8
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Aging (Proses Penuaan) Aging (proses penuaan) adalah suatu keadaan alamiah yang terjadi pada kehidupan manusia mulai dari embrio, bayi, anak, dewasa dan sampai tua dimana telah terjadi perubahan fisik yang melibatkan gangguan fisiologis, psikologis, kepribadian dan emosional disertai munculnya penyakit-penyakit akibat penurunan fungsi sistem organ tubuh yang bisa menyebabkan kesakitan maupun kematian. Proses penuaan tidak dapat dihindari oleh siapapun baik alam maupun penghuninya, dengan kata lain aging adalah suatu keadaan ‘kadaluarsa’ yang telah diciptakan untuk manusia, namun bisa diperlambat. Penyakit yang menyertai aging bisa berupa penyakit jantung koroner, rematik, diabetes, stroke, kanker dan lain-lain. Aging banyak dipengaruhi oleh kesehatan seseorang di masa muda, asupan gizi yang memadai, lingkungan, gaya hidup maupun faktor genetika (Pangkahila, 2007). 2.1.1 Definisi Aging Menurut WHO dan UU No.13/1998, Aging adalah merupakan suatu proses yang berangsur-angsur mengakibatkan perubahan yang kumulatif, sehingga terjadi penurunan daya tahan tubuh dalam menghadapi rangsangan dari dalam dan luar tubuh yang berakhir dengan kematian. Sedangkan menurut Darmojo dan Martono (1994), Aging adalah suatu proses menghilangnya secara
8
9
perlahan kemampuan jaringan untuk memperbaiki diri/mengganti diri dan mempertahankan struktur dan fungsi normalnya sehingga tidak dapat bertahan terhadap trauma/infeksi dan memperbaiki kerusakan yang diderita (Nugroho, 2008). Sedangkan menururt A4M (American Academy of Anti-Aging Medicine), aging adalah sebagai suatu kelemahan dan kegagalan fisik dan mental dalam hubungannya dengan aging normal yang disebabkan oleh disfungsi fisiologik, yang dalam banyak kasus dapat diubah dengan intervensi kedokteran yang tepat (Goldman dan Klatz, 2007). Pernyataan lain, aging adalah suatu penurunan efisiensi yang progresif dalam proses fisiologis (tidak semua dalam rate yang sama) setelah melewati fase reproduktif dari kehidupan (Halliwell dan Gutteridge, 2007). 2.1.2 Mekanisme Penuaan Salah satu fenomena yang terjadi seiring proses penuaan adalah berhubungan dengan metabolic rate (Halliwell dan Gutteridge, 2007). Menurut Fowler (2003), terdapat dua fenomena dalam proses aging yaitu terjadinya penurunan fisiologik (kehilangan fungsi tubuh dan sistem organnya) dan peningkatan penyakit, serta adanya penurunan energi seluler sehingga terjadi penurunan kemampuan sel untuk memperbaiki diri. 2.1.3 Tahapan Aging Menurut Fowler (2003), Aging adalah suatu penyakit yang berkelanjutan yang mengalami 3 tahap perubahan, yaitu: 1) Tahap Subklinik (usia 25 - 35 tahun)
10
Mulai terjadi penurunan hormon yaitu : estrogen, testosteron, dan growth hormone (GH). Pembentukan radikal bebas, yang dapat merusak sel dan DNA mulai mempengaruhi tubuh, seperti diet yang buruk, stres, polusi, paparan berlebihan radiasi sinar ultraviolet dari matahari. Kerusakan ini biasanya tidak tampak dari luar dan umumnya rentang usia ini dianggap usia muda dan normal. 2)
Tahap Transisi (usia 35 - 45 tahun) Kadar hormon menurun sampai 25 persen dimana massa otot akan berkurang sebanyak satu kilogram setiap beberapa tahun, dan digantikan oleh peningkatan komposisi lemak yang menyebabkan kehilangan tenaga dan kekuatan tubuh. Keadaan ini menyebabkan resistensi insulin, meningkatnya resiko penyakit jantung dan pembuluh darah, serta obesitas. Gejala klinis mulai muncul yaitu adanya penurunan penglihatan dan pendengaran, rambut putih mulai tumbuh, elastisitas dan pigmentasi kulit menurun, dorongan seksual dan bangkitan seksual menurun sehingga orang akan merasa tidak muda lagi dan tampak lebih tua. Radikal bebas mulai merusak ekspresi genetik, sehingga muncul beberapa penyakit seperti kanker, arthritis, kehilangan memori, penyakit jantung koroner dan diabetes.
3)
Tahap Klinik (usia 45 tahun ke atas) Penurunan hormon yang berlanjut, termasuk DHEA, Melatonin, Tiroid, Estrogen, Testosteron, dan Growth hormon. Terjadi gangguan atau kehilangan kemampuan penyerapan nutrisi, vitamin, dan mineral sehingga
11
terjadi penurunan densitas tulang, massa otot berkurang sekitar 1 kilogram setiap 3 tahun, sehingga terjadi peningkatan lemak tubuh dan berat badan akibat ketidakmampuan membakar kalori. Penyakit kronis menjadi lebih nyata
akibat
sistem
organ
tubuh
mulai
mengalami
kegagalan.
Ketidakmampuan menjadi faktor utama yang mengganggu aktivitas seharihari
termasuk
keluhan
disfungsi
seksual
sehingga
mengganggu
keharmonisan rumah tangga. 2.1.4 Tanda Penuaan Secara Umum (Stanley dkk., 2007 ; Waluyo, 2010) : A. Tanda-tanda dari luar (Typical Outward Physical Signs)
Kepala : Kulit menurun terutama sekitar mata, pipi dan leher. Kepala akan bergerak ke depan dan akan lebih ke depan sesuai gaya gravitasi.
Bahu : bahu mulai menurun
Dada : ruas tulang rusuk mulai menurun sehingga ruang dada menjadi sempit dan menyebabkan susah bernafas karena letak organ dalam yang berhimpitan.
Punggung : tulang belakang mulai membengkok sehingga terasa lebih sakit dan kurang tenaga. Seluruh tubuh menjadi lebih pendek.
Tubuh bawah : seluruh tubuh bagian bawah menjadi kurang kencang dan mulai menurun. Tubuh lebih banyak menyimpan lemak karena kurang aktif bergerak dan kurang bertenaga.
Otot : massa otot mulai berkurang sehingga kurang kekuatan tubuh dan lebih banyak tekanan pada persendian.
12
Otak : Fokus mental, proses belajar dan kapasitas ingatan menjadi menurun.
B. Tanda-tanda dari dalam ( Typical inward Physical Signs )
Kerusakan sel
Kerusakan jaringan
Tenaga berkurang
Sistem saraf yang kurang aktif
Fungsi imun kurang efisien
Sistem kardiovaskular yang tidak sehat
Metabolisme yang lambat
Sistem pencernaan terganggu
Sistem eliminasi terganggu
C. Tanda-tanda Mental (Typical Mental Signs)
Memory berkurang
Kesulitan beralasan, berpikir, dan memahami
Kesulitan berkonsentrasi
2.1.5 Harapan Hidup Manusia Menurut laporan New York Times (1928) dan Times Magazine (1930) dari Amerika, bahwa di China, Provinsi Sezhuan, hidup seorang manusia tertua di dunia yang berumur 256 tahun yang bernama Li Ching Yuen (1677-1933), dengan tinggi badan 210 cm, sehat walafiat dengan penglihatan mata yang sangat tajam, adalah seorang Herbalis terkenal dan ahli kungfu, yang memperkenalkan manfaat dari buah Goji berry, lingzhi, ginseng, he shou wu, dan gotu kola bagi kesehatan
13
dan rahasia umur panjangnya yaitu mengkonsumsi buah Goji berry setiap hari disertai motto hidupnya berupa : ‘ Menjaga hati tetap tenang, duduk seperti kura-kura, berjalan riang seperti burung merpati, dan tidur seperti anjing ‘ (‘Keep a quiet heart, sit like a tortoise, walk sprightly like a pigeon and sleep like a dog’) (Fitzgerald, P.S., 2010) Menurut kenyataan, dalam 20 tahun terakhir ini akan terjadi peningkatan laju populasi lansia di dunia, yang diikuti dengan peningkatan angka harapan hidup dimana populasi lansia di dunia hingga tahun 2020 diperkirakan mencapai lebih dari 1 milyar pada orang berumur 60 tahun atau lebih dan angka ini sebagian besar terjadi pada negara yang sedang berkembang dan sebagian lain di negara maju (Beers, 2005). Menurut Biro Pusat Statistik, pada tahun 2003, usia harapan hidup tertinggi adalah di Jepang, yaitu 80,93 tahun (pria 77,63 tahun dan wanita 84,41 tahun), di Amerika Serikat 77,14 tahun (pria 74,37 tahun dan wanita 80,05 tahun), sedangkan menurut laporan WHO tahun 2006, usia harapan hidup orang Indonesia, wanita hanya mencapai 68 tahun, dan pria 65 tahun (Pangkahila, 2007). Dari data Bureau of Census, USA (1993), Indonesia akan mengalami pertumbuhan warga lansia terbesar di dunia antara tahun 1990-2025, yaitu sebesar 414% (Kinsella & Taeuber, 1993). Menurut Biro Pusat Statistik, pada tahun 2005 di Indonesia terdapat 19,936,895 (8,48%) lansia, meningkat pada tahun 2010 menjadi 23,992,513 (9,77%) dan
pada tahun 2020 diperkirakan meningkat menjadi 28,822,879
(11,34%) (Rencana Aksi Nasional Untuk Kesejahteraan Lanjut Usia, 2000).
14
2.1.6 Teori Aging Ada 4 teori pokok tentang aging (Goldman dan Klatz, 2007), yaitu : 1) Teori “Wear and Tear” Tubuh, terutama organ tubuh dan selnya mengalami kerusakan karena sering digunakan dan disalahgunakan (overuse and abuse). 2) Teori Neuroendokrin Teori ini berdasarkan peranan berbagai hormon bagi fungsi organ tubuh. Pertambahan usia akan menyebabkan produksi hormon menurun yang mengakibatkan terganggunya berbagai fungsi sistem tubuh, misalnya menopause. 3) Teori Kontrol Genetik Teori ini fokus pada genetik memprogram sandi sepanjang DNA. Kita dilahirkan dengan kode genetik yang unik, yang memungkinkan fungsi fisik dan mental tertentu dimana penurunan genetik tersebut menentukan kecepatan proses penuaan dan umur seseorang. 4) Teori Radikal Bebas Teori ini menjelaskan bahwa suatu organisme menjadi tua karena terjadi akumulasi kerusakan oleh radikal bebas dalam sel sepanjang waktu. Radikal bebas sendiri merupakan suatu molekul yang memilkiki elektron yang tidak berpasangan dan memiliki sifat reaktifitas tinggi, karena kecenderungan menarik elektron dan dapat mengubah suatu molekul menjadi suatu radikal oleh karena hilangnya atau bertambahnya satu elektron pada molekul lain. Radikal bebas akan merusak molekul yang elektronnya ditarik oleh radikal
15
bebas tersebut sehingga menyebabkan kerusakan sel, gangguan fungsi sel, bahkan kematian sel. Molekul utama di dalam tubuh yang dirusak oleh radikal bebas adalah asam lemak, DNA, dan protein (Suryohudoyo, 2000). Dengan bertambahnya usia maka akumulasi kerusakan sel akibat radikal bebas semakin mengambil peranan, sehingga mengganggu metabolisme sel, juga merangsang mutasi sel, yang akhirnya membawa pada kanker dan kematian. 2.1.7
Jenis Usia Manusia Menurut Birren dan Jenner, dengan bertambahnya usia, maka dapat
dibedakan beberapa jenis usia antara lain (Nugroho, 2008) : 1) Usia kronologis, yaitu usia sejak seseorang dilahirkan yang dimulai dengan masa bayi, masa kanak-kanak, masa pubertas, masa remaja, masa dewasa muda, masa dewasa, dan masa lanjut usia. 2) Usia biologis, yaitu usia yang memberi penilaian fungsi “berbagai sistem organ tubuh seseorang, dibanding dengan orang lain pada kronologis yang sama”. 2.1.8 Faktor Yang Mempercepat Aging Faktor-faktor yang dapat mempercepat proses penuaan (Wibowo, 2003) : 1. Faktor lingkungan a. Pencemaran lingkungan berupa suara bising dan bahan-bahan polutan dan kimia sebagai hasil pembakaran pabrik, otomotif, dan rumah tangga. b. Kondisi lingkungan hidup yang kumuh serta kurangnya penyediaan air bersih akan meningkatkan pemakaian energi tubuh untuk meningkatkan kekebalan.
16
c. Pemakaian obat-obatan/jamu 2. Sinar matahari 3. Faktor diet/makanan 4. Faktor genetik 5. Faktor psikik misalnya stres 6. Faktor organik yang merupakan rendahnya kebugaran/fitness, pola makan yang kurang sehat,
penurunan hormon tubuh misalnya GH/IGF-1,
Testosteron, Melatonin secara konstan setelah usia 30 tahun. 2.2 Lansia (Lanjut usia) Menurut organisasi kesehatan dunia,WHO, ada 4 tahap batasan umur yaitu : a) Usia pertengahan (middle age) 45-59 tahun b) Lanjut usia (elderly) 60-74 tahun c) Lanjut usia tua (old) 75-90 tahun d) Usia sangat tua (very old) di atas 90 tahun Menurut Konsensus PBB dan Undang-Undang Nomor 13 Tahun 1998 (Indonesia) tentang kesejahteraan lanjut usia dimana pada Bab 1 Pasal 1 Ayat 2 menyebutkan “ lanjut usia adalah seseorang yang telah mencapai usia 60 tahun ke atas, baik pria maupun wanita”. Menurut ilmu Geriatri, Lansia/lanjut usia adalah orang yang telah berusia 60 tahun ke atas yang telah mengalami proses penuaan yang memiliki karakteristik khusus yaitu menderita beberapa penyakit degeneratif yang disebabkan oleh salah satu penyebab penuaaan yaitu radikal bebas yang
17
merupakan oksidan sehingga terjadi gangguan fungsi jasmani dan rohani, dan sering disertai masalah psikososial (Nugroho, 2008). 2.3 Radikal Bebas 2.3.1. Definisi Radikal Bebas Radikal bebas adalah atom atau molekul (kumpulan atom) yang memiliki elektron yang tidak berpasangan (unpaired electron) pada orbit luarnya (Suryohudoyo, 2000; Finaud dkk., 2006; Halliwel dan Gutteridge, 2007).
Gambar 2.1 Radikal bebas (karlloren.com) Radikal bebas memiliki sifat reaktifitas tinggi, karena kecenderungan menarik elektron dan dapat mengubah suatu molekul menjadi suatu radikal oleh karena hilangnya atau bertambahnya satu elektron pada molekul lain. Radikal bebas diproduksi secara endogen dan diperoleh pula secara eksogen. Secara endogen, radikal bebas diproduksi oleh mitokondria, membran plasma, lisosom, retikulum endosplasma, dan inti sel. Secara eksogen, radikal bebas berasal dari radiasi ultraviolet, asap rokok, polutan, obat-obatan, dan pestisida (Suryohudoyo, 2000). Radikal
bebas
oksigen
merupakan
bentuk
senyawa
oksigen
yang
dikelompokkan ke dalam senyawa reactive oxygen species (ROS), yang mempunyai ukuran yang sangat kecil dalam fisiologi sel. Radikal bebas ROS
18
berasal dari respirasi mitokondria, sitokrom P450, xantin oksidase dan NADH/NADPH oksidase. Reaktive Oxygen Species merupakan radikal bebas oksigen yang berbahaya bagi tubuh (Simanjuntak, 2006). Famili radikal bebas lain selain ROS adalah reactive nitrogen species (RNS) dan reactive sulfur species (RSS). ROS merupakan radikal bebas yang berperan penting dalam menimbulkan stres oksidatif serta kerusakan oksidatif dengan mengubah lipid, protein serta DNA (Finaud dkk., 2006). Sering sekali pengertian oksidan dan radikal bebas dianggap sama karena keduanya memiliki kemiripan sifat. Aktifitas keduanya sama dan sering menghasilkan akibat yang sama walaupun prosesnya berbeda. Secara biokimia dapat dibedakan, oksidan/oksidator adalah senyawa yang dapat menarik atau menerima elektron (electron acceptor), misalnya (Fe+++ + eˉ→ Fe++), sedangkan senyawa yang dapat melepaskan atau memberikan elektron disebut reduktan atau reduktor. Proses pelepasan elektron dari suatu senyawa disebut oksidasi. Walaupun sama sifatnya, namun tidak setiap oksidan merupakan radikal bebas, radikal bebas lebih berbahaya dibandingkan dengan senyawa oksidan non radikal. Oksidan dapat merusak sel dengan menganggu intergritas sel karena dapat bereaksi dengan komponen-komponen sel yang penting untuk mempertahankan kehidupan sel, baik struktural (misalnya molekul-molekul penyusun membran) maupun komponen-komponen fungsional (misalnya enzim-enzim dan DNA), yang mendasari proses patologis timbulnya penyakit kardiovaskular, kanker, aging dan lain-lain. Oksidan yang dapat merusak sel, berasal dari berbagi sumber (Halliwell dan Gutteridge, 2007) yaitu :
19
1) Tubuh sendiri, yaitu senyawa-senyawa yang sebenarnya berasal dari prosesproses biologik normal (fisiologis), namun oleh suatu sebab terdapat dalam jumlah besar. 2) Proses peradangan. 3) Luar tubuh seperti : obat-obatan dan senyawa pencemar (polutan). 4) Radiasi sinar ultra violet. 2.3.2
Sifat Radikal Bebas Radikal bebas memiliki sifat-sifat (Halliwell dan Gutteridge, 2007;
Bagiada, 2009), yaitu: 1) Reaktivitas tinggi, karena kecenderungannya menarik elektron. 2) Dapat mengubah suatu molekul menjadi suatu radikal. 3) Digolongkan ke dalam oksidan karena sifatnya mirip, yaitu menarik elektron, tapi tidak semua oksidan adalah radikal bebas. 4) Lebih berbahaya dari oksidan, karena jika bertemu dengan molekul lain, akan menarik elektron sehingga terbentuk radikal bebas baru dan seterusnya sehingga terjadi reaksi rantai (chain reaction). 5) Berhenti bila reaktivitasnya diredam (quenched) oleh senyawa antioksidan (misalnya GSH) : Contoh :
•OH + GSH → H2O + GS• (Radikal Gluthation) GS• + GS• → GSSG
2.3.3 Tahapan Pembentukan Radikal Bebas Tahapan reaksi pembentukan radikal bebas yang mirip rancidity oxidative, yaitu melalui tiga tahapan reaksi (Winarsi, 2007) :
20
1) Tahap inisiasi, yaitu tahapan awal terbentuknya radikal bebas dari senyawa non radikal. Misalnya: Fe++ + H2 O2 → Fe+++ + OH − + ∙ OH 2) Tahap propagasi, yaitu tahapan pemanjangan rantai radikal (reaksi intra molekul/pertukaran) R 2− H + R1∙ → R 2∙ + R1− H 3) Tahap terminasi, yaitu bereaksinya senyawa radikal dengan radikal lain dengan penangkap radikal, sehingga potensi propagasinya rendah. R1∙ + R1∙ → R1− R1 R 2∙ + R1∙ → R 2− R1 R 2∙ + R 2∙ → R 2− R 2 dst.
Reduksi oksigen memerlukan pengalihan 4 elektron (electron transfer). Pengalihan ini tidak dapat sekaligus, tetapi dalam 4 tahapan yang setiap tahapan hanya melibatkan pengalihan satu elektron. Kendala yang mengharuskan oksigen hanya dapat menerima satu elektron setiap tahap menyebabkan terjadinya dua hal, yaitu : kurang reaktifnya oksigen dan pemindahan elektron tidak terjadi secara sempurna sehingga terbentuk senyawa-senyawa oksigen reaktif seperti O2-• (ion peroksida),
•OOH
(radikal peroksil), H2O2 (hydrogen peroksida) dan
•OH
(radikal hidroksil) pada keadaan tertentu (Winarsi, 2007). Adapun tahapan pembentukan senyawa oksigen reaktif tersebut adalah sebagai berikut :
21
O2
+
eˉ
→
O2ˉ•
O2
+
eˉ
+
H+
→
•OOH
O2
+
2eˉ
+
2H+
→
H2O2
O2
+
3eˉ
+
3H+
→
•OH + H2O
O2
+
4eˉ
+
4H+
→
2H2O
2.3.4. Radikal Bebas Yang Berbahaya Terdapat 4 (empat) radikal bebas yang berbahaya (Young dkk., 2006), yaitu : a)
Superoksida (O2•) Superoksida adalah radikal bebas yang paling umum dalam tubuh dan
merupakan ibu dari banyak radikal bebas lainnya, termasuk hidroksil dan radikal hidrogen peroksida. Sebuah molekul oksigen dipasangkan yang dibebani dengan ekstra elektron, serangan superoksida membran sel, mitokondria, dan kromosom, sehingga menghancurkan atau bermutasi sel. Superoksida dinonaktifkan oleh superoksida dismutase (SOD) serta oleh antioksidan yang ditemukan di beberapa jenis buah. b) Hidrogen Peroksida (H2O2) Hidrogen peroksida dihasilkan ketika superoksida dinonaktifkan. Kurang reaktif dari superoksida, dan dihilangkan oleh antioksidan, seperti katalase (yang bekerja di air) atau peroksidase glutathion (yang bekerja dalam lemak). Hidrogen peroksida dapat merusak DNA dalam sel, yang dapat menyebabkan mutasi dan kanker. Hal ini juga dapat mengoksidasi lemak dan menimbulkan aterosklerosis.
22
c)
Radikal hidroksil (•OH) Yang paling reaktif dan paling berbahaya dari semua radikal bebas untuk
protein, dan terbentuk saat hidrogen peroksida tidak sepenuhnya dinonaktifkan. Karena reaktivitas, ia dapat menyebabkan kaskade kerusakan oksidatif, menyebabkan reaksi berantai penciptaan radikal bebas. Mineral tertentu seperti besi, kadmium, atau merkuri dapat merangsang pembuatan hidrogenperoksida. d) Oksigen singlet (1O2) Oksigen hampir selalu terjadi dalam keadaan pasangan (O2). Ketika dibagi terpisah, dua molekul singlet oksigen yang sangat reaktif terbentuk. Kelebihan oksigen singlet yang terlibat dalam penyakit yang berkaitan dengan usia, termasuk katarak, degenerasi makula, dan arthritis.
Gambar 2.2 Reaksi pembentukan ROS (rndsystems.com) Keterangan : MPO (Myeloperoksidase) ; SOD ( Super Oxide Dismutase)
23
Gambar 2.3 Reaksi Peroksidasi Lipid (rndsystems.com) Keterangan : Berbagai lipid dan sifat acak reaksi radikal bebas menyebabkan banyak produk,
yaitu 4-hydroxyalkenals (4-HDA), tiga atau lebih ikatan tak
jenuh, malondialdehid (MDA), yang berfungsi sebagai target untuk pengukuran peroksidasi asam lemak. Hal ini akan bereaksi dengan radikal lain atau radiasi uv dan merupakan reaksi berantai yang terus menerus (rndsystems.com)
2.3.5
Stres Oksidatif Suatu keadaan dimana jumlah oksidan atau radikal bebas di dalam tubuh
melebihi kemampuan adaptasi enzim antioksidan, sehingga terjadi perusakan dalam tubuh oleh radikal bebas yang akan mempercepat terjadinya proses penuaan dengan timbulnya berbagai penyakit seperti penyakit infeksi oleh virus,
24
bakteri, maupun parasit yang diawali reaksi oksidasi dalam tubuh, bahkan penyakit kardiovaskular, aterosklerosis, dan kanker. Radikal hidroksil adalah radikal yang paling reaktif dan paling berbahaya karena dapat merusak tiga jenis senyawa penting untuk mempertahankan integritas sel (Halliwell dan Gutteridge, 2007), yaitu: 1.
Asam lemak tak jenuh yang merupakan komponen penting fosfolipid penyusun membran sel.
2.
DNA, termasuk karbohidrat yang merupakan perangkat genetik sel.
3.
Protein, yang memegang berbagai peran penting seperti enzim, reseptor, antibodi dan pembentuk matriks serta sitoskeleton.
2.3.6 Kerusakan Yang Terjadi Akibat ROS : ROS dapat menyebabkan kerusakan pada (Murray dkk., 2009) : 1. Membran sel. a) Komponen terpenting membran sel adalah fosfolipid, glikolipid dan kolesterol dimana dua komponen pertama mengandung asam lemak tak jenuh seperti asam linoleat, linolenat dan arakidonat, yang dapat diserang sehingga menimbulkan reaksi rantai menjadi peroksidasi lipid (lipid peroxidation). b) Terputusnya rantai asam lemak jenuh menjadi senyawa toksik seperti : berbagai macam aldehid, misalnya malondialdehida (MDA), 9-hidroksilnonenal dan bermacam-macam hidrokarbon yaitu etana C2H6 dan pentana C5H12. c) Dapat membentuk ikatan silang (cross-linking).
25
d) Akhirnya struktur dan fungsi membran berubah dan mematikan sel-sel pada jaringan tubuh.
2. DNA
a)
Hidroksilasi basa timin dan sitosin, pembukaan inti purin dan pirimidin serta terputusnya rantai fosfodiester DNA.
b)
Replikasi sel terganggu.
c)
Mutasi, bila sistem perbaikan DNA terlampaui atau terjadi error prone (bila sistem perbaikan DNA salah) yang akan menjadi kanker.
3. Protein a)
Terjadi reaksi dengan asam amino penyusun protein yang terikat satu sama lain melalui ikatan peptida dimana fungsi biologis protein sangat ditentukan oleh interaksi berbagai gugus (R) yang terdapat dalam molekul protein tersebut dan yang paling rawan adalah sistein (SH).
b) Target reaktivitas senyawa radikal bebas adalah merusak back bone yang dibentuk oleh ikatan peptida (S-S) dan gugus R sehingga fungsinya terganggu dan hancur. c)
RSH + •OH RS• + H2O
d) RS + RS R-S-S-R Ikatan S-S protein kehilangan aktivitasnya e)
Contohnya kerusakan protein pada lensa mata yang mengakibatkan katarak, penyakit Alzheimer, Parkinson, Duchene Muscular Dystrophy, Amyotrophic
26
Lateral Sclerosis, rheumatoid arthritis, progeria, dan pada otot akibat olahraga. f)
Biomarker pengukuran protein teroksidasi adalah protein karbonil dengan alat
g)
kolorimeter (konvensional) atau metode ELIZA (modern).
Gambar 2.4 Efek ROS terhadap Membran Sel, Protein, DNA (scielo.br)
2.3.7 Dampak Negatif ROS Terhadap Organ Tubuh Proses penuaan yang terjadi akibat akumulasi pembentukan radikal bebas atau reactive oxygen species (ROS) akan menimbulkan dampak negatif berupa kerusakan terhadap organ tubuh sehingga mengakibatkan timbulnya berbagai macam penyakit yang dapat membahayakan ataupun mematikan. Berbagai organ
27
tubuh yang dirusaki yaitu jantung dan pembuluh darah, kulit, ginjal, persendian, paru-paru, otak, sistem imun, pankreas, dan mata (Liberman dkk., 2009).
Gambar 2.5 Dampak Negatif ROS Terhadap Organ Tubuh (enzoprofessional.com)
2.3.8 Dampak Positif ROS Akibat kerugian yang ditimbulkan oleh oksidan, maka dampak negatif ini dimanfaatkan oleh tubuh untuk melawan serbuan organisme patogen yang dihasilkan oleh sel-sel radang seperti granulosit, makrofag dan monosit yang akan menghasilkan oksidan seperti H2O2, O2•ˉ, •OH, CLOˉ dan 1O2, Oksidan tersebut dapat menghancurkan mikroorganisme dan merusak sel-sel jaringan tubuh, sehingga bila terjadi peradangan hebat maka akan melibatkan banyak sel radang sehingga terjadi kerusakan jaringan.
28
2.4. Peroksidasi Lipid Kerusakan oksidatif pada senyawa lipid terjadi ketika senyawa radikal bebas bereaksi dengan senyawa PUFA (polyunsaturated fatty acids). Dalam bidang pangan, kerusakan lipid dapat berupa ketengikan, perubahan rasa maupun aroma. Reaksi ini sering terjadi sebagai konsekuensi terbentuknya radikal oksigen di dalam bahan pangan. Mekanisme kerusakan oksidatif pada lipid telah diketahui oleh para ahli kimia minyak sejak dahulu, bahkan sebelum mengerti dampaknya dalam kehidupan. Penelitian awal dilakukan pada tanaman, yang ternyata diketahui ada reaksi radikal bebas dalam membran sel dan dilanjutkan penelitiannya oleh Leshem pada tahun 1992 (Winarsi, 2007). Lipid membrane bilayer diketahui merupakan campuran fosfolipid dan glikolipid yang berkaitan dengan asam lemak pada C1 dan C2 rantai gliserol. Tingkat maupun jenis reaksi oksidasi pada berbagai asam lemak akan berlainan. Perbedaan ini sangat bergantung pada jumlah dan posisi ikatan rangkap pada rantai asam lemaknya (Winarsi, 2007). 2.4.1. Tahapan Terjadinya Peroksidasi Lipid Melalui 3 tahap (Winarsi, 2007), yaitu : 1) Tahap inisiasi, yaitu reaksi terjadi di antara asam lemak tidak jenuh (misalnya linoleat) dengan radikal hidroksil. Terbentuknya radikal bebas (R•) bila lipid kontak dengan panas, cahaya, ion metal dan oksigen. Reaksi ini terjadi pada grup metilen yang berdekatan dengan ikatan rangkap –C=C-, terjadi pada C11,
29
membentuk radikal Carbon yang akan beresonansi dengan elektron yang tidak berpasangan di antara C9 hingga C13. 2) Tahap propagasi, yaitu reaksi yang ditunjukkan oleh struktur yang akan beresonansi dan bereaksi dengan oksigen triplet membentuk biradikal yang memiliki 2 elektron tak berpasangan, dan seterusnya dimana autooksidasi berawal ketika radikal lipid (R•) hasil tahap inisiasi bertemu dengan oksigen membentuk radikal peroksil (ROO•). Radikal peroksil akan terbentuk pada C9 atau C13. Radikal peroksil ini memiliki 1 atom H yang berasal dari asam lemak yang terbentuk dari lipid hidroperoksida, dengan melepaskan radikal bebas lainnya untuk berpartisipasi dalam atom H berikutnya. •R
+ O2
ROO•
+ RH
ROOH + Fe++
→
ROO•
→
R• + ROOH
→
OHˉ + RO• + Fe+++
R•
+ R•
→
R-R
R•
+ ROO•
→
ROOR
3) Tahap terminasi, dimana hidroperoksida yang sangat tidak stabil terpecah menjadi senyawa organik berantai pendek seperti aldehid, keton, alkohol, dan asam. Peroksidasi lipid (ROOH) bersifat tidak stabil. Dengan adanya logam katalisator seperti Fe atau lainnya, senyawa ROOH akan berpartisipasi dalam reaksi Fenton dan mengawali pembentukan radikal alkoksi yang reaktif. Keberadaan Fe tidak hanya menyebabkan propagasi, namun lebih dari itu akan
30
mengakibatkan reaksi amplifikasi sehingga membentuk 2 radikal, seperti reaksi berikut ini (Winarsi, 2007) : ROOH + Fe++ →
OH − + RO ∙ + Fe+++
ROO ∙
→
R∙
O2
→
ROO ∙
RH
→
R∙
∙R
+ RH +
∙ OH +
+ ROOH
+ H2 O
Menurut Bradley dan Minn, produk-produk degradasi ROOH adalah malondialdehida (MDA) dan hidrokarbon, sementara etana dan etilen merupakan produk akhir peroksida lipid. Berbeda dengan oksigen singlet, senyawa di atas dapat segera menyerang asam lemak tidak jenuh sehingga menghasilkan kompleks campuran hidroperoksida (Winarsi, 2007). Sementara oksidai asam lemak tak jenuh oleh oksigen singlet menghasilkan produk yang berbeda dari yang dihasilkan radikal hidroksil. Peroksidasi lipid akan membentuk bermacammacam produk, diantaranya dengan adanya katalisator logam, akan membentuk radikal bebas oksigen (Winarsi, 2007). Mekanisme di atas memperlihatkan bahwa reaksi radikal bebas oksigen atau peroksidasi lipid dalam membran dapat mendegradasi asam lemak tak jenuh secara selektif, kemudian mengakumulasikannya menjadi aldehid, hidrokarbon, dan produk-produk cross-linking. Umumnya produk peroksidasi lipid ini ditentukan melalui pengukuran kadar MDA dan etana (Winarsi, 2007).
31
Gambar 2.6 Mekanisme Peroksidasi Lipid (Baynes dan Dominiczk, 2005)
Oksidasi lipid merupakan hasil kerja radikal bebas yang diketahui paling awal dan paling mudah pengukurannya, karena itu sering dipakai untuk mempelajari stress oksidatif. Peroksidasi lipid merupakan inisiasi reaksi berantai oleh radikal hidrogen atau oksigen yang menyebabkan teroksidasinya asam lemak tak jenuh ganda (PUFA). PUFA lebih rentan terhadap reaksi radikal bebas dibandingkan asam lemak jenuh. Jembatan metilen yang dimiliki PUFA merupakan sasaran utama bagi radikal bebas, yang akan membentuk radikal alkil, peroksil, dan alkoksil. Bentuk radikal asam lemak tersebut adalah diena terkonjungasi, termasuk di dalamnya hidroperoksida, alkohol, aldehid maupun alkana (Winarsi, 2007). 2.4.2 Malondialdehid (MDA) Sebagai Produk Peroksidasi Lipid MDA adalah senyawa dialdehida yang merupakan produk akhir peroksidasi lipid di dalam tubuh yang memiliki tiga rantai karbon, dengan rumus molekul
32
C3H4O2. MDA juga merupakan produk dekomposisi dari asam amino, karbohidrat kompleks, pentosa dan heksosa. MDA juga merupakan produk yang dihasilkan oleh radikal bebas melalui reaksi ionisasi dalam tubuh dan produk samping biosintesis prostaglandin yang merupakan produk akhir oksidasi lipid membran (Winarsi, 2007). MDA merupakan produk oksidasi asam lemak tidak jenuh oleh radikal bebas, dan juga merupakan metabolit komponen sel yang dihasilkan oleh radikal bebas (Halliwell dan Gutteridge, 2007). Oleh sebab itu, konsentrasi MDA yang tinggi menunjukkan adanya proses oksidasi dalam membran sel. Status antioksidan yang tinggi biasanya diikuti oleh penurunan kadar MDA (Winarsi, 2007). MDA dapat bereaksi dengan komponen nukleofilik atau elektrofilik. Aktivitas non-spesifiknya, MDA dapat berikatan dengan berbagai molekul biologis seperti protein, asam nukleat, dan aminofosfolipid secara kovalen. MDA dapat menghasilkan polimer dalam berbagai berat molekul dan polaritas. Efek negatif senyawa radikal maupun metabolit elektrofil dapat diredam oleh antioksidan, baik yang berupa zat gizi seperti vitamin A, vitamin C, vitamin E dan albumin, ataupun antioksidan non-gizi seperti flavonoid dan gingerol. Oleh karena itu, tinggi rendahnya kadar MDA sangat bergantung pada status antioksidan dalam tubuh seseorang (Winarsi, 2007). Malondialdehid yang bersifat toksik terhadap sel endotel, sel otot polos dan mengakibatkan makrofag berkumpul dalam lapisan subendotel dan berubah menjadi sel busa. Malondialdehid ini dilaporkan sangat toksik sekali terhadap
33
membran sel, karena dianggap sebagai inisiator suatu reaksi, pelengkap karsinogen, maupun sebagai senyawa mutagen. Di sisi lain, tingginya kadar MDA plasma juga membuktikan kerentanan komponen membran sel terhadap reaksi oksidasi yang akan mengalami kerusakan dan mengakibatkan timbulnya berbagai penyakit degeneratif, kanker serta mempercepat proses penuaan (Winarsi, 2007). 2.4.3 Metode Penangkapan MDA dengan Asam Tiobarbiturat MDA adalah produk akhir dari peroksidasi lipid yang merupakan indikator radikal bebas yang dapat diukur dengan metode TBA (Tiobarbituric Acid) yang berdasarkan kondensasi molekul MDA dengan dua molekul dari TBA. Pengukurannya menggunakan spektrofotometer yang berdasarkan penyerapan warna yang menghasilkan produk kromogen berwarna merah visibel pada panjang gelombang 532 nm. 2.5 Antioksidan 2.5.1 Definisi Antioksidan Secara umum, antioksidan adalah senyawa yang dapat menunda, memperlambat dan mencegah proses oksidasi lipid, sedangkan secara khusus antioksidan adalah zat yang dapat menunda atau mencegah terjadinya reaksi antioksidasi radikal bebas dalam oksidasi lipid (Winarsi, 2007; Bagiada, 2009). Secara kimia, antioksidan bekerja dengan cara memberikan satu elektronnya (electron donors) kepada senyawa yang bersifat oksidan sehingga aktivitas senyawa oksidan tersebut bisa dihambat (Winarsi, 2007; Bagiada, 2009). Arti biologis, antioksidan adalah senyawa-senyawa yang dapat meredam dampak
34
negatif oksidan (radikal bebas), termasuk enzim-enzim dan protein-protein pengikat logam (Pangkahila, 2007).
Gambar 2.7 Antioksidan (debadrshop.wordpress.com) 2.5.2. Jenis Antioksidan Pada dasarnya antioksidan dibagi menjadi 2 golongan (Cadenas dkk., 2002; Halliwell dan Gutteridge, 2007) yaitu : 1. Antioksidan Internal atau endogen. Adalah antioksidan yang diproduksi oleh tubuh sendiri. Antioksidan endogen dibagi menjadi : a) Enzimatik, Misalnya : Superoxide Dismutase (SOD), Catalase (Cat), dan Gluthation Peroxsidase (GPx). b) Non Enzimatik, seperti bilirubin, asam urat, melatonin. 2. Antioksidan Eksternal atau Eksogen Adalah antioksidan yang berasal dari luar tubuh atau makanan. Yang termasuk dalam antioksidan eksogen adalah Vitamin A, vitamin C, vitamin E, Selenium, Karotenoid, Polifenol, Flavonoid, dan lain-lain.
35
Gambar 2.8 Piramid Antioksidan (superglisodin.com) 2.5.3 Mekanisme Kerja Antioksidan Terdapat 2 golongan antioksidan (Murray dkk., 2009), yaitu : 1. Antioksidan Pencegah Adalah antioksidan yang berfungsi mencegah terbentuknya radikal hidroksil, yaitu radikal yang paling berbahaya bagi tubuh, yaitu : 1) Superoxide Dismustase (SOD) yang berada di dalam tubuh manusia (ditemukan oleh Irwin Fridowich dan Joe McCord pada tahun 1939), yaitu di mitokondria (Mn-SOD) dan di sitoplasma (Cu/Zn-SOD) serta di kloroplas tanaman (Fe-SOD), berfungsi mengkatalisis dismutasi dari superoksida menjadi oksigen dan hidrogen peroksida. 2O2•‾
SOD +
2H
H2O2
+
O2
2) Catalase (Cat) dalam sitoplasma dapat mengkatalisir H2O2 menjadi H2O dan O2. Komponen katalase adalah Fe. Cat 2H2O2
2H2O
+
O
36
3) Bermacam-macam enzim peroksidase, seperti Gluthation peroxidase (GPx) yang dapat meredam H2O2 menjadi H2O melalui sistem siklus redoks glutation. GPx 2GSH
+
H2O2
GSSG
+
2H2O
4) Senyawa yang mengandung gugusan sulfhidril (glutation, sistein, kaptopril) dapat mencegah timbunan radikal hidroksil dengan mengkatalisir menjadi H2O. Gluthation (GSH) : GSH
+
• OH
GS•
2GS•
GSSG
+
H2O
Sistein (Cys-SH) : Cys-SH 2 Cys •
+ • OH
Cys-S • + H2O
Cys-S-S-Cys Sistin
Gambar 2.9 Reaksi Antioksidan Pencegah (glisodininfo.com)
37
2. Antioksidan Pemutus Rantai (Chain Breaking)
Yaitu zat yang dapat memutuskan rantai reaksi pembentukan radikal bebas asam lemak pada membran sel untuk mencegah peroksidasi lipid yang dapat mengakibatkan kerusakan sel. Antiosksidan pemutus rantai dapat digolongkan menjadi 2 berdasarkan asalnya : 1. Golongan Antioksidan Eksogen Yang termasuk kedalam golongan eksogen yaitu vitamin C, vitamin E, betakaroten. 2. Golongan Antioksidan Endogen Yang termasuk dalam golongan endogen adalah glutation dan sistein. 2.6 Efek Antioksidan Antioksidan dapat memperlambat oksidasi lipid melalui ikatan oksigen yang bersaingan, penghambatan dari langkah permulaan, memblok langkah perkembangan
dengan
menghancurkan
atau
mengikat
radikal
bebas,
penghambatan katalis atau stabilisasi hidroperoksida (Haliwell dan Gutteridge, 2007). Antioksidan dapat menetralkan (scavenger) bentuk oksigen aktif yang terlibat dalam langkah permulaan oksidasi, atau dapat menghentikan reaksi oksidasi beruntun dengan cara bereaksi dengan fatty acid peroxy radicals untuk membentuk radikal antioksidan yang stabil yang tidak terlalu reaktif untuk reaksi selanjutnya atau membentuk produk-produk non radikal (Haliwell dan Gutteridge, 2007). Antioksidan dalam keadaan tertentu juga dapat menjadi pro-oksidan sehingga mempunyai efek negatif dengan menyebabkan oksidasi di dalam tubuh.
38
Beberapa antioksidan yang dapat menjadi pro-oksidan (Beutner dkk., 2000), adalah : 1. Alfa lipoic acid (bentuk oksidasi) 2. Asam urat 3. Captopril 4. Carnitine 5. Carotenoids, β-carotene 6. Coenzyme Q, ubiquinone 7. Curcumin (polyphenolic) 8. Dihydro-lipoic acid (reduced form-reduces iron) 9. Galic acid 10. Human serum ultrafiltrates 11. Lycopene 12. Melatonin 13. NAD(P)H 14. Pyridoxin, Thiamin, vitamin B1 15. Polyphenolics 16. Teh hijau 17. Vitamin C, vitamin D, vitamin E 18. Zeaxanthin 19. Zincum
39
2.7 Polifenol Polifenol (polyphenols) adalah mikronutrien yang banyak ditemukan dalam diet dan tanaman obat. Ribuan molekul telah teridentifikasi dalam tanaman memiliki struktur polifenol (yaitu, adanya beberapa gugus hidroksil pada cincincincin aromatik). Molekul-molekul tersebut merupakan metabolit sekunder dari tanaman dan pada umumnya terlibat dalam mekanisme pertahanan terhadap radiasi ultraviolet atau agresi dari patogen-patogen (Manach dkk., 2004). Polifenol dapat dibagi dalam beberapa kelompok sebagai fungsi dari jumlah cincin fenolnya dan elemen-elemen struktural yang mengikat cincin-cincin tersebut satu sama lain, antara lain kelompok Flavonoids, Proanthocyanidins, Anthocyanidins dan Anthocyanosides, Flavonones, Flavones dan Flavonols, Flavanonoles, Flavanolignans, Isoflavones, Resveratrol, Ellagic acid, Curcumin dan Cinnamic Acid (Young dkk., 2006). Polifenol telah lama dikenal sebagai antioksidan, anti alergi, anti inflamasi, anti virus, anti neuroregenerasi, dan anti karsinogenik, sehingga berperan dalam pencegahan terjadinya penyakit degeneratif seperti penyakit kardiovaskular maupun kanker. Di samping itu, polifenol juga berperan dalam memodulasi aktivitas berbagai enzim dan reseptor sel (Manach dkk., 2004; blog.khymos.org).
Gambar 2.10 Polifenol (blog.khymos.org)
40
2.8 Flavonoid Flavonoid adalah salah satu kelompok senyawa polifenol yang tersebar luas dalam berbagai tanaman termasuk buah-buahan, sayuran, tanaman herbal, teh, anggur, kacang-kacangan dan biji-bijian dalam berbagai konsentrasi (Prior, 2003; Manach dkk., 2004). Flavonoid dapat dibagi menjadi enam subklas yaitu flavonols, flavones, isoflavones,
falvanones,
anthocyanidins,
dan
flavonols
(catechins
dan
proanthocyanidins) (Manach dkk., 2004). Secara in vitro, senyawa flavonoid telah terbukti mempunyai efek biologis yang
sangat
kuat.
Sebagai
antioksidan,
flavonoid
dapat
menghambat
penggumpalan keping-keping sel darah, merangsang produksi nitri oksida yang dapat melebarkan (relaksasi) pembuluh darah, dan juga menghambat pertumbuhan sel kanker. Di samping berpotensi sebagai antioksidan dan pembasmi radikal bebas (free radical scavenger), flavonoid juga memiliki beberapa sifat seperti hepatoprotektif, anti trombotik, anti inflamasi, anti mikroba, anti virus dan anti tumor (Prior, 2003).
Gambar 2.11 Flavonoid (pnas.org)
41
2.9 Karotenoid Karotenoid adalah pigmen organik ‘teraterpenoids’ berwarna merah-oranye yang secara alami terjadi di kloroplas dan kromoplas tanaman, ganggang, bakteri, dan jamur. Secara struktural, karotenoid mengambil bentuk polyene rantai hidrokarbon yang kadang-kadang diakhiri oleh cincin, dan mungkin tidak memiliki atom oksigen tambahan yang terpasang. Karotenoid dibedakan menjadi:
Oxygenated carotenoid seperti zeaxanthin dan lutein dikenal sebagai xanthophill.
Unoxygenated carotenoid seperti α-karoten, β-karoten dan likopen dikenal sebagai karoten.
Pada manusia, terdapat empat karotenoid yaitu beta-karoten, alfa-karoten, gamma-karoten, dan beta-cryptoxanthin. Semuanya merupakan antioksidan yang berfungsi untuk aktivitas provitamin A di retina mata, terutama Lutein dan Zeaxanthin yang menyerap langsung cahaya biru dari sinar ultra violet untuk perlindungan makula mata serta melindungi fotosintesis tanaman. Karotenoid menyebabkan warna pink-orange pada flamingo, goldfish, salmon, pumpkins, bell pepper, autumn leaves dan korpus luteum ovarium, yang berfungsi sebagai antioksidan (Beutner dkk., 2000 ; Gross dkk., 2006 ; wikipedia.com).
Gambar 2.12 Karotenoid (wikipedia.com)
42
2.10. Ellagic acid
Ellagic acid adalah merupakan suatu antioksidan fenol alami yang terdapat pada tanaman, dan mengubahnya menjadi bentuk tanin yaitu ellagitannins yang merupakan glikosida cair. Disintesis dengan cara pemanasan asam galat dengan asam arsenik. Banyak ditemukan pada buah-buahan seperti goji berry, stroberi, raspberry, cranberry, dan anggur. Selain sebagai antioksidan, ellagic acid juga berfungsi sebagai antiproliferatif yaitu secara langsung menghambat DNA mengikat karsinogen tertentu, termasuk nitrosamin dan hidrokarbon aromatik polisiklik (wikipedia.com).
Gambar 2.13 Ellagic acid (Wikipedia.com)
2.11 Zeaxanthin dan Lutein
Zeaxanthin adalah satu karotenoid alkohol yang paling umum ditemukan di alam yang merupakan pigmen kuning primer pada jagung, paprika, kunyit dan tanaman lainnya, yang merupakan salah satu komponen dari karotenoid xanthophyll yang terdapat pada retina mata yang mendominasi pusat makula, sedangkan di retina perifer, didominasi oleh lutein. Lutein adalah isomerik dengan
43
zeaxanthin, hanya berbeda dalam penempatan satu ikatan ganda. Umumnya digunakan sebagai pewarna alami dengan warna merah-oranye.
Zeaxanthin dan Lutein sama-sama sebagai antioksidan dengan menyerap cahaya biru untuk mencegah degenerasi makula akibat penuaan (AMD), katarak maupun fotofobia.
Makanan yang mengandung zeaxanthin dan lutein adalah telur, bayam, goji berry, lobak hijau, collard hijau, romaine lettuce, brokoli, zukini, kiwi, jagung, kacang
polong,
swiss
chard,
kacang
pistachio,
dan
Brussel
(wikipedia.com).
Gambar 2.14 Zeaxanthin dan Lutein (wikipedia.com)
Gambar 2.15 Beta karoten (obtrando.wordpress.com)
sprout
44
2.12 Anthocyanin Anthocyanin merupakan senyawa polifenolik yang kaya akan pigmen berwarna cerah dan bertanggung jawab bagi terbentuknya warna merah, ungu dan biru dari berbagai buah dan tumbuh-tumbuhan. Anthocyanin metabolit sekunder dalam tanaman
terutama
merupakan
sebagai glycoside dari
anthocyanidin (bentuk aglycone). Jadi, anthocyanin adalah bentuk konjugasi dari anthocyanidin. Terdapat enam jenis anthocyanidin aglycone yang umum yaitu cyanidin,
delphinidin,
malvidin,
pelargonidin,
peonidin,
dan
petunidin.
Anthocyanidin ini berkonjugasi dengan sejumlah gula seperti glukosa, galaktosa, arabinosa, dan lain-lain. Anthocyanin banyak ditemukan dalam buah-buahan, seperti goji berry, anggur merah, cereals, dan sayur mayur seperti cabbage, bawang, kacang-kacangan, dan lain-lain (Manach dkk., 2004; Beattie dkk., 2005). Seperti halnya dengan flavonoids yang lain, anthocyanin juga berfungsi seperti antioksidan, anti inflamasi, anti mikroba, anti virus, pengurangan resiko terhadap terjadinya berbagai penyakit kardiovaskular dan kanker (Prior., 2003; Beattie dkk., 2005; Carkeet, 2008).
Gambar 2.16 Anthocyanin (lpi.oregonstate.edu)
45
2.13
ORAC Test ORAC atau Oxygen Radical Absorbance Capacity merupakan satuan untuk
mengukur kapasitas atau kekuatan antioksidan dari buah-buahan, sayuran, produk nutraceutical dan pharmaceutical (Huang dkk., 2002; Prior, 2003). Semua metode yang dikembangkan untuk mengukur kapasitas antioksidan total dari sampel biologis, melibatkan oksidan atau zat yang dapat mengoksidasi yang dapat menerima elektron dari redutktor, yaitu yang danggap sebagai antioksidan yang diukur. Berdasarkan pada zat oksidan yang digunakan, metode pengukuran dapat dibedakan menjadi 2 kelompok, yaitu menggunakan oksidan yang bukan pro-oksidan dan yang menggunakan oksidan yang merupakan prooksidan seperti halnya pemeriksaan ORAC (Cadenas dkk., 2002). Prinsip pemeriksaan ORAC tergantung pada kerusakan oleh radikal bebas terhadap bahan fluoresen (fluorescent probe) melalui perubahan intensitas fluoresensi dari bahan tersebut. Perubahan intensitas fluoresen tersebut merupakan suatu indeks dari derajat kerusakan oleh radikal bebas. Dengan adanya antioksidan, penghambatan kerusakan dari radikal bebas oleh antioksdian tersebut, yang ditunjukkan sebagai proteksi terhadap perubahan fluoresensi dari bahan tersebut adalah suatu ukuran dari kapasitas antioksidan terhadap radikal bebas (Huang dkk., 2002). Adapun penghitungan nilai ORAC ditunjukkan sebagai Area Under the Curve (AUC) yang merupakan selisih antara nilai AUC antioksidan dan AUC blank. Semakin tinggi nilai ORAC suatu bahan, semakin tinggi pula kandungan antioksidannya, dan dinyatakan dalam satuan µmTE/g (Huang dkk., 2002).
46
2.14
Goji berry (Lycium barbarum) Sering disebut sebagai ‘ Goji The Longevity Fruit‘, ‘ Goji The Greatest Gift ’
atau ‘ Goji The Eight Natural Wonder of The World ’.
Gambar 2.17 Buah Goji berry (sweetadditions.net) 2.15
Asal Usul Goji Berry Goji berry (Lycium barbarum) atau nama yang sering digunakan adalah
wolfberry, dan gǒuqǐ adalah sebutan bahasa Mandarin untuk tanaman Goji berry. Dalam bahasa Mandarin, berry disebut gǒuqǐzi, yaitu zi berarti "biji" atau "berry" spesial, adalah tananam asli dari negara China terutama di Propinsi Ningxia Hui dan Xinjiang Uygur, dengan penduduk centenarian (berusia di atas 100 tahun) 30 kali terbanyak di seluruh daratan China (supercentenarians, wikipedia), yang terletak di bagian Barat Laut China dan bagian Selatan China yaitu provinsi Gansu, Hebei, Inner Mongolia, Qinghai, Shansi dan sekitarnya. Goji berry tumbuh subur pada (10.00-12.000) kaki di atas permukaan laut di sepanjang
47
sungai Kuning, yang mendapatkan aliran air dari lereng pegunungan Himalaya yang kaya akan mineral dan nutrisi organik serta rendah timbal dan logam berat lainnya (Mindell dan Handel, 2003). Goji berry disebut juga Red Diamond dari Propinsi Ningxia yang sudah dipergunakan sebagai obat tradisional dalam pengobatan China kuno sejak 5.000 tahun yang lalu, dan menurut legenda, Sinshe Shen Nung sudah menyertakan wolfberry dalam farmakope pertama di dunia yang dicetak sekitar 475 SM, sebuah buku pegangan dokter Ben Zao, Jenderal Mo, yang ditulis pada dokumen Dinasti Ming dimana Goji berry diresepkan untuk pasien defisiensi hati (yin) dan defisiensi ginjal (yang), diabetes dan masalah penglihatan. Goji berry telah lama dianggap sebagai harta nasional China yang digunakan oleh pelatih Olympiade sebagai senjata rahasia untuk memperoleh medali emas. Goji berry yang berasal dari Propinsi Ningxia selalu disertai ‘Green certificate’ yang setara dengan sertifikat organik USDA dari Amerika (Young dkk., 2006). Menurut taxonomy tanaman, Goji berry diklasifikasikan sebagai berikut (Gross dkk., 2006) :
48
Tabel 2.1 Taxonomi Tanaman Goji berry Kingdom Subkingdom Superdivisi Divisi Klas Subklas Ordo Superfamili
Genus Spesies
Plantae Tracheobionta Spermatophyta Magnoliophyta Magnoliopsida Asteridae
Tanaman Tanaman vascular Tanaman berbiji Tanaman berbunga Dicotyledon Herbal, pohon,shrubs yang mempunyai 2 gabungan karpel Solanale atau Menpunyai buah dan bunga yang Solanum menarik Solanaceae Keluarga kentang seperti paprika, chili paper, tembakau, tomat,terung dan petunia Lycium Desrt thorn atau Boxthorn Lycium barbarum L Sinonim : Lycium halimifolium Mill Lycium turbinatum Veill atau Loisel Lycium Chinense Mill Lycium vulgare Dunal Lycium ovatum Loisel
Sumber : (Gross dkk., 2006)
2.16 Sinonim Goji berry Selain gǒu qǐ zi, sinonim Goji berry (Wolfe, 2009) adalah : 1) Bastard jasmine 2) Chinese boxthorn 3) Christmas berry 4) Desert thorn 5) Duke of Argyle’s tea plant (UK) 6) Lycium barbarum 7) Lycium chinense
49
8) Lycium europaeum 9) Lycii fructus 10) Matrimony vine fruit (USA) 11) Mede berry 12) Ningxia gouqi 13) Red diamond 14) Squawberry 15) Wolfberry
2.1.7 Deskripsi Tanaman Tanaman Goji berry adalah jenis tanaman semak belukar/merambat dengan tinggi sekitar 1-6 m, mempunyai akar yang kuat dan luas, dahan dan ranting yang panjang, berduri, melengkung, atau memanjat ke dinding yang bisa mencapai 3 m, berdaun kecil dengan ujung runcing, mempunyai buah berry berwana merah terang adalah jenis boxthorn dengan 2 spesies yang terkenal bermanfaat dalam pengobatan tradisional Chinese, yaitu Lycium barbarum L (Níngxià gǒuqǐ) dan L. chinense Miller (gǒuqǐ) diantara 10 species lainnya. Hampir semua bagian tanaman dapat dimakan, buahnya dapat dimakan mentah, dikeringkan seperti kismis, diminum sebagai jus, atau dimasukkan ke dalam rebusan makanan, sup atau sebagai tonikum, daunnya bisa diminum sebagai teh atau sebagai sayur-sayuran, dan akarnya digunakan sebagai obat tonikum (Gross dkk., 2006; Wexler, 2007).
50
Gambar 2.18 Tanaman buah Goji berry (jaydax.co.uk) Terdapat 7 spesies Lycium barbarum, 3 varietas dan 35 kultivar di bagian utara China, terutama daerah Propinsi Ningxia Hui dan Propinsi Xinjiang Uygur dengan pohon yang cenderung lebih tinggi, dan sisanya di daerah selatan, sedangkan L.chinense (Lycium tibeticum) tumbuh di daerah selatan China dan cenderung lebih pendek. Daun : bentuknya memanjang seperti tombak atau lonjong (bentuk lebih panjang dari lebar) dengan ujung agak meruncing dan tumpul. Ukuran sebesar 7 x 3,5 cm.
Gambar 2.19 Daun Goji berry (veggiegardeningtips.com)
51
Bunga : Satu sampai tiga bunga akan tumbuh pada cabang yang berukuran 1-2 cm lebarnya. Kelopak daun (biasanya akan pecah jika sudah menjadi buah) terdiri dari 3 lobus yang berbentuk lonceng atau memanjang. Mahkota bunga (corolla) berwarna lavender (ungu muda), pink keunguan, kadang-kadang putih, lebar 9– 14 cm dengan lima atau enam lobus yang lebih pendek dari tabung. Benang sari (stamens) dibentuk dengan anthers yang bisa buka tegak. Masa berbunga : bulan Juni sampai September.
Gambar 2.20
Bunga Goji berry (gogogojiteam.com; sell.com)
Buah : Berry, warna merah-oranye terang, kenyal, berair banyak (juicy), dengan rasa antara kismis dan cranberry, berbentuk ellip (ellipsoid berry) dengan ukuran 1-2 cm. Masa panen di bulan Agustus-Oktober tergantung lokasi dan iklim setempat.
Gambar 2.21 Buah Goji berry yang sudah matang (sevenjuicedrink.com)
52
Tabel 2.2 Perbedaan buah menurut spesies Spesies Bentuk/buah Lycium chinensis (Lycium Lebih kecil, lebih bulat tibeticum) Lycium barbarum (wolfberry, Lebih besar, lonjong gou qi zi) Sumber : (Tanaduk.com, 2010)
Rasa Lebih manis (kismis) Asam
Gambar 2.22 Perbedaan Buah Goji berry (tanaduk.com)
Biji : setiap buah Goji berry mempunyai 20- 30 biji kecil-kecil yang berwarna kuning muda yang merupakan benih tanaman.
Gambar 2.23 Biji Goji berry (lilfootprint.blogspot.com)
53
2.18 Tahapan pertumbuhan buah Goji berry selama 35- 40 hari : 1) Young berry stage (tahap berry muda) : mahkota bunga bermekar sampai
layu, ovarium berwarna hijau-putih dan jelas membesar. Mitosis terjadi di dalam ovarium dan plasenta menghasilkan beberapa ovula pertengahan axel, merupakan bentuk awal endosperm 2) Green berry stage (tahap berry hijau) : Ovarium berubah dari hijau-putih menjadi hijau. Berry membentang dari kelopak
bunga dan terus untuk
memperbesar sampai warna mulai berubah. Sekarang, daging berry menjadi padat
dan bijinya
putih
sedangkan
pericarp
tidak
padat.
Endosperm ini berlimpah dan indung telur telah menjadi bola. 3) Color change state (tahap perubahan warna) : Berry terus berkembang, berubah dari hijau kekuning muda kehijauan kekuning-hijau menjadi merahkuning ke kuning-merah, daging buah menjadi padat dan peningkatan kadar air internal. Klorofil secara bertahap menghilang. Pericarp mengeras dan endosperm penuh. Sementara itu, embrio daun memanjang ke bawah dan tidak seimbang panjangnya. 4) Ripening stage (tahap pematangan) : Buah membesar dalam ukuran dan kematangan. Fitur yang paling khas dari kematangan adalah warna merah cerah, kelembutan dan dengan manis optimal. Setelah itu, batang mengendur dan buah mudah terlepas. Biji telah matang, berwarna kuning muda atau kuning muda kecoklatan, berbentuk ginjal mengeras, yang bisa tumbuh menjadi tunas muda.
datar
dan
54
Tabel 2.3 Kandungan nutrisi stadium perkembangan Goji berry Nutrient
Young Berry Stage 3.8
Green Berry Stage 3.2
Total Sugar, % Protein, % 25.7 25.3 Total 4.1 4.1 Nitrogen, % Total 16.9 16.8 Amino Acid, mg/100g Calcium, 170 154 mg/100g Iron, 9 9 mg/100g Phosphorus, 433 481 mg/100g Vitamin B1, 0.17 0.20 mg/100g Vitamin B2, 1.2 2.0 mg/100g Vitamin C, Trace 1.6 mg/100g Beta0.2 0.3 carotene, mg/100g Sumber : (Gross dkk., 2006)
Color Change State 16.3
Early Ripening State 52.5
Ripe Stage 54.8
% Change, Early Ripe to Ripe Stage +4
22.1 3.6
14.5 2.3
11.5 1.8
- 21 - 22
13.4
8.5
9.0
+6
109
87
73
- 16
12
8
9
+ 13
392
268
222
- 17
0.14
0.21
0.15
- 29
1.5
1.8
1.4
- 22
11.9
12.4
18.4
+ 48
13.0
11.5
8.3
- 28
2.1.9 Masa Panen Goji berry Umumnya masa panen Goji berry dilakukan pada akhir musim panas sampai awal musim gugur, hindari setelah hujan, dengan cara memetik buah berry yang sudah (80-90) % kematangan, lembut, berair banyak, dengan cara sangat hati-hati yaitu dengan menggoyangkan rantingnya yang banyak bergelantungan buah supaya jatuh langsung ke nampan/keranjang penampungan
55
dengan jumlah berat yang tidak lebih dari 10 kg, bertujuan untuk mencegah pembusukan buah oleh kuman yang ada di tangan.
Gamabar 2.24 Panen Goji berry (gojiberrymagic.com)
2.20 Penyimpanan Goji berry Umumnya berry disimpan dalam bentuk kering, dimana berry yang baru dipanen, dibersihkan dengan air bersih yang mengalir, lalu dikeringkan dengan 2 cara (Gross dkk., 2006), yaitu : 1. Dijemur di bawah sinar matahari langsung dengan udara terbuka. 2. Dengan udara panas yang terdapat pada oven yang mempunyai 3 jenis suhu :
40-50 ºC : berry dikeringkan selama 24 jam
50-55 ºC : dikeringkan selama 36-48 jam
55-65 ºC : dikeringkan selama 24 jam Setelah 3 hari 3 malam berada di oven, maka berry dikeluarkan untuk
disortir dan dipersiapkan untuk dipaking dan diekspor.
56
Gambar 2.25 Penjemuran Goji berry di bawah sinar matahari (berrydoctor.com) 2.21 Tanda Goji berry Yang Berkualitas (Mindell dan Handel, 2003), yaitu : 1. Spectral Signature (Tanda tangan khusus) Goji berry juga mempunyai Phytological fingerprint yang merupakan “DNA fingerprint” atau ” spectral signature” (tanda tangan khusus ) yang unik yang menentukan kualitas berry yang tergantung dari jenis dan kondisi pertumbuhan dari daerah dan musim tertentu.
Gambar 2.26 Spectral signature (gojiindonesia.wordpress.com) 2. Schomberg effect yang tinggi Schomberg effect adalah banyaknya energi penting dari matahari yang mampu diserap dan dipertahankan oleh tanaman hidup yang akan ditransfer secara efektif dan efisien jika kita memakan makanan tersebut. Efek ini ditemukan oleh Kolonel Reginald Schomberg dari Inggris (1880-1958) pada tahun 1936.
57
3. Brix yang normal (20-25) Brix adalah suatu sistem pengukuran untuk kemanisan dari buah-buahan terutama buah anggur, yang berguna untuk menentukan kematangan buah. Goji berry mengandung 26 Brix yang sesuai dengan kemanisan anggur yang siap untuk pembuatan alkohol (Gross dkk., 2006). 2.22 Kandungan Nutrisi Goji berry Kering Hasil analisis Laboratorium Ningxia Institute of Nutrition pada 100 gram Goji berry kering (Wikipedia.com; Gross dkk., 2006), adalah : Makronutrisi : 68% karbohidrat, 12% protein, 10% lemak, serat, 370 k kalori Mikronutrisi dan Mineral : 21 trace mineral :
Calcium
Copper meningkatkan energi, fungsi hormon, dan kesehatan kulit (kolagen)
Geranium (anti-kanker) yang jarang ditemukan pada makanan lain
Magnesium mengurangi resiko diabetes mellitus dan penyakit kardiovaskular, depresi dan sakit kepala
Manganese untuk pertumbuhan tulang dan kartilago
Phosphorus
Selenium, untuk kesehatan liver, tiroid, imunitas dan pencegahan kanker
Zinc berfungsi untuk perbaikan luka, fertilitas, penglihatan dan imunitas
Chromium bagian dari Glucose tolerance factor meningkatkan sensitivitas insulin
58
Potasium berfungsi untuk menurunkan tekanan darah dan berhubungan dengan panjang umur
Copper, Zinc, dan Mangan untuk perkembangan kolagen dan kesehatan pembuluh darah, meningkatkan antioksidan enzim SOD dalam tubuh, untuk respirasi sel, oksigenasi sel DNA, reproduksi RNA, memelihara integritas sel dan meredam radikal bebas.
Ferrum
Arginin
Ellagic acid 86 mg dan polifenol 1309 mg untuk anti kanker
Cerebrosida dan pyrrole untuk proteksi liver
Vitamin A (berupa beta-karoten, super-antioksidan untuk kesehatan mata dan saraf)
Vitamin C sebagai super antioksidan
Vitamin B-kompleks : B1, B2, dan B6 (enzim untuk proses metabolisme, meningkatkan energi, dan memperbaiki mood)
Vitamin E yang terdapat pada daun
Cystine untuk imunitas dan kesehatan lambung
Mengandung 18 asam amino (8 asam amino esensial)
5 karotenoid, termasuk beta-carotene (7 mg) dan zeaxanthin, lutein, lycopene dan cryptoxanthin, alfa xanthophyll (Sumber Beta-karoten yang paling tinggi 26.000 and 8.000 IU). Zeaxanthin dan lutein untuk pencegahan kanker kulit dan memelihara mata yang berhubungan dengan Age Macular Degeneration (AMD).
59
Beta-cryptoxanthin yang menghambat kanker, stimulasi pertumbuhan tulang, menghambat glaukoma.
Zeaxanthin 7,4 - 200 mg (melindungi penglihatan mata). Beta-Sitosterol sebagai anti radang, menurunkan kolesterol, terapi disfungsi seksual dan hipertrofi prostat. Betaine (0.1%), untuk proteksi DNA, meningkatkan produksi Cholin oleh liver, Clams nervousness, meningkatkan memori, merangsang pertumbuhan masa otot, proteksi terhadap fatty liver, detoksifikasi liver. Essential fatty acids membentuk hormon untuk fungsi otak dan saraf. Linoleic acid Flavonoids sebagai antioksidan untuk proteksi membran sel. Solavetivone, sebagai anti-jamur dan antibakteri. Physalin, sebagai anti kanker, anti leukemia, Immune system booster, Fights leukemia dalam terapi hepatitis B. Sesquiterpenoids, merangsang produksi Growth hormone untuk perpanjangan umur.
Cyperone (a sesquiterpene) untuk terapi kanker rahim, bermanfaat untuk jantung dan tekanan darah, relieves menstrual discomfort, modulasi imunitas meningkatkan m RNA untuk IL-2 & TNF.
Bioaktif polisakarida, juga disebut proteoglycans, adalah famili dari kompleks karbohidrat yang terikat protein, dan dihasilkan oleh beberapa tanaman (Kuchel dkk., 2006). Terdapat 4 bioaktif polisakarida pada Goji berry yang disebut Lycium barbarum polysaccharide (LBP) yaitu LBP1, LBP2, LBP3
60
dan LBP4 yang telah terbukti sebagai glycokonjugasi, yang merupakan sumber gula yang penting seperti Rhamnose, Xylose, Glucose, Mannose, Arabinose, dan Galactose, yang penting untuk fungsi kekebalan tubuh yang sempurna dan komunikasi interselular, yang berfungsi untuk melawan serangan virus, bakteri, jamur, parasit yang ditular melalui tanah, mutasi sel, racun, polutan, dan lingkungan radikal bebas sehingga disebut sebagai ‘master molekul’ Goji berry (Mindell dan Handel, 2003).
Gambar 2.27 Cerebrosida (wikipedia.com)
Arabinosa
Galaktosa
61
Mannosa
Glukosa
Xylose Gambar 2.28 Jenis Polisakarida Goji berry (Hardjasasmita, 2009)
2.23 Manfaat Biopolisakarida Goji berry (Mindell dan Handel, 2003) 1) Menghambat pertumbuhan tumor. 2) Mencegah kanker. 3) Menetralisir efek samping dari kemoterapi dan radiasi. 4) Anti Hipertensi. 5) Anti Diabetes. 6) Melawan penyakit auto-imun. 7) Anti inflamasi. 8) Menyeimbangkan fungsi imunitas. 9) Menurunkan kolesterol dan lemak darah. 10) Meningkatkan absorpsi kalsium.
62
Tabel 2.4 Makronutrien Goji berry kering Makronutrisi
Nutrisi per 100 g
RDI (USDA)
Energi
370 kalori
Karbohidrat
67,7 g
130 g
Protein
11,7 g
46-56 g
Total Fat
8,2 g
20-35 g
Total Dietary Fiber
10,0 g
25-38 g
Sumber : (Gross dkk., 2006)
Tabel 2.5 Fatty Acids (Polyunsaturated) Goji berry Goji berry Seed oil
Nutrisi per 100 g
RDI (USDA)
Linoleic
67,8 g
14-17 g
α-Linolenic
3,4 g
1,1-1,6 g
Oleic
16,8 g
-
Palmitic
7,3 g
-
Stearic
3,2 g
-
Sumber : (Gross dkk., 2006)
63
Tabel 2.6 Mineral Goji Berry Mineral
Nutrisi per 100 gram
RDI (USDA)
Calsium
112 mg
1000 mg
Copper
2 mg
900 mcg
Iron
9 mg
8-18 mg
Magnesium
109 mg
320- 420 mg
Manganese
1 mg
2 mg
Phosphorus
178 mg
700 mg
Potassium
1132 mg
4,7 g
Sodium
150 mg
1,5 g
Zinc
2 mg
8-11 mg
Sumber : (Gross dkk., 2006)
Tabel 2.7 Vitamin Goji Berry Vitamin
Nutrisi per 100 g
RDI Adults (USDA)
Vitamin B1 (Thiamin)
0,153 mg
1,1 mg
Vitamin B2 (Riboflavin)
1,3 mg
1,2 mg
Vitamin B3 (Niacin)
4,3 mg
15 mg
Vitamin C
29 mg
75-90 mg
Vitamin E
Dalam daun
15 mg
Sumber : (Gross dkk., 2006)
64
Tabel 2.8 Monosakarida Goji berry/LBP Jenis Monosakarida
Nutrisi per 100 g
Arabinosa
18,8 g
Galaktosa
6,5 g
Glukosa
4,7 g
Xylosa
900 mg
Mannosa
900 mg
Rhamnitol
700 mg
Sumber : (Gross dkk., 2006)
Tabel 2.9 Karotenoid Goji berry Jenis Karotenoid
Nutrisi per 100 g
β-Karoten
7,4 mg
Zeaxanthin dipalmitat
161 mg
Free Zeaxanthin
1 mg
Total Zeaxanthin
162 mg
Lutein
0,6 mg
β-Cryptoxanthin
10 mg
Sumber : (Gross dkk., 2006)
Lebih dari 50% asam amino dalam Goji berry yang kaya alami adalah asam amino bebas atau asam amino yang larut dalam air, yang bisa langsung digunakan oleh tubuh.
65
Tabel 2.10 Asam amino Goji berry Jenis asam amino
Nutrisi per 100 g
RDI Adults (USDA)
Asam Aspartat
1951 mg
-
Asam Glutamat
1882 mg
-
Prolin
1442 mg
-
Arginin
864 mg
-
Threonin*
405 mg
27 mg
Serin
590 mg
-
Glisin
401 mg
-
Alanin
731 mg
-
Sistin
196 mg
25 mg
Valin*
392 mg
32 mg
Metionin*
92 mg
25 mg
Leusin*
543 mg
55 mg
Isoleusin*
319 mg
25 mg
Tyrosin
231 mg
47 mg
Fenialanin*
316 mg
47 mg
Lysin*
292 mg
-
Histidin
222 mg
18 mg
Tryptofan*
137 mg
7 mg
Sumber : (Gross dkk., 2006) Keterangan : Tanda * adalah asam amino esensial
66
Tabel 2.11 Trace Minerals Goji berry
Minerals Aluminum Barium Boron Lithium
Nutrisi per 100 g Present 0.01 mg 2 mg 200 mcg
Molybdenum Beryllium Titanium Strontium Vanadium Mercury Cadmium Cobalt Chromium Nickel Silver Tin Lead Arsenic Selenium Zirconium Niobium Lanthanum Yttrium
<80 mcg <30 mcg 10 mcg 80 mcg 4 mcg <0.07 ppm <50 mcg <20 mcg <0.05 ppm <3 mcg <0.05 ppm 20 mcg <0.05 ppm <0.10 ppm <0.05 ppm <10 mcg <10 mcg <20 mcg 20 mcg
Sumber : (Gross dkk., 2006)
2.24 Lethal Dose (LD 50) Goji berry aman untuk dikonsumsi, namun pernah dilaporkan terjadi perdarahan jika diberikan bersamaan dengan warfarin (Coumadin), dan sebaiknya konsultasi ke dokter sebelum mengkonsumsi Goji berry (Hoffmann, 2007). LD 50 : untuk mencit >8,32 gram /kgBB per injeksi subkutan (Potterat, 2011).
67
2.25 Kegunaan Goji berry Goji berry telah lama digunakan untuk mengobati berbagai macam penyakit sejak zaman Sheng Nung, herbalis China pertama yang hidup sekitar 2.800 SM. Goji berry dapat digunakan sebagai tonikum saja atau dicampur dengan herbal lain untuk mengatasi berbagai macam nyeri dan sakit, batuk produktif, pusing, kesehatan mata, vertigo, sakit kepala, infertilitas/impoten, kekurangan tenaga dan vitalitas, penguat hati dan ginjal, masalah paru-paru, kehilangan ingatan akibat stres dan kelelahan, simptom menopause, penyakit Parkinson dan tinnitus (Hoffman, 2007). 2.26 Goji berry sebagai Antioksidan 1) Hasil analisis Laboratorium Brunswick, USA (Gross dkk., 2006; Young dkk., 2006) menunjukkan bahwa Goji berry mengandung ORAC score tertinggi, yaitu 30.500 µmol TE/g di antara tanaman yang lain, dan berfungsi sebagai antioksidan reaktif yang dapat menetralisir radikal bebas dalam tubuh
untuk pencegahan kerusakan
oksidatif
yang
menyebabkan timbulnya berbagai macam penyakit degeneratif.
Gambar 2.29 ORAC Score Goji berry (purehealingfoods.com)
akan
68
2) Untuk mengetahui manfaat LBP (Lycium barbarum polysaccharides) sebagai antioksidan, para peneliti dari perusahaan Free Life International di Phoenix, Arizona, USA (Amagase dkk., 2006) melakukan uji coba terhadap 50 orang wanita sehat yang berusia (55-72) tahun, yang diberikan jus Goji berry sebanyak 120 ml per hari selama 30 hari dengan metode randomized,
double-blind,
placebo-controlled,
terjadi
peningkatan
antioksidan enzim SOD sebesar 8,4 %, GSH-Px sebesar 9,9 % dan penurunan MDA sebagai hasil peroksidasi lipid sebesar 8,7 %. 3) Untuk mengetahui kerusakan oksidatif pada sel reproduksi yang dapat mengakibatkan cacat kelahiran dan kematian dalam keturunannya, para peneliti di Hongkong University (Wang dkk., 2002) melakukan uji coba pada sekelompok tikus besar jantan yang testisnya ditenggelamkan di air panas (43˚C) selama 15 menit untuk menimbulkan kerusakan oksidatif, dan kerusakan DNA, kemudian diberikan pengobatan selama 14 hari dengan dosis Goji berry yang berbeda, yaitu 10, 50, 100 dan 200 mg per kgBB, lalu dianalisis kadar antioksidan SOD, kadar MDA, selain itu juga kadar Testosteron, Luteinizing Hormon (LH) dan Follicle Stimulating Hormon (FSH). Ternyata dengan dosis terendah 10 mg/kgBB yang paling efektif untuk perlindungan kesehatan. Hasilnya adalah sebagai berikut :
69
Tabel 2.12 Hasil Penelitian
SOD
MDA
Testosteron
LH
FSH
Normal animals
302
0.78
24.35
11.09
4.19
Heat-stressed only
206
2.78
16.09
8.71
2.92
387
1.11
27.05
12.60
4.71
Heat-stressed plus 10 mg/kg per day
Sumber : (Wang dkk., 2002
)
4) Peneliti dari Faculty of Preventive Medicine, Ningxia Medicine College, Yinchuan, China (Li dkk., 2002), melakukan uji coba terhadap 56 tikus yang mengalami stres oksidatif yang disebabkan oleh kekurangan oksigen (hypoxia) yang mirip dengan jika berada di tempat yang tinggi, lalu diberikan LBP selama 16 hari, terjadi peningkatan antioksidan enzim, SOD dan Catalase serta total anti-oxidative capacity. 5) Peneliti dari Institute of Medicinal Biotechnology, Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College, Beijing, China (Deng dkk., 2003) menyelidiki efek menghambat dan mekanisme Achyranthes bidentata polysaccharide (ABP) dan Lycium barbarum polysaccharide (LBP) pada glikasi nonenzym D-galaktosa dengan model tikus yang diinduksi penuaan terjadi penurunan kadar AGE (Advanced Glycation Endproducts), konsentrasi hydroxyprolin di kulit tikus, aktivitas motorik spontan dan peningkatan SOD, IL-2, eritrosit, limfosit, kemampuan belajar dan memori.
70
6) Peneliti dari Department of Nutrition & Food Hygiene, School of Public Health, Fudan University, Shanghai, China (Wu dkk., 2006) meneliti tentang efek Lycium barbarum polisaccharide (LBP) terhadap glukosa darah, stres oksidatif dan kerusakan DNA pada tikus non-insulin dependent diabetes mellitus (NIDDM), yaitu dengan pemberian LBP (10 mg/kg BB) per hari selama 4 minggu, terjadi penurunan kadar glukosa darah, malondialdehid (MDA), nitrogen oksida (NO) dan peningkatan superoxide dismutase (SOD) serta pengurangan kerusakan DNA. 7) Peneliti dari College of Public Health, Wuhan University, Wuhan, Hubei, China (Luo dkk., 2006) meneliti tentang manfaat LBP terhadap infertilitas pria pada model tikus jantan yang testisnya sengaja dirusak oleh paparan panas dengan suhu 43 °C, kerusakan DNA pada sel-sel testis tikus yang diinduksi oleh faktor kimia (H2O2), perilaku seksual dan fungsi reproduksi tikus jantan yang hemicastrated. Hasil penelitian menunjukkan bahwa LBP memberikan efek perlindungan terhadap kerusakan jaringan testis yang disebabkan oleh paparan panas, peningkatan aktivitas enzim superoksida dismutase (SOD), perbaikan fungsi reproduksi tikus jantan hemicastrated, seperti masa laten ereksi penis dipersingkat, dan masa ereksi diperpanjang, peningkatan sekresi hormon seksual sehingga kualitas dan kuantitas sperma meningkat. Hasil temuan ini mendukung anggapan masyarakat tentang buah Goji berry sebagai afrodisiak dan obat tradisional untuk infertilitas pria di China. 8) Peneliti dari Departement of Histology and Embryology, Ningxia Medical College, Yinchuan, China (Wang dkk., 2002) meneliti tentang manfaat LBP sebagai anti infertilitas. Namun, bahan-bahan aktif dan mekanisme yang mendasari aksi kesuburan dari LBP tetap tidak diketahui. Hasil
71
penelitian menyatakan bahwa LBP dapat menghambat kerusakan epitel seminiferus tikus yang diinduksi hipertermia, menunda apoptosis baik pada kondisi normotermik maupun hipertermik yang disebabkan oleh stres oksidatif. LBP merupakan inhibitor poten dari kedua reaksi, memberikan dasar ilmiah untuk penggunaan tradisional tanaman ini. 9) Peneliti dari School of Food Science and Technology of the XingJiang Agriculture University, Urumqili City, XinJiang, China (Li dkk., 2006) meneliti manfaat LBP sebagai antioksidan untuk anti penuaan yang disebabkan oleh meningkatnya kerusakan oksidatif yang menyebabkan gangguan fungsi fisiologis. Dengan sampel tikus tua, diberikan dosis LBP (200, 350 dan 500 mg/kgbb dalam garam fisiologis) per oral selama 30 hari, terjadi penurunan
peroksidasi lipid endogen, dan peningkatan
aktivitas antioksidan, sebagaimana dinilai oleh superoksida dismutase (SOD), katalase (CAT), glutation peroksidase (GSH Px-) dan kapasitas antioksidan total (TAOC), dan fungsi kekebalan tubuh. Kegiatan antioksidan
polisakarida Lycium barbarum dapat disetarakan dengan
antioksidan vitamin C. 2.27 Contoh Produk Goji berry
Jus Goji berry (gojiberry life.com)
Jus Goji berry (dacon-china.com)
72
Slimming pil Goji berry
Goji berry kering (tanaduk.com)
Minyak biji Goji berry
Snack bar Goji berry (detoxyyourworld.com)
Hand and Body Lotion (toleharm.info)
Cokelat Goji berry (innocentchocolate.com)
Sup ayam Goji berry (foodbuzz.com)
Eye cream (toleharm.info)
Teh Goji berry (squidoo.com)
Facial cream (toleharm.info)
Gambar 2.30 Berbagai produk Goji berry
