5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gambir 2.1.1 Klasifikasi Gambir (Haryanto, 2009) 2.1.2 Produk Gambir
Produk gambir adalah zat padat yang diperoleh dari ekstraksi daun dan ranting tanaman Uncaria gambir (Hunter) Roxb. Produk gambir umumnya berbentuk kubus tidak beraturan atau agak silindrik pendek, kadang-kadang bercampur dengan bagian-bagian yang remuk; tebal 2-3 cm; ringan; mudah patah dan berliang renik-renik, warna permukaan luar coklat muda sampai coklat tua kemerahan atau kehitaman; warna permukaan yang baru dipatahkan coklat muda sampai coklat kekuningan. Kadang-kadang terlihat garis yang lebih gelap (BPOM, 2010).
Kingdom : Plantae
Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Sub Kelas : Asteridae
Ordo : Rubiales
Famili : Rubiaceae Genus : Uncaria
6
Hasil penelitian secara in vitro dengan menggunakan metode DPPH menunjukkan produk gambir (IC50 88,57±0,64 µg/mL) memiliki aktivitas antioksidan (free radical scavenging) yang lebih besar dibandingkan dengan produk teh hitam (IC50 311,54±2,79 µg/mL) (Jaya, dkk., 2011).
2.1.3 Katekin
Katekin termasuk flavonoid golongan flavan-3-ol yang paling luas penyebarannya di alam. Katekin bersifat asam lemah, larut dalam air hangat dan sangat tidak stabil di udara terbuka. Taniguchi et al. (2007) melaporkan kandungan utama dari gambir adalah (+)-katekin dan hasil penelitian Das et al. (1967) melaporkan bahwa kandungan (+)-katekin pada gambir (9,4% dari berat daun segar) lebih tinggi daripada (+)-katekin di teh (0,35% dari berat daun segar).
Gambar 2.1 Struktur kimia (+)-katekin (Taniguchi et al., 2007)
7
Minuman kombucha merupakan hasil fermentasi substrat dan gula oleh simbiosis bakteri asam asetat dan yeast. Komposisi dari simbiosis tersebut sangat tergantung dari kondisi geografik dan iklim serta spesies lokal yeast dan bakteri asam asetat yang digunakan (Goh et al., 2012). Bakteri yang teridentifikasi dalam kombucha lokal Bali adalah bakteri asam asetat yang memiliki kemiripan dengan ciri bakteri asam asetat genus acetobacter dan bakteri asam laktat yang memiliki kemiripan dengan ciri bakteri asam laktat genus lactobacillus (Sukmawati dkk., 2012; Viviandari dkk., 2014). Senyawa hasil fermentasi kombucha antara lain senyawa asam organik seperti glukoronat, laktat, asetat, asam sukinat, butirat, malat dan asam usnik, vitamin B dan C, asam amino, beberapa enzim aktif dan komponen kimia substrat (Vina et al., 2013).
Hasil penelitian secara in vitro dengan menggunakan metode DPPH menunjukkan minuman gambir kombucha lokal Bali yang difermentasi selama 1 hari memiliki aktivitas antioksidan (free radical scavenging) lebih besar dibandingkan minuman gambir (Rupadani, 2013). Hasil penelitian yang melihat pengaruh lama fermentasi terhadap aktivitas antioksidan menunjukkan bahwa minuman gambir kombucha lokal Bali yang difermentasi selama 3 hari memberikan aktivitas antioksidan (free radical scavenging) yang optimal dan aman untuk dikonsumsi (Chanjaya, 2014). Proses fermentasi yang berkepanjangan dapat meningkatkan akumulasi asam organik yang berbahaya untuk dikonsumsi secara langsung. pH optimum minuman kombucha yang aman dikonsumsi adalah antara 2,5 sampai 4,6. Penelitian mengenai aktivitas chelating logam ion besi dan aktivitas antioksidan dari minuman teh kombucha telah dilakukan oleh Che Chu dan Chen (2006).
8
Hasilnya menunjukkan bahwa selama proses fermentasi terjadi penurunan aktivitas chelating logam ion besi sedangkan aktivitas antioksidan melalui mekanisme penghambatan peroksidasi asam linolenik mengalami peningkatan.
2.3 Penyakit Alzheimer
Alzheimer merupakan penyebab 60-80 % dari semua kasus sindrom demensia. Penyakit ini merupakan penyebab kematian ke-6 di Amerika Serikat. Diperkirakan 5,2 juta penduduk Amerika Serikat mengalami penyakit alzheimer pada tahun 2014 dan setiap 67 detik muncul kasus baru (Alzheimer’s Association, 2014).
Patologi utama pasien dengan penyakit alzheimer adalah adanya deposit protein extraseluler (β Amyloid plaques) dan intraseluler neurofibrilary tangles (NFTs) di otak. Deposit protein ini terjadi pada bagian otak yang mengatur fungsi belajar, memori dan emosi seperti entorhnial cortek, hippocampus, basal forebrain dan
amyglade (Budimir, 2011). Salah satu patogenesis alzheimer adalah adanya
akumulasi ion logam seperti Fe, Cu dan Zn di otak. Akumulasi ion ini dapat menyebabkan agregrasi β Amyloid peptide yang bersifat neurotoksik dan interaksi keduanya dapat menghasilkan H2O2 dan melalui reaksi Fenton dan Haber weiss dihasilkan super radikal OH.. Reaksi Aβ (β Amyloid peptide) dengan ion logam (M) dapat dilihat pada gambar 2.2
9
Gambar 2.2 Reaksi β Amyloid peptide (Aβ) dengan ion logam (M) (Smith et al., 2007)
Gambar 2.2. secara jelas menunjukkan bahwa untuk mengurangi/mencegah penyakit Alzheimer adalah melalui penurunan kadar ion logam dan menetralkan adanya radikal bebas ROS (Reactive Oxygen Species) yang berlebih di otak. Dengan demikian untuk terapi penyakit Alzheimer dapat menggunakan kombinasi chelating logam ion besi (Fe2+) dan antioksidan (free radical scavenging). Hasil penelitian Sripetchwandee et al. (2014) secara in vivo menunjukkan kombinasi penggunaan
chelating logam ion besi (Fe2+) (deferiprone) dan antioksidan (n-acetyl cysteine) mampu mengembalikan fungsi otak tikus wistar jantan akibat keracunan logam besi (Fe2+). Penelitian lain secara in vivo dengan menggunakan hewan uji mencit yang diinduksi Electro convulsive shock menunjukkan minuman gambir kombucha lokal Bali yang difermentasi selama 3 hari terbukti mampu meningkatkan daya ingat hewan coba (Moeliono dkk., 2014). Penelitian ini dilakukan berdasarkan pendekatan bahwa minuman tersebut telah terbukti memiliki aktivitas antioksidan secara in vitro (Chanjaya, 2014).
10
2.4 Penentuan Aktivitas Chelating Logam Ion Besi Minuman Gambir Kombucha Lokal Bali
2.4.1 Chelating Logam
Chelating logam merupakan senyawa yang memiliki kemampuan membentuk khelat dengan logam seperti besi (Fe2+). Penggunaan chelating logam mampu mengurangi pembentukan ROS (Reactive Oxygen Species) melalui reaksi Fenton dan
Haber Weis, sehingga mengurangi terjadinya stres oksidatif dan mengurangi
ketersediaan ion logam seperti besi (Fe2+) untuk membentuk β-amyloid plaques (agregrasi β Amyloid peptide) (Smith et al., 2007). Chelating logam yang biasanya digunakan untuk terapi alzheimer adalah desferrioxamine (desferal). Namun
desferrioxamine memiliki kekurangan yaitu kemampuannya dalam menembus sawar
darah otak sangat rendah (Mandel et al., 2006). Senyawa bahan alam golongan polifenol merupakan chelating logam yang poten (Bhullar et al., 2013). Weinreb et
al. (2004) melaporkan senyawa polifenol katekin jenis (-)-epigallocatechin-3-gallate
(EGCG) dari minuman teh hijau memiliki aktivitas chelating logam yang dapat digunakan untuk terapi penyakit alzheimer, tidak bersifat toksik dan memiliki kemampuan menembus sawar darah otak. Baum et al. (2004) juga melaporkan aktivitas chelating logam polifenol kurkumin (Curcuma longa) dapat mengurangi agregrasi β Amyloid peptide.
2.4.2 Penentuan Aktvitas Chelating Logam
Penentuan aktivitas chelating logam ion besi sampel uji dapat dilakukan dengan menggunakan metode FIC (Ferrous Ion Chelating). Metode ini membandingkan
11
kemampuan sampel uji untuk bersaing dengan ferrozine dalam membentuk kompleks dengan ion besi (Fe2+/ion fero) (Elmastas et al., 2006). Penentuan kadar kompleks Fe2+- ferrozine dapat dilakukan dengan metode spektrofotometri sinar tampak yang absorbansinya diukur pada panjang gelombang maksimumnya. Hasil penelitian Stookey (1970) menunjukkan kompleks Fe2+-ferrozine memiliki panjang gelombang maksimum 562 nm dengan absorptivitas molar 27.9000 serta berdasarkan penelitian tersebut dinyatakan hukum Lambert-Beer terpenuhi pada konsentrasi Fe sekitar 4 mg/L. Spektrum kompleks Fe2+- ferrozine dapat dilihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Spektrum kompleks Fe2+- ferrozine (Stookey, 1970)
Sampel uji dinyatakan memiliki aktivitas chelating logam ion besi apabila mampu memecah komplek Fe2+-ferrozine kemudian bereaksi membentuk kompleks dengan ion besi (Fe2+/ion fero) yang lepas. Reaksi ini ditandai dengan adanya
12
penurunan absorbansi kompleks Fe2+- ferrozine dan intensitas warna merah dari larutan (Aboulenein et al., 2013). Dengan mengamati penurunan absorbansi kompleks Fe2+-ferrozine pada penambahan minuman gambir kombucha lokal Bali dapat ditentukan besarnya aktivitas chelating logam ion besidari minuman tersebut yang dinyatakan dalam % chelating ability. Data persentase (%) cshelating ability digunakan untuk menghitung IC50 (Inhibition Concentration 50). yaitu konsentrasi sampel uji yang dapat mengkhelasi logam besi (Fe/iron) sebanyak 50%. Nilai IC50 tersebut merupakan salah satu parameter aktivitas antioksidan dari suatu senyawa, semakin kecil IC50 maka aktivitas antioksidan (chelating logam ion besi) yang dimiliki semakin kuat.
