8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman Kunyit dan Manfaatnya

Kunyit (Curcuma domestica Val.) merupakan salah satu tanaman yang

banyak di budidayakan di Indonesia. Tanaman kunyit merupakan tanaman yang

banyak manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari, selain sebagai bumbu,

obat-obatan dan kosmetik juga sebagai bahan industri. Kunyit telah digunakan

selama lebih dari 2500 tahun di India, kemungkinan pertama kali digunakan

sebagai pewarna dan obat. Kunyit banyak digunakan dalam pengobatan

Ayurveda, karena memiliki kualitas antiseptik dan antibakteri, memiliki efek yang

sama dengan fluoride untuk gigi, menyembuhkan peradangan sendi, serta

membantu masalah pencernaan dan depresi.

2.1.1 Pengenalan tanaman kunyit

Kunyit (Curcuma domestica Val.) merupakan salah satu tanaman obat

potensial, selain sebagai bahan baku obat juga dipakai sebagai bumbu dapur dan

zat pewarna alami. Berdasarkan penelitian Pribadi (2009), di Indonesia luas panen

kunyit menempati urutan ke dua setelah jahe. Tanaman kunyit tumbuh baik pada

tanah jenis latosol, aluvial dan regosol, ketinggian tempat 240 sampai dengan

1.200 m di atas permukaan laut, dan curah hujan 2.000 sampai dengan 4.000

ml/tahun. Kunyit juga dapat tumbuh di bawah tegakan tanaman keras seperti

sengon, jati yang masih muda sekitar umur 3 sampai dengan 4 tahun, dengan

tingkat naungan tidak lebih dari 30% (Rahardjo dan Rostiana, 2010).

9

Gambar 2.1

Tanaman kunyit dan bagian-bagiannya ( Hidayat dan Hutapea, 1991)

Gambar 2.1 menunjukkan tanaman kunyit dan bagian-bagiannya,

sedangkan klasifikasi tumbuhan kunyit menurut Hidayat dan Hutapea, (1991)

adalah sebagai berikut :

Divisi :

Spermatophyta

Subdivisi :

Angiospermae

Kelas :

Monocotyledonae

Bangsa :

Zingiberales

Suku :

Zingiberaceae

Marga :

Curcuma

Spesies :

Curcuma domestica Linn

Berdasarkan hasil seleksi dan uji daya adaptasi di berbagai lingkungan

tumbuh telah diperoleh kunyit varietas Cudo 21 dan Cudo 28. Varietas ini

diperoleh dari 10 nomor harapan kunyit dengan potensi produksi tinggi, hasilnya

adalah Cudo 21 dengan produksi (18 sampai dengan 25 ton/ha), sedangkan Cudo

10

38 (18 sampai dengan 25 ton/ha). Kadar kurkumin yang dihasilkan oleh varietas

Cudo 21 (8,70%), sedangkan Cudo 38 (11%) sehingga ke dua varietas ini dilepas

sebagai varietas unggul sejak tahun 2009 (Rahardjo dan Rostiana, 2010). Tahun

2011 dilepaskan varietas kunyit baru yang lebih unggul dari varietas Cudo yaitu

varietas Curdonia 1. Varietas ini merupakan varietas unggul kunyit toleran

naungan. Varietas Curdonia 1 memiliki keunggulan yaitu kandungan bahan aktif

kurkumin minimal 7% dan kandungan minyak atsiri lebih besar dari 3%

(Syahid, et al., 2011).

Perkembangan selanjutnya tahun 2013 diperkenalkan varietas kunyit yang

diberi nama varietas Turina-1, Turina-2, Turina-3 (Bursatriannyo et al., 2014).

Kunyit varietas Turina-3 memiliki lama waktu berbunga 4 sampai dengan

5 bulan. Memiliki warna bunga putih-kuning coklat, tinggi tanaman adalah

(180 ± 2,2) cm. Satu bibit menghasilkan (7 ± 0,6) anakan, bentuk helai daunnya

oval, jumlah rimpang primer (8,68 ± 2,98) buah, warna kulit timpang coklat,

warna daging rimpang orange, berat rimpang/rumpun 500 sampai 2.500 g

(Anon, 2013).

Keunggulan kunyit varietas Turina-3 adalah kunyit memiliki mutu

rimpang di antaranya kadar kurkumin (8,55 ± 0,83)%, minyak atsiri 5,2%; sari

larut air 21,92%; sari larut alkohol 14,89%, dan kadar abu 0,29%. Cocok

dikembangkan pada tanah lempung berpasir di ketinggian 0 sampai dengan 2000

dari permukaan laut, dengan curah hujan 2.000 sampai dengan 4.000 mm/tahun.

Varietas ini potensial dikembangkan untuk industri jamu/obat tradisional dan

industri farmasi (Anon, 2013).

11

2.1.2 Potensi tanaman kunyit

Kunyit (Curcuma domestica Val.) merupakan salah satu tanaman obat

temu-temuan yang berpotensi untuk dibudidayakan (Syukur et al., 2006).

Rimpang kunyit dapat digunakan antara lain mengobati gusi bengkak, luka, sesak

nafas, sakit perut, bisul, sakit limpa, usus buntu, encok, gangguan pencernaan,

perut kembung dan menurunkan tekanan darah. Kunyit juga dapat digunakan

sebagai bahan pewarna, bahan campuran kosmetika, bakterisida, fungisida dan

stimulan (Bursatriannyo et al., 2014).

Tabel 2.1

Identifikasi komponen Curcuma domestca dari fraksi hexan dengan GC-MS,

berdasarkan pengukuran pada GC-FID (Herebian et al., 2009)

Kandungan zat-zat kimia yang terdapat dalam rimpang kunyit adalah : zat

warna kurkuminoid, minyak atsiri, arabinosa, fruktosa, glukosa, pati, tanin,

dammar dan mineral. Minyak atsiri berjumlah 2 sampai dengan 5% yang terdiri

dari seskuiterpen dan turunan fenilpropana turmeron (aril-turmeron, alpha

turmeron dan beta turmeron), kurlon kurkumol, atlanton, bisabolen,

Nama Waktu

Retensi

Indek

Retensi Formula Berat

molekul Area

relatif (%)

Komponen mayor > 5%

ar-Turmeron 31,3 1672 C15 H20O 216 19.5

α-Turmeron 31,4 1675 C15 H22O 218 20.1

β-Turmeron 32,3 1706 C15 H22O 218 17.6

Komponen minor < 5%

Cineol 10,3 1048 C10H18O 154 <1

α-Terpinolen 12,4 1094 C10H16 136 <1

Z- β- Farnesen 25,1 1086 C15 H24 204 <1

β -Himachalen 25,7 1478 C15 H24 204 <1

ar-Curcumin 25,9 1481 C15 H22 202 2.3

β -Zingiberen 26,2 1495 C15 H24 204 2.3

β -Bisabolen 26,6 1508 C15 H24 204 <1

β -Seskuiphellandren 27,1 1523 C15 H24 204 4.1

12

seskuifellandren, zingiberin, aril kurkumen, humulen. Arabinosa, fruktosa,

glukosa, pati, tanin, dan dammar (Herebian et al., 2009). Identifikasi komponen

Curcuma domestca dari fraksi hexan dengan GC-MS disajikan dalam Tabel 2.1.

Gambar 2.2

Struktur senyawa kurkumin, Demetoksikurkumin, dan Bis-demetoksikurkumin

(Jayaprakasha et al., 2006)

Gambar 2.3

Dua struktur kurkumin keto-enol kurkumin (Cahyono et al., 2011)

Zat warna kurkuminoid yang merupakan suatu senyawa diarilheptanoid

berjumlah 3 sampai dengan 4% yang terdiri dari kurkumin, demetoksikurkumin

dan bis-demetoksikurkumin, ketiganya merupakan tiga senyawa utama kelompok

kurkuminoid (Gambar 2.2). Senyawa-senyawa tersebut dikenal juga sebagai

kurkumin I, kurkumin II, dan kurkumin III. Senyawa pemberi warna ini berada

dalam bentuk kesetimbangan antara bentuk keto dan enol (Gambar 2.3). Di antara

13

ketiga senyawa kurkuminoid yang ada di kunyit, kurkumin (1,7-bis-(4-hidroksi-3-

metoksifenil)-1,6-heptadien-3,5-dion) merupakan pigmen dan prekursor utama.

Rimpang kunyit mengandung kurkumin bervariasi antara 1,8 sampai dengan 5,4%

tergantung dari jenis kunyitnya, cara ekstraksi, dan pelarut yang digunakan serta

lama ekstraksi (Anon, 2012).

2.1.3 Peran kurkumin dalam kesehatan

Kurkumin tidak beracun dan memiliki berbagai sifat farmakologis positif.

Beberapa peneliti telah melaporkan efek anti-oksidatif, anti-inflamasi dan

antiseptik dari kurkumin (Nishino et al., 2004; Bengmark, 2006 dan Maheshwari

et al., 2006 ). Kurkumin juga memiliki beberapa aktivitas biologis yang akhirnya

membuat molekul ini memungkinkan sebagai obat anti-kanker, baik sebagai

kemopreventif dan kemoterapi. Banyak bukti menunjukkan bahwa kurkumin

memberikan kontribusi untuk penghambatan pembentukan tumor, promosi,

kemajuan dan penyebaran dalam banyak model hewan (Duvoix et al., 2005).

Kurkumin memiliki tiga bagian fungsional reaktif: satu bagian diketon,

dan dua bagian fenolik (Priyadarsini, 2014). Reaksi kimia penting yang terkait

dengan aktivitas biologis kurkumin adalah sebagai donor hidrogen mengarah ke

oksidasi kurkumin baik secara reversibel dan ireversibel. Reaktifitas kurkumin

yang lain adalah pada reaksi nukleofilik, hidrolisis, degradasi dan reaksi enzimatik

(Priyadarsini, 2014).

Kurkumin sebagai senyawa penangkal radikal (radical scavenger) dan

antioksidan telah dikenal memiliki aktivitas antioksidan dan sebagai penangkal

radikal (Sharma, 1976). Disamping manfaat tersebut itu kurkumin juga bertindak

14

sebagai katalisator pembentukan radikal hidroksil. Kurkumin diperoleh dari

ekstraksi rimpang kunyit dengan pelarut organik seperti etanol atau aseton. Untuk

mendapatkan senyawa kurkumin murni, kurkumin harus dipisahkan dari

kandungan ekstrak kunyit lain dengan cara kromatografi. Kurkumin murni juga

dapat diperoleh dari pabrik serta sering digunakan dalam penelitian merupakan

senyawa kurkumin I (Liu et al., 2008).

Tabel 2.2

Prekusor ion kurkuminoid dan metabolitnya termasuk komposisi elemen yang

dideteksi dengan resulosi tinggi menggunakan alat ukur Accurate Mass LTQ-

Orbitrap pada mode ESI-positive ion (Herebian et al., 2009)

Komponen,

Bentuk ion Ion

Massa

terhitung

Massa

Terukur ppm

Komposisi

Elemen

Kurkumin, [M + H]+ 1 369,13326 369,13315 -0.115 C21H21O6

Demetoksikurkumin,

[M + H]+

2 339,12270 339,12258 -0.051 C20H19O5

Bisdemetoksikurkumin

[M + H]+

3 309,11213 309,11198 -0.156 C19H17 O4

Dihidro-kurkumin,

[M + H]+

4 371,14891 371,14890 -0.015 C21H23O6

Dihidro-

demetoksikurkumin,

[M + H]+

5 341,13835 341,13834 -0.011 C20 H21 O5

Dihidro-

bisdemetoksikurkumin

[M + H]+

6 311,12778 311,12773 -0.056 C19H19O4

Ekstrak etanol kunyit mengandung kurkuminoid yang terdiri dari

kurkumin I, kurkumin II, dan kurkumin III serta minyak atsiri yang juga berperan

penting dalam reaksi selanjutnya. Kurang lebih 25 senyawa minyak atsiri yang

telah ditemukan dalam ekstrak kunyit. Terdapat variasi kuantitatif dari masing-

masing komponen kimiawi minyak atsiri tergantung dari tempat ditumbuhkannya

tanaman kunyit (Jayaprakasha et al., 2005).

15

Kurkumin memiliki daya larut air yang sangat rendah, sehingga

membatasi kegunaannya sebagai obat oral. Kurkumin dalam bentuk ekstrak

kunyit memiliki efek antiangiogenik lima kali lebih tinggi daripada kurkumin

murni. Hal ini dikarenakan adanya komponen derivatif kurkumin lainnya serta

komponen-komponen lain yang terkadung dalam ekstrak kunyit. Sehingga ekstrak

kunyit dinyatakan lebih potensial secara farmakologis daripada kurkumin murni

(Liu et al., 2008).

Rendahnya bioavailabilitas kurkumin telah terbukti dalam studi klinis

maupun percobaan terhadap hewan. Yue et al. (2012) menyatakan dengan adanya

komponen lipofilik (seperti turmeron) dalam ekstrak kunyit dapat mempengaruhi

absorpsi kurkumin. Turmeron meningkatkan transport kurkumin ke dalam sel-sel

intestin secara signifikan sehingga penyerapan kurkumin meningkat secara

signifikan. Sehingga pemberian ekstrak kunyit yang mengandung turmeron lebih

efektif dalam mengobati penyakit daripada hanya kurkumin saja.

2.2 Tanaman Asam dan Manfaatnya

2.2.1 Pengenalan tanaman asam

Tanaman asam (Tamarindus indica L.) adalah tanamanan banyak

manfaatnya, beberapa bagian tanaman asam banyak digunakan untuk sakit perut,

diare dan disentri, beberapa infeksi bakteri dan parasit infestasi, penyembuhan

luka, sembelit dan peradangan. Buah dan daun asam kaya akan kandungan asam

amino esensial, asam dan fitokimia, oleh karena itu tanaman ini dilaporkan

memiliki antidiabetes, antimikroba, antivenomic, antioksidan, antimalaria,

kardioprotektif, hepatoprotektif, antiasthmatic, pencahar dan aktivitas anti-

16

hiperlipidemia (Kuru, 2014). Pohon, buah dan daun serta bunga pohon asam

ditampilkan pada Gambar 2.4.

Bagian tanaman asam yang sering digunakan adalah daging buah dan daun

asam. Dalam makanan olahan, bubur buah asam digunakan sebagai bumbu yang

memberi rasa kue, kari dan saus, serta sebagai bahan utama jus dan minuman

lainnya. Minuman komersial berbasis buah asam tersedia di berbagai negara.

Klasifikasi tanaman asam jawa (Tamarindus indica L.) secara taksologi menurut

Soesilo (1989) diklasifikasikan sebagai berikut :

Divisi : Spermatophyta

Sub Divis : Angiospermae

Clasis : Dicotyledoneae

Ordo : Fabales

Famili : Caesal piniaceae

Marga : Tamarindus

Spesies : Tamarindus indica L.

Nama Daerah

Nama umum

:

:

Witasem (Jawa)

Asam jawa

2.2.2 Potensi tanaman asam

Buah asam memiliki kandungan vitamin B cukup tinggi; tapi karoten dan

vitamin C rendah. (De Caluwe et al., 2010). Pulp buah asam telah dilaporkan di

beberapa industri farmasi misalnya di Inggris dan Amerika. Rata-rata 90.000 kg

buah yang telah dikupas setiap tahun dan diekspor ke Amerika Serikat. Pasokan

buah asam ke Eropa sebagian berasal dari Calcutta dan Mesir (Morton, 1987 ).

17

Buah asam diakui secara universal sebagai refrigerant untuk demam, dan

sebagai obat pencahar dan karminatif. Buah asam dalam bentuk tunggal atau

kombinasi dengan air jeruk nipis, madu, susu, rempah-rempah, dianggap efektif

sebagai obat pencernaan, serta sebagai anti scorbutic (Morton, 1987). Sifat buah

asam sebagai pencahar dan sifat diuretic dari daunnya telah dikonfirmasi oleh

ilmu kedokteran modern (Bueso dalam El-Siddig et al., 2006)

(a)

(b)

(c)

Gambar 2.4

(a) Pohon asam (b) buah dan daun (c) serta bunga pohon asam (Anon, 2015)

Di Eropa buah asam dikenal karena buah memiliki sifat obat, dan telah

diperkenalkan oleh pedagang Arab dari India (El-Siddig et al., 2006). Buah asam

dianggap sebagai karminatif pencernaan, pencahar, ekspektoran dan tonik darah

(Komutarin et al., 2004). Bagian dari tanaman ini juga mengandung antioksidan

(Mulyani dan Suhendra, 2010 ), anti-hepatoxic, anti-inflamasi, anti-mutagenik

(Martinello et al., 2006), dan aktivitas anti-diabetes (Mulyani et al., 2013).

Aktifitas antioksidan bagian tanaman asam juga ditunjukkan oleh kulit biji

buah asam yang merupakan hasil samping industri minuman buah asam. Ekstrak

kulit biji asam menunjukkan aktivitas antioksidan dalam penangkapan ROS.

18

Mekanisme antioksidan kulit biji asam melalui sistem enzim antioksidan, ekstrak

kulit biji asam berpotensi dimanfaatkan sebagai makanan kesehatan dan aplikasi

cosmeceutical (De Caluwe et al., 2010).

Tabel 2.3

Identifikasi Komponen yang Terkandung dalam Esktrak Daun Asam dalam Fraksi

Ethanol dengan GC MS (Arranz et al., 2010)

No Komponen yang teridentifikasi Rumus

molekul

Berat

molekul

IR %

1 1-Methyl-4-propylbenzene(p-cymene) C 10 H14 134 1046 4,76

2 Limonene C 10 H16 136 1054 9,05

3 Diphenyl ether C 12 H10 O 170 1396 5,74

4 Longifolene C 15 H24 204 1042 7,51

5 Caryophyllene C 15 H24 204 1438 5.56

6 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT) C 15H24O 220 1519 7.24

7 Methyl 3,5-di-tert-butyl-4-

dehdroxybenzoate

C16H24 O 3 264 1872 2.76

8 Methyl hexadecanoate C17H34O2 270 1909 6,41

9 6,10,14,trimethylpentadeca-5,9,13-trien-2-

one

C18H30O 262 1918 2,93

10 Linalool anthranilate C17H32O2N 274 1959 3,96

11 3-eicosyne C20H38 278 1987 4,62

12 Methyl 9,12,15-Octadecatrienoate C19H32O2 292 2089 2,26

13 Phytol C20H40O 296 2106 4,06

14 Methyl 7, 10-Octadecadienoate C19H34O2 294 2149 3,49

15 10- Octadecenoic acid C18H34O2 282 2170 2.83

16 Cryptopinone C20H30O 286 2177 5,28

17 Methyl 15- tricosenoate C24H46O2 366 2681 8,39

18 β- Sitosterol C29H50O 414 3114 4,25

Total 90,83

Keterangan : RM= Rumus molekul, BM= Berat molekul, RI= Indeks Retensi,

% = persentase relative

Daun asam merupakan bagian tanaman yang juga digunakan sebagai obat.

Di Indonesia minuman tradisional dari daun asam dan kunyit dikenal dengan

nama sinom, sinom berpotensi sebagai sumber antioksidan (Mulyani et al., 2013).

Sifat hepatoprotektif dan aktivitas antimikroba merupakan sifat yang paling

menonjol dari daun asam, sifat ini berhubungan dengan kandungan flavonoid dan

19

atau fenol (Arranz et al., 2010). Di Thailand daun asam digunakan sebagai obat

untuk pencernaan, karminatif, pencahar, ekspektoran dan tonik untuk penambah

darah (Komutarin et al., 2004). Arranz, et al. (2010) dalam penelitiannya

melakukan ekstraksi menggunakan pelarut kloroform dengan metode soxhlet.

Ekstrak lalu difraksinasi menggunakan pelarut ethanol, n-heksan, kloroform, etil

asetat dan n- butanol. Hasil identifikasi dengan GC-MS terhadap ekstrak daun

asam dengan pelarut ethanol menghasilkan 18 komponen (Tabel 2.3).

Tabel 2.4

Identifikasi Komponen Ekstrak daun asam (Tamarindus indica L) fraksi

n-Hexane dan Chloroform dengan GC-MS (Arranz et al., 2010)

Ekstrak 1: Fraksi n-hexane Puncak Identiikasi komponen RM BM IR %

1 6,10,14-trimethyl, pentadeca-5,9,13-trien-2-

one

C18 H30O 262 1916 9,70 2 Hexadecanoic acid (palmitic acid) Ci6H32O2 256 1968 20,9

9 3 3-eicosme C20 H38 278 1989 21,9

9 4 Methyl 9,12,15- Octadecenotrienoate ester Ci9H32O2 292 2091 13,5

7 5 Methyl 7, 10-Octadecenodienoate ester Ci9H34O

2

294 2150 16,1

3 6 10-Octadecenoic acid Ci8H32O

2

282 2169 12,7

4 Ekstrak 2 : fraksi khloroform

Puncak Identiikasi komponen RM BM

W

IR % 1 Malic acid C4 H6O5 134 944 15,95 2 Tartaric acid C4 H6O6

H30O

150 1262 21,96 3 benzene-1,2-diearboxylie acid (Phthalic)

acid)

C4 H8O6 166 1643 9,45 4 Methyl 3,5-di-tert-buty 1-4-hydroxybenzoate C16

H24O3

264 1872 11,06 5 Hexadecanoic acid (palmitic acid) Ci6H32O2 256 1968 18,39 6 10-Octadecenoic acid Ci8H34O

2

282 2169 7,77 7 n-Nonadecanoic acid Ci9H38O

2

298 2236 7,57

Keterangan : RM= Rumus molekul, BM= Berat molekul, RI= Retensi Indeks,

% = persentase relative

Hasil identifikasi dengan GC-MS terhadap ekstrak daun asam dalam fraksi

n-Hexane menghasilkan enam komponen dan dalam fraksi chloroform

menghasilkan tujuh komponen seperti tercantum dalam Tabel 2.4 Hasil

identifikasi dengan HPTLC terhadap ekstrak daun asam dalam fraksi etil asetat

20

menghasilkan tiga komponen dan dalam fraksi dan n- butanol menghasilkan

empat komponen tercantum dalam Tabel 2.5

Hasil GC-MS daun asam yang diekstrak dalam pelarut etanol

menghasilkan 18 puncak dengan varietas besar berupa senyawa kimia yang terdiri

atas minyak esensial, asam lemak, polifenol dan lain-lain. Terdapat dua senyawa

yang bersifat sebagai antioksidan yaitu 6 (2,6-di-tert -butyl-4-methylphenol) dan

Methyl 3,5- di-tert-butyl-4-hidroxybenzoate (Arranz et al., 2010). Daun asam

dilaporkan mempunyai aktivitas antioksidan dan aktivitas antimikroba karena

ditemukannya delapan senyawa baru yang belum dilaporkan sebelumnya,

senyawa tersebut dikonfirmasi sebagai asam lemak tinggi dan polifenol. Pada

konsentrasi yang tinggi daun asam akan bersifat sebagai pro-oksidan/kation

antioksidan (Arranz et al., 2010).

Tabel 2.5

Identifikasi komponen ekstrak daun asam (Tamarindus indica L) fraksi etil

asetat dan n- butanol dengan HPTLC (Arranz et al., 2010)

Ethyl acetate n-butanol

Spot Rf λ1 λ2 λ 3 Komponen. Spot Rf λ1 λ2 λ 3 Komponen

1 0.31 212 267 358 luteolin 7-o-

glucoside 4 0.26 205 260 357 Isorientin

2 0.45 212 267 357 lute olin 5 0.44 214 266 358 Orientin

3 0.62 205 267 336 Apigenin 6 0.62 213 270 342 Vitexin

- - - - - - 7 0.63 - - 322

Caffeic acid

2.2.3. Peran kandungan daun asam dalam kesