Skrining Potensi Daun
Zingiberaceae
sebagai
Antiaging
UMMI ZAHRA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Skrining Potensi Daun
Zingiberaceae sebagai Antiaging benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2016
Ummi Zahra
RINGKASAN
UMMI ZAHRA. Skrining Potensi Daun Zingiberaceae sebagai Antiaging. Dibimbing oleh IRMANIDA BATUBARA, LATIFAH K DARUSMAN dan AKHIRUDDIN MADDU
Zingiberaceae adalah salah satu famili tumbuhan yang telah banyak dimanfaatkan sebagai antikanker, antiinflamasi, maupun antiaging. Bagian daunnya belum di manfaatkan secara maksimal, sehingga menarik dilakukan skrining potensi antiaging pada daun tersebut.Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan zat antiaging pada daun Zingiberaceae.
Sebanyak 10 jenis daun Zingiberaceae diekstraksi dengan 2 metode yaitu maserasi dan distilasi uap.Maserasi dilakukan menggunakan tiga jenis pelarut
n-heksana, etil asetat dan metanol. Distilasi uap digunakan untuk mendapatkan minyak atsiri. Seluruh ekstrak ditentukan potensi antiagingnya melalui aktivitas antiglikasi dan antioksidan. Aktivitas antiglikasi ditentukan dengan metode flourimetri, sedangkan aktivitas antioksidan dengan penangkap radikal ABTS.
Hasil skrining menunjukkan bahwa ekstrak Zingiber officinale merupakan ekstrak yang memiliki aktivitas antiglikasi terbaik. Ekstrak metanol Zingiber officinale memiliki nilai IC50 203.86µg/mL dan diikuti oleh minyak atsiri Zingiber officinale sebesar 207.95µg/mL. Adapun Aktivitas tertinggi pada uji aktivitas antioksidan oleh Curcuma longa sebesar 18.04% AEAC.
Ekstrak metanol Zingiber officinale diisolasi lebih lanjut menggunakan kromatografi kolom dan menghasilkan fraksi n-heksana : etil asetat (3:7) yang memiliki aktivitas yang terbaik. Minyak atsiri dari Zingiber officinale
diidentifikasi menggunakan kromatografi gas spektrofotometer massa dan menghasilkan 33 komponen-komponen dengan kariofilena sebagai komponen yang dominan (32.76 %) dan memiliki aktifitas antiglikasi dengan nilai IC50 sebesar 23.22 µg/mL.
SUMMARY
UMMI ZAHRA. Screening The Potency of Zingiberaceae Leaves Antiaging
Agent. Supervised by IRMANIDA BATUBARA, LATIFAH K DARUSMAN and AKHIRUDDIN MADDU
Zingiberaceae is one of plant families which was not only utilized as anti-cancer, anti inflamation, but also anti-aging. The leaves of Zingiberaceae was not utilized maximally yet so screening of anti-aging potency was conducted. The aim of this research was to obtain the anti-aging substance in Zingiberaceae leaf.
Ten kinds of Zingiberaceae were extracted by two extract methods, which were maseration and vapor distillation. Maseration conducted in three kinds of solvens; n-hexane, ethyl acetate, and methanol. Distillation method produced essential oil. Potency anti-aging of all extracts were determined by anti-glycation and anti-oxidant activity. Anti-glycation activity conducted by flourimetry method while anti-oxidant activity by ABTS radical scavenger.
The result show that Zingiber officinale is an extract which has the best anti-glication activity. IC50 methanol extract of Zingiber officinale was 203.86 µg/mL, and followed by essential oil of Zingiber officinale which was 207.95µg/mL. The highest antioxidant activity was performed by Curcuma longa which is 18.04 % AEAC.
Afterwards, methanol extract of Zingiber officinale was isolated using column chromatography and produced n-hexane : ethyl acetate fraction (3:7) which has the best activity. The essential oil of Zingiber officinale identified by using gas chromatograph-mass spectrophotometer produced 33 components in which caryophyllene is the most dominant component (32.76 %) and antiglycation activity IC 50 as 23.22 µg/mL.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Kimia
Skrining Potensi Daun
Zingiberaceae
sebagai
Antiaging
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2016
PRAKATA
Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema dalam penelitian ini ialah Skrining potensi daun Zingiberaceae sebagai antiaging.
Diharapkan dapat memberikan manfaat terhadap banyak orang
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Irmanida Batubara. M.Si, Prof Latifah K Darusman, MS dan Dr Akhiruddin Maddu, M.Si selaku pembimbing yang telah banyak memberi ilmu, waktu dan tenaga. Disamping itu penulis sampaikan penghargaan kepada Prof Dr Dyah Iswantini Pradono, MScAgr beserta seluruh staf dan tenaga pendidikan program studi kimia atas bantuan dan dukungannya. Ungkapan terima kasih dan hormat juga saya haturkan kepada orang tua, seluruh keluarga serta rekan-rekan atas segala dukungan, doa, dan kasih sayangnya.
