PENELAAHAN PUSTAKA
D. Antioksidan 1. Pengertian antioksidan 1.Pengertian antioksidan
Senyawa antioksidan adalah senyawa pemberi elektron. Secara biologis pengertian antioksidan adalah senyawa yang mampu menangkal atau meredam dampak dari oksidan dalam tubuh. Antioksidan bekerja dengan cara mendonorkan satu elektronnya kepada senyawa yang bersifat oksidan sehingga aktivitas senyawa oksidan teresbut bisa dihambat ( Winarsih, 2007).
2. Sumber antioksidan a. Antioksidan alami
Tumbuhan mengandung berbagai jenis antioksidan , namun yang paling penting adalah vitamin C, vitamin E, senyawa fenol (meliputi flavonoid, tokoferol dan lignin). Khasiat antioksidan untuk mencegah bahaya radikal bebas terdapat pada tanaman dan buah-buahan yang kaya akan antioksidan. Mekanisme kerja dari zat tersebut sebagai antiokisdan adalah sebagai berikut.
1) Vitamin E
Vitamin E atau tokoferol adalah inhibitor terhadap lipida peroksidasi. Terdapat delapan jenis tokoferol alam yang mempunyai aktivitas sebagai vitamin E, tetapi alfa tokoferol yang paling aktif secara biologis. Tokoferol suatu antiokisdan yang sangat efektif, yang dengan mudah menyumbangkan atom hidrogen pada gugus hidroksil (OH) dari struktur cincin ke radikal bebas sehingga radikal bebas menjadi tidak reaktif. Dengan menyumbangkan hidrogen, vitamin E sendiri menajdi suatu radikal , tetapi lebih stabil karena elektron yang tidak berpasangan pada atom oksigen mengalami delokalisasi ke dalam struktur cincin aromatik(Silalahi, 2006).
2) Vitamin C
Vitamin C merupakan suatu antioksidan penting yang larut dalam air. Vitamin C secara efektif menagkap radikal-radikal O2-, OH, peroksil dan oksigen singlet, dan juga berperan dalam melindungi membrane biologis. Dengan mengikat radikal peroksil dalam fase berair dari plasma atau
sitosol, vitamin C dapat melindungi membran biologis dari kerusakan peroksidatif. Sifat penting dari vitamin C sebagai antioksidan pertama, karena mempunyai potensial reduksi yang rendah sehingga radikal askorbil mampu bereaksi dengan radikal biologis dan mereduksi oksidan-oksidan. Stabilitas dan reaktivitas yang rendah dari radikal askorbil, yang terbentuk ketika askorbat yang menangkap SOR dan senyawa nitrogen yang reaktif (Silalahi, 2006).
3) β karoten
Senyawa karotenoid bekerja sebagai antioksidan, yakni penangkap radikal bebas, terutama radikal peroksil dan hidroksil maupun oksigen singlet. Sebagai antioksidan, beta karoten memperlambat fase inisiasi. Senyawa ini lebih efektif sebagai antiokisdan biologis terutama pada bagian yang memiliki tekanan partial oksigen rendah ( Silalahi, 2006).
b. Antioksidan sintetik
Antioksidan sintetik merupakan antiokisdan yang dibuat di pabrik untuk tujuan tertentu misalnya untuk mengawetkan makanan. Sebagai contoh dari senyawa antiokisdan sintetik adalah BHA (Butil Hidroksi Anisol), BHT (Butil hidroksi toluena) dan TBHQ (Tersier Butil Hidro Quinon ). Namun saat ini penggunaan dari antiokisdan bautan mulai dibatasi penggunaannya karena dapat menimbulkan penyakit seperti kanker, asma, urtikaria, dsb ( Race, 2009).
3. Penggolongan antioksidan
Berdasarkan mekanisme kerjanya , antioksidan digolongkan menjadi tiga kelompok, yaitu antioksidan primer, sekunder, dan tersier.
a. Antioksidan primer
Antioksidan primer meliputi enzim superoksida dismutase (SOD) , katalase, dan glutation peroksidase (GSH-Px). Suatu senyawa dikatakan sebagai antioksidan primer, apabila dapat memberikan atom hydrogen secara tepat kepada senyawa radikal, kemudian radikal antioksidan yang terbentuk segera berubah menjadi senyawa yang lebih stabil.sebagai antioksidan, enzim-enzim tersebut menghambat pembentukan radikal bebas, dengan cara memutus rekasi berantai polimerisasi), kemudian mengubahnya menjadi produk yang lebih stabil (Winarsi, 2007).
