211 POTENSI ANGKAK KO-KULTUR Saccharomyces cerevisiae TINGGI LOVASTATIN
SEBAGAI AGEN TERAPI TIKUS HIPERKOLESTEROLEMIA
The Potential of High Lovastatin Co-Culture Angkak S. cerevisiae as Therapy
Agent for Wistar with Hypercholesterolemia
Elok Zubaidah1, Rebecca Oktanesia1*
1)Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, FTP Universitas Brawijaya Malang Jl. Veteran, Malang 65145
*Penulis Korespondensi, email: Rebeccaoktanesia@gmail.com
ABSTRAK
Angkak memiliki potensi menurunkan hiperkolesterolemia karena mengandung lovastatin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah pemberian angkak ko-kultur S. cerevisiae berpengaruh terhadap penurunan kadar hiperkolesterolemia tikus wistar, dengan metode True Experimental Design: Pre and Post Test Control Group Desaign yang terdiri dari 4 kelompok perlakuan dan 1 kelompok kontrol. Analisis data dilakukan menggunakan Analysis of Varian (ANOVA) dan dilanjut menggunakan uji lanjut Beda Nyata Terkecil (BNT) dengan selang kepercayaan 5%. Hasil penelitian menunjukkan angkak ko-kultur S. cerevisiae mampu menurunkan total kolesterol menjadi 79.15 mg/dl, kadar LDL menjadi 13.5 mg/dl, dan trigliserida darah menjadi 42 mg/dl, serta menaikkan kadar HDL darah menjadi 57.75 mg/dl.
Kata kunci: Angkak, Ko-kultur S. cerevisiae, Kolesterol, Lovastatin
ABSTRACT
Angkak has the potential to reduce hypercholesterolemic because it contains lovastatin. This research aims to determine whether the administration of co-culture Angkak S. cerevisiae effect on decreased levels of hypercholesterolemic wistar using True Experimental Design: Pre and Post Test Control Group Design method that consists of 4 treatment groups. The data analysis is done using the Analysis of variant (ANOVA) method and continued by using Least Significant Difference (LSD) test with the confidence interval (CI) of 5%. The result of the research showed that Angkak with Saccharomyces cerevisiae co-culture capable of lowering total cholesterol level to 79.15 mg/dl, the LDL level to 13.5 mg/dl, and blood triglyceride to 42 mg/dl, and increase the blood HDL level to 57.75 mg/dl.
Keywords: Angkak, Cholesterol, Lovastatin, S. cerevisiae Co-culture
PENDAHULUAN
Hiperkolesterol yaitu suatu kondisi yang ditandai dengan peningkatan kadar Low Density Lipoprotein (LDL) disertai peningkatan kadar trigliserida dan kadar High Density Lipoprotein (HDL) yang terlalu rendah [1]. LDL disebut juga sebagai kolesterol jahat karena kolesterol dalam LDL mudah melekat pada pembuluh darah yang menyebabkan penumpukan lemak dan lambat-laun akan mengeras (membentuk plak) sehingga terjadi penyumbatan. Kelebihan kolesterol dalam darah dapat mengakibatkan penyakit jantung dan stroke. Upaya untuk mencegah peningkatan kadar kolesterol mulai banyak mendapat perhatian salah satunya pengobatan alami menggunakan angkak.
212 Lovastatin merupakan senyawa aktif penurun kolesterol dimana senyawa lovastatin akan menghambat pembentukan mevalonat pada sintesis kolesterol. Pengobatan dengan angkak lebih aman dibandingkan dengan obat golongan statin serta harga yang lebih ekonomis.
Penambahan ko-kultur Saccharomyces cerevisiae menghasilkan alkohol selama fermentasi sehingga dapat menginduksi pembentukan lovastatin lebih banyak. Penelitian Kartawijaya dan Zubaidah [3], membuktikan bahwa penambahan ko-kultur Saccharomyces cerevisiae mampu meningkatkan kadar lovastatin lebih tinggi dibandingkan angkak tanpa ko-kultur. Belum diketahui apakah dengan pemberian angkak ko-kultur Saccharomyces cerevisiae mampu menurunkan kadar kolesterol. Penelitian kali ini dilakukan dengan uji in vivo untuk mengetahui pengaruh pemberian angkak ko-kultur terhadap penurunan kadar total kolesterol tikus wistar.
