BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Ubi Jalar Ungu
1. Sistematika Nama
Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan, klasifikasi tanaman ubi
jalar adalah sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Devisi : Spermatophyta
Subdivisi : Angiospermae
Kelas : Dicotylodonnae
Ordo : Convolvulales
Famili : Convolvulaceae
Genus : Ipomoea
Spesies : Ipomoea batatas (L.) Lam
Gambar 2.1 Ubi Jalar Ungu (Depkes, 2008)
2. Nama Lain
Ubi jalar ungu mempunyai nama lain yaitu:
3. Kandungan Ubi Jalar Ungu
Ubi jalar mengandung sumber karbohidrat yang cukup tinggi.
Karbohidrat yang terkandung dalam ubi jalar terdiri dari monosakarida,
oligosakarida, dan polisakarida (Polatu, 2011), dan termasuk dalam
klasifikasi Low Glycemic index, sehingga cocok untuk penderita diabetes. Selain itu karbohidrat, vitamin (vitamin A, C, B1, dan B12), mineral (Fe,
Ca, dan Na), lemak, protein, abu, kalori, dan serat kasar juga merupakan
kandungan dalam ubi jalar (Jairani, 2011).
Ubi jalar ungu biasa disebut Ipomoea batatas blackie karena memiliki kulit dan daging umbi yang berwarna ungu kehitaman atau ungu
pekat. Pada abad ke 16 di Spanyol pada daerah Tahiti, kepulauan Guam,
Fuji dan Selandia baru, ubi jalar ungu mulai dikenal dan menyebar ke
seluruh dunia terutama negara-negara yang beriklim tropis (Kristiyani,
2012).
Ubi jalar ungu (Ipomoea batatas var ayumurasaki) memiliki warna ungu yang cukup pekat pada daging dan kulitnya. Warna ungu pada ubi
jalar disebabkan oleh adanya pigmen ungu antosianin yang tinggi
dibandingkan dengan ubi jalar jenis lainya (Susanto, 2014). Pigmen
antosianin pada ubi jalar memiliki kemampuan antioksidan, antimutagen
dan karsinogenik karena antosianin mampu menghalangi laju perusakan
sel radikal bebas akibat polusi, nikotin, dan bahan kimia lainya.
Antosianin merupakan senyawa organik golongan senyawa
Flavonoid yang larut dalam air. Antosianin juga berperan penting dalam
merefleksi dan memperbaiki DNA, yang dapat mengoptimalkan
fungsi-fungsi sel tubuh, selain itu antosianin juga dapat menaikan daya tahan
kapiler serta mereduksi tekanan plasma dan membantu penyerapan vitamin
C (Putri, 2013).
Kadar antosianin pada ubi jalar ungu mencapai 519 mg/100 g berat
basah, sehingga memiliki potensi besar sebagai sumber antioksidan alami
bagi kesehatan (Hardoko et al., 2010). Kandungan nutrisi pada ubi jalar ungu juga lebih tinggi dibandingkan dengan ubi jalar variansi lain,
Komposisi zat gizi dari ubi jalar dapat dilihat pada Tabel 2.1 dan
Kandungan antioksidan pada setiap jenis ubi jalar dapat dilihat pada Tabel
2.2
Tabel 2.1Kandungan Gizi ubi jalar ungu
Kandungan Kimiawi Jumlah
Kadar air % 61,64
Kadar abu % 1.62
Kadar protein % 4,40
Kadar lemak % 0,75
Kadar karbohidrat % 93,23
Sumber: (Kristiyani, 2012)
Tabel 2.2Kandungan antioksidan pada ubi jalar
Antioksidan per 100 gr Ubi jalar putih Ubi jalar kuning Ubi jalar ungu
Betakaroten 260 mkg 290 mkg 990 mkg Vitamin C 28,68 mg 29,22 mg 21,43 mg Antosianin 0,06 mg 4,56 mg 110,51 mg
Vitamin A 770mg
Sumber : (Putri, 2013)
B. Radikal Bebas
Radikal bebas merupakan salah satu bentuk senyawa yang mempunyai
elektron tidak berpasangan. Adanya elektron tidak berpasangan menyebabkan
senyawa tersebut sangat reaktif mencari pasangan. Radikal bebas ini akan
merebut elektron dari molekul lain yang ada disekitarnya untuk menstabilkan
diri. Radikal bebas juga dapat mengubah suatu molekul menjadi suatu radikal
(Winarsi, 2007).
