 45 menit. Serapan diukur dengan alat spektrofotometer UV – Vis pada panjang gelombang 515 nm. Untuk kontrol positif digunakan asam askorbat yang dibuat deret konsentrasi 5, 10, 15, 20, 25 μg/mL dalam metanol, dilakukan dengan perlakuan yang sama dengan sampel uji. Uji Fitokimia a.
Uji Alkaloid Digunakan pereaksi meyer, wagner dan dragendorf. Hasil positif bila pada pereaksi meyer menghasilkan endapan putih, pada pereaksi wagner menghasilkan endapan coklat dan pada pereaksi dragendorf menghasilkan endapan coklat.
b. Uji Saponin Dilakukan tes dengan pengocokan, apabila menghasilkan buih yang stabil selama > 10 menit maka positif mengandung saponin. c. Uji Tripterpenoid dan Steroid Digunakan pereaksi Lieberman Burchard, warna merah menunjukkan adanya steroid, sedangkan warna hijau menunjukkan adanya triterpenoid. d. Uji Flavonoid Digunakan serbuk Mg dan amil alkohol, warna merah pada lapisan amil alkohol menunjukkan adanya senyawaan flavanoid. e. Uji Tanin Digunakan pereaksi FeCl3, hasil positif apabila terjadi perubahan warna hitam kehijauan.
yaitu senyawa dengan gugus – OH yang terikat pada cincin aromatik yang berfungsi sebagai antioksidan yang efektif (Harbone, 1987). Tabel 2. Hasil Uji Fitokimia Ekstrak Kulit Putih dan Daging Buah Semangka Pengujian Alkaloid: - Meyer
-
Wagner
-
Dragendorf
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Uji Fitokimia Hasil identifikasi tumbuhan yang dilakukan di Pusat Penelitian Biologi LIPI diperoleh hasil bahwa semangka yang digunakan sebagai sampel termasuk dalam jenis Citrullus lanatus dari suku Cucurbitaceae. Bagian kulit putih dan daging buah diekstrak menggunakan metanol dan diuji kandungan fitokimianya. Hasil uji fitokimia ini menunjukkan bahwa sampel mengandung beberapa senyawa fitokimia diantaranya alkaloid, triterpenoid, flavonoid dan tannin. Kandungan fitokimia dapat mempengaruhi nilai aktivitas antioksidan, contohnya kandungan flavanoid dan tanin merupakan senyawa yang berfungsi sebagai antioksidan karena kedua senyawa tersebut merupakan senyawa fenol,
Saponin
Triterpenoid
Flavanoid
Tannin
Hasil Pengamatan Ekstrak Ekstrak Kulit Putih Daging Buah + (endapan putih sedikit) + (endapan coklat bertahan sebentar kemudian memudar) + (endapan merah sedikit) (busa hilang < 15 menit) + (terbentuk warna merah sekilas kemudian menghilang ) + (terbentuk warna merah kejinggaan pada lapisan amil alkohol) + (terbentuk warna hijau tua)
+ (endapan putih lebih banyak) + (endapan coklat lebih pekat dan bertahan lebih lama) + (endapan merah lebih banyak) (busa hilang < 15 menit) + (terbentuk warna merah sekilas kemudian menghilang)
+ (terbentuk warna merah muda pada lapisan amil alkohol)
+ (terbentuk warna hijau tua)
Pada isolasi likopen didapatkan hasil isolat berupa granul lengket berwarna kuning kemerahan dengan rata-rata rendemen 0,018 % pada kulit putih sedangkan pada daging buah didapatkan isolat berupa granul lengket berwarna merah kecoklatan dengan rata-rata rendemen 0,054 %.
sampel memiliki gugus karbon rangkap dua (alkena) C=C. Dari profil FTIR dapat dilihat bahwa baik isolat kulit putih maupun daging buah semangka memiliki profil FTIR yang sama dengan standar likopen.
