21
1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Radikal bebas adalah atom atau molekul yang tidak stabil dan sangat reaktif karena mengandung satu atau lebih elektron tidak berpasangan pada orbital terluarnya. Untuk mencapai kestabilan atom atau molekul, radikal bebas akan bereaksi dengan molekul disekitarnya untuk memperoleh pasangan elektron. Reaksi ini akan berlangsung terus menerus dalam tubuh dan bila tidak dihentikan akan menimbulkan berbagai penyakit seperti kanker, arteriosklerosis, jantung, katarak, penuaan dini, serta penyakit degeneratif lainnya yang disebabkan oleh kerusakan jaringan karena oksidasi, oleh karena itu diperlukan suatu antioksidan yang mampu menangkap radikal bebas sehingga tidak dapat menginduksi penyakit-penyakit tersebut (Kikuzaki et al., 2002). Salah satu senyawa yang dapat menangkal atom radikal bebas yang ada didalam tubuh adalah antioksidan. Selain obat-obat antiosidan sintetik dapat juga digunakan senyawa dari bahan alam sebagai contoh adalah kurkumin. Peroksidasi lipid dikenal sebagai reaksi berantai radikal bebas, diawali dengan kerusakan membran sel. Peroksidasi dapat dihambat oleh kurkumin yang memainkan peran penting dalam menangkap radikal bebas yang terlibat didalam peroksidasi tersebut dengan cara sebagai pelindung biomembran dari kerusakan peroksidasi. Sebagian besar antioksidan memiliki gugus fenolik fungsional atau gugus diketon. Kurkumin merupakan sebuah antioksidan yang unik, karena mengandung banyak

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Radikal bebas adalah atom atau molekul yang tidak stabil dan sangat

reaktif karena mengandung satu atau lebih elektron tidak berpasangan pada orbital

terluarnya. Untuk mencapai kestabilan atom atau molekul, radikal bebas akan

bereaksi dengan molekul disekitarnya untuk memperoleh pasangan elektron.

Reaksi ini akan berlangsung terus menerus dalam tubuh dan bila tidak dihentikan

akan menimbulkan berbagai penyakit seperti kanker, arteriosklerosis, jantung,

katarak, penuaan dini, serta penyakit degeneratif lainnya yang disebabkan oleh

kerusakan jaringan karena oksidasi, oleh karena itu diperlukan suatu antioksidan

yang mampu menangkap radikal bebas sehingga tidak dapat menginduksi

penyakit-penyakit tersebut (Kikuzaki et al., 2002).

Salah satu senyawa yang dapat menangkal atom radikal bebas yang ada

didalam tubuh adalah antioksidan. Selain obat-obat antiosidan sintetik dapat juga

digunakan senyawa dari bahan alam sebagai contoh adalah kurkumin. Peroksidasi

lipid dikenal sebagai reaksi berantai radikal bebas, diawali dengan kerusakan

membran sel. Peroksidasi dapat dihambat oleh kurkumin yang memainkan peran

penting dalam menangkap radikal bebas yang terlibat didalam peroksidasi tersebut

dengan cara sebagai pelindung biomembran dari kerusakan peroksidasi. Sebagian

besar antioksidan memiliki gugus fenolik fungsional atau gugus diketon.

Kurkumin merupakan sebuah antioksidan yang unik, karena mengandung banyak

Page 2: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

2

gugus fungsional termasuk gugus B-diketon, ikatan rangkap karbon, dan cincin

fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

teoritis menggunakan density functional theory (DFT) menunjukkan bahwa

bentuk enol kurkumin secara signifikan lebih stabil daripada bentuk diketo dan

bond dissociation enthalpy (BDE) dari ikatan fenol O-H secara signifikan lebih

rendah dari BDE ikatan O-H yang berasal dari bentuk enol kurkumin, ini

menunjukkan bahwa abstraksi hidrogen berlangsung di gugus fenolik. Hal itu juga

menunjukkan bahwa kontribusi relatif dari gugus fenolik dan gugus metilen pada

aktivitas antioksidan tergantung pada aktivitas serangan radikal dan reaksi

medium (Venugopal & Adluri, 2007).

