(PSLK) 2016, POTENSI SUMBER DAYA GENETIK APEL SEBAGAI BAHAN PANGAN FUNGSIONAL

Prosiding Seminar Nasional II Tahun 2016, Kerjasama Prodi Pendidikan Biologi FKIP dengan Pusat Studi Lingkungan dan Kependudukan (PSLK) Universitas Muhammadiyah Malang Malang, 26 Maret 2016

POTENSI SUMBER DAYA GENETIK APEL SEBAGAI BAHAN PANGAN FUNGSIONAL Genetic Resources Of Apple As Functional Food Ingredients Norry Eka Palupi1 dan Anis Andrini2 Balai Penelitian Tanaman Jeruk dan Buah Subtropika Jl. Raya Tlekung no. 1, Junrejo, Batu, Jatim. P.O Box 22 Batu (65301) email: [email protected]; [email protected]:[email protected]:[email protected] Abstrak Flavonoid merupakan senyawa metabolit sekunder yang sering di publikasikan sebagai senyawa penting yang baik untuk kesehatan dan berpotensi sebagai bahan pangan fungsional. Senyawa ini telah banyak di manfaatkan oleh berbagai macam bioindustri, kesehatan dan kosmetik. Beberapa aksesi dari buah apel di percaya mengandung senyawa bioaktif yang bermanfaat bagi manusia. Penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi senyawa bioaktif berupa flavonoid yang terdapat beberapa jenis aksesi apel sehingga dapat dijadikan sebagai dasar informasi untuk pengembangan penelitian selanjutnya. Aksesi apel diambil dari kebun plasma nutfah kebun Tlekung Balitjestro. Terdiri dari sembilan (9) aksesi apel yang di teliti diantaranya adalah K04, K21, K23, K29, K39, K42, K45, K52, dan K65 yang seluruhnya adalah kultivar apel yang mempunyai dasar kulit berwarna hijau/ kekuningan. Metode analisa yang digunakan adalah metode AlCl3 dengan quercetin sebagai standard. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat kandungan senyawa total flavonoid pada sembilan aksesi apel ditunjukkan dengan variasi warna setelah di reaksikan dengan reagen yaitu dari kuning pucat hingga kuning pekat atau kuning kemerahan. Sedangkan secara kuantitatif diperoleh data yang variatif pula dimana aksesi apel K29 memiliki jumlah total flavonoid tertinggi yaitu sebesar 0,514 mg/g QE BB, selanjutnya adalah aksesi K04 dan K23. Sedangkan yang terendah adalah K52 yaitu 6 kali lebih kecil dibandingkan K29 sebesar 0,085 mg/g QE BB, selanjutnya adalah K42 dan K45. Berdasarkan karakterisasinya total flavonoid buah apel yang memiliki warna kulit hijau lebih tinggi daripada apel yang memiliki warna kulit merah. Kata kunci: Total Flavonoid, Apel, Bioaktif, Plasma Nutfah, Bahan Pangan Fungsional Abstract Flavonoids are secondary metabolites that are often published as important compounds which are good for health and potential as a functional food ingredient. This compound has been widely utilized by a wide variety of bioindustry, health and cosmetics. Some accession of apples in believing contain bioactive compounds that are beneficial to humans. This study aims to explore bioactive compounds such as flavonoids that there are several types of apples accession so that it can serve as an information base for the development of further research. Accession apple germplasm is taken from the Balitjestro Tlekung gardens. Consists of nine (9) accession Apples are include K04, K21, K23, K29, K39, K42, K45, K52, and K65, all of which are apple cultivars that have colored green / a yellowish peels basic. The analytical methods used are AlCl3 method with quercetin as standard. The results showed that there were total flavonoid compounds in the nine accession apples are shown with color variations after the reaction with a reagent that is, from pale yellow to dark yellow or reddish yellow. While quantitative data obtained varied K29 also where accession apples have the highest amount of total flavonoids in the amount of 0.514 mg /g QE BB, the next is the accession K04 and K23. Whereas the lowest was K52 is 6 times smaller than K29 amounted to 0,085 mg/g QE BB, the next is K42 and 479