Serangan radikal bebas terhadap molekul sekelilingnya dapat
menyebabkan reaksi berantai dan kemudian menghasilkan senyawa radikal
baru. Hal ini akan menimbulkan kerusakan jaringan atau sel, penyakit
degeneratif hingga kanker. Berbagai gangguan akibat kerja radikal bebas
adalah gangguan fungsi sel, kerusakan struktur sel, molekul yang tidak
teridentifikasi oleh sistem imun. Semua gangguan tersebut memicu timbulnya
berbagai macam penyakit (Winarsih, 2007).
Tahapan reaksi pembentukan reaksi radikal bebas secara umum melalui
3 tahapan yaitu tahap inisiasi merupakan awal pembantukan radikal bebas,
terminasi merupakan bereaksinya senyawa radikal dengan radikal lain atau
dengan penangkapan radikal sehingga potensi propagasinya rendah.
Radikal bebas dalam tubuh pada dasarnya berperan dalam pemeliharaan
kesehatan karena sifatnya yang reaktif untuk bereaksi dengan molekul asing
yang masuk ke dalam tubuh. Ketidak seimbangan antara radikal bebas dengan
molekul antioksidan dalam tubuh dapat memyebabkan terganggunya sistem
metabolisme, hal ini diakibatkan karena sifat radikal bebas yang dapat
menyerang lipid, DNA, dan protein komponen sel dan jaringan (Ulfa, 2016).
Endogen dan eksogen adalah sumber radikal bebas yang terdapat dalam
tubuh. Radikal bebas endogen merupakan sumber radikal bebas yang berasal
dari tubuh sendiri yang terbentuk dari sisa proses metabolisme (protein,
karbohidrat dan lemak pada mitokondia), proses inflamasi, reaksi antara besi
logam transisi dalam tubuh. Contoh radikal bebas endogen yaitu :
1. Autoksidasi
Autoksidasi merupakan produk dari proses metabolisme aerobik.
Ketokolamin, hemoglobin, mioglobin merupakan asal dari molekul yang
mengalami autoksidasi yang akan menghasilkan redukisi dari oksigen
diradikal dan pembentukan kelompok reaktif oksigen.
2. Oksidasi enzimatik
Xanthine oxidase prostaglandin synthese, lypoxygenase, amino acid oxidase, aldehyd oxidase merupakan sistem enzim yang mampu menhasilkan radikal bebas.
3. Respiratory burst .
respiratory burst adalah terminologi yang menggambarkan proses sel fagosit menggunakan oksigen dalam jumlah yang besar selama
fagositosi.
Radikal bebas ekstrogen merupakan sumber radikal bebas yang
berasal dari luar tubuh seperti oabat-obatan, radiasi, dan asap rokok.
a. Radiasi
Radioterapi merupakan radiasi yang memungkinkan terjadinya
kerusakan jaringan yang disebabkan oleh radikal bebas. Radikal primer
dan radiasi partikel seperti partikel neutron, partikel elektron, photon)
dengan cara memindahkan energi pada komponen seluler seperti air.
b. Obat-obatan
Antibiotik kelompok quinoid, obat kanker (bleomycin, anthracyclines dan methotrexate) yang memiliki aktifitas pro-oksidan merupakan beberapa obat yang dapat meningkatkan produksi radikal
bebas dalam bentuk meningkatkan tekanan oksigen, hal tersebut terjadi
karena bereaksi bersaman hiperoksia yang dapat mempercepat tingkat
kerusakan.
c. Asap rokok
Asap tembakau menghabiskan antioksidan intraseluler dalam sel
paru melalui mekanisme yang diikatkan terhadap tekanan oksidan.