Hal tersebut dipostulasikan karena adanya ikatan rangkap terkonjugasi.

Gambar 1. Struktur kimia piperin

Gambar 2. Struktur kimia kurkumin

Page 3: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

3

Piperin (gambar 1) adalah senyawa yang sangat bermanfaat dalam

kesehatan. Piperin banyak ditemukan pada simplisia yang termasuk dalam

keluarga Piperaceae, yaitu pada Piperis nigri (lada hitam), Piperis albi (lada

putih), Piperis retrofracti (cabe jawa). Tanaman yang termasuk dalam keluarga

Piperaceae sangat banyak ditemukan di hampir seluruh dataran rendah di

Indonesia. P. nigri sangatlah mudah ditemukan di seluruh daerah di Indonesia

dengan harga yang relatif rendah. Pada umumnya kandungan piperin dalam P.

nigri 1,7-7,4% (Septiatin & Eatin, 2008). Piperin mempunyai daya hambat enzim

prostaglandin sintase sehingga bersifat antiflogistik. Piperin juga berkhasiat

sebagai antidiare dan insektisida (Hariana, 2007).

Kurkumin (gambar 2) memiliki aktivitas antioksidan karena adanya ikatan

rangkap terkonjugasi yang panjang. Hal ini juga dimiliki oleh piperin, oleh karena

kesamaan struktur tersebut dapat dipostulasikan bahwa piperin juga memiliki

aktivitas sebagai antioksidan. Dalam penelitian ini digunakan vitamin C sebagai

pembanding kuantitatif aktivitas antioksidan yang dihitung, disebabkan karena

vitamin C memiliki daya meredam radikal bebas (antioksidan) yang poten dan

telah digunakan sebagai pembanding pada penelitian-penelitian tentang

antioksidan.

B. Perumusan Masalah

1. Apakah piperin memiliki aktivitas antioksidan dengan metode penangkapan

radikal 2,2`-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) ?

2. Berapa besar aktivitas antioksidan yang dimiliki piperin?

Page 4: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

4

3. Berapa besar perbedaan potensi aktivitas antioksidan piperin dibandingkan

aktivitas antioksidan vitamin C ?

C. Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui adanya aktivitas antioksidan yang terdapat dalam piperin.

2. Untuk mengetahui besarnya aktivitas antioksidan piperin.

3. Untuk mengetahui besarnya perbedaan potensi aktivitas antioksidan piperin

dibanding vitamin C.

D. Pentingnya Penelitian Dilakukan

1. Agar dapat diketahui ada atau tidaknya aktivitas antioksidan dalam piperin.

2. Agar dapat diketahui besar potensi aktivitas piperin sebagai antioksidan.

3. Agar dapat diketahui perbedaan besarnya antioksidan piperin dibandingkan

antioksidan vitamin C.

4. Agar dapat menambah informasi mengenai senyawa alternatif bahan alam

yang dapat digunakan sebagai antioksidan.

E. Tinjauan Pustaka

1. Antioksidan

a. Definisi

Antioksidan adalah substansi yang mampu menetralkan radikal bebas

dengan cara mengorbankan dirinya agar teroksidasi. Radikal bebas merupakan

atom atau gugus atom yang memiliki satu atau lebih elektron tak berpasangan

(Bowen, 2003). Menurut (Halliwell & Gutteridge, 2000), antioksidan merupakan

senyawa yang dapat menghambat spesies oksigen reaktif/spesies nitrogen aktif

Page 5: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

5

(ROS/RNS) dan juga radikal bebas sehingga dapat mencegah penyakit-penyakit

yang dihubungkan dengan radikal bebas seperti karsinogenesis, kardiovaskular,

dan penuaan dini.