b. Antioksidan sekunder
Antioksidan sekunder disebut juga antioksidan eksogenus atau non enzimatis. Antioksidan dalam kelompok ini juga disebut sistem pertahanan . Dalam sistem pertahanan ini, terbentuknya senyawa oksigen reaktif dihambat dengan cara pengkelatan metal atau dirusak pembentukannya. Pengkelatan metal terjadi dalam cairan ekstraseluler. Antioksidan non-enzimatis dapat berupa komponen-nutrisi dan komponen nutrisi dari sayuran dan buah-buahan. Kerja sistem antioksidan non enzimatik, yaitu dengan cara memotong reaksi oksidasi berantai dan radikal bebas atau dengan cara menangkapnya. Akibatnya, radikal bebas tidak akan bereaksi dengan komponen seluler. Antioksidan sekunder meliputi vitamin E, vitamin C, flavonoid (Winarsi, 2007).
c. Antioksidan tersier
Kelompok antioksidan tersier meliputi enzim DNA repair dan metionin sulfoksida reduktase. Enzim-enzim ini berfungsi sebagai perbaikan biomolekuler yang rusak akibat reaktivitas radikal bebas. Kerusakan DNA yang terinduksi senyawa radikal bebas dicirikan dengan rusaknya single dan double strand, baik gugus non-basa maupun basa ( Winarsi, 2007).
4. Metode uji aktivitas antiokisdan a. Metode DPPH
Salah satu metode yang digunakan untuk pengujian aktivitas antioksidan suatu bahan adalah dengan menggunakan radikal bebas DPPH. DPPH adalah radikal bebas yang bersifat stabil dan beraktivitas dengan cara mendelokasi elektron bebas pada suatu molekul, sehingga molekul tersebut tidak aktif sebagaimana radikal bebas yang lain. Proses delokalisasi ini ditunjukkan dengan adanya warna ungu (violet) pekat yang dapat dikaraterisasi pada absorbansi (Molyneux, 2004).
Pengukuran aktivitas antioksidan dengan metode DPPH menggunakan prinsip spektrofotometer. Senyawa DPPH akan berwarna ungu pada panjang gelombang 517 nm. Suatu senyawa dapat dikatakan memiliki aktivitas antioksidan apabila senyawa tersebut mampu mendonorkan atom hidrogennya untuk berikatan dengan DPPH membentuk DPPH tereduksi,ditandai dengan semakin hilangnya warna ungu menjadi kuning (Molyneux, 2004). Struktur DPPH dan DPPH tereduksi hasil reaksi dengan antioksidan adalah sebagai berikut:
O2N NO2 NO2 N N + DH O2N NO2 NO2 N N + D H
Gambar 3. Reaksi DPPH dengan senyawa antioksidan
b. Metode CUPPRAC
Metode pengukuran aktivitas antioksidan dengan menggunakan metode Cupprac menggunakan bahan bis (neurokoprin) tembaga (II) sebagai pewarna kromogenik. Pereaksi bis (neurokoprin) tembaga (II) yang berwarna biru akan mengalami reaksi reduksi setelah senyawa yang berpotensi sebagai antiokisdan ditambahkan ke dalamnya dan akan mengakibatkan terbentuknya warna kuning dari hasil reaksi reduksi menjadi bentuk bis (neurokoprin) tembaga (I). Pengukuran dilakukan pada panjang gelombang 453,4 nm (Widyastuti., 2010).
c. Metode FRAP
Metode pengujian antiokisdan dengan metode FRAP menggunakan kompleks besi ligan 2,4,6 –tripiridil –triazin sebagai pereaksi. Senyawa kompleks ini memiliki warna biru akan berfungsi sebagai zat yang melakukan pengoksidasi dengan adanya senyawa antioksidan dan akan mengalami reaksi reduksi yang menghasilkan produk yang berwarna kuning pada suasana asam .Pengukuran kemudian dilakukan pada panjang gelombang 598 nm. Metode pengujian ini harus dilakukan apabila senyawa antioksidan dapat mereduksi Fe (III) TPTZ pada
kondisi reaksi secara termodinamika dan memiliki laju reaksi yang cukup cepat ( Widyastuti, 2010).
Dari ketiga metode pengujian antioksidan yang ada, peneliti memilih menggunakan pengujian dengan metode DPPH karena metode ini lebih praktis dibandingkan dengan menggunakan pengujian aktivitas antioksidan dengan menggunakan metode yang lain.
E. Radikal Bebas 1. Pengertian radikal bebas
Radikal bebas merupakan suatu atom ataupun gugus yang memiliki satu ataupun lebih elektron yang tak berpasangan. Karena jumlah elektron ganjil, sehingga tidak semua elektron dapat berpasangan. Meskipun suatu radikal bebas tidak bermuatan positif atau negatif, spesi ini sangat reaktif karena adanya elektron tidak berpasangan. Suatu radikal bebas biasanya dijumpai sebagai zat antara yang tak dapat diisolasi usia pendek, sangat reaktif, dan berenergi tinggi ( Fessenden and Fessenden, 1992).
2. Kerusakan sel akibat radikal bebas
Radikal oksigen dan turunannya dapat mematikan sel. Radikal hidroksil menyebabkan kerusakan oksidatif terhadap protein, DNA, lemak membran yang mengandung lebih dari satu ikatan rangkap pada rantai hidrokarbon, dan komponen sel lain. Protein, membran, karbohidrat dan asam nukleat dapat menjadi rusak karena akibat radikal bebas oksigen. Kerusakan radikal bebas ini diperkirakan berperan menimbulkan berbagai macam penyakit. Pada protein,
asam amino prolin, hisitidin, arginin, sistein, dan metionin rentan terhadap serangan radikal hidroksil dan kerusakan oksidatif. Oksidasi asam amino dalam protein menimbulkan fragmentasi protein, pembentukan ikatan silang dan agregrasi ( Marks, Momeji, and Moghaddam, 1996).
3. Pembentukan radikal bebas
Proses oksidasi merupakan proses yang meyebabkan atom mengalami peningkatan jumlah ikatan dengan oksigen atau penurunan jumlah ikatan dengan hidrogen atau kehilangan elektron. Oksigen merupakan molekul unsur memiliki konfigurasi elektron dwiradikal. Reaksi terbentuknya radikal bebas terdiri dari 3 tahap yaitu inisiasi, propagasi, dan terminasi(Cairns, 2004).
a. Inisiasi
Pada tahap ini terjadi pembelahan (fisi) homolitik ikatan kovalen di dalam molekul obat dan menghasilkan radikal bebas. Sumber energi pada proses ini berasal dari cahaya, baik cahaya ultraviolet maupun cahaya tampak yang mengenai sampel. Cahaya dengan panjang gelombang ini cukup energetik untuk memecah pasangan elektron dalam suatu ikatan kovalen dan menghasilkan dua radikal (Cairns, 2004).
b. Propagasi
Propagasi meruapkan reaksi kimia yang utama. Pada langkah ini radikal bebas bereaksi bersama-sama dan menghasilkan lebih banyak lagi spesies yang berekasi. Pada oksidasi, tahap propagasi ini melibatkan pembentukan peroksida dan hidroperoksida. Hidroperoksida dapat mengalami dekomposisi
lebih lanjut dan menghasilkan aldehid serta keton yang memiliki berat molekul kecil (Cairns, 2004).
c. Terminasi
Radikal bebas reaktif bergabung bersama membentuk ikatan kovalen, dan secara efektif proses reaksi rantai dan mengahsilkan senyawa yang stabil (Cairns, 2004).
4. Radikal bebas dalam tubuh
Radikal bebas juga mucul di dalam proses fungsi normal di dalam sel. Proses metabolisme memerlukan banyak reaksi kimia yang melibatkan aksi dari radikal bebas, sebagai contoh adalah penggabungan rantai-rantai asam amino (polimerisasi) untuk membentuk protein atau polimerisasi dari molekul glukosa menjadi polisakarida menjadi glikogen,melibatkan aksi radikal bebas. Dalam proses metabolisme juga diproduksi radikal bebas yang penting dan berpotensi bahaya seperti radikal peroksida dan hidroksil (Youngson,1998). Bahaya radikal bebas dalam tubuh telah penelitian yang menggunakan ikan kerapu yang diinduksi dengan radikal bebas. Radikal bebas juga dapat menyebabkan berbagai macam penyakit misalnya pada penyakit Parkinson, kerusakan disebabkan akibat pembentukan radikal bebas oksigen yang berlebihan atau berkurangnya kemampuan inaktivasi radikal bebas di dalam inti ganglion basal. Karena nukleus kaudatus striatum tersebut juga berperan dalam fungsi emosi dan kognitif, defisiensi sintesis neurotransmitter yang disebabkan oleh kerusakan sel yang dicetuskan oleh radikal oksigen pada nukleus ini (Mark, et al, 1996).