K45. Based on the characterization of apple total flavonoids green peel apples are higher than red peel apples. Keywords: Flavonoids, Apples, Bioactive, Germplasm, Functional Food Ingredients PENDAHULUAN Produk hortikultura khususnya buah-buahan dan sayuran memiliki senyawa biologi aktif yang baik untuk kesehatan. Penelitian menunjukkan bahwa terdapat komponen biologi aktif yang berbasis bahan pangan khususnya mengandung fitokimia yang mempunyai peranan penting dalam memodulasi perkembangan beberapa penyakit seperti, kanker, kardiovaskular, diabetes, alzheimer dan penyakit degeneratif lain (Hyson, D.A., 2011). Metabolit sekunder pada tanaman telah diteliti sebagai senyawa fitokimia. Pada awalnya diklasifikasikan sebagai produk sisa atau buangan, senyawa ini baru-baru saja diteliti secara ekstensif oleh ahli ekologi dan ahli farmakologi, dan banyak lagi fungsi biologi kompleks yang telah ditemukan (Li et al., 2010). Senyawa flavonoid adalah salah satu senyawa metabolit sekunder yang merupakan bagian terbesar dari senyawa polyfenol dan telah banyak di teliti sebagai senyawa yang memiliki manfaat bagi kesehatan. Senyawa ini sering dijumpai pada berbagai macam buah dan sayuran. Telah diketahui bahwa polyfenol merupakan senyawa metabolit sekunder terbesar dan diidentifikasi mempunyai potensi antioksidan (Bouyed, J.,2010), dimana komponen polyfenol mampu melawan stres oxidatif pada darah tikus percobaan (Bouyed, J., et al., 2009). Secara kimianya senyawa flavonoid masih di bagi menjadi beberapa sub famili yaitu senyawa flavonols, flavones, flavanones, anthocyanidins, chalcones dan dihydrocalcones (Gaucher, M., et al., 2013). Flavonoid yang berperan dalam pewarnaan pigmen tanaman antara lain merah, ungu, kuning dan biru. Komposisi molekul kimianya berupa molekul aromatik yang berasal dari Phe dan malonyl-koenzyme A (CoA: melalui jalur asam lemak) (Winkel,BShirley, 2001). Beberapa penelitian juga menunjukkan bahwa pada buah-buahan mengandung komponen bioaktif yaitu flavonoid, kumarin, karotenoid, dan limonoid yang memiliki manfaat kesehatan (Russo, D., et al., 2012; Milella, L, et al., 2011). Khususnya buah apel senyawa fenolik terdiri dari flavonols, anthocyaninc, asam fenolat, dan dihydrocalcones ( Chen, et al., 2012; Zhang, M., et al., 2016). Apel adalah salah satu tanaman subtropis yang di gemari oleh masyarakat. Umumnya apel dikonsumsi mentah atau segar, bahkan untuk usaha kuliner apel banyak diolah sebagai makanan , minuman, dan makanan ringan. Buah apel juga bagian dari pola diet harian dimana jika apel dikonsumsi selama 10 minggu atau 2 hingga 3 bulan maka akan terjadi penurunan berat badan sebesar 1,32 kg karena jumlah kalori yang terkandung dalam buah apel sebesar 2401±389 kcal (Hyson, D.A., 2011). Dilihat dari segi kesehatan apel mengandung senyawa flavonoid, menurut penelitian senyawa flavonoid pada kulit apel memiliki sifat antihipertensive (Balasuriya, N and Rupasinghe, H.P.V., 2012). Bahkan dibandingkan daging buahnya yang terlihat segar, flavonoid yang terdapat pada kulit apel aktivitas oksidannya enam kali lebih tinggi (He,X and Liu, R.H., 2008). Informasi bioaktif pada bahan pangan fungsional khususnya produk hortikultura sangat terbatas pada aksesi tertentu saja. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi senyawa bioaktif berupa flavonoid yang terdapat pada beberapa jenis 480