BAHAN DAN METODE
Mikroorganisme
Kultur Monascus purpureus dan Saccharomyces cerevisiae diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya.
Bahan
Bahan yang digunakan adalah comfeed PAR-S 50%, tepung terigu 25%, kuning telur 5%, asam kolat 0.15%, minyak kelapa 1%, minyak kambing 10%, minyak babi 9.30%, air, beras IR36, bekatul, tepung beras, NH4NO3, KH2PO4, MgSO4.7H2O, 0.25 M KOH, 0.1 M HCl, akuades, pepton glucose yeast extract agar (PGYA), metanol 96%, asetonitril, buffer Na-sitrat pH 3 and buffer Na-fosfat pH 7.
Alat
Alat yang digunakan adalah glassware, gelas arloji, neraca analitik (Mettler Toledo), pH meter (WTW), autoklaf (Tommy High Preasure Steam Sterilizer), LAF, mikropipet (AVI-TECH), incubator (WTB Binder), oven kering, spektrofotometer (Jenway 6305), color reader (Konica Minolta CR-10), rotary shaker (Lab Companion SI-600R), kandang, bak plastik, sonde, jarum suntik 5ml, tabung ependopt.
Desain Penelitian
Pada rancangan penelitian ini terdapat pemberian 4 perlakuan dengan 1 kontrol : Kontrol negatif (P0) : pemberian diet normal
Kontrol positif (P1) : pemberian diet tinggi lemak
Perlakuan 1 (P2) : pemberian diet tinggi lemak + angkak
Perlakuan 2 (P3) : pemberian diet tinggi lemak + angkak ko-kultur Perlakuan 3 (P4) : pemberian diet tinggi lemak + angkak pasaran
Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian meliputi pembuatan starter angkak, pembuatan inokulum S. cerevisiae, pembuatan angkak dan peningkatan kadar kolesterol.
1. Pembuatan Starter Angkak
213 2. Pembuatan Inokulum S. cerevisiae
Biakan agar miring PGYA S. cerevisiae berumur 48 jam ditambah dengan 2.5 mL akuades steril kemudian digores sampai biakan terlepas sehingga diperoleh suspensi biakan S. cerevisiae. Untuk memperoleh inokulum dengan konsentrasi yang lebih rendah dilakukan pengenceran menggunakan akuades steril.
3. Pembuatan Angkak
Pembuatan angkak dilakukan dengan merendam beras selama 8 jam dalam akuades dengan perbandingan 1:1 (b/v) dan ditambah bekatul dengan proporsi 5% (b/b) dari berat total. Dilakukan penambahan larutan nutrien dengan komposisi 4% tepung beras (b/v), 0.15% NH4NO3 (b/v), 0.25% KH2PO4 (b/v), 0.10% MgSO4.7H2O (b/v) dan 0.10% MSG (b/v) dalam 12.50 ml akuades dan diatur pH 6.0 dengan 0.25 M KOH atau 0.1 M HCl. Medium fermentasi yang telah ditambah larutan nutrien disterilisasi dengan autoklaf 121°C selama 15 menit. Setelah selesai sterilisasi, ditunggu suhu medium sampai ± 35°C kemudian diinokulasi 4 mL starter angkak. Pada hari ke-8 fermentasi ditambah dengan 2.50 ml inokulum S. cerevisiae. Inkubasi dilanjutkan sampai hari ke-14 kemudian dikeringkan dalam oven suhu 70°C selama 24 jam dan dihancurkan dengan blender sehingga diperoleh serbuk angkak.
4. Pembuatan Pakan
Bahan-bahan dicampurkan dengan komposisi, antara lain : comfeed PAR-S 67%, Tepung terigu 33%, dan air secukupnya untuk diet normal sedangkan untuk komposisi diet tinggi lemak, antara lain : comfeed PAR-S 50%, tepung terigu 25%, kuning telur 5%, asam kolat 0.15%, minyak kelapa 1%, minyak kambing 10%, minyak babi 9.30% dan air secukupnya.
Prosedur Analisis
Analisis yang dilakukan meliputi analisis intensitas pigmen merah, kadar lovastatin, derajat kemerahan (a*) dan kecerahan (L*). Perlakuan kemudian dilanjutkan dengan pemberian pada tikus untuk uji penurunan kadar kolesterol.