Penulis haturkan pula terima kasih kepada Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan yang telah memberikan bantuan Beasiswa Pendidikan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2016
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR ix
DAFTAR LAMPIRAN ix
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 2
2 METODE 2
Alat dan bahan 2
Waktu dan Tempat penelitian 2
Prosedur Kerja 2
Prosedur Analisis Data 3
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Ekstraksi 5
Fitokimia secara Kualitatif 6
Aktivitas Antiglikasi 7
Antioksidan 8
Isolasi Senyawa Antiglikasi 9
Identitas Senyawa Aktif Minyak Atsiri Z. officinale dengan KG-SM
10
4 SIMPULAN DAN SARAN 11
Simpulan 11
Saran 11
DAFTAR PUSTAKA 12
LAMPIRAN 15
DAFTAR TABEL
1 Rendemen Ekstrak Daun Zingiberaceae 6
2 Analisis Fitokimia Daun Zingiberaceae 6
3 Persentase Inhibisi AGEs Ekstrak Zingiberaceae 7 4 Aktivitas Antiglikasi Ekstrak Daun Zingiberaceae 8 5 Aktivitas Antioksidan Ekstrak Daun Zingiberaceae 8 6 Aktivitas Antiglikasi Fraksi Ekstrak Metanol Z. officinale 9
DAFTAR GAMBAR
1 Kromatogram GC-MS 10
2 Struktur kariofilena 10
3 Reaksi Penghambatan AGEs oleh Aminoguanidin 11
DAFTAR LAMPIRAN
1 Alur Penelitian 15
2 Contoh Perhitungan Rendemen, Kadar Air dan Kadar Abu 16 3 Contoh Penghitungan % Inhibisi dan IC50 Aktivitas Antiglikasi
dalam Sampel 17
4 Kurva Standar Asam Askorbat dan Perhitungan Antioksidan Asam
Askorbat dalam Sampel 18
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penuaan ditandai dengan penurunan integritas anatomi dan fungsi beberapa sistem organ dan mengurangi kemampuan untuk menanggapi stres. (Semba et al. 2010). Salah Satu faktor tejadinya penuaan adalah reaksi glikasi. Glikasi merupakan reaksi yang terjadi antara asam amino dan gula pereduksi. Reaksi ini ditandai oleh produk akhir yang disebut AGEs (Advance glication end product).
Penggunaan zat antiaging dapat memberikan perlindungan terhadap stres oksidatif, menghambat penuaan dan meningkatkan kesehatan penampilan kulit. Zat tersebut menghambat reaksi nonenzimatik seperti menghambat terbentuknya AGEs (Advanced glycation end products) dan reaksi enzimatik (kolagenase, elastase, hyaluronidase dan tirosinase) (Ndlovu et al. 2013).
Salah satu upaya yang dilakukan untuk memperoleh zat antiaging dengan menggunakan flourimetri. Flourimetri adalah alat yang digunakan untuk mengukur suatu senyawa berflourosens. Intensitas yang diukur merupakan distribusi emisi yang dipancarkan setelah terjadinya proses eksitasi (Lakowicz 2006). Metode ini digunakan untuk melihat hasil dari proses glikasi yang disebut dengan AGEs (Advanced glycation end products). Zat antiglikasi kemudian dapat didefinisikan sebagai zat yang menghambat produksi AGEs.
Beberapa tanaman telah diketahui memiliki potensi sebagai
antiaging.Tanaman tersebut menggunakan reaksi antiglikasi dengan menggunakan metode flourimetri untuk melihat potensi antianging nya. Nilai IC50 yang diperoleh antara lain, daun mangga sebesar 184.11 µg/mL, daun teh sebesar sebesar 211.87 µg/mL (Fathurrahman 2016), dan Bunium Bulbocastanum sebesar 132.88 µg/mL (Ahmad et al. 2014). Rimpang Zingiberaceae sebagai
antiaging pun telah banyak dilaporkan (Mukherjee et al. 2011).
Zingiberaceae merupakan salah satu jenis tanaman yang memperoleh banyak perhatian di dunia. Tanaman ini memiliki potensi sebagai antiaging, antikanker, antioksidan, anti-penyakit Alzheimer, dan sifat obat lainnya (Yasodama 2014).Tsukahara et al. (2006), melaporkan bahwa ekstrak rimpang
Zingiber officinale L menghambat pembentukan kerutan yang pada kulit tikus disebabkan oleh UV B dengan menurunkan persen kerutan sebesar 4.99 ± 2.1%. Sumiyoshi dan Kimura (2009) yang melaporkan bahwa ekstrak rimpang Curcuma longa L berpotensi mengubah ketebalan kulit, meningkatkan elastisitas, menurunkan pigmentasi, dan kerutan yang disebabkan oleh radiasi UV-B pada tikus berbulu.
Telah dilaporkan bahwa daun Curcuma longa (Raina dan Srivastava 2005),
Curcuma xanthorrhiza (Wahyuni 2012), Alpinia zerumbet (Chompoo et al. 2012), dan Zingiber officinale R (Ghasemzadeh et al. 2014) memiliki kandungan senyawa metabolit yang mirip dengan rimpangnya. Hal tersebut menunjukkan bahwa senyawa metabolit yang terdapat pada rimpang juga terdapat pada daun
Zingiberaceae.Potensi rimpang sebagai antiaging telah diketahui namun daun tanaman Zingiberaceae belum banyak dieksplorasi sehingga daun Zingiberaceae
2
Berdasarkan latar belakang tersebut dilakukan skrining 10 jenis daun tanaman Zingiberaceae sebagai antiglikasi dengan menggunakan flourimetri selanjutnya senyawa antiglikasi diisolasi untuk memperoleh zat antiaging pada daun Zingiberaceae.
Tujuan penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan senyawa aktif daun
Zingiberaceae yang berpotensi sebagai antiaging
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini merupakan skrining potensi terhadap sepuluh jenis daun
Zingiberaceae. Menggunakan dua metode ekstraksi, setiap ekstrak diuji kualitatif kandungan fitokimia, aktivitas antioksidan dan aktivitas antiglikasi. Ekstrak yang memiliki aktivitas terbaik selanjutnya akan diidentifikasi untuk menentukan zat yang paling berperan sebagai antiaging.Secara umum, alur penelitian dapat dilihat pada Lampiran 1.
2 METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah kromatografi gas-spektrofotometer massa (KG-SM) (Agilent 19091s-433), flourimetri (FluoroSTAR BMG LABTECH), microplate reader (EPOC), dan alat-alat kaca yang umum digunakan. Bahan-bahan yang digunakan adalah daun tanaman
Zingiberaceae, yaitu daun jahe merah (Zingiber officinale), daun kunyit (Curcuma longa), daun temu putih (Curcuma zedoaria), daun lempuyang (Zingiber zerumbet), daun banglai hantu (Zingiber purpureum ), daun lengkuas (Alpinia galangal), daun temulawak (Curcuma zanthorhiza), daun kapulaga
(Elettaria cardamomum), daun temu hitam (Curcuma aeruginosa), temu kunci (Boesenbergia rotunda), aminoguanidin (Sigma Aldrich), BSA (Bovine serum albumin) (Merck), ABTS (2,2’-azinobis-3-etil benzotiazolina 6-sulfonat), kariofilena (Mfr Tokyo chemical), dan asam askorbat.
Waktu dan Tempat Penelitian
3
Prosedur Kerja
Pengumpulan dan Pengeringan Sampel
Daun famili Zingiberaceae diperoleh dari Kebun Pusat Studi Biofarmaka IPB, Dramaga, Bogor. Daun dipotong-potong dan dikeringkan pada suhu 60 °C. Daun yang sudah kering diserbukkan dan disaring dengan ukuran 60 mesh di SEA FAST IPB.
Ekstraksi
a. Maserasi (Farmakope 2009)
Sebanyak sepuluh jenis daun dari tanaman Zingiberaceae. Setiap daun diekstraksi dengan metode maserasi bertingkat. Maserasi menggunakan tiga jenis pelarut yaitu n-heksana, etil asetat, dan metanol selama tiga kali 24 jam. Selanjutnya dilakukan evaporasi untuk memisahkan pelarut dengan ekstrak kental. b. Distilasi (Muctaridi et al. 2004)
Sebanyak sepuluh jenis daun Zingiberaceae dilakukan distilasi uap. Setiap daun Zingiberaceae yang telah dipotong dimasukkan ke dalam distilator uap. Sebanyak 5 L air ditambahkan kedalamnya. Distilasi dilakukan selama 6 jam. Minyak atsiri yang diperoleh selanjutnya dihitung bobotnya kemudian disimpan dalam pendingin.
Fitokimia secara Kualitatif (Harborne 1987)
Pengujian fitokimia secara kualitatif terhadap sampel dilakukan dengan menggunakan pereaksi tertentu sesuai jenis metabolit sekunder yang akan di analisis. Pengujian yang dilakukan antara lain; uji alkaloid, uji fenol, uji flavonoid, uji steroid dan terpenoid, uji saponin, uji tanin.
Uji Alkaloid
Ekstrak ditambahkan 10 mL kloroform-amonia kemudian ditambahkan H2SO4 2 M dan dikocok sehingga terbentuk dua lapisan. Lapisan atas dibagi tiga ke dalam tabung reaksi. Masing-masing larutan ditambahkan beberapa tetes pereaksi Mayer, Wagner, dan Dragendorf. Uji positif adanya alkaloid ditunjukkan apabila terbentuk endapan yang berwarna putih setelah ditambahkan pereaksi Mayer, endapan cokelat setelah ditambahkan pereaksi Wagner, dan endapan merah jingga setelah ditambah pereaksi Dragendorf.
Uji Fenol
Ekstrak ditambahkan 10 mL air kemudian dididihkan selama 2 menit. Selanjutnya, ditambahkan NaOH 10 % beberapa tetes. Terbentuknya warna merah menunjukkan adanya senyawa fenolik.
Uji Flavonoid
Ekstrak ditambahkan etanol kemudian dididihkan selama 5 menit. Selanjutnya, ditambahkan beberapa tetes HCl pekat dan 0.2 g serbuk Mg. Hasil positif ditunjukkan dengan timbulnya warna merah.
Uji Steroid dan terpenoid
4
keemasan pada lapisan antar muka sedangkan uji positif terpenoid ditunjukkan dengan terbentuknya warna hijau biru.
Uji Saponin
Ekstrak ditambahkan akuades kemudian dipanaskan hingga mendidih selama 2 menit. Selanjutnya, larutan tersebut dikocok. Hasil uji positif saponin ditunjukkan dengan terbentuknya buih yang stabil.
Uji Tanin
Ekstrak ditambahkan etanol kemudian ditambahkan larutan FeCl3 1%. Uji positif ditandai dengan terbentuknya warna biru tua atau hijau kehitaman.
Antiglikasi (Povichit et al. 2011)
Metode antiglikasi mengacu pada Povichit (2011) dengan sedikit modifikasi.Reaksi dilakukan terdiri atas larutan berisi bufer fosfat 0.2 M (pH 7.4), BSA (20 mg/mL), glukosa (235 mM), fruktosa (235 mM) dan sampel dicampur dalam tabung reaksi. Adapun larutan koreksi ditambahkan akuades sebagai pengganti glukosa dan fruktosa. Larutan kontrol ditambahkan akuades sebagai pengganti sampel serta aminoguanidin sebagai kontrol positif.
Seluruh larutan diinkubasi selama 40 jam pada suhu 60oC, kemudian diukur intensitas flouresensinya menggunakan flourimetri dengan panjang gelombang eksitasi 330 nm dan emisi 440 nm. Aktivitas antiglikasi diukur menggunakan persamaan berikut
Inhibisi % =[ − A-AB-Bo
o ]x 100 %
Keterangan A : Intensitas flourosens larutan sampel
Ao : Intensitas flourosens larutan pengoreksi sampel B : Intensitas flourosens larutan kontrol
Bo : Intensitas flourosens larutan pengoreksi kontrol
Persentase penghambatan 50% (IC50) terhadap fluoresensi AGEs dihitung dari kurva regresi aktivitas penghambatan.
Antioksidan (Re et al. 1999)
Prinsip uji antioksidan yang digunakan ialah dengan mengukur kemampuan penangkapan aktivitas radikal ABTS yang akan dibandingkan dengan trolox. ABTS (7.46 mM) dioksidasi menggunakan kalium peroksidisulfat (2.45 mM) selama 16 jam. Sebanyak 180 μL ABTS.+ yang teroksidasi direaksikan
dengan 20 μL ekstrak daun Zingiberaceae dengan konsentrasi 2 mg/mL. Sampel yang diujikan dibandingkan menggunakan asam askorbat (5, 25, 50, 75, dan 100
5
Isolasi Senyawa Antiglikasi dan Antioksidan
Hasil skrining glikasi dan antioksidan pada ekstrak daun Zingiberaceae
dilanjutkan dengan penentuan eluen terbaik menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT). Penentuan eluen dilakukan dengan menggunakan plat KLT jenis silica gel G60F254. Isolasi senyawa antiglikasi dan antioksidan dengan kromatografi kolom menggunakan eluen yang terbaik. Setiap eluat diuji KLT untuk melihat pola pemisahannya, eluat yang memiliki faktor retensi (Rf) yang sama digabung menjadi satu fraksi. Fraksi yang diperoleh selanjutnya dilakukan pengujian antiglikasi kembali untuk mengetahui fraksi yang paling aktif sebagai antiglikasi.
Analisis dengan Kromatografi Gas-Spektrofotometer Massa
Minyak atsiri daun Zingiberaceae yang telah dilakukan pengujian antiglikasi dan antioksidan selanjutnya dianalisis dengan KG-SM (Kromatografi gas spektrofotometer). Analisis menggunakan KG-MS untuk mengidentifikasi senyawa yang terdapat pada minyak. Spektrum massa yang diperoleh akan dibandingkan dengan spektrum massa pembanding. Kolom yang digunakan ialah HP 5 MS (dimensi 60 X 0.25 X 0.25 µm Agilent HP). Suhu injektor yang digunakan 100 – 350 0C. He digunakan sebagai gas pembawa dengan laju alir 1.0 mL/min. Kondisi spektrofotometer massa yang digunakan adalah EI 60 eV.
Prosedur Analisis Data
Analisis dilakukan dengan mengunakan ANOVA dengan tingkat kepercayaan 95%. Analisis lebih lanjut dilakukan dengan uji Duncan multiple range test.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Ekstraksi
Pada penelitian ini dilakukan dua jenis ekstraksi yaitu dengan cara maserasi dan destilasi uap. Setiap jenis ekstraksi akan menghasilkan komponen senyawa yang berbeda. Metode maserasi merupakan metode ekstraksi yang sederhana dengan tingkat kerusakan sampel yang rendah karena tidak dipengaruhinya oleh pemanasan. Pada proses ekstraksi menggunakan tiga jenis pelarut yaitu n-heksana, etil asetat dan metanol secara berturut-turut. Proses ini bermanfaat untuk mengambil seluruh komponen senyawa nonpolar hingga polar.
Hasil ekstraksi menunjukkan tingkat rendemen yang berbeda-beda.
n-heksana memiliki rendemen sebesar 2.07-4.82 %, etil asetat 1.36-3.34 % dan metanol 4.23-10.14 %. Metanol memiliki rendemen merupakan pelarut yang menghasilkan rendemen yang tertinggi dibandingkan jenis pelarut yang lain (Tabel 1). Contoh pehitungan dapat dilihat pada Lampiran 2. Rendemen tinggi tersebut sangat terkait dengan jenis senyawa yang terkandung pada daun
6
Tabel 1 Rendemen ekstrak daun Zingiberaceae Ekstrak Zingiberaceae
Rendemen (%)
n-heksana Etil Asetat Metanol Minyak
atsiri
(-) rendemen sangat rendah
Metode distilasi uap menghasilkan ekstrak volatil (minyak atsiri). Minyak atsiri yang diperoleh sangat bervariasi. Minyak atsiri Elettaria cardamomum
memiliki rendemen yang tertinggi dibanding yang lainnya (Tabel 1). Hasil tersebut menunjukkan bahwa daun Elettaria cardamomum sangat berpotensi untuk menghasilkan minyak atsiri. Dari sepuluh jenis minyak atsiri terdapat empat jenis daun yaitu B. rotunda, Z. Purpureum, A. galanga dan Z. zerumbet yang memiliki rendemen sangat rendah, sehingga tidak dapat dilakukan penimbangan dan pengujian lebih lanjut. Rendahnya rendemen dapat disebabkan oleh kandungan yang rendah maupun proses pasca panen yang menurunkan kuantitas minyak atsiri pada daun (Khasanah et al. 2015).
