i
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Tema yang dipilih pada tugas akhir ini adalah keamanan dan khasiat dari bahan alam yang digunakan untuk obat atau suplemen makanan, dengan judul ”Efek toksisitas dan proliferasi sel limfosit manusia pada pemberian ekstrak dan minyak buah merah (Pandanus
conoideus Lam)”.
Pembuatan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat dalam penyelesaian pendidikan Program Magister Profesi Teknologi Pangan pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini saya mengucapkan banyak terima kasih kepada Ibu Prof.Dr.Ir. Fransiska R . Zakaria, MSc dan Ibu Dr.Ir. Nurheni Sri Palupi, MS selaku dosen pembimbing serta Ibu Dr. Ir. Harsi D. Kusumaningrum, selaku dosen Penguji. Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Bapak drh. Bambang Pontjo Priosoeryanto, MS, PhD. Kepala Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor dan Ibu Dr. Sri Wahyuni sebagai instruktur dalam pengujian kultur jaringan, ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada saudara Yessica Meiriana, saudara Femi Olivia yang telah bekerjasama dalam melakukan pengujian kultur jaringan. Tidak lupa ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Bapak DR. Ary Prihardyanto Keim Bagian Botani (Herbarium Bogoriense) Pusat Penelitian Biologi, LIPI yang telah membantu mengidentifikasi dan memberi banyak informasi tentang buah merah. Disamping itu ucapan terima kasih kami ucapkan kepada seluruh staf Pusat Riset Obat dan Makanan Badan POM yang telah membantu dalam pelaksanaan pennelitian ini. Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada istri, anak dan seluruh keluarga serta semua pihak atas segala doa dan dukungannya, sehingga saya dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.
Penulis menyadari dengan sepenuhnya bahwa tugas akhir yang telah dapat diselesaikan ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu segala saran dan kritik yang bersifat membangun untuk penyempurnaan tugas akhir ini sangat penulis harapkan.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi masyarakat umum dan khusus nya bagi kemajuan ilmu pengetahuan.
Bogor, April 2007
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Klaten, Jawa Tengah pada tanggal 15 Desember 1955 oleh Bapak dan Ibu Pawirodikromo. Penulis adalah putra ke enam dari tujuh bersaudara. Tahun 1974 penulis lulus SMA Negeri XII Jakarta dan pada tahun 1976 masuk Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Gadjah Mada. Setelah menyelesai kan studi di UGM pada tahun 1983, kemudian pada tahun 1984 bekerja di Direktorat Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan, Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Pada tahun 1995 diangkat menjadi Kepala Seksi Toksikologi Pusat Pemeriksaan Obat dan Makanan Direktorat Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan, Sejak April 2001 Direktorat Jeneral Pengawasan Obat dan Makanan, berubah menjadi Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia, dan bersama itu penulis diangkat menjadi Kepala Bidang Toksikologi Pusat Riset Obat dan Makanan Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia, hingga sekarang.
Pada tahun 2004 penulis melanjutkan studi S-2 Program Studi Magister Profesi Teknologi Pangan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor dan lulus pada tanggal 22 Desember 2006.
iii DAFTAR ISI Halaman PRAKATA... i RIWAYAT HIDUP... ii
DAFTAR ISI... iii
DAFTAR TABEL... v
DAFTAR GAMBAR ...vi
DAFTAR LAMPIRAN... vii
BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan Penelitian ... 2
C. Hipotesa ... 3
D. Manfaat Penelitian ... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Buah Merah... 4
B. Sistem Imun ... 7
C. Bahan Pangan yang Mempunyai Aktivitas Peningkatan Proliferasi Limfosit dan Imunomodulasi ... 16
D. Sitotoksik ... 17
E. Kultur Sel Limfosit dan Proliferasi Sel Limfosit ... 19
F. Mitogen Sebagai Senyawa Pemacu Proliferasi Sel Limfosit... 24
BAB III. BAHAN DAN METODOLOGI A. Tempat dan Waktu ... 27
B. Bahan dan Alat... 27
C. Identifikasi Buah Merah... 27
D. Pembuatan Ekstrak dan Minyak Buah Merah... 28
E. Penentuan Dosis Uji / Konsentrasi Ekstrak ... 30
iv
G. Penghitungan EC50 (Efective Concentration-50) ... 33
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Karakteristik Buah Merah... 34
B. Rendemen Ekstrak dan Rendemen Minyak Buah Merah ... 35
C. Pengaruh Ekstrak dan Minyak Buah Merah Terhadap Proliferasi Sel Limfosit... 38
D. Pengaruh Ekstrak dan Minyak Buah Merah Terhadap Toksisitas Sel ... 45
BAB V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 49
B. Saran... 49
DAFTAR PUSTAKA ... 50
v