Oksidan dalam rokok mempunyai jumlah yang cukup untuk berperan
terjadinya kerusakan saluran nafas.
C. Antioksidan
Antioksidan adalah senyawa-senyawa yang mampu menghilangkan,
membersihkan, menahan pembentukan ataupun memadukan efek spesies
oksigen dan nitrogen reaktif. Antioksidan adalah senyawa yang mempunyai
struktur molekul yang dapat memberikan elektronnya kepada molekul radikal
bebas dan dapat memutus reaksi berantai dari radikal bebas.
Berdasarkan mekanisme kerjanya antioksidan dibedakan menjadi tiga
kelompok, yaitu :
a. Antioksidan Primer
Antioksidan primer merupakan antioksidan yang bekerja dengan
cara mencegah terbentuknya radikal bebas yang baru dan mengubah
radikal bebas menjadi molekul yang tidak merugikan. Contohnya adalah
BHT (Butylated Hidroxy Toluen), PG (Propil Galat), dan TBHQ ( Tert-butyl hidroxyquinone).
b. Antioksidan sekunder
Antioksidan sekunder merupakan suatu senyawa yang dapat
terjadinya reaksi oksidasi terutama logam-logam seperti Fe, Cu, Pb, dan
Mn. Antioksidan sekunder berfungsi menangkap radikal bebas serta
mencegah terjadinya reaksi berantai sehingga tidak terjadi kerusakan yang
lebih besar. Contoknya seperti vitamin E, vitamin C dan betakaroten.
c. Antioksidan tersier
Antioksidan tersier merupakan enzim yang dapat memperbaiki
sel-sel jaringan yang rusak karena serangan radikal bebas. Enzim tersebut
seperti metionin sulfaksidan reduktase yang dapat memperbaiki DNA
dalam inti sel yang bermanfaat untuk memperbaiki DNA pada penderita
kanker.
Berdasarkan sumbernya, antioksidan terbagi menjadi antioksidan alami
dan antioksidan sintetik. Antioksidan sintetik seperti BHA (Butyl Hidroxy Anisol), profil galat dan BHT (Butylated Hydroxytoluene), namun penggunaan antioksidan sintetik dibatasi karena dapat bersifat karsinogenek.
Antioksidan alami umumnya adalah senyawa fenolik atau polifenolik yang
dapat berupa golongan flavonoid,turunan asam sinamat, kumarin, tokoferol,
dan asam-asam organik polifungsional. (Apriandi, 2011; Susilowati, 2010).
Antioksidan didalam sel di bedakan menjadi 2 kelompok yaitu
antioksidan enzimatik (primer) dan nonenzimatik (sekunder). Antioksidan
enzimatik disebut juga sebagai antioksidan pencegah yang bekerja dengan
cara mencegah terbentuknya senyawa radikal bebas baru. Antioksidan
enzimatik meliputi enzim superoksida dismutase (SOD), Catalase (CAT), dan glutation peroksidase (GSH-Px).Mekanisme kerja antioksidan ensimatik yaitu mengkatalisir pemusnahan radikal bebas dalam sel. Antioksidan
pemutus rantai adalah molekul kecil yang dapat menerima atau memberi
elektron adari atau keradikal bebas sehingga membentuk senyawa yang stabil.