Antioksidan mempunyai peran yang berbeda dalam sistem pangan dan

biologis. Dalam sistem biologis, antioksidan berperan menangkal radikal bebas di

dalam tubuh sehingga dapat melawan kerusakan oksidatif. Ada dua cara dalam

mendapatkan antioksidan, yaitu dari luar tubuh (eksogen) dan dalam tubuh

(endogen). Antioksidan eksogen didapat dengan mengkonsumsi makanan dan

minuman yang mengandung vitamin C, vitamin E, β-karoten dan antioksidan

sintetik seperti butil hidroksi anisol (BHA), butil hidroksi toluen (BHT) dan ter-

butil hidroksi quinon (TBHQ).

Antioksidan endogen adalah enzim superoxide dismutase (SOD), glutation

peroksidase (GSH.Px) dan katalase. Antioksidan endogen seringkali tidak mampu

mengatasi stres oksidatif yang berlebih, sehingga diperlukan antioksidan eksogen

untuk mengatasinya. Stres oksidatif merupakan keadaan saat mekanisme

antioksidan tidak cukup untuk mencegah spesi oksigen reaktif.

Senyawa antioksidan memegang peranan penting dalam pertahanan tubuh

terhadap pengaruh buruk yang disebabkan oleh radikal bebas. Hal ini disebabkan

karena radikal bebas diketahui dapat menginduksi penyakit kanker,

arteriosklerosis dan penuaan, yang disebabkan pula oleh kerusakan jaringan

karena oksidasi (Kikuzaki & Nakatani, 1993).

Page 6: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

6

b. Klasifikasi Senyawa Antioksidan

Senyawa antioksidan digolongkan menjadi berbagai macam kategori.

Berdasarkan fungsinya, antioksidan dibedakan menjadi tiga, yaitu:

1). Antioksidan primer

Antioksidan primer berperan dalam menghentikan reaksi rantai radikal

bebas dengan berfungsi sebagai pendonor atom H atau elektron pada radikal bebas

dan berdampak pada pembentukkan produk yang lebih stabil. Antioksidan primer

(AH) dapat memutuskan tahap inisiasi melalui reaksi dengan sebuah radikal bebas

atau menghambat reaksi propagasi dengan cara bereaksi dengan radikal peroksil

atau alkoksida. Contoh antioksidan yang memiliki mekanisme ini adalah

tokoferol, flavonoid dan asam askorbat. BHA, BHT dan TBHQ merupakan

contoh antioksidan primer yang dibuat secara sintetik.

2). Antioksidan sekunder

Antioksidan sekunder berperan dalam mengikat atau mengkelat ion logam,

sebagai penangkal oksigen, mengubah hidroperoksida menjadi molekul non-

radikal, menyerap radiasi UV, dan menginaktifkan oksigen singlet (Pokorny et al.,

2001).

3). Antioksidan tersier

Antioksidan tersier adalah antioksidan yang berfungsi memperbaiki

kerusakan sel dan jaringan yang disebabkan oleh radikal bebas. Contoh

antioksidan tersier adalah enzim DNA repair dan metionin sulfoksida reduktase

yang berperan dalam perbaikan biomolekul yang disebabkan oleh radikal bebas

(Winarsi, 2007).

Page 7: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

7

Berdasarkan sumbernya, antioksidan dibedakan menjadi dua kelompok,

yaitu:

1). Antioksidan alami

Antioksidan alami merupakan antioksidan yang diperoleh dari hasil

ekstraksi bahan alami atau terbentuk dari reaksi-reaksi kimia selama proses

pengolahan (Trilaksani, 2003). Antioksidan alami dapat diperoleh dari beragam

sumber bahan pangan, seperti sayur-sayuran, buah-buahan, rempah-

rempah.Contoh antioksidan alami adalah vitamin C, vitamin E, dan β-karoten.

Menurut (Shahidi & Naczk, 1995), senyawa antioksidan alami dalam

tumbuhan umumnya adalah senyawa fenolik dan polifenolik, seperti golongan

flavonoid, turunan asam sinamat, tokoferol, dan asam-asam organik

polifungsional. Golongan flavonoid yang memiliki fungsi sebagai antioksidan

meliputi flavon, flavanol, isoflavon, katekin, dan kalkon, sedangkan turunan asam

sinamat meliputi asam kafeat, asam ferulat, asam klorogenat.