Tabel 3. Hasil Isolasi Likopen dalam Kulit Putih dan Daging Buah Semangka Sampel K1 K2 B1 B2
A (g) 100,66 100,90 100,61 100,40
B (mg) 21,00 16,20 34,30 72,90
C (%) 0,021 0,016 0,034 0,073
Keterangan : K1-K2 : Kulit Putih 1-2 B1-B2 : Daging Buah 1-2 A : Bobot sampel B : Bobot setelah pengeringan C : Rendemen Pada uji identifikasi tidak ditemukan spot pada penotolan sampel isolat likopen yang berasal dari kulit putih, sedangkan pada penotolan larutan sampel didapatkan spot dengan nilai faktor retensi (Rf) yang sama dengan Rf standar, hal ini dapat disebabkan karena intensitas warna larutan contoh yang tidak sebanding dengan standar. Hasil identifikasi menggunakan KLT ditemui banyak kekurangan sehingga memberikan hasil yang kurang akurat, sehingga identifikasi dilanjutkan dengan menggunakan spektrofotometri IR. Hasil identifikasi dengan spekrofotometer IR menunjukkan pada rentang bilangan gelombang 4000 – 2500 terjadi serapan yang menunjukkan bahwa baik standar dan sampel mengandung gugus alkana (C-H) dan pada rentang panjang gelombang 2000 – 1500 terjadi serapan yang menunjukkan bahwa standar dan
Gambar 3. Profil FTIR Likopen (Standar, Daging Buah dan Kulit Putih Semangka)
Analisis likopen dilakukan dengan mengunakan metode spektrofotometri, standar likopen dibuat deret standar dengan konsentrasi 5; 10; 15; 20; 25 μg/mL, diukur pada area panjang gelombang 470 nm. Melalui pengukuran diperoleh hasil kadar likopen dalam isolat 0,502% untuk isolat dari kulit putih dan 21,49 % untuk isolat dari daging buah. Tabel 4. Hasil Analisis Kadar Likopen dalam Isolat W Abs [ ] (%) Sampe (mg) l 21,00 0,072 0,455 K1 16,20 0,066 0,550 K2 34,40 0,690 22,31 B1 72,90 0,677 20,67 B2 Keterangan : K1-K2 : Isolat Likopen dari Kulit Putih 1-2 B1-B2 : Isolat Likopen dari Daging Buah 1-2 W : Bobot Isolat Abs : Absorbansi
[ ] : Kadar Likopen Uji aktivitas antioksidan pada kulit putih didapatkan nilai IC50 sebesar 55,84 μg/mL dan pada daging buah sebesar 26,00 μg/mL. Kemampuan bagian kulit putih dan daging buah menangkal radikal bebas masih di bawah vitamin C (IC50 = 11,73 μg/mL), namun masih tergolong jenis antioksidan aktift karena memiliki nilai IC50 kurang dari 100 μg/mL (Chow et al, 2003). Menurut Harbone (1987), flavonoid dan tanin merupakan senyawa yang berfungsi sebagai antioksidan karena kedua senyawa tersebut adalah senyawa fenol yang mengandung gugus antioksidan, sehingga selain dari kandungan likopennya antioksidan dalam semangka juga semakin diperkuat dari kandungan senyawa-senyawa fitokimia lainnya. Tabel 5. Hasil Uji Aktivitas Antioksidan dalam Vitamin C (Kontrol Positif), Kulit Putih dan Daging Buah Semangka No 1 2 3
Sampel Vitamin C (kontrol positif) Kulit putih semangka Daging buah semangka
Nilai IC50 (μg/mL) 11,73 55,84 26,00
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Kesimpulan dari penelitian yang berjudul “Isolasi Likopen dan Uji Aktivitas Antioksidan dalam Kulit Putih dan Daging Buah Semangka” ini adalah: a. Pada kulit putih semangka didapatkan isolat likopen sebesar 0,018 % dengan kadar likopen 0,502 % sedangkan pada daging
buah semangka didapatkan isolat likopen sebesar 0,054 % dengan kadar likopen sebesar 21,49 %. b. Kulit putih dan daging buah semangka memiliki nilai IC50 masing-masing sebesar 55,04 μg/mL dan 26,00 μg/mL, nilai ini menunjukkan bahwa baik bagian kulit putih maupun daging buah semangka memiliki aktivitas antioksidan yang aktif karena memiliki nilai IC50 kurang dari 100 μg/mL. Saran Saran dari penelitian yang berjudul “Isolasi Likopen dan Uji Aktivitas Antioksidan dalam Kulit Putih dan Daging Buah Semangka” ini yaitu, untuk penelitian selanjutnya perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai kandungan likopen pada semangka jenis lain, juga dilakukan penelitian lanjutan mengenai kandungan senyawa fitokimia dan antioksidan yang juga terdapat dalam kulit lapisan hijaunya. DAFTAR PUSTAKA Chow, S. T., W. W. Chaw and Y. C. Chung, 2003. Antioxidant Activity and Safety of 50 % Ethanolic Red Bean Extract (Phaceolus raditus L., Var Aurea). Journal of Food Science. 68 (1). Harborne, J. B. 1987. Metode Fitokimia. Ed ke-2. Bandung: ITB. Ismayanti, Nurhaeni dan Syaiful Bahri, 2013. Kajian Kadar Fenolat dan Aktivitas Antioksidan Jus Kulit Buah Semangka (Citrullus lanatus). Online Journal of Natural Science 2 (2). hal. 36-45.
Lautan, J., 1997. Radikal Bebas pada Eritrosit dan Leukosit. Cermin Dunia Kedokteran. hal. 49-52. Lockwood, B. 2007. Nutraceuticals 2nd Edition. USA: Pharmaceutical Press. Maulida, Dewi dan Naufal Zulkarnaen, 2011. Ekstraksi Antioksidan (Likopen) dari Buah Tomat dengan Menggunakan Solvent Campuran n-Heksana, Aseton dan Etanol. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Oseni, O. A. and Okoye, V. I., 2013, Studies of Phytochemical and Antioxidant properties of the Fruit of Watermelon (Cutrullus lanatus). (Thunb.). Journal of Pharmaceutical and Biomedical Sciences. 27 (27). hal. 508-514. Rohdiana, D., 2001. Aktivitas Daya Tangkap Radikal Polifenol dalam Daun Teh. Majalah Jurnal Indonesia 12 (1). hal. 53-58. Sunarni, T., 2005. Aktivitas Antioksidan Penangkap Radikal Bebas Beberapa Kecambah dari Biji Tanaman Familia Papilionaceae. Jurnal Farmasi Indonesia 2 (2). hal. 53-61. Tadmor, Y. et al, 2005. Comparative Fruit Colouration in Watermelon and Tomato. J. Food Int. 38. hal. 837-841.
