BAB II PENELAAHAN PUSTAKA
C. Asam askorbat
Asam askorbat atau acidum ascorbicum memiliki nama kimia (5R)-5-[(1S)-1,2-dihydroxyethyl]-3,4-dihydroxyfuran-2(5H)-one. Senyawa ini merupakan kristal tidak berwarna atau serbuk kristal berwarna putih atau hampir putih yang sangat larut dalam air dan larut dalam alkohol. Asam askorbat disimpan pada wadah kedap udara, terlindung dari cahaya, pada suhu ruangan penyimpanan 8 - 15oC (Ph. Eur. 5, 2004). Asam askorbat dengan rumus kimia C6H8O6 memiliki
10
berat molekul 176,1 g/mol, pKa = 4,2; 11,6 (pada suhu 25oC), dan log P (oktanol : air) = 1,8 (Moffat, David, and Widdop, 2011). Terdapat dua bentuk enansiomer asam askorbat yaitu L-ascorbic acid dan D-ascorbic acid dan yang memiliki aktivitas tinggi adalah L-ascorbic acid (Nasheed dan Qamar, 2015).
Injeksi asam askorbat adalah larutan steril asam askorbat dalam air untuk injeksi yang dibuat dengan penambahan natrium hidroksida, natrium karbonat atau natrium bikarbonat; mengandung asam askorbat C6H8O6 tidak kurang dari 90,0% dan tidak lebih dari 110,0% dari jumlah yang tertera pada etiket. Syarat pH untuk sediaan injeksi asam askorbat adalah 5,5 – 7,0 (Farmakope Indonesia V, 2015). Kadar asam askorbat dalam jaringan dengan pemberian secara intravena (IV) secara signifikan lebih besar dari pemberian secara oral kurang lebih 25 kalinya. Penelitian terhadap model farmakokinetik asam askorbat menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi asam askorbat dalam plasma dengan pemberian oral hanya memberikan sedikit peningkatan dari 70 mmol/L menjadi maksimal 220 mmol/L sedangkan pada administrasi IV peningkatannya bisa sebesar 14.000 mmol/L (Stargrove, Treasure, and McKee, 2008). Menurut Arroyave (2015) asam askorbat dalam dosis sangat besar memiliki beberapa resiko seperti hyperuricemia, batu ginjal urea, batu ginjal oksalat, dan menghambat absorbsi vitamin B12.
11
Sebagian besar agen pemutih kulit tipe inhibitor tirosinase termasuk asam askorbat (AA) merupakan inhibitor kompetitif yang bekerja dengan cara berikatan dengan tirosin. Perlu diperhatikan bahwa inhibitor kompetitif untuk tirosinase ini tidak dapat menghambat pembentukkan melanin kecuali tersedia dalam konsentrasi tinggi sehingga cukup untuk mengantisipasi tirosinase agar tidak berikatan dengan tirosin (Acton, 2013). Asam askorbat memiliki berbagai fungsi biologis antara lain menginduksi sintesis kolagen, memperkuat jarikan kulit, mengurangi pigmentasi, dan memiliki aktivitas anti radikal bebas. Sayangnya, AA sangat sensitif terhadap cahaya, agen pengoksidasi dan ion logam, pemanasan, dan juga sangat mudah terdegradasi dalam aqueous solution (Lee dkk., 2004). Diketahui bahwa larutan asam askorbat dapat distabilkan menggunakan asam metafosfat (Golubitskii dkk., 2007). Asam askorbat dapat digunakan sebagai agen pemutih kulit (Thongchai dkk., 2007).
Stabilitas merupakan masalah utama analisis asam askorbat. Banyak faktor yang menyebabkan ketidakstabilan asam askorbat antara lain cahaya, suhu, pH, dan oksigen (Hu, Li, Luo, Yang, and Liu, 2012). Degradasi asam askorbat merupakan proses yang sangat kompleks dan melibatkan sejumlah reaksi oksidasi/reduksi. Asam askorbat sangat tidak stabil dalam aqueous solution yang akan langsung mengubah senyawa tersebut menjadi asam dehidroaskorbat (DHA) yang reversible. Selanjutnya DHA akan teroksidasi lebih lanjut menjadi berbagai variasi senyawa, contohnya adalah pembentukkan 2,3-diketo-L-gulonic acid dan L-xylosome seperti yang terdapat pada Gambar 3 dan reaksi oksidasi lanjutan ini tidak reversible. Kunci utama proses degradasi asam askorbat terletak pada
12
ionisasi gugus hidroksi senyawa ini, maka kontrol pada tahap ionisasi gugus hidroksi asam askorbat mungkin dapat membantu melindungi senyawa ini dari degradasi dalam aqueous system (Lee dkk., 2004).
Gambar 3. Skema reaksi lanjutan degradasi asam askorbat dalam aqueous solution (Lee
dkk., 2004).