Fitokimia secara Kualitatif
Pengujian fitokimia secara kualitatif berfungsi untuk mengetahui jenis senyawa metabolit sekunder pada ekstrak. Hasil uji kualitatif menunjukkan bahwa pada ekstrak daun Zingiberaceae terdapat seluruh jenis senyawa metabolit kecuali pada jenis senyawa tanin dan saponin (Tabel 2). Pada minyak atsiri daun senyawa fitokimia yang ditentukan merupakan jenis senyawa terpenoid.
Tabel 2 Analisis fitokimia daun Zingiberaceae
Ekstrak Zingiberaceae
Analisis kualitatif fitokimia
n-heksana Etil Asetat Metanol Minyak atsiri
Alpinia galanga A, F, T, St A, F, T, St A, F, T, St
7
Aktivitas Antiglikasi
Reaksi antiglikasi merupakan reaksi yang terjadi antara protein dan gula pereduksi di dalam tubuh. Reaksi ini menghasilkan sebuah produk yang disebut AGEs yang juga merupakan penanda terjadinya proses glikasi (Hory et al. 2012). AGEs mengalami ikatan silang, akibat dari ikatan silang tersebut stabilitas AGEs sendiri akan menyebabkan resistensi protease terhadap protein yang terlibat. Hasil dari resistensi yang terjadi keseimbangan protein terganggu dan menyebabkan amilodosis. Proses glikasi melibatkan berbagai macam reaksi oksidasi, dehidrasi, pembentukan radikal bebas gugus oksigen, dan nitrogen (Rahmadi dan Zahid 2011). AGEs dalam jumlah berlebih dalam tubuh akan menghasilkan berbagai macam penyakit antara lain diabetes, alzhemair, dan penuaan.
Pengukuran AGEs dapat dilakukan menggunakan metode flourimetri. Flourimeter (flouresens spektrometri) adalah alat yang digunakan untuk mengukur suatu senyawa melalui intensitas dan distribusi pada emisi yang dipancarkannya. Emisi cahaya ini akan berasal dari suatu bahan lumine, yaitu emisi cahaya dari bahan apapun yang terjadi dari tingkat energi elektronik tertentu (Lakowicz 2006). Sensitivitas flourimetri 1.000 kali lebih besar dibanding pada penyerapan UV/Vis. Fluoresensi terjadi pada molekul siklik yang kaku, melakukan resonansi dengan kehadiran donor dan ekseptor elektron (Rouessac dan Rouessac 2007).
Tabel 3 Persentase Inhibisi AGEs ekstrak Zingiberaceae
Ekstrak Zingiberaceae Konsentrasi
(µg/mL)
% Inhibisi
n- Heksana Etil Asetat Metanol
Alpinia galanga 500 49.33 62.63 36.87
Boesenbergia rotunda 500 43.74 48.81 66.43
Curcuma aeruginosa 500 46.79 48.53 46.37
Curcuma longa 500 40.57 52.72 69.28
Curcuma zedoaria 500 51.31 51.44 57.43
Curcuma zanthorriza 500 42.58 69.28 77.86
Elettaria cardamomum 500 50.01 44.44 62.87
Zingiber officinale 500 54.92 55.74 73.20
Zingiber purpureum 500 41.32 50.79 59.24
Zingiber zerumbet 500 46.23 59.62 43.55
Aminoguanidin 25 66.58
Pada penelitian ini dilakukan skrining 10 jenis daun Zingiberaceae untuk melihat aktivitas terbaik. Pada 10 jenis daun hasil maserasi dilakukan pengujian awal dengan melihat persentasi inhibisi dari seluruh ekstrak (Tabel 3). Contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 3.
8
Tabel 4 Aktivitas antiglikasi ekstrak daun Zingiberaceae
Ekstrak Zingiberaceae Pelarut Pengekstraksi / Jenis ekstrak
IC 50 Antiglikasi (µg/mL)
Zingiber officinale Metanol 203.86h
Curcuma zanthorriza Metanol 274.14e
Elettaria cardamomum Metanol 285.58e
Zingiber purpureum Metanol 305.79d
Curcuma zedoaria Metanol 335.56c
Boesenbergia rotunda Metanol 342.67c
Zingiber zerumbet Etil asetat 377.95b
Curcuma longa Etil asetat 271.79e
Curcuma zanthorriza Etil asetat 383.37b
Alpinia galanga Etil asetat 439.10a
Zingiber officinale Minyak atsiri 207.95gh
Curcuma longa Minyak atsiri 221.26g
Curcuma zanthorriza Minyak atsiri 221.60g
Elettaria cardamomum Minyak atsiri 240.35 f
Curcuma zedoaria Minyak atsiri 236.38f
Curcuma aeruginosa Minyak atsiri 243.57f
Aminoguanidin - 18.91
Keterangan : Sampel dengan huruf yang sama tidak memiliki perbedaan yang signifikan melalui
Uji Duncan’s multiple range test
Antioksidan
Radikal bebas merupakan salah satu faktor yang dapat mempercepat proses glikasi (Ndlovu et al. 2013), selain radikal bebas sendiri adalah salah satu hasil glikasi. Kelebihan radikal bebas dapat menyebabkan stress oksidatif dan menyebabkan berbagai penyakit (Ramasamy et al. 2005).
Tabel 5 Aktivitas antioksidan ekstrak daun Zingiberaceae
Ekstrak Zingiberaceae
Kapasitas antioksidan (g AEAC/100 g ekstrak)
n-heksana Etil Asetat Metanol Minyak atsiri
Alpinia galanga 5.95 s 11.71 c 8.03 ef -
Boesenbergia rotunda 3.07 nop 6.09 ij 6.64 hi -
Curcuma aeruginosa 2.66 pq 7.66 fg 5.71 j 5.10 k
Curcuma longa 4.24 l 18.04 a 8.99 d 4.19 l
Curcuma zedoaria 2.37 qr 8.86 d 3.62 lmn 0.89 s
Curcuma zanthorriza 8.59 de
17.63 a 16.25 b 0.57 s
Keterangan : Sampel dengan huruf yang sama tidak memiliki perbedaan yang signifikan melalui
9 Antioksidan adalah senyawa yang mampu menetralkan radikal bebas. Senyawa antiaging diharapkan merupakan senyawa yang memiliki kemampuan untuk menetralkan radikal bebas. Hasil pengujian pada sepuluh sampel dari aktivitas antioksidan sangat beragam (Tabel 5). Contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 4. Radikal kation pada ABTS ini akan bereaksi dengan senyawa penyumbang elektron dari sampel untuk menetralkannya.
Hasil pengujian antioksidan sangat variasi dari (0.57 - 18.04 %). Ekstrak etil asetat C. longa memiliki aktivitas antioksidan tertinggi sedangkan minyak atsiri yang paling baik sebagai antioksidan adalah C. aeruginosa. C. longa telah banyak dilaporkan memiliki aktivitas farmakologis. Kandungan curcuminoid pada rimpangnya merupakan salah satu senyawa aktif yang bermanfaat sebagai antiinflamasi, antibakteri dan hepatoprotektif (Afzal et al. 2013).
Adapun pada minyak atsiri dari rimpang C. aeruginosa dilaporkan Gerge dan Brito (2015) mengandung 18 senyawa aktif antara lain, kamfena, eukaliptol,
β- farnesena, elemena, fenol, kariofilena. Sehingga diduga senyawa aktif yang berada pada rimpang juga terdapat pada bagian daun. Keberadaan senyawa aktif tersebut berpengaruh terhadap aktivitas antioksidan pada kedua jenis daun
Zingiberaceae tersebut.
Isolasi Senyawa Antiglikasi
Ekstrak metanol Z. officinale dipilih sebagai ekstrak yang akan dilakukan proses isolasi. Eluen yang dipilih adalah perbandingan n-heksana : etil asetat (3:7). Proses pemisahan dilakukan dengan menggunakan kromatografi kolom gravitasi dengan teknik gradient dari pelarut nonpolar sampai polar. Pemisahan ini diharapkan dapat memisahkan senyawa aktif yang berada pada ekstrak Z. officinale. Pemisahan menghasilkan 313 fraksi yang setelah digabungkan dengan dasar pola Rf (faktor retensi yang sama) diperoleh 8 fraksi.
Tabel 6 Aktivitas antiglikasi fraksi ekstrak metanol Z. Officinale
Fraksi IC 50 Antiglikasi
Keterangan : Sampel dengan huruf yang sama tidak memiliki perbedaan yang signifikan melalui
Uji Duncan’s multiple range test
10
Identitas Senyawa Aktif Minyak Atsiri Z. officinale dengan KG-SM
Minyak atsiri Z. officinale dan ekstrak metanol Z. officinale memiliki aktivitas yang tinggi sebagai antiglikasi. Hasil uji antiglikasi pada minyak atsiri tidak berbeda nyata dengan ekstrak metanol dengan aktivitas glikasi tertinggi (203.86 µg/mL) dari minyak atsiri Z. officinale sehingga minyak Z. officinale
yang dipilih untuk lebih lanjut dianalisis menggunakan KG-SM (kromatografi gas spektrofotometer massa) untuk mengetahui identitas senyawa yang berperan sebagai antiglikasi. Jenis senyawa yang ditemukan dapat dilihat pada Lampiran 5.
Kromatogram menunjukkan hubungan antara instensitas dan waktu retensi. Kromatogram minyak atsiri Z. officinale menunjukkan terdapat 33 puncak senyawa. Kariofilena sebagai senyawa dominan (32.76 %). Struktur kariofilena dapat dilihat pada Gambar 2.
Kariofilena atau β kariofilena adalah senyawa golongan terpenoid. Senyawa ini memiliki berbagai sifat farmakologi antara lain, antimikroba, antiinflamasi, analgesik, antikanker, dan antioksidan (Leandro et al. 2012; Afzal et al. 2013).
Gambar 1 Kromatogram KG-SM minyak daun Z.officinale
11
Aminoguanidin Dikarbonil Hidrazin Gambar 3 Reaksi penghambatan oleh aminoguanidin (Sero 2013)
NH2 NH
Salah satu jenis senyawa telah terbukti sebagai penghambat terbaik dari reaksi antigikasi adalah aminoguanidin. Proses penghambatannya yaitu dengan menjerap dikarbonil dan membentuk senyawaan triazin (Gambar 3).
Molekul aminoguanidin adalah inhibitor AGEs pertama yang diuji secara klinis. Aminoguanidin pada akhirnya tidak disetujui untuk produksi komersial karena efek samping terkait dengan proses penyerapan vitamin B6 (Sero 2013).
4 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan skrining pada daun Zingiberaceae kariofilena merupakan zat aktif dari minyak atsiri pada Z. officinale yang memiliki aktivitas antiaging.
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
Afzal A, Oriqat G , M. Akram K M, Jose J, Afzal M. 2013. Chemistry and biochemistry of terpenoids from curcuma and related species. Journal of Biologically Active Products from Nature. 3(1):1-55
Ahmad H, Khan I, Nisar W. 2014. Antioxidation and antiglycation properties of
Bunium bulbo castanum fruits various fractions and its possible role in reducing diabetes complication and ageing. Vitam Miner. 3(1) : 1-3. Doi.org/10.4172/vms.1000118.
Chompoo J, Upadhyay A, Fukuta M, Tawata S. 2012. Effect of Alpinia zerumbet
components on antioxidant and skin diseases-related enzymes. BMC Complementary and Alternative Medicine. 12 (106):1-9.
Farmakope Herbal Indonesia [FHI]. 2009. Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Jakarta (ID) : Kemenkes RI.
Fathurrahman NA. 2016. Inhibisi ekstrak air lima tanaman obat terhadap glikasi protein secara in vitro dan potensinya sebagai antipenuaan. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
George M, Britto SJ. 2015. Pythochemical and antioxidant studies on the essential oil of the rhizome of Curcuma aeruginosa Robx. International Journals of pharmacy. 6(8): 579
Ghasemzadeh A, Hawa Z. E, Jaafar 1, Rahmat A. 2010. Antioxidant activities, total phenolics and flavonoids content in two varieties of Malaysia young ginger (Zingiber officinale Roscoe). Molecules. 15(2010): 4324-4333. Doi:10.3390/molecules15064324.
Harborne JB. 1987. Metode Fitokimia: Penuntun Cara Modern Menganalisis Tumbuhan. K Padmawinata & I Soediro, Penerjemah. Bandung (ID): ITB. Terjemahan dari Phytochemical Methods.
Hori M, Yagi M, Nomoto K, Ichijo R, Shimode A, Kitano T, Yonei Y. 2012. Experimental models for advanced glycation end product formation using albumin, collagen, elastin, keratin and proteoglycan. Anti-Aging Medicine.
9(6): 125-134.
Khasanah LU, Utami KR, Aji YM. 2015. Pengaruh perlakuan pendahuluan terhadap karakteristik mutu minyak atsiri daun jeruk purut (Citrus hystrix
DC). Jurnal aplikasi teknologi pangan. 4 (2) : 48-55
Lakowicz JR . 2006. Principles of Fluorescence Spectroscopy: USA (DC): Springer Science.
Muchtariadi, Subarnas, Apriyantono, Budijanto. 2004. Analysis of volatile active compound of essential oils of nutmeg seeds pessesninng inhibitory properties on mice locomotor activity. J nat Acta Math. 3(3): 20-28
Mukherjeea PK, Maitya N, Neelesh, Nemaa, Birendra K, Sarkar. 2011. Bioactive compounds from natural resources against skin aging. Phytomedicine.Vol (19): 64
13 Olennikov DN, Kashchenko NI. 2015. 1-dehydro-[14]-gingerdione, a new constituent from Zingiber officinale. Chemistry of Natural
Compounds.51 :877-881. DOI:10.1007/s10600-015-1438-x
Povichit N, Phrutivorapongkul A, Suttaji M, Chaiyasut C, Leelapornpisid P. 2010. Antiglycation and antioxidant activities of oxyresveratol extracted from the heartwood of Artocarpus lakoocha Roxb. Maejo Int J Sci Technol. 4: 454-461.
Rahmadi A, Zahid M. 2011. Against advanced glycation end product: Searching, utilizing, and conversing of tropical forest derived drugs ameliorating degenerative disorder. Proceeding of South East Asean Agro-Forestry Education (SEANAFE). Bogor
Raina VK, Srivastava SK. 2005. Rhizome and leaf oil composition of Curcuma longa from the lower himalayan region of Northern India. Journal of Essential Oil Research.17 (30): 1-4
Ramasamy R, Vannucci SJ, Yan SSD, Herold K, Yan SF, Schmidt AM. 2005. Advanced glycation end products and RAGE: a common thread in aging, diabetes, neurodegeneration, and inflammation [REVIEW]. Glycobiology. 15:16-28.
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M and Evans CR. 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biology & Medicine. 26: 1231–1237. Rouessac F, Rouessac A. 2007. Chemical Analysis: Modern Instrumentation
Methods and Techniques Second Edition. England (DC): J Wiley.
Semba RD, Nicklett EJ, Ferrucci L. 2010. Does accumulation of advanced glycation end products contribute to the aging phenotype? Journal of Gerontology. 2010 : 1-13.
Sumiyoshi M, Kimura Y. 2009. Effects of a turmeric extract (Curcuma longa) onchronic ultraviolet B irradiationinduced skin damage in melanin-possessinghairless mice. Phytomedicine.16(12):1137-1143. Doi: 10. 1016/j. phymed .2009.06.003.
Sero L, Sanguinet L, Blanchard P, Dang BT, Morel S, Richomme P, Seraphin D. Derbre S. 2013. Tuning a 96-well microtiter plate fluorescence-based assay to identify age inhibitors in crude plant extracts. Molecules. 18:14322. Doi:10.3390/molecules181114320
Tsukahara K, Nakagawa H, Moriwaki S, Takema Y, Fujimura T, Imokawa G. 2006. Inhibition of ultraviolet-B-induced wrinkle formation by aninhibiting herbal extract: implication for the meccanism underlying elastase-associated wrinkles. Dermatol. 45(4): 460–468.
Yasodamma N, Chaithra D, Alekhya C. Pharmacognostic evaluation of curcuma neilgherrensis wt. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 6(2) : 159-168
14
15 Lampiran 1. Alur Penelitian
Dikeringkan
Non polar Semipolar Polar
Minyak atsiri
Volatil Non Volatil
Skrining antiglikasi
Skrining antioksidan
Ekstrak aktif
Fraksinasi
Fraksi
Skrining antiglikasi
Fraksi aktif Skrining antiglikasi
Skrining antioksidan
Ekstrak aktif
Analisis GC MS
1 Kg Daun Zingiberaceae
Simplisia Daun Zingiberaceae
Ekstraksi
16
Lampiran 2 Contoh perhitungan rendemen, kadar air dan kadar abu Menggunakan data ekstrak n-heksana C. aeruginosa ulangan 1
Bobot kering=bobot sampel – (bobot sampel×kadar air100 )
Bobot kering=50.0442–(50.0442×8.82
100 )
Bobot kering=45.6303 g
Rendemen kering=eksrtak pekat
bobot kering ×100%
Rendemen kering=45.6303 ×100%1.5049
Rendemen kering=3.31%
Daun Zingiberaceae Kadar Air (%) Kadar Abu (%)
Alpinia galanga 7.44 9.64
Boesenbergia rotunda 7.60 10.55
Cucuma aeruginosa 8.82 10.67
Curcuma longa 8.82 9.64
Curcuma zedoaria 5.59 11.62
Curcuma zanthorriza 9.22 8.63
Elettaria cardamomum 6.36 10.92
Zingiber officinale 4.86 14.39
Zingiber purpureum 10.41 11.23
Zingiber zerumbet 6.80 10.02
Contoh penghitungan kadar air Contoh Penghitungan
Menggunakan data C. aeruginosa
Kadar air = Bobot sampelBobot sampel− Bobot sa�pe� kering×100%
Kadar air = 2.00232.0023−1.8256×100%
Kadar air = 8.82%
Rata-rata = 8.82+8.81+8.813
Rata-rata = 8.82%
Contoh penghitungan kadar abu Menggunakan data C. aeruginosa
17
Bobot kering=2.0010–(2.0010×8.82100 )
Bobot kering=1.8246
Kadar abu = 0.19511.8246 ×100%
Kadar abu =10.69%
Lampiran 3. Contoh penghitungan %inhibisi dan IC50 aktivitas antiglikasi dalam sampel
Menggunakan data ekstrak metanol Z.officinale konsentrasi 500 mg/L ulangan 1
Inhibisi % = [ − − �− � ]x 100 %
Inhibisi % = [ − −− ] � 100 %
�� � � = . %
A : Intensitas flourosens larutan sampel
Ao : Intensitas flourosens larutan pengoreksi sampel B : Intensitas flourosens larutan kontrol
Bo : Intensitas flourosens larutan pengoreksi kontrol
Konsentrasi inhibisi 50 %
y =500
y =0.062x + 37.48 50=0.062x + 37.48 X= 201.93 µg/mL
y = 0.0628x + 37.488 R² = 0.9784
0 20 40 60 80
0 100 200 300 400 500 600
% in
h
ib
is
i
18
Lampiran 4. Kurva standar asam askorbat dan perhitungan antioksidan asam askorbat dalam sampel
Contoh perhitungan asam askorbat dalam ekstrak etil asetat C.longa ulangan 1 y = 0.005x + 0.014
y= Absorbansi x= konsentrasi 0.487=0.005x +0.014
x= Konsentrasi Asam askorbat = 94.6 mg/L
Kadar asam askorbat =
kadar asam askorbat =18.55g/g
Lampiran 5. Senyawa terdapat pada Minyak atsiri Z.officinale
Library Search Report
Sample : DAUN Zingiber officinale
Misc : IPB ALS Vial : 1 Search Libraries
Database\WILLEY09TH.L
19
11 8.81 0.64 2-Pyrimidinamine, 4,6-dimethyl 12 9.24 0.53 Cyclohexane, ethenyl
13 10.25 0.97 2,6-Octadien-1-ol, 3,7-dimethyl 14 10.62 4.45 Z-Citral $$ 2,6-Octadienal. 15 10.83 3.70 2,6-Octadien-1-ol, 3,7-dimethyl. 16 11.26 5.35 2,6-Octadienal, 3,7-dimethyl. 17 11.60 0.65 2-Undecanone
18 13.62 2.11 LAVANDULYL ACETATE 19 13.85 1.99 alpha.-Copaene
20 15.17 32.76 Caryophyllene 21 15.40 1.39 a.-farnesene
22 15.77 1.43 alpha.-Caryophyllene 23 15.94 0.64 Aromadendrene
24 16.25 0.76 1,3,6,10-Dodecatetraene, 3,7,11-tr 191293 026560-14-5 97 imethyl-, (Z,E)
25 16.35 1.06 Germacrene D
26 16.64 7.28 E,E-.ALPHA.-FARNESENE 27 16.81 3.88 Isoledene
28 17.07 0.65 +)-Epi-bicyclosesquiphellandrene 29 17.20 0.51 beta.-cadinene
30 17.91 0.99 Nerolidol
31 18.84 7.28 Caryophyllene oxide 32 20.37 0.80 Tumerone
20
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Ujung pandang pada tanggal 11 Mei 1990 dari ayah Nasiruddin dan ibu ST Marliah. Penulis adalah anak ketiga dari lima bersaudara.
Tahun 2008 penulis lulus dari SMAN 1 Bontomate’ne dan melanjutkan
pendidikan tinggi pada tahun yang sama. Pendidikan sarjana penulis tempuh pada program studi Kimia di Universitas Islam negeri (UIN) Alauddin Makassar. Lulus pada tahun 2013 dan ditahun yang sama pula mendapatkan kesempatan untuk melanjutkan pendidikan pascasarjana pada program studi kimia di IPB .