Antioksidan non enzimatik disebut juga antioksidan pertahanan
preventif yang bekerja dengan cara memotong atau menangkap reaksi
oksidasi berantai dari radikal bebas sehingga tidak akan bereaksi. Mekanisme
non enzimatik terdiri dari (1) Glutathlone yang merupakan antioksidan yang sangat penting dan banyak terdapat di sitiplasma, (2) Bilirubin yaitu
yang merupakan antioksidan yang kuat dan (4) koenzim Q yang berperan
sebagai antioksidan yang larut di dalam membran lemak. Selain itu vitamin
C, β-karoten, flavonoid, albumin yang terdapat pada tumbuh-tumbuhan. Salah satu komponen flavonoid dari tumbuh-tumbuhan yang dapat berfungsi
sebagai antioksidan adalah zat pewarna alami yang di sebut antosianin
(Winarsih, 2007).
Antioksidan berperan penting untuk menjaga kesehatan, yaitu mampu
mengurangi resiko berbagai penyakit kronis. Hal ini disebabkan karena
antioksidan mampu menangkap radikal bebas yang dihasilkan oleh tubuh
secara alami. Tubuh yang normal memiliki sistem pertahanan alami yang
dapat menetralisir radikal bebas agar tidak berkembang menjadi penyakit
yang berbahaya. Hal ini terjadi karena faktor-faktor yang dapat meningkatkan
radikal bebas sehingga sistem pertahanan tubuh tidak mampu menetralisir
radikal bebas, faktor-faktor tersebut seperti polusi, peptisida, sinar violet serta
asap rokok.
D. Aktivitas Antioksidan
Radikal bebas yang umumnya digunakan sebagai model dalam
penelitian antioksidan atau peredam radikal bebas adalah DPPH. Metode
DPPH (2,2-diphenil-1-picrylhydrazil) merupakan metode yang sederhana, mudah, cepat peka, serta hanya memerlukan sedikit sempel. DPPH adalah
senyawa radikal bebas stabil kelompok nitrit oksida. Senyawa yang
mempunyai ciri-ciri padatan berwarna ungu kehitaman, larut dalam pelarut
etanol/metanol. DPPH merupakan radikal bebas yang stabil pada suhu kamar
dan sering di gunakan untuk mengevaluasi aktivitas antioksidan beberapa
senyawa atau ekstrak bahan alam. Pada Metode ini, DPPH berperan sebagai
radikal bebas akan bereaksi dengan senyawa antioksidan, sehingga DPPH
akan berubah menjadi diphenilpycrilhydrazine yang bersifat non-radikal yang tidak barbahaya (Green, 2004).
Interaksi antioksidan dengan DPPH baik secara transfer elektron akan
menetralkan karakter radikal bebas dari DPPH. Jika semua elektron pada
dari ungu menjadi kuning terang dan absorbansinya pada panjang gelombang
517nm akan hilang.
Perubahan tersebut dapat diukur dengan spektrofotometer, dan
diplotkan terhadap konsentrasi. Penurunan intensitas warna yang terjadi
disebabkan oleh berkurangnya ikatan rangkap terkonjugasi pada DDPH. Hal
ini dapat terjadi apabila adanya penangkapan satu elektron oleh zat
antioksidan, menyebabkan tidak adanya kesempatan elektron tersebut untuk
beresonansi.
Pengujian aktivitas antioksidan dilakukan dengan menggunakan
metode peredaman radikal bebas DPPH berdasarkan prinsip kerjanya pada
sempel (mengandung senyawa bersifat antioksidan) yang dapat meredam
radikal bebas (DPPH). Mekanisme reaksi antara DPPH dengan senyawa
penangkap radikal bebas adalah sebagai berikut :
Gambar 2.2 Reaksi DPPH dari senyawa peredam radikal bebas
Hasil dari metode DPPH umumnya dibuat dalam bentuk IC50 (Inhibitor concentration 50), yang didefinisikan sebagai konsentrasi larutan substrat atau sempel yang akan menyebabkan tereduksi aktivitas DPPH sebesar 50%.
Semakin besar aktivitas antioksidan makan nilai IC50 akan semakin kecil.
Suatu senyawa antioksidan dinyatakan baik jika nilai IC50 semakin kecil
