REVIEW : GAMMA ORYZANOL POTENSI TERSEMBUNYI DALAM PRODUK SAMPING PADI Bram Kusbiantoro dan Ami Teja Rakhmi Balai Besar Penelitian Tanaman Padi, Sukamandi ABSTRAK Proses penggilingan dan penumbukan gabah padi menghasilkan produk samping berupa bekatul. Sejauh ini bekatul belum dimanfaatkan secara optimal, padahal bekatul memiliki nilai gizi yang sangat baik, salah satunya adalah tingginya kandungan gamma oryzanol. Oryzanol tersusun dari campuran ester sterol asam ferulat dan alkohol triterpen, serta merupakan antioksidan yang hanya terdapat pada bekatul. Oryzanol sangat efektif dalam mencegah oksidasi dan radikal bebas, serta dilaporkan dapat juga berfungsi menurunkan kadar kolesterol darah. Oryzanol dapat dimanfaatkan secara optimal menjadi berbagai produk pangan, namun sampai saat ini penelitian dan pemanfaatan oryzanol dari bekatul masih terbatas. Tulisan ini membahas beberapa hasil penelitian mengenai oryzanol, terutama gamma oryzanol, dan diharapkan dapat memberikan informasi yang bermanfaat mengenai karakteristik dan sifat penting oryzanol, metode pengolahan dan ekstraksi, serta pemanfaatan oryzanol menjadi suatu produk yang bernilai guna tinggi dalam rangka meningkatkan kemandirian dan ketahanan pangan. Kata kunci : Oryzanol, Bekatul, Ekstraksi PENDAHULUAN Proses penggilingan gabah menjadi beras siap konsumsi menghasilkan produk samping antara lain bekatul, sekam, menir, dan beras pecah. Umumnya, bekatul yang dihasilkan dari penggilingan padi adalah sebanyak 8-12%, sehingga mengacu pada produksi tahun 2010 yaitu 66,5 juta ton, maka akan dihasilkan bekatul sebanyk 5,3 juta sampai 7,9 juta ton. Ini merupakan jumlah yang sangat potensial untuk dapat dimanfaatkan secara lebih optimal Sampai saat ini pemanfaatan bekatul masih terbatas, biasanya diolah menjadi minuman, minyak bekatul (Rice Bran Oil), atau hanya sebagai pakan ternak, padahal sebenarnya bekatul memiliki kandungan gizi yang sangat baik. Bekatul kaya akan vitamin (vitamin B kompleks, terutama B15; dan vitamin E), protein, mineral, lemak, serat, kalsium, asam amino esensial, juga mengandung asam penolik seperti asam ferulat dan diferulat, yang tidak terdapat secara signifikan dalam komoditas buah dan sayur (Adom dan Liu 2002). Selain itu, salah satu komponen paling penting dalam bekatul adalah kandungan antioksidan alami oryzanol. Oryzanol adalah antioksidan yang hanya terdapat pada bekatul, sangat kuat dalam mencegah oksidasi, dan lebih efektif mencegah radikal bebas dibanding vitamin E (Hadipernata, 2007). Sampai saat ini penelitian mengenai gamma oryzanol, terutama dari bekatul beras asli Indonesia masih terbatas. Tulisan ini membahas beberapa
165
hasil penelitian mengenai gamma oryzanol dan diharapkan dapat memberikan informasi yang bermanfaat mengenai karakteristik dan sifat penting oryzanol, metode pengolahan dan ekstraksi, serta pemanfaatan oryzanol menjadi suatu produk yang bernilai guna tinggi, untuk diaplikasikan pada penelitian yang lebih lanjut, terutama pada komoditas beras asli Indonesia, baik lokal maupun varietas unggul baru (VUB), sehingga dapat memberikan hasil yang lebih optimal. KARAKTERISTIK GAMMA ORYZANOL Bekatul mengandung senyawa fitokimia dalam jumlah yang tinggi. Senyawa ini mempunyi aktivitas sebagai antioksidan alami, terutama alpa, beta, gamma, delta tokoferol dan tokotrienol, serta fraksi oryzanol (Shin dan Godber 1994; Xu dan Godber 1999). Gamma oryzanol merupakan campuran ester asam firulat dan alkohol triterpene, terdapat sebanyak 1-2% dalam minyak bekatul, dan berfungsi sebagai antioksidan alami. Pada mulanya gamma oryzanol diduga merupakan komponen tunggal, namun pada akhirnya diketahui diketahui gamma oryzanol mempunyai tiga komponen utama, yaitu Cycloartenyl ferulet, 24methylene cycloartenyl ferulat, dan campesteryl ferulate (Patel dan Naik 2004). Ketiga komponen ini terdapat dalam jumlah 80% (Xu dan Godber 2001).