2). Antioksidan sintetik

Antioksidan sintetik merupakan antioksidan yang diperoleh sebagai hasil

dari sintesis reaksi kimia.Contoh antioksidan sintetik adalah butil hidroksi anisol

(BHA), butil hidroksi toluen (BHT) dan ter-butil hidroksi quinon (TBHQ)

(Trilaksani, 2003).

Page 8: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

8

Beberapa senyawa antioksidan sintetik yang sering digunakan:

Gambar 3. Struktur kimia propil galat (PG)

Gambar 4. Struktur kimia butil hidroksi toluen (BHT)

Gambar 5. Struktur kimia butil hidroksi anisol (BHA)

Antioksidan sintetik seperti propil galat (PG) (gambar 3), butil hidroksi

toluen (BHT) (gambar 4), butil hidroksi anisol (BHA) (gambar 5), dan ter-butil

hidrokuinon (TBHQ) dapat meningkatkan terjadinya karsinogenesis (Amarowicz

et al., 2000) dan juga toksis disebabkan karena komponen-komponen hasil

degradasi antioksidan sintetik ini (Farhoosh, 2005). BHA dan BHT yang sering

Page 9: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

9

ditambahkan pada makanan juga menginduksi kerusakan deoxyribonucleic acid

(DNA) (Wangensteen et al., 2004).

Karena alasan yang disebutkan diatas, maka pencarian antioksidan yang

berasal dari bahan alami seperti tanaman, sayuran, dan buah-buahan mengalami

peningkatan.

c. Mekanisme Antioksidan

Mekanisme reaksi antioksidan yang paling penting adalah reaksi antara

antioksidan dengan radikal bebas. Biasanya antioksidan bereaksi dengan radikal

bebas peroksil atau hidroksil yang terbentuk dari hidroperoksida yang berasal dari

lipid. Senyawa antioksidan lain dapat menstabilkan hidroperoksida dengan

menghambat peruraian hidroperoksida menjadi radikal bebas. Peruraian

hidroperoksida dapat dikatalisis oleh logam berat akibatnya senyawa-senyawa

yang dapat mengkelat logam juga termasuk antioksidan. Beberapa senyawa

disebut sebagai sinergis karena senyawa tersebut dengan sendirinya tidak

mempunyai aktivitas antioksidan akan tetapi senyawa tersebut dapat

meningkatkan aktivitas antioksidan senyawa lain. Kelompok lain adalah senyawa-

senyawa yang mampu menguraikan hidroperoksida melalui jalur non radikal

sehingga senyawa ini dapat mengurangi kandungan radikal bebas (Pokorny et al.,

2001).

Pengukuran aktivitas antioksidan dalam menangkal radikal bebas selain

dengan radical scavenging 2,2`-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) dapat dilakukan

dengan bermacam metode, seperti ORAC, dan ABTS (TEAC).

a. ORAC (oxygen radical absorbance capacity)

Page 10: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

10

Metode ORAC menggunakan senyawa radikal peroksil yang dihasilkan

melalui larutan cair dari 2,2`-azobis-2-metil-propanimidamida. Antioksidan akan

bereaksi dengan radikal peroksil dan menghambat degradasi pendaran zat warna

(Teow et al.. 2007). Kelebihan metode pengujian ORAC adalah kemampuannya

dalam menguji antioksidan hipofilik dan lipofilik sehingga akan menghasilkan

pengukuran lebih baik terhadap total aktivitas antioksidan (Prior et al., 2003

dalam Teow et al., 2007).

Kelemahan dari metode ini adalah membutuhkan peralatan yang mahal

(Awika et al., 2003 dalam Thaipong et al., 2005) dan metode ORAC hanya

sensitif terhadap penghambatan radikal peroksil (Cronin, 2004).

b. ABTS (TEAC)

Metode ini menggunakan prinsip inhibisi, yaitu sampel ditambahkan pada

sistem penghasil radikal bebas dan pengaruh inhibisi terhadap efek radikal bebas

diukur untuk menentukan total kapasitas antioksidan dari sampel (Wang et al.,

2004). Metode TEAC menggunakan senyawa 2,2`-azinobis (3-

ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) sebagai sumber penghasil radikal bebas.