Suhu juga merupakan salah satu faktor yang sangat mempengaruhi stabilitas asam askorbat. Dijelaskan oleh Ghosh, Das, Bagchi, dan Smarta (2013) bahwa struktur tak jenuh asam askorbat mengakibatkan asam askorbat sangat mudah teroksidasi selama pemanasan, dimana asam askorbat teroksidasi menjadi dehydroascorbic acid (DHA) yang selanjutnya terdegradasi lebih jauh menjadi 3-hydroxy-2-pyrone (3H2P) pada pH 2-5; 2-furoic acid (2FA) pada pH <2; dan 2,5-dimethyl-4-hydroxy-3(2H)-furanone (DMHF) pada pH >5. Menurut Novakova dkk. (2008), penggunaan penangas es pada tahap preparasi sampel dapat meminimalkan pengaruh suhu pada degradasi asam askorbat. Degradasi akibat pengaruh cahaya/fotosensitivitas yang paling banyak terjadi adalah fotooksidasi. Reaksi fotokimia ini menghasilkan senyawa antara yang reaktif (radikal dan ion) dan akan bereaksi lebih lanjut melibatkan panas (Koutchma, Forney, and Moraru, 2009). Menurut Novakova dkk. (2008) asam askorbat terdegradasi pada cahaya alami dan diperlukan pengemas berbahan kaca coklat, dan bila perlu wadah
13
dilapisi dengan aluminium foil. Adanya ion logam juga merupakan faktor yang dapat menurunkan stabilitas asam askorbat dalam larutan. Beberapa ion logam yang dapat mengganggu stabilitas antara lain: Cu2+, Fe2+, Mg2+, Ca2+, Mn2+, dan Zn2+. Keadaan ini dapat ditangani dengan menggunakan agen pengkelat seperti ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) atau monosodium glutamate (MSG) (Novakova dkk., 2008).
Banyak metode analisis yang dapat digunakan untuk menetapkan kadar asam askorbat. Teknik konvensional yang direpresentasikan dengan metode volumetrik yaitu titrasi menggunakan larutan oksidator memiliki kelemahan yaitu tidak dapat digunakan untuk sampel yang mengandung agen reduktor selain asam askorbat (Fadhel, 2012). Disamping itu, metode volumetri juga kurang sensitif pada senyawa analit (asam askorbat) dengan konsentrasi kecil (Hu dkk., 2012). Metode kolorimetri yang sering digunakan dalam analisis asam askorbat melibatkan reduksi besi (III) diikuti penambahan agen pengkelat seperti ferrozine agar menghasilkan larutan berwarna yang kuat dan stabil dari kompleks besi (II). Metode ini memiliki kelemahan yaitu sensitivitas dan spesifisitas yang buruk, membutuhkan banyak waktu, dan tidak dapat digunakan apabila terdapat interfering agent sedangkan jika interfering agent tersebut dihilangkan berisiko terhadap hilangnya sebagian atau seluruh senyawa asam askorbat (Washko, Hartzell, and Levine, 1989). Terdapat pula metode spektrofotometri asam askorbat total berdasarkan oksidasi asam askorbat menjadi asam dehidroaskorbat menggunakan larutan bromine dan hasilnya dikopling dengan 2,4-dinitrophenyl hydrazine. Metode ini juga memiliki kelemahan yaitu dapat memberikan hasil
14
positif palsu apabila terdapat senyawa glukosa yang strukturnya menyerupai asam askorbat di dalam sampel (Kapur dkk., 2012). Metode spektrofotometri berdasarkan oksidasi asam askorbat yang menggunakan Fe (III) dan 1,10-phenantroline, memiliki kelemahan yang sama yaitu dapat memberikan hasil positif palsu apabila terdapat senyawa reduktor selain asam askorbat di sampel seperti sitrat, oksalat, dan tartrat. Maka dikembangkan metode menggunakan copper (II)-neocuproine yang lebih selektif daripada Fe (III) (Guclu, Sozgen, Tutem, Ozyurek, and Apak, 2005). Menurut Hu dkk. (2012), terdapat metode lain seperti deteksi elektrokimia, flow injection method, dan capillary zone electrophoresis, tetapi metode tersebut rumit dan instrumen yang digunakan jarang tersedia di sebagian besar laboratorium. Selain itu terdapat pula kromatografi kiral yaitu pemisahan enansiomer menggunakan kolom KCKT kiral, kolom yang menggunakan fase diam kiral/chiral stationary phase (Phenomenex, 2015).
Produk farmasetis dan sediaan kosmetik asam askorbat sering kali mengandung banyak eksipien untuk melindungi asam askorbat dari efek oksidasi dan menghindari aktivitas mikroba yang dapat menjadi pengganggu dalam analisis. Dilihat dari stabilitas asam askorbat yang rentan teroksidasi, produk degradasi asam askorbat juga berpotensi menjadi senyawa pengganggu (Mitic, Kostic, Naskovic-Dokic, and Mitic, 2011). Penggunaan KCKT dapat meningkatkan spesifisitas dan sensitivitas analisis, serta memerlukan waktu yang relatif lebih singkat (Washko dkk., 1989). Metode KCKT juga selektif dan dapat
15
digunakan untuk evaluasi stabilitas asam askorbat dalam sediaan farmasetis dan kosmetik (Mitic dkk., 2011).