Analisis Intensitas Pigmen Merah
Serbuk angkak ditimbang 0.05 gram dan ditambahkan dengan metanol 96% sebanyak 10 mL. Larutan kemudian diinkubasi dalam shaker dengan kecepatan 120 rpm selama 24 jam. Kemudian disaring dengan kertas saring dan filtrat diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 500 nm.
Analisis Kadar Lovastatin Angkak
5 gram serbuk angkak dilarutkan dalam 25 mL etil asetat dan diinkubasi pada shaker 180 rpm pada suhu 70°C selama 1.5 jam. Campuran kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 3000 rpm selama 8 menit kemudian filtrat diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 237 nm.
Cara Pemberian Angkak
Serbuk angkak ditimbang sebesar 0.40 g dan dilakukan pengenceran dengan ditambahkan aquades sebesar 2.50 ml, kemudian direbus hingga diperoleh 2 ml aquadest. Angkak diberikan menggunakan metode sonde. Pengenceran angkak dilakukan setiap hari agar tidak terjadi reaksi hidrolisis zat dalam angkak.
Analisis Profil Lipid
214 kadar total kolesterol, HDL (Hight Density Lipoprotein), LDL (Low Density Lipoprotein), dan trigliserida serum darah tikus. Untuk pengukuran kandungan lipid darah diperiksa di Laboratorium Klinik Universitas Brawijaya Malang.
Analisis Data
Data yang diperoleh dari hasil penelitian dianalisis statistik menggunakan Analysis of Varian (ANOVA) dan apabila dari hasil menunjukkan perbedaan maka diuji lanjut dengan menggunakan uji lanjut Beda Nyata Terkecil (BNT) dengan selang kepercayaan 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Analisis Intensitas Pigmen Merah
Hasil penelitian intensitas pigmen merah serbuk angkak memiliki nilai antara 1.54-5.16. Hasil intensitas pigmen merah dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Intensitas Pigmen Merah Serbuk Angkak, Angkak bekatul dan S.cerevisiae, dan Angkak Pasaran
Hasil intensitas pigmen merah tertinggi ditunjukkan oleh serbuk angkak bekatul dan S. cerevisiae yaitu sebesar 5.12, sedangkan hasil intensitas pigmen terendah ditunjukan oleh serbuk angkak pasaran yaitu sebesar 1.54. Penambahan ko-kultur S. cerevisiae selama masa fermentasi mampu meningkatkan biomassa sel dan pigmen merah yang paling besar, selain itu hal yang dapat menyebabkan peningkatan pigmen merah yaitu adanya enzim glukoamilase. S. cerevisiae menghasilkan enzim glukoamilase yang akan membantu memecah pati menjadi glukosa dan etanol. Glukosa yang terbentuk mengalami dekarboksilasi oksidatif membentuk asetil Ko-A dan malonil Ko-A. Asetil Ko-A dan malonil Ko-A yang terbentuk itulah yang akan dimanfaatkan untuk pembentukan pigmen [4].
2. Analisis Kadar Lovastatin
Hasil lovastatin larutan serbuk angkak antara 9.54 hingga 15.01 mg/100 ml. Hasil rerata kadar lovastatin dapat dilihat pada Gambar 2.
215 Gambar 2. Kadar Lovastatin Serbuk Angkak, Angkak bekatul dan S. cerevisiae, dan
Angkak Pasaran
3. Derajat Kecerahan (L*)
Derajat kecerahan (L*) memiliki nilai yang berkisar antara 37.27-41.53. Grafik derajat kecerahan (L*) dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Derajat Kecerahan (L*) Serbuk Angkak, Angkak bekatul dan S. cerevisiae, dan Angkak Pasaran
Derajat kecerahan (L*) terendah terdapat pada serbuk angkak dengan penambahan bekatul dan S. cerevisiae sebesar 37.27. Nilai derajat kecerahan (L*) pada setiap perlakuan dipengaruhi oleh intensitas pigmen yang dihasilkan, dimana semakin tinggi intensitas pigmen yang dihasilkan maka derajat kecerahan (L*) akan semakin rendah. Semakin tinggi intensitas pigmen maka warna akan menjadi lebih pekat sehingga derajat kecerahan menjadi semakin menurun, sebaliknya jika intensitas menurun maka derajat kecerahan akan meningkat [5].
4. Derajat Kemerahan (a*)
Nilai derajat kecerahan (a*) pada semua perlakuan angkak berkisar antara 12.00-17.00. Grafik derajat kecerahan (a*) dapat dilihat pada Gambar 4.