Kelebihan metode ini dibandingkan metode DPPH adalah dapat digunakan di

sistem larutan berbasis air maupun organik, mempunyai absorbansi spesifik pada

panjang gelombang dari region visible, dan membutuhkan waktu reaksi yang lebih

sedikit (Lee et al., 2003). Selain itu, kelebihan metode ABTS dibandingkan

dengan metode DPPH adalah tidak adanya intervensi warna saat mengukur

sampel berantosianin (Arnao, 2000 dalam Teow et al., 2007). Menurut

MacDonald-Wicks et al., (2006) dalam Karadag et al., (2009), kelemahan dari

Page 11: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

11

metode iniadalah radikal ABTS yang digunakan pada metode TEAC tidak

ditemukan dan tidak serupa dalam sistem biologis.

2. Radikal Bebas

Radikal bebas adalah suatu molekul atau atom yang mempunyai satu atau

lebih elektron tidak berpasangan. Radikal ini dapat berasal dari atom hidrogen,

molekul oksigen, atau ion logam transisi. Senyawa radikal bebas sangat reaktif

dan selalu berusaha mencari pasangan elektron agar kondisinya stabil (Subeki,

1998). Menurut (Donatus, 1994), radikal bebas adalah suatu molekul atau atom

yang memiliki elektron yang tidak berpasangan dalam kulit terluarnya, yang

mungkin terbentuk melalui reaksi oksidasi atau reduksi satu elektron atau

homolisis ikatan rangkap. Adanya elektron yang tidak berpasangan tersebut

menyebabkan radikal bebas bersifat sangat reaktif. Apabila radikal bebas ini

bereaksi dengan senyawa biologis dalam tubuh maka akan menyebabkan reaksi

berantai.

Radikal dapat terbentuk secara endogen dan eksogen. Radikal endogen

terbentuk dalam tubuh melalui proses metabolisme normal di dalam tubuh.

Contoh dari radikal endogen adalah radikal bebas yang terbentuk sebagai sisa

proses metabolisme (proses pembakaran), protein, karbohidrat, dan lemak yang

kita konsumsi. Sementara radikal eksogen berasal dari bahan pencemar yang

masuk ke dalam tubuh melalui pernafasan, pencernaan, dan penyerapan melalui

kulit. Contoh dari radikal eksogen adalah polusi udara, asap kendaraan, sinar UV,

asap rokok (Miller, 1996).

Page 12: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

12

Radikal bebas, baik endogen maupun eksogen, dapat merupakan etiologi

berbagai macam penyakit degeneratif seperti penyakit jantung arteri, stroke,

rheumatoid artritis, diabetes dan kanker (Haris & Shivanandappa, 2006). Radikal

bebas dan juga spesies oksigen reaktif lainnya dihasilkan secara terus-menerus

melalui proses fisiologis yang normal, terlebih lagi dalam keadaan patologis.

Tubuh memiliki sistem pertahanan internal terhadap radikal bebas yakni

antioksidan (Mathew & Abraham, 2006). Fungsi utama antioksidan adalah

menunda oksidasi molekul-molekul lain dengan menghambat reaksi rantai

oksidasi radikal bebas pada tahap inisiasi atau propagasi karenanya mampu

mengurangi kerusakan oksidatif tubuh manusia (Ismail et al., 2004).

Radikal bebas dalam jumlah normal bermanfaat bagi kesehatan, misalnya:

memerangi peradangan, membunuh bakteri, dan mengendalikan tonus otot polos

pembuluh darah serta organ-organ dalam tubuh (Yuwono, 2009). Sementara

dalam jumlah berlebih mengakibatkan stress oksidatif. Keadaan tersebut dapat

menyebabkan kerusakan oksidatif mulai dari tingkat sel, jaringan, hingga ke organ

tubuh yang mempercepat terjadinya proses penuaan dan munculnya penyakit

(Yuwono, 2009). Oleh karena itu, antioksidan dibutuhkan untuk dapat menunda

atau menghambat reaksi oksidasi oleh radikal bebas.