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1 Kandungan senyawa aktif dalam buah merah jenis barugum ...5 Tabel 2 Komposisi zat gizi per 100 gram buah merah ...5 Tabel 3 Pengaruh metode ekstraksi terhadap parameter senyawa bioaktif buah
merah ...6 Tabel 4 Sifat fisiko-kimia yang terpenting pada ekstrak buah merah ...7 Tabel 5 Nilai normal elemen-elemen seluler pada darah manusia. ...11 Tabel 6 Total fenol, karotenoid dan kadar vitamin E (ppm) berbagai
jenis ekstrak ...34 Tabel 7 Hasil rendemen beberapa macam ekstrak buah merah ...35 Tabel 8 Rendemen bagian-bagian buah merah ...36 Tabel 9 Hasil EC50 ekstrak air, metanol, heksan dan minyak buah merah dari
berbagai konsentrasi ...44 Tabel 10 Hasil bioasai anti kanker dan EC 50 dengan sel leukomia L1210
terhadap ekstrak kasar etil asetat daging buah, metanol daging buah, n-heksan kulit biji, etil asetat kulit biji dan metanol kulit biji mahkota dewa [Phaleria macrocarpa (Scheff.) Boerl.] ...44
Tabel 11 Pengaruh inkubasi bersama hidrolisat kitooligomer dan mitogen
terhadap proliferasi sel limfosit ...48 Tabel 12 Pengaruh senyawa kitooligomer terhadap aktivitas anti kanker...48
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1 Buah merah (Pandanus conoideus Lam) jenis barugum...4
Gambar 2 Diagram dari organ-organ limfoid primer dan Proses pembentukan darah pada embrio dan dewasa (Plyfair, 1987)...10
Gambar 3 Sel-sel yang terlibat dalam proses kekebalan tubuh melalui sistim hemopoitik (Playfair, 1987). ...13
Gambar 4 Reaksi antioksidan fenol dengan radikal substrat (Ranney, 1979) ...14
Gambar 5 Foto mikroskop elektron dari : a) sel normal dan b) sel yang mengalami kondensasi kromatin...17
Gambar 6 Mekanisme reaksi MTT menjadi MTT Formazan (Kubota, et al. 2003) ...24
Gambar 7 Tahapan ekstraksi dan pembuatan minyak buah merah...28
Gambar 8 Persentase pertumbuhan sel limfosit ...38
Gambar 9 Persentase pertumbuhan sel limfosit dengan lima dosis ...40
Gambar 10 Proliferasi sel limfosit yang ditumbuhkan pada media dengan penambahan ekstrak dan minyak buah merah ...42
Gambar 11 Tingkat kematian sel limfosit...46
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Surat keterangan identifikasi buah merah ...57
Lampiran 2. Penentuan dosis uji / konsentrasi ekstrak ...58
Lampiran 3. Perhitungan rendemen ekstrak dan minyak buah merah dan Cara Penghitungan jumlah kematian sel Limfosit...59
Lampiran 4. Penghitungan persentase proliferasi dan efective concentration 50 (EC50) ...60
Lampiran 5. Surat pernyataan kesediaan menjadi responden penelitian (inform consern)...62
Lampiran 6. Tabel Komposisi larutan PBS...63
Lampiran 7. Tabel data hasil penetapan absorbansi suspensi limfosit dengan penambahan ekstrak metanol, heksan, air dan minyak buah merah...64
Lampiran 8. Tabel kematian sel limfosit ...65
Lampiran 9. Skema prosedur uji proliferasi dan uji toksisitas sel limfosit...66
Lampiran 10. Gambar foto prosedur uji proliferasi dan toksisitas sel limfosit...67
Lampiran 11. Gambar peta sumur pada microplate...69
Lampiran 12. Penghitungan dan analisa statistik minyak...70
Lampiran 13. Penghitungan dan analisa statistik ekstrak metanol ...72
Lampiran 14. Penghitungan dan analisa statistik ekstrak heksan ...76
Lampiran 15. Penghitungan dan analisa statistik ekstrak air ...81
1 1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Di abad ke 20 ini, kita lihat perkembangan teknologi di semua bidang sangat pesat, termasuk kedokteran, farmasi, dan ilmu pangan. Perkembangan dalam ilmu pangan yang meliputi ilmu gizi, teknologi pangan, keamanan pangan
(Food Safety) mendapat perhatian sangat besar untuk dikembangkan baik di
negara maju maupun negara bekembang termasuk Indonesia. Pengembangan obat tradisional di Indonesia telah diamanatkan di dalam GBHN tahun 1998. Indonesia merupakan salah satu negara yang kaya akan keanekaragaman hayati terutama tumbuh-tumbuhan. Ada lebih dari 30.000 jenis tumbuhan yang terdapat di Indonesia, dan lebih dari 1000 jenis telah diketahui dapat dimanfaatkan untuk pengobatan. Obat bahan alam yang telah terdaftar di Badan POM hingga saat ini berjumlah 11.776 produk, sedangkan jumlah industri obat bahan alam Indonesia pada saat ini berjumlah 1046 industri (NADFC, 2004). Sangat sedikit spesies tanaman obat yang mempunyai data keamanan dan khasiat pada aplikasi medis, sehingga jaminan keamanan, kualitas dan khasiat merupakan isu kunci dari industri (WHO, 1999). Kecenderungan yang berkembang saat ini, orang membatasi atau mengurangi konsumsi obat, makanan, kosmetika yang berasal dari bahan kimia sintetik dan cenderung menggunakan bahan yang berasal dari alam, dikenal dengan istilah back to nature.