Cycloartenyl ferulate
24-methylene cycloartenyl ferulat
Campesteryl ferulate Gambar 1. Struktur Cycloartenyl ferulet, 24-methylene cycloartenyl ferulat, dan Campesteryl ferulate Kandungan gamma oryzanol pada bekatul jumlahnya 10 sampai 20 kali lebih banyak dibandingkan total kandungan tokoferol dan tokotrienol (Bergman dan Xu 2003 dalam Chen dan Bergman 2005). Penelitian mengenai komposisi gamma oryzanol juga telah dilakukan oleh Butsat dan Siriamornpun (2010) pada
166
beras KDML 105. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sumber gamma oryzanol terbesar adalah bekatul, diikuti oleh beras pecah kulit, beras giling, dan sekam. Kandungan gamma oryzanol pada satu jenis bekatul dari padi tidak bisa menjadi acuan yang mutlak, karena menurut penelitian Chen dan Bergman (2005) kandungan gamma oryzanol pada masing-masing varietas akan berbeda. Butsat dan Siriamornpun (2010) menyatakan bahwa kandungan gamma oryzanol pada padi dipengaruhi oleh varietas dan kondisi tempat tumbuh, karena komponen antioksidan akan memberikan respon yang berbeda terhadap perubahan lingkungan. Dilihat dari fakta ini, maka terdapat peluang bagi para breeder untuk dapat merakit varietas padi yang kaya akan gamma oryzanol. EKSTRAKSI GAMMA ORYZANOL Ekstraksi dari bekatul Beberapa metode ekstraksi telah dilakukan untuk mengekstrak gamma oryzanol dari bekatul secara optimal, di antaranya liquid phase extraction, solid phase extraction (SPE), supercritical fluid extraction, dan ekstraksi langsung menggunakan pelarut. Dari keempat metode tersebut, ekstraksi secara langsung menggunakan pelarut adalah metode yang paling sering digunakan. Jenis pelarut yang digunakan beragam, di antaranya heksan, etanol, metanol, dan alkohol rantai pendek seperti isopropanol. Xu dan Godber (2000) menyatakan pelarut isopropanol atau campuran isopropanol dan heksan (1:1) akan mengekstrak gamma oryzanol lebih efektif dibanding penggunan heksan sebagai pelarut tunggal. Ekstraksi selama 45-60 menit pada suhu 600C memberikan hasil tertinggi dibanding pelarut lainnya, yaitu 1,68 mg/g bekatul. Namun ekstraksi dengan SPE pada kondisi 680 atm, suhu 500C selama 25 menit, akan menghasilkan ekstrak 4 kali lebih banyak. Ekstraksi RBO dari bekatul dengan menggunakan isopropanol memberikan hasil yang lebih baik dibanding dengan menggunakan heksan, selain itu minyak yang dihasilkannya akan memiliki kandungan vitamin B yang lebih tinggi (Weicheng et al., 1996). Chen dan Bergman (2005) melaporkan bahwa ekstraksi bekatul menggunkan pelarut methanol dengan perbandingan bekatul : methanol (1:6) dapat mengekstrak 92102% senyawa fitokimia yang menjadi sasaran. Ekstraksi dari minyak bekatul Minyak bekatul (RBO) diperoleh dengan cara melakukan pemurnian, baik secara fisik maupun kimiawi, terhadap minyak bekatul mentah (Crude Rice Bran Oil). Minyak bekatul mentah mengandung 1,5-2,9% oryzanol, dan selama proses pemurnian secara kimiawi, kandungan gamma oryzanol mengalami penurunan, dimana proses degumming, dewaxing, dan perlakukan alkali secara berturutturut akan menghilangkan 1.1%, 5.9%, dan 93-94.6% gamma oryzanol (Khrisna et al., 2001). Oryzanol yang hilang selama proses pemurnian akan berpindah ke dalam sabun (soap stock) yang merupakan hasil samping proses pemurnian. Kadar oryzanol pada soap stock dilaporkan sebanyak 6,3-6,9% (Patel dan Naik 2004). Kandungan oryzanol pada RBO hasil pemurnian fisik akan lebih tinggi