3. DPPH (Diphenylpicrylhydrazyl)

DPPH biasanya digunakan sebagai substrat untuk menguji aktivitas

antioksidan beberapa senyawa antioksidan (Kumaran & Karunakaran, 2006). Uji

peredaman warna radikal bebas DPPH merupakan uji untuk menentukan aktivitas

antioksidan dalam sampel yang akan diujikan dengan melihat kemampuannya

Page 13: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

13

dalam menangkal radikal sintetik dalam pelarut organik polar seperti metanol atau

etanol pada suhu kamar. Radikal sintetik yang digunakan adalah 2,2`-difenil-1-

pikrilhidrazil (DPPH) dan 2,2`azinobis (3-etil benzitiazolin-asam sulfonat)

(ABTS). DPPH merupakan salah satu radikal nitrogen organik yang stabil dan

berwarna ungu (gambar 6). Radikal ini tersedia dalam perdagangan dan tidak

harus dihasilkan terlebih dahulu sebagaimana dengan radikal ABTS (Prior et al.,

2005). DPPH biasanya digunakan sebagai substrat untuk menguji aktivitas

antioksidan beberapa senyawa antioksidan (Kumaran & Karunakaran, 2006).

Sumber radikal bebas dari metode ini adalah senyawa 2,2`-difenil-1-pikril

hidrazil. Prinsip uji ini adalah adanya donasi atom hidrogen dari substansi yang

diujikan kepada radikal DPPH menjadi senyawa non radikal difenilpikrilhidrazin

yang akan ditunjukkan oleh perubahan warna (Molyneux, 2004).

Gambar 6.Terjadinya reaksi antara radikal DPPH dengan antioksidan

(Windono, 2001)

(C6H5)2 (C6H5)2

Page 14: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

14

Gambar 7. Struktur Molekul DPPH Sebelum dan Setelah Menerima Donor Atom H

Sumber: Molyneux (2004)

Perubahan warna yang akan terjadi adalah perubahan dari larutan yang

berwarna ungu menjadi berwarna kuning (Pauly, 2001). Dengan uji menggunakan

radikal DPPH, penangkapan radikal DPPH oleh suatu senyawa antioksidan diikuti

dengan mengamati penurunan absorbansi pada λ 517 nm yang terjadi karena

reduksi radikal tersebut oleh antioksidan atau bereaksi dengan spesies radikal lain,

menurut reaksi:

DPPH. + antioksidan DPPH-H + A

.

DPPH. + R

. DPPH-R

(Pokorny et al., 2001).

Kelebihan dari metode DPPH adalah secara teknis simpel, dapat

dikerjakan dengan cepat dan hanya membutuhkan spektrofotometer UV-Vis

(Karadaget al., 2009). Kelemahan metode ini adalah radikal DPPH hanya dapat

dilarutkan dalam media organik (terutama media alkoholik), tidak pada media

aqueous sehingga membatasi kemampuannya dalam penentuan peran antioksidan

hidrofilik. Penentuan aktivitas antioksidan berdasarkan perubahan absorbansi

+ AH

Page 15: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

15

DPPH harus diperhatikan karena absorbansi radikal DPPH setelah bereaksi

dengan antioksidan dapat berkurang oleh cahaya, oksigen dan tipe pelarut. Telah

diketahui bahwa terjadi pengurangan kapasitas antioksidan ketika kadar air pelarut

melebihi batas tertentu dikarenakan terkoagulasinya DPPH (Magalhaes et al.,

2008).

Penggunaan DPPH untuk metode penangkapan radikal mempunyai

keuntungan yaitu: mudah digunakan, mempunyai tingkat sensitivitas tinggi, dan

dapat menganalisis sejumlah besar sampel dalam jangka waktu yang singkat (Kim

et al., 2002).