aksesi apel sebagai sumber daya genetik,sehingga dapat dijadikan sebagai dasar informasi untuk pengembangan penelitian selanjutnya. METODE PENELITIAN Penelitian dilakukan di laboratorium Balitjestro – Tlekung, Batu dan Penentuan kandungan flavonoid menggunakan metode AlCl3 (Lamaison and Carnet, 1990) dengan bahan 9 aksesi Apel dari koleksi sumber daya genetik di KP Tlekung Balitjestro. Aksesi apel yang digunakan seluruhnya adalah kultivar yang memiliki warna dasar kulit buah berwarna hijau/ kekuningan. Kultivar tersebut antara lain K04 (Gravestainer), K21 (Royal red), K23 (Manalagi), K29 (PN I), K39 (Koko), K42 (Rome beauty bedali), K45 (Anna), K52 (Sweet Caroline), dan K65 (SK I). Analisis dilakukan di Laboratorium Terpadu Center for Development of Advanced (CDAST) Universitas Jember, Jember. Analisis terdiri atas 2 tahap yaitu ekstraksi buah dan analisis total flavonoid. Sebanyak 50 gr buah apel (whole apple) di haluskan dengan menggunakan alat juicer, dan dilakukan sentrifugasi dengan kecepatan 5000 rpm selama 10 menit dengan suhu 20oC untuk mengambil supernatannya. Hasil supernatan dilakukan pengujian total flavonoid. 10 µl dilarutkan pada 400 µl aquabidest (deionized water). Setelah itu ditambahkan 30 µl 5% NaNO2, didiamkan selama 5 menit, lalu ditambahkan 30 µl 10% AlCl3. Larutkan kembali didiamkan selama 6 menit. Setelah 6 menit tambahkan 200 µl 1N NaOH, dengan diikuti penambahan 240 µl aquabidest (deionized water). Absorbansi dari larutan tersebut diukur dengan menggunakan spektrofotometer U-2900 dengan panjang gelombang 415 nm. HASIL DAN PEMBAHASAN Bioaktif yang terdapat dalam tanaman atau bahan pangan dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan bioindustri, kesehatan, biopestisida, dan kosmetik. Hasil penelitian secara kualitatif pada sembilan aksesi apel menunjukkan adanya variasi perbedaan warna ekstraksi pada masing-masing aksesi (Gambar 1.). Diduga terdapat senyawa bioaktif metabolit sekunder berupa komponen polyphenol yang nampak pada ekstraksi bahan. Sebelumnya telah diteliti bahwa pada buah apel terdapat komponen flavonoid yang teridentifikasi sebagai bioaktif (Boyer, J and Liu, R.H., 2004). Selanjutnya Hyson, D.A (2011) dalam reviewnya menjelaskan bahwa buah apel dan produknya mengandung fitokimia yang baik untuk kesehatan terutama senyawa metabolit sekunder berupa flavonoid. Flavonoid pada buah apel salah satunya berupa dihydrochalcones yang di identifikasi memiliki sifat antioksidan, antimikrobia dan secara biokimia senyawa ini mampu membuat pohon apel melawan lingkungan dalam kondisi stres biotik dan abiotik (Gaucher, M., et al.,2013) Reaksi ekstraksi dengan reagen untuk menentukan kandungan senyawa flavonoid telah di ketahui adanya perbedaan antara kontrol dengan sampel apel (Gambar 2.). Bahan ekstraksi pada masing-masing aksesi mengalami perubahan warna yang berbeda-beda dari warna kuning pucat hingga kuning pekat atau kuning kemerahan yang menunjukkan adanya senyawa flavonoid yang teridentifikasi dalam bahan. Reaksinya berdasarkan pada pembentukan kompleks gugus catechol flavonoid dengan NaNO2-logam AluminiumNaOH. Kompleks tersebut membentuk struktur senyawa quinone yang memiliki warna 481


kuning atau orange hingga merah sehingga dapat ditentukan panjang gelombangnya dengan menggunakan spectrophotometer (Gambar 3.)(Zhu, H.,et al. 2009).