216 Gambar 4. Derajat Kemerahan (a*) Serbuk Angkak, Angkak bekatul dan S. cerevisiae, dan
Angkak Pasaran
5. Kolesterol Total
Kolesterol merupakan senyawa utama penyebab kondisi hiperkolesterol. Perubahan rerata kadar total kolesterol setiap minggu terdapat pada Gambar 5.
Gambar 5. Kadar Total Kolesterol Tikus Sebelum dan Sesudah Perlakuan Pemberian Angkak
Hasil analisis kelompok perlakuan angkak bekatul dan S. cerevisiae mengalami penurunan tertinggi sebesar 117.41 mg/dl. Penambahan ko-kultur S.cerevisiae mampu meningkatkan kadar pigmen dan lovastatin hasil metabolit sekunder Monascus purpureus sehingga memiliki kemampuan dalam menurunkan kadar kolesterol. Lovastatin merupakan inhibitor yang berkompetitif terhadap enzim HMG-KoA (3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA) reduktase [7]. HMG-KoA reduktase merupakan enzim utama yang mendukung sintesis kolesterol dalam hati dengan cara berikatan dengan HMG-KoA membentuk mevalonat. Ketika lovastatin tersedia dalam jumlah yang besar maka HMG-KoA akan berikatan dengan lovastatin sehingga tidak akan berikatan dengan HMG-KoA reduktase dan tidak membentuk mavalonat serta mampu mereduksi sintesis kolesterol.
6. LDL (Low Density Lipoprotein)
217 Gambar 6. Kadar LDL (Low Density Lipoprotein) Tikus Sebelum dan Sesudah
Perlakuan Pemberian Angkak Perlakuan
Penurunan kadar total LDL kelompok perlakuan dengan penambahan angkak tertinggi terdapat pada kelompok perlakuan angkak bekatul dan S. cerevisiae yaitu 122.00 mg/dl. adanya penambahan ko-kultur S. cerevisiae pada angkak dapat membantu pertumbuhan Monascus purpureus dalam menghasilkan metabolit sekunder salah satunya adalah senyawa lovastatin yang dapat menurunkan LDL dalam tubuh. Lovastatin bekerja dengan naiknya katabolisme dan menghambat sintesis LDL sehingga LDL menurun, kolesterol total juga akan menurun dan meningkatkan HDL. Karena afinitasnya yang kuat terhadap enzim, semua efektif berpacu menghambat HMG-KoA reduktase dalam sintesis kolesterol. Dengan menghambat sintesis kolesterol maka lovastatin akan menghabiskan simpanan kolesterol [8]. Hasil akhir adalah penurunan kolesterol karena sintesis berkurang dan LDL menurun.
7. HDL (High Density Lipoprotein)
HDL (High Density Lipoprotein) atau yang biasa dikenal dengan lemak baik adalah lipoprotein yang memiliki berat jenis yang tinggi. Secara umum, semakin tinggi kadar HDL dalam darah maka semakin besar kemampuan dalam mengangkut kolesterol jahat dan mencegah terjadinya penimbunan kolesterol yang membentuk plak [2]. Kadar HDL dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Kadar HDL (High Density Lipoprotein) Tikus Sebelum dan Sesudah Perlakuan Pemberian Angkak Perlakuan
218 HDL akan semakin tinggi. HMG KoA reduktase yang merupakan enzim utama yang mendukung sintesis kolesterol dalam hati dengan cara berikatan dengan HMG KoA membentuk mevalonat. Ketika lovastatin tersedia dalam jumlah yang lebih besar maka HMG KoA reduktase akan berikatan dengan lovastatin sehingga tidak akan berikatan dengan HMG KoA reduktase dan tidak membentuk mevalonat serta mampu menghambat sintesis kolesterol [7].
8. Kadar Trigliserida
Perubahan rerata kadar trigliserida setelah pemberian perlakuan angkak bekatul dan S. cerevisiae pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Kadar Trigliserida Tikus Sebelum dan Sesudah Perlakuan Pemberian Angkak Perlakuan
Penurunan kadar trigliserida tertinggi ditunjukkan oleh angkak bekatul dan S. cerevisiae sebesar 70.85 mg/dl. Hal ini dikarenakan angkak dengan penambahan bekatul dan S. cerevisiae mengandung kadar lovastatin yang lebih tinggi dibandingkan dengan kadar lovastatin pada angkak dan angkak pasaran. Penumpukan darah tidak hanya berdasarkan kadar LDL saja, tetapi juga kadar HDL, kadar kolesterol total dan trigliserida. Meningkatnya kadar trigliserida dalam darah juga dapat meningkatkan kadar kolesterol [9]. Semakin tinggi kadar lovastatin pada angkak maka semakin tinggi kemampuan menurunkan kadar kolesterol dalam tubuh.