Gambar 8. Struktur kimia DPPH

4. Vitamin C

Vitamin C adalah nutrien dan vitamin yang larut dalam air dan penting

untuk kehidupan serta untuk menjaga kesehatan. Vitamin ini juga dikenal dengan

nama kimia dari bentuk utamanya yaitu asam askorbat (Frei, 1994).

Sebagai antioksidan, vitamin C bekerja sebagai donor elektron, dengan

cara memindahkan satu elektron ke senyawa logam. Selain itu, vitamin C juga

dapat menyumbangkan elektron ke dalam reaksi biokimia intraseluler dan

ekstraseluler. Vitamin C mampu menghilangkan senyawa oksigen reaktif di dalam

sel netrofil, monosit, protein lensa, dan retina. Vitamin ini juga dapat bereaksi

Page 16: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

16

dengan Fe-ferritin. Diluar sel, vitamin C dapat menghilangkan senyawa oksigen

reaktif, mencegah terjadinya LDL teroksidasi, mentransfer elektron ke dalam

tokoferol teroksidasi dan mengabsorpsi logam dalam saluran pencernaan (Levine

et al., 1995).

Gambar 9. Reaksi antara vitamin C dengan radikal DPPH

Vitamin C dapat langsung menangkap radikal bebas oksigen, baik dengan

atau tanpa katalisator enzim. Reaksinya terhadap senyawa oksigen reaktif lebih

cepat dibandingkan dengan komponen lainnya. Vitamin C juga melindungi

makromolekul penting dari proses oksidatif. Reaksi terhadap radikal hidroksil

terbatas hanya melalui proses difusi.

Page 17: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

17

Sebagai zat penyapu radikal bebas, vitamin C dapat langsung bereaksi

dengan anion superoksida, radikal hidroksil, oksigen singlet dan lipid peroksida.

Sebagai reduktor vitamin C akan mendonorkan satu elektron membentuk

semidehidroaskorbat yang tidak bersifat reaktif dan selanjutnya mengalami reaksi

disproporsionasi membentuk dehidroaskorbat (gambar 9) yang bersifat tidak

stabil. Dehidroaskorbat akan terdegradasi membentuk asam oksalat dan asam

treonat. Oleh karena kemampuan vitamin C sebagai penghambat radikal bebas,

maka peranannya sangat penting dalam menjaga integritas membran sel

(Suhartono et al., 2007).

Gambar 10. Struktur kimia vitamin C

Vitamin C (gambar 10) tidak dapat dihasilkan oleh badan kita sendiri,

maka untuk memperolehnya dapat melalui makanan atau dalam bentuk suplemen

tambahan. Kebanyakkan vitamin C yang diperoleh dari makanan hilang dalam air

kencing. Vitamin C dapat diperoleh dari buah beri, buah-buahan sitrus, dan

sayuran hijau. Sumber yang baik termasuk asparagus, alpukat, black currants,

kobis bunga, anggur, kubis, lemon, biji sawi hijau, bawang, betik, nanas, bayam,

strawberri, tomat, dan selada air.

Page 18: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

18

Tabel I. Kandungan Vitamin C dalam sayur-sayuran dan buah-buahan

Komoditas Vitamin C (mg/100g)

Daun katuk rebus

Kacang panjang rebus

Kangkung

Cabai hijau

Bayam

Pepaya

Nanas

Pisang raja

Jeruk mandarin

Taoge tumis

Jeruk peras

Kubis

Jeruk valencia

Mangga indramayu

Jambu biji

Tomat apel

Apel malang

3,66

<2,80

11,34

40,76

9,83

26,67

12,86

12,12

10.11

19,88

7,36

3,23

31,02

37,14

52,06

3,61

5,82

(Zakaria et al., 1996)

Menurut (Kalt et al., 1999), menyatakan bahwa antioksidan buah-buahan

dan sayuran berperan penting untuk menurunkan risiko penyakit degenratif,

seperti kardiovaskuler, berbagai penyakit kanker, dan penyakit sarat.