K04

K21

K23

K29

K39

K42

K45

K52

K65

Gambar 1. Hasil ekstraksi kasar 9 aksesi apel

K04

K21

K23

K29

K39

K42

K45

K52

K65

Kontrol

Gambar 2. Hasil reaksi sampel dengan reagen

Gambar 1. Reaksi pewarnaan flavonoid dan system chromogenic (Zhu, H.,et al. 2009) Data kuantitatif flavonoid pada sembilan aksesi apel ditampilkan pada gambar grafik dibawah, dimana diperoleh variasi data kandungan total flavonoidnya. Aksesi apel K29 memiliki jumlah total flavonoid tertinggi yaitu sebesar 0,514 mg/g QE BB, selanjutnya adalah aksesi K04 dan K23. Sedangkan yang terendah adalah K52 yaitu 6 kali lebih kecil dibandingkan K29 sebesar 0,085 mg/g QE BB, selanjutnya adalah K42 dan K45 (Gambar 4.). Total flavonoid apel memiliki variasi di setiap aksesinya, data kuantatif total flavonoid dan fenolik telah diobservasi pada aksesi tertentu pada metode ektraksi yang berbeda dengan kisaran total flavonoid apel 3,97 - 182,22 mg/100g BK sedangkan total fenoliknya berkisar antara 172.91–1556.99 mg GAE/100 g BK (Stojiljković, D., et al. 2015). Pada varietas tertentu yaitu apel Limoncella terdapat perbedaan total flavonoid pada daging buah dan kulit apel, dimana flavonoid kulit apel sebesar 47,8 mg/100 g QE BB dan pada dagingnya hanya sebesar 16,0 mg QE/ 100 g BB (D‘Abrosca, B., et al., 2007). 482


Gambar 4. Kandungan senyawa flavonoid pada 9 aksesi apel Berdasarkan karakterisasi buah apel aksesi K29 merupakan varietas princess nobel I yang kulit buahnya berwarna hijau dengan bentuk buah globose (membulat), K04 adalah varietas gravestneir warna kulit buah hijau kemerahan dengan bentuk buah flat globose, K23 adalah varietas manalagi warna kulit buah hijau kekuningan dengan bentuk buah flat globose (Gambar 5.). Sedangkan aksesi K52 adalah varietas sweet caroline dimana warna kulit buahnya berwarna merah kekuningan dengan warna dasar kulit kuning dan bentuk buahnya flat globose, K42 adalah varietas rome beauty warna kulit buah merah kehijauan dengan bentuk buah flat globose, K45 adalah varietas Anna warna kulit merah kekuningan dengan bentuk buah long conical (Gambar 6.) (Balitjestro, 2009). Secara visual terlihat bahwa senyawa flavonoid pada buah apel dengan kulit yang berwarna merah justru lebih kecil dibandingkan apel dengan kulit yang berwarna hijau. Namun hal ini belum bisa di jadikan kesimpulan karena daging apel dan kulit apel kandungan flavonoidnya jelaslah berbeda. Beberapa faktor dapat dijadikan alasan mengapa senyawa bioaktif pada kulit apel lebih tinggi dibandingkan daging buahnya, faktor tersebut adalah paparan sinar matahari, genetik, lingkungan, bahkan perlakuan hormonal.

483


Penelitian tentang perbedaan kandungan fenolik dan flavonoid kulit apel dan daging buah apel telah diteliti, diketahui bahwa senyawa bioaktif tersebut lebih besar pada kulit apel dibandingkan dagingnya. Hal ini disebabkan oleh paparan sinar matahari pada kulit apel yang mampu menginisiasi terbentuknya senyawa tersebut (D‘Abrosca, B., et al., 2007). Penelitian yang sama juga di sampaikan oleh Meng, R., et al (2015), bahwa pada apel kultivar berwarna hijau mampu menginisiasi warna merahnya sendiri dengan perlakuan pembungkusan, dimana apel hijau yang tidak dibungkus akan berwarna hijau seperti warna dasarnya, namun setelah dibungkus selama 8 hari dan diinisiasi oleh cahaya akumulasi flavonoid mulai meningkat tajam (Gambar 8.). kemampuan menghambat LDL pada buah apel yang di jus seluruhnya (whole apple) dengan kulit apel saja memiliki aktivitas menghambat yang sama dibandingkan hanya daging buahnya saja tanpa kulit (Pierson, D., et al., 1999; Boyer, J and Liu, R.H., 2004). Perlakuan hormonal berupa pemberian ethylene pada kulit apel juga dapat menginduksi akumulasi senyawa anthocyanin namun tidak menginduksi komponen flavonoid lainnya ( Awad, M.A and Jager, A.D., 2002). Selanjutnya faktor genetik juga berperan dalam sintesis senyawa anthosianin. Dimana aktivitas enzim chalcone isomerase (MdCHI) dan UDP-glycose:flavonoid-3-O-glycosyltransferase (MdUFGT) pada apel yang berwarna hijau lebih sedikit dibandingkan pada varietas apel yang berwarna merah (Takos, A.M., et al., 2006). Penelitian ini juga diperkuat oleh penelitian Wang, X., et al (2015) bahwa meskipun beberapa varietas apel merah memiliki total fenolik dan flavonoid lebih tinggi di bandingkan apel hijau, namun ada varietas apel hijau tertentu yang memiliki total flavonoid yang lebih tinggi dibandingkan apel merah.

PENUTUP Kesimpulan Dari hasil penelitian telah di simpulkan bahwa terdapat kandungan senyawa flavonoid pada sembilan aksesi apel ditunjukkan dengan variasi warna setelah di reaksikan dengan reagen yaitu dari kuning pucat hingga kuning pekat atau kuning kemerahan. Sedangkan secara kuantitatif diperoleh data yang variatif pula dimana aksesi apel K29 memiliki jumlah total flavonoid tertinggi yaitu sebesar 0,514 mg/g QE BB, selanjutnya adalah aksesi K04 dan K23. Sedangkan yang terendah adalah K52 yaitu 6 kali lebih kecil dibandingkan K29 sebesar 0,085 mg/g QE BB, selanjutnya adalah K42 dan K45. Berdasarkan karakterisasinya total flavonoid buah apel yang memiliki warna kulit hijau lebih tinggi daripada apel yang memiliki warna kulit merah.

484


Saran Hasil penelitian ini diharapkan ada penelitian lanjutan yaitu membandingkan total flavonoid daging dan kulit apel sekaligus identifikasi gen penanda metabolit sekunder yang mengontrol biosintesis bioaktif dalam buah apel. Selanjutnya diharapkan tahap pengujian aktivitas senyawa bioaktifnya sehingga mampu memberikan kontribusi kepada masyarakat untuk di pergunakan dalam skala bioindustri, kesehatan, biopestisida, dan kosmetik. DAFTAR PUSTAKA Awad, M.A and Jager, A.D., 2002., Formation of Flavonoid, Especially Anthocyanin and Chlorogenic Acid in ‗Jonagold‘ Apple Skin: Influences of Growth Regulators and Fruit Maturity., Scientia Horticulturae 93; 257-266. Balitjestro, 2009., Data Base Plasma Nutfah Apel., Balitjestro. Balasuriya, N And Rupasinghe, H.P.V., 2012., Antihypertensive Properties Of FlavonoidRich Apple Peel Extract., Food Chemistry 135 : 2320–2325. Bouayed, J. 2010. Polyphenols: A potential new strategy for the prevention and treatment of anxiety and depression. Current Nutrition & Food Science, 6, 13–18. Bouayed, J., Rammal, H., Dicko, A., Younos, C., & Soulimani, R., 2009.,The antioxidant effect of plums and polyphenolic compounds against H2O2-induced oxidative stress in mouse blood granulocytes. Journal of Medicinal Food, 12; 861–868. Boyer, J And Liu, R.H., 2004., Apple Phytochemicals And Their Health Benefits (Review)., Nutrition Journal., Vol.3: 1-15. Chen, C.S., Zhang, D., Wang, Y.Q., Li, P.M., And Ma, F.W., 2012. Effects Of Fruit Bagging Onthe Contents Of Phenolic Compounds In The Peel And Flesh Of Golden Delicious, Red Delicious, And Royal Gala Apples. Sci. Hortic. 142; 68–73. D‘Abrosca, B., Pacifico, S., Cefarelli, G., Mastellone, C., and Fiorentino, A., 2007., ‗Limoncella‘ Apple, An Italian Apple Cultivar: Phenolic And Flavonoid Contents And Antioxidant Activity., Food Chemistry 104 : 1333–1337 Gaucher, M., De Bernonville, T.D., Lohou, D., Guyot, S., Guillemette, T., Marie-Noelle, B., And Dat, J.F., 2013., Histolocalization And Physico-Chemical Characterization Of Dihydrochalcones: Insight Into The Role Of Apple Major Flavonoids., Phytochemistry 90; 78–89. He, X., And Liu, R. H., 2008.,Phytochemicals Of Apple Peels: Isolation, Structure Elucidation, And Their Antiproliferative And Antioxidant Activities., Journal Of Agricultural And Food Chemistry, 56; 9905–9910. Hyson, D.A., 2011., A Comprehensive Review Of Apples And Apple Components And Their Relationship To Human Health (Review)., American Society For Nutrition. Adv. Nutr. 2: 408–420. Lamaison, J.L.C. and A. Carnet. 1990. Teneurs En Principaux Flavonoids Des Fleurs De Crataegeus Monogyna Jacq Et De Crataegeus Laevigata (Poiret D. C) En Fonction De La Vegetation. Pharm. Acta. Helv. 65:315-320. Li, Z., Wang.Q., Ruan. X., Pan,C., Jiang,D., 2010., Phenolics and Plant Allelopathy., Molecules., ISSN 1420-3049., 8933-8952. 485


Meng, R., Qu, D., Liu, Y., Gao, Z., Yang, H., Shi, X., And Zhao, Z., 2015., Anthocyanin Accumulation And Related Gene Family Expression In Theskin Of Dark-Grown Red And Non-Red Apples (Malus Domestica Borkh.)In Response To Sunlight., Scientia Horticulturae 189 ; 66–73. Milella, L., Caruso, M., Galgano, F., Favati, F., Padula, M.C., and Martelli, G., 2011., Role of the Cultivar in Choosing Clementine Fruits with a High Level of HealthPromoting compounds., Journal of Agriculture and Food chemistry 59(10): 5293-8. Pearson D, Tan C, German B, Davis P, and Gershwin M, 1999., Apple Juice Inhibits Low Density Lipoprotein Oxidation. Life Sci, 64: 1919-1920. Russo D., Bonomo M.G., Salzano G., Martelli G., and Milella L.., 2012., Nutraceutical properties of Citrus clementina juice.,PharmacologyOnLine, vol.1; 84 – 93. Stojiljković, D., Arsić, I., And Tadić, V., 2106., Extracts Of Wild Apple Fruit (Malus Sylvestris (L.) Mill., Rosaceae) As A Source Of Antioxidant Substances For Use In Production Of Nutraceuticals And Cosmeceuticals., Elsevier . Industrial Crops And Products, Volume 80, February 2016: 165–176 Takos, A.M., Ubi, B.E., Robinson, S.P., And Walker, A.R., 2006., Condensed Tannin Biosynthesis Genes Are Regulated Separatelyfrom Other Flavonoid Biosynthesis Genes In Apple Fruit Skin., Plant Science 170 ; 487–499. Wang, X., Li, C., Liang, D., Zou, Y., Li, P and Ma, F., 2015., Phenolic Compounds And Antioxidant Activity In Red-Fleshed Apples., Journal Of Functional Foods 18 ;1086–1094 Winkel, B-Shirley., 2001., Flavonoid Biosynthesis. A Colorful Model for Genetics, Biochemistry, Cell Biology, and Biotechnology., Plant Physiology, Vol. 126; 485– 493. Van Der Sluis, A.A., Dekker, M., And Jongen, W.M.F., 1997., Flavonoids As Bioactive Components In Apple Products., Cancer Letters, Volume 114, Issues 1–2, 19 March 1997, Pages 107-108 Zhang, M., Zhang, G., You, Y., Yang, C., Li, P., and Ma, F., 2016., Effects Of Relative Air Humidity On The Phenolic Compounds Contentsand Coloration In The ‗Fuji‘ Apple (Malus Domestica Borkh.) Peel., Scientia Horticulturae 201 ; 18–23. Zhu, H., Wang, Y.Z., Liu, Y.X. and Xia, Y.L. 2009. Analysis of flavonoids in Portulaca oleracea L. by UV-Vis spectrophotometry with comparative study on different extraction technologies. In Food Analytical Methods. Springer Science. 3: 90-97

486

(PSLK) 2016, POTENSI SUMBER DAYA GENETIK APEL SEBAGAI BAHAN PANGAN FUNGSIONAL

Recommend Documents