9. Pengaruh Pakan Terhadap Berat Badan Tikus Hiperkolesterolemia
Rerata perubahan berat badan tikus selama masa percobaan dapat dilihat pada Gambar 9.
219 Berat badan tikus paling rendah adalah tikus dengan perlakuan pemberian angkak bekatul dan S. cerevisiae yaitu sebesar 153 gram. Perbedaan berat badan tikus disebabkan karena jumlah makanan yang dikonsumsi berbeda. Semakin tinggi konsumsi pakan perhari maka akan semakin tinggi berat badan tikus. Faktor lain yang mampu mempengaruhi penurunan berat badan yaitu pemberian komposisi pakan perlakuan. Berikut merupakan rerata jumlah konsumsi pakan dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Konsumsi Pakan Tikus Selama Masa Percobaan
Besar konsumsi pakan untuk angkak dengan penambahan bekatul dan ko-kultur menurun 7 gram yang semula 27 gram menjadi 20 gram. Penurunan rerata konsumsi pakan dengan penambahan angkak perlakuan karena adanya perbedaan rasa pakan yang sedikit pahit akibat penambahan angkak perlakuan. Semakin tinggi tingkat rasa pahit pakan, semakin rendah jumlah konsumsi pakan tikus percobaan.
SIMPULAN
Angkak terbukti memiliki kemampuan menurunkan total kolesterol, kadar LDL dan trigliserida darah, serta menaikkan kadar HDL darah. Kelompok angkak dengan penambahan bekatul dan Saccharomyces cerevisiae merupakan kelompok dengan kemampuan perbaikan profil lipid paling baik. Kelompok angkak bekatul dan Saccharomyces cerevisiae secara nyata mampu menurunkan total kolesterol menjadi 79.15 mg/dl, kadar LDL menjadi 13.50 mg/dl, dan trigliserida darah menjadi 42 mg/dl, serta menaikkan kadar HDL darah menjadi 57.75 mg/dl. Kandungan lovastatin pada angkak secara optimal memperbaiki nilai profil lipid. Kelompok angkak dengan penambahan bekatul dan Saccharomyces cerevisiae menghasilkan lovastatin paling tinggi diantara jenis angkak lain.
DAFTAR PUSTAKA
1) Soeharto, I. 2004. Serangan Jantung dan Stroke. Gramedia Pustaka Umum. Jakarta. 78,144-153, 157-165, 279, 287-290
2) Kasim, E., Y. Kurniawati and N. Nurhidayat. 2006. Pemanfaatan Isolat Lokal Monascus purpureus untuk Menurunkan Kolesterol Darah pada Tikus Putih Galur Sprangue Dawley. Biodiversitas. 7(2): 123-126
220 4) Juzlova, P, Martinkova, L, Lozinsku, J and Machaek, F. 1994. Ethanol as Substrate for Pigment Production by the Fungus Monascus purpureus. Enzyme Microb. Technol. 16: 996-1001.
5) Mardhatila, M. 2006. Pembuatan Pewarna Bubuk Alami dari Ekstrak Angkak (Kajian Lama Ekstraksi dan Konsentrasi Dekstrin). Skripsi. Universitas Brawijaya. Malang. 6) Vargaz, F. D. and Lopez, O.P. 2003. Natural Colorants for Food and Nutraceutial Uses.
CRC Press. USA
7) Aryantha INP, Widayanti, S dan Yuanita. 2004. Eksplorasi Fungi Penghasil senyawa Anti Kolesterol. Institut Pertanian Bogor. Bogor
8) Talbert, Robert L. 2005. Pharmacotherapy : A Pathophysiologic Approach, sixth edition. Mcgraw-Hill. Medical Publishing Division. USA
9) Oetoro, S. 2009. Atherosklerosis dan Efek Buruknya. http://www.medicastore.com/kolesterol. Tanggal akses: 16/01/2015