Dewasa ini telah banyak dikembangkan produk pangan yang memadukan antara fungsi nutrisi dan kesehatan, yang sering disebut pangan fungsional. Pangan fungsional merupakan produk pangan yang memberi keuntungan terhadap kesehatan. Pangan fungsional dapat mencegah atau mengobati penyakit. Di Ameri ka Serikat nilai pasar dari pangan fungsional diperkirakan mencapai 86 bilion US $ (Mazza, 1998).
Konsep penelitian dan pengembangan bahan alam sebagai obat, makanan dan kosmetika meliputi dua hal yang penting yaitu penelitian khasiat dan penelitian keamanan baik secara preklinik maupun klinik. Untuk melakukan penelitian khasiat dan keamanan/toksisitas bisa dilakukan secara in vivo maupun
2
Keuntungan pengujian secara in vitro adalah relatif lebih murah, lebih
cepat, dan tidak bertentangan dengan azas animal walfare karena percobaan
dilakukan di luar tubuh hewan atau manusia. Sedangkan kerugiannya tidak bisa mendapatkan gambaran hasil uji yang sangat akurat dan tepat. Keuntungan pengujian secara in vivo akan mendapatkan gambaran hasil yang lebih akurat dan
tepat, karena dilakukan di dalam tubuh hewan atau manusia, akan tetapi mempunyai kelemahan, antara lain lebih mahal, lebih lama, relatif lebih sulit dan dapat bertentangan dengan azas animal walfare. Saat ini yang popular dalam
pemanfaatan obat bahan alam adalah pengembangan buah merah. Buah merah diklaim dan diyakini dapat menanggulangi beberapa penyakit, walaupun belum terlihat laporan hasil penelitian yang sistematis dan bersifat ilmiah. Penyakit tersebut anatara lain HIV/AIDS, stroke, kanker payudara, kanker rahim, thalasemia, asam urat, tekanan darah tinggi, tumor, kista, diabetes, gangguan prostat, gangguan imunitas, dan sebagai hepatoprotektor. Keuntungan lain dari
buah merah adalah dapat meningkatkan omega 3 dalam telur pada ternak yang diberi ransum yang dicampur buah merah, dan bisa menghilangkan bau yang tidak sedap pada daging dan telur itik. Disamping efek yang menguntungkan ada pula dampak negatif yang dilaporkan akibat mengkonsumsi buah merah dalam bentuk minyak antara lain diarhe, warna faeces dan urine membiru, dan penurunan
hemoglobin. Klaim-klaim ini dapat dibaca pada beberapa majalah populer seperti Majalah Trubus (2005). Dengan adanya klaim khasiat dan efek samping tersebut, maka perlu dilakukan penelitian tentang khasiat dan toksisitas. Pada kesempatan ini akan dilakukan penelitian mengenai efek toksisitas dan immunomodulator dari
ekstrak air, ekstrak metanol, ekstrak heksan, dan minyak dari buah merah
terhadap sel limfosit manusia secara in vitro. Apabila terbukti secara ilmiah efek
keuntungan mengkonsumsi buah merah tersebut, diwaktu mendatang dapat dikembangkan sebagai minuman, pangan fungsional atau suplemen makanan.
B. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menguji toksisitas seluler khususnya sifat toksik terhadap sel-sel limfosit manusia dan menguji aktivitas imunomodulasi setelah pemberian ekstrak atau minyak dari buah merah.
3
C. Hipotesa
1. Buah merah dianggap toksik, apabila menyebabkan kematian sel limfosit 2. Buah merah dianggap dapat meningkatkan imunitas apabila dapat memacu
proliferasi sel limfosit.
3. Buah merah dianggap tidak mempunyai efek toksik dan tidak mempunyai efek peningkatan imunitas apabila sel limfosit dalam keadaan hidup, tetapi
tidak berproliferasi.
D. Manfaat Penelitian
Data ilmiah mengenai sifat toksik dan khasiat buah merah tersebut dapat merupakan salah satu dasar pengambilan kebijakan dan keputusan oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia terhadap konsumsi buah merah, sehingga masyarakat dapat terlindungi dalam mengkonsumsi buah merah. Selain itu dapat merupakan dasar untuk penelitian dan pengembangan buah merah lebih lanjut.
Apabila terbukti secara ilmiah efek keuntungan mengkonsumsi buah merah tersebut diwaktu mendatang kemungkinan dapat dikembangkan sebagai mi numan, pangan fungsional atau suplemen makanan.