167
dibandingkan hasil pemurnian kimiawi, karena tidak ada sabun yang terbentuk sebagai hasil samping, sehingga 85-90% kandungan oryzanol tetap dapat dipertahankan. Ekstraksi gamma oryzanol dari minyak bekatul (RBO) dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu: (1) Mendestilasi minyak pada temperatur rendah. Residu yang diperoleh kemudian diekstrak dengan larutan hydrosol dan dialkalinisasi dibawah 0,5 N. Ekstrak yang diperoleh dinetralkan dengan asam organik sampai pH 6 (Patel dan Naik 2004). (2) Menghidrolisis minyak bekatul dengan HCl encer dan merefluks residunya dengan campuran NaOH dalam metanol. Hasil penyabunan kemudian di treatment dengan metanol dan disaring. Filtrat yang dihasilkan kemudian dinetralkan, sementara metanol di evaporasi. Residu yang terbentuk di treatment dengan HCl encer, dilarutkan dalam dietil eter, dan dihilangkan asam lemaknya dengan disodium trioxide. Setelah dicuci dengan air, larutan di evaporasi untuk menghasilkan residu yang mengandung oryzanol. MANFAAT GAMMA ORYZANOL BAGI KESEHATAN Gamma oryzanol mempunyai manfaat yang sangat tinggi bagi kesehatan. Gamma oryzanol dapat menurunkan kadar kolesterol darah, mempunyai akivitas anti-imflamatori, serta dapat menghambat oksidasi kolesterol (Rong et al. 1997; Akihisa et al. 2000). Gamma oryzanol juga terbukti dapat meningkatkan massa otot, memiliki aktivitas anti karsinogrnik, menurunkan serum TSH, mengobati hiperlipidemia, dan merupakan nutirisi penting untuk mencegah proses penuaan kulit (Patel dan Naik 2004). Kemampuan gamma oryzanol dalam menurunkan kadar kolesterol darah terlihat dari menurunnya secara signifikan kadar total kolesterol, beta lipoprotein, dan LDL seseorang yang mengkonsumsi nasi yang telah diberi ekstrak beras pecah kulit yang mengandung inositol, gamma amino butyric acid (GABA), dan gamma oryzanol (Moriyama et al., 2002). Rong et al. (1997) menyatakan oryzanol dapat menurunkan kadar kolesterol darah sebanyak 28% dan kolesterol non HDL sebanyak 25%. Oryzanol baik dikonsumsi bersama makanan untuk memungkinkan terjadinya interaksi antara sterol dengan kolesterol. Oryzanol juga dapat berperan sebagai anti stress, dan penurunan level stress terlihat pada konsumsi oryzanol yang cukup rendah (Jones 1997 dalam Kailaku 2008). Gamma oryzanol mempunyai aktivitas yang tinggi sebagai antioksidan, bahkan empat kali lebih efektif menghentikan oksidasi dalam jaringan tubuh dibanding vitamin E (Hiramitsu dan Armstrong 1991 dalam Patel dan Naik 2004). Hal ini disebabkan karena gamma oryzanol mengandung asam ferulat yang merupakan antioksidan asam penolik. Ketiga komponen utama gamma oryzanol mempunyai aktivitas antioksidan lebih tinggi dibanding empat komponen vitamin E (alfa dan gamma tokoferol serta alfa dan gamma tokotrienol). Menurut Xu et al. (2001), komponen gamma oryzanol yang mempunyai aktivitas antioksidan paling tinggi adalah 24-methylene cycloartenyl ferulat.