Page 19: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

19

5. Piperin

Piperin adalah suatu senyawa alkaloid yang ditemukan secara alami pada

tanaman golongan famili Piperaceae, seperti Piperis nigrum (lada hitam), Piperis

albi (lada putih) dan Piperis retrofracti (cabe jawa). Piperin adalah kandungan

utama pada tanaman tersebut dan diisolasi dari buah tanaman lada dan tanaman

cabe. Piperin memiliki bioavailabilitas meningkatkan aktivitas beberapa senyawa

nutrisi dan beberapa obat. Senyawa piperin berpotensi sebagai antihistamin,

antikanker, dan anti-inflamasi. Piperin terbukti memiliki aktivitas stimulasi dan

aktivitas melanosit antivitiligo pada penggunaan topikal. Piperin juga biasa

digunakan pada beberapa sediaan obat tradisional sebagai insektisida. Bentuk

piperin monoklinik jarum, sedikit larut dalam air, tetapi sangat larut dalam

alkohol, eter, atau kloroform.

Piperin juga telah ditemukan untuk meningkatkan kadar serum dan

memperpanjang

serum dari beberapa obat, seperti propanolol dan teofilin.

Mekanisme ini diperkirakan dengan menghambat enzim tertentu yang terlibat

dalam biotransformasi obat yang terkena dampak. Piperin juga dapat digunakan

sebagai inhibitor nonspesifik dan metabolisme xenobiotik. Digunakan untuk

menghambat sitokrom P450 isoform yang berbeda, serta enzim UDP-

glukuroniltransferase dan hepatik arilhidrokarbon hidroksilase yang terlibat dalam

obat dan metabolisme xenobiotik. Ada beberapa studi menunjukkan bahwa

piperin dapat menghambat peroksidasi lipid. Piperin telah terbukti dapat

merangsang sekresi enzim pencernaan amilase pankreas, tripsin, chimotripsin dan

Page 20: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

20

lipase pada tikus. Piperin juga memiliki aktivitas ini bila diberikan dengan

bioaktif lain, seperti capsaicin dan kurkumin (Rustanto, 2007).

F. Landasan Teori

Salah satu senyawa yang dapat menangkal atom radikal bebas yang ada

didalam tubuh adalah antioksidan. Selain obat-obat sintetik, juga digunakan

senyawa dari bahan alam yang telah diketahui memiliki aktivitas antioksidan

sebagai contoh adalah kurkumin. Aktivitas ini disebabkan karena struktur molekul

kurkumin memiliki ikatan rangkap terkonjugasi dan memiliki OH (hidroksi) yang

memiliki elektronegativitas yang tinggi. Peran ikatan rangkap terkonjugasi ini

adalah memperkuat aktivitas antioksidan kurkumin.

Berdasarkan struktur molekulnya, piperin juga memiliki ikatan rangkap

terkonjugasi seperti kurkumin. Oleh karena itu, berdasarkan kemiripan struktur

antara piperin dan kurkumin, maka piperin dihipotesiskan memiliki aktivitas

antioksidan. Untuk megukur kekuatan aktivitas (IC50) antioksidan piperin, peneliti

menggunakan vitamin C sebagai pembanding aktivitasnya. Karena, vitamin C

telah diketahui dan umum digunakan sebagai antioksidan.

G. Hipotesis

Berdasarkan tujuan penelitian yang telah dikemukakan oleh peneliti, maka

hipotesis yang dapat diambil dalam penelitian ini adalah :

1. Piperin memiliki aktivitas antioksidan dengan metode penangkapan radikal

2,2`-difenil-1-pikrilhidrazil.

Page 21: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalahetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/72827/potongan/S1-2014... · fenil yang mengandung substituen gugus hidroksil dan metoksi. Perhitungan

21

2. Besarnya aktivitas antioksidan piperin lebih rendah dibandingkan dengan

aktivitas antioksidan yang dimiliki oleh vitamin C.

3. Ada perbedaan potensi aktivitas antioksidan piperin dibandingkan aktivitas

antioksidan vitamin C.