168
APLIKASI ORYZANOL DALAM BIDANG PANGAN Gamma oryzanol dapat dimanfaatkan secara lebih luas, terutama untuk bidang pangan dan farmasi. Budiyanto et al. (2008) menyatakan bahwa minyak bekatul yang mengandung gamma oryzanol banyak dimanfaatkan sebagai suplemen kesehatan. Gamma oryzanol dari bekatul dapat diolah menjadi suplemen dalam bentuk kapsul. Minyak bekatul yang mengandung gamma oryzanol mempunyai aroma yang tidak tajam, sehingga sesuai untuk digunakan pada pembuatan salad, juga mempunyai titik asap yang tinggi (475 F) sehingga lebih baik digunakn untuk memasak dibanding minyak pangan lain. Pemanfaatan gamma oryzanol sebagai antioksidan pangan alami sangat sangat diperlukan untuk mencegah kerusakan pada berbagai produk pangan, dan lebih disukai oleh masyarakat daripada antioksidan sintetik. Gamma oryzanol merupakan senyawa yang sensitif dan tidak larut dalam air, sehingga pemanfaatannya perlu melalui suatu perlakuan yang dapat melindunginya dari kerusakan sekaligus meningkatkan kelarutannya dalam fase air. Kedua hal tersebut dapat dipenuhi melalui teknik mikroenkapsulasi, yaitu suatu teknik dimana suatu padatan droplet lemak yang mengandung bahan dasar diselubungi oleh suatu film yang dapat mengatur pelepasan isi droplet tersebut (Dziezak 1988). Mun et al. (2007) melaporkan gamma oryzanol yang di mikroenkapsulasi memiliki kemampuan yang lebih besar dalam mencegah oksidasi dibanding gamma oryzanol original, serta efektif dalam melindungi kerusakan akibat pemanasan. Peningkatan kelarutan gamma oryzanol dalam air dapat dilakukan melalui bebrapa cara. Kenji (1985) dalam Patel dan Naik (2004) menyatakan oryzanol dapat larut air terutama apabila di teatment dengan urea, nicotinamide dan/atau thioctamide yang dilarutkan dalam aceton atau campuran acetonetanol, dan menurut Hiroshi (1995), dalam pembuatan minuman kesehatan, kelarutan gamma oryzanol dieroleh dengan menggunakan ester asamlemak sukrosa dan etthoxylated HCO. KESIMPULAN • • • •
Gamma oryzanol tersusun dari tiga komponen utama, yaitu Cycloartenyl ferulet, 24-methylene cycloartenyl ferulat, dan campesteryl ferulate. Kandungan gamma oryzanol dipengaruhi oleh jenis varietas dan kondisi lingkungan tempat tumbuh padi. Ekstraksi gamma oryzanol dapat dilakukan dengan mengekstrak bekatul atau minyak bekatul dengan beberapa pilihan jenis ekstraksi dan pelarut. Gamma oryzanol mempunyai efek yang sangat baik terhadap kesehatan, serta dapat dimanfaatkan secara luas dalam bidang pangan dan farmasi. DAFTAR PUSTAKA
Adom, KK., Liu, RH. 2002. Antioxidant Activity of Grains. Journal of Agricultural and Food Chemistry 50 : 6182-6187
169
Akihisa, T., Yasukawa, K., Yamaura, M., Ukiya, M., Kimura, Y., Shimizu, N., Arai, K. 2000. Triterpene Alcohol and Sterol Ferulates from Rice Bran and their AntiInflammatory Effects. Journal of Agricultural and Food Chemistry 48 : 23132319. Budiyanto, Agus., Hadipernata, Mulyana., Kailaku, Sari Intan. 2008. Potensi Pengembangan Minyak Dedak Padi di Indonesia. Prosiding Seminar Apresiasi Hasil Penelitian Padi Menunjang P2BN. Buku 2. Balai Besar Penelitian Tanaman Padi Butsat, Sunan., Siriamornpun, Sirithon. 2010. Antioxidant Capacities and Phenolic Compounds of the Husk, Bran and Endosperm of Thai Rice. Journal Food Chemistry 119 (2010) : 606-613. Chen, MH., Bergman, CJ. 2005. A Rapid Procedure for Analysing Rice Bran Tocopherol, Tocotrienol and Gamma Oryzanol Contents. Journal of Food Composition and Analysis 18 : 139-151. Dziezak, JD. 1998. Microencapsulation and Capsulated Ingredients. Food Technology 42 : 136-151. Hadipernata, Mulyana. 2007. Mengolah Dedak Menjadi Minyak (Rice Bran Oil). Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian Vol 29 No 4. Kailaku, Sari Intan., Budiyanto, Agus., Hadipernata, Mulyana. 2008. Antioksidan Oryzanol dari Dedak Padi. Prosiding Seminar Apresiasi Hasil Penelitian Padi Menunjang P2BN. Buku 2. Balai Besar Penelitian Tanaman Padi Khrisna, AG Gopala., Khatoon, S., Shiela, PM., Sarmandal, CV., Indira, TN., Mishra, A. 2001. Effect of Refining of Crude Rice Bran Oil on the Retention of Oryzanol in the Refined Oil. Journal of the American Oil Chemists’ Society 78 : 127-131. Mun, Hee Suh., Sang, Ho Yoo., Hyeon, Gyu Lee. 2007. Antioxidative Activity and Structural Stability of Microencapsulated Gamma-Oryzanol in Heat-treated Lards. Food Chemistri 100 : 1065-1070. Patel, M., Naik, SN. 2004. Gamma Oryzanol from Rice Bran Oil- A Review. Journal of Scientific and Industrial Research Vol 63, July 2004 : 569-578 Rong, N., Ausman, LM., Nicolosi, RJ. 1997. Oryzanol Decreases Cholesterol Absorption and Aortic Fatty Streaks in Hamsters. Lipida 32 : 303-309. Shin, TS., Godber, JS. (1994). Isolation of Four Tocopherols from a Variety of Natural Sources by Semi-Preparative High-Performance Liquid Chromatography. Journal of Chromatography A 678 : 49-58. Weicheng, Hu., John, Henry Wells., Tai, Sun Shin, Godber, SJ. 1996. Comparison of Isopropanol and Hexane for Extraction of Vitamin E and Oryzanols from Stabilized Rice Bran. Journal of the American Oil Chemists’ Society 73 : 1653-1656. Xu, Z., Godber, JS. 1999. Purification and Identification of Components of gamma oryzanol In Rice Bran Oil. Journal of Agriculture and Food Chemistry 47 : 2724-2728. Xu, Z., Godber, JS. 2000. Comparison of Supercritical Fluid and Solvent Extraction Methods in Extracting Gamma-oryzanol from Rice Bran. Journal of the American Oil Chemists’ Society 77 : 1127-1131. Xu, Z., Hua, N., Godber, JS. 2001. Antioxidant Activity of Tocopherols, Tocotrienols, and Gamma Oryzanol Components from Rice Bran Against Cholesterol Oxidation Accelerated by2,2’-Azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride. Journal of Agricultural and Food Chemistry 49 : 2077-2081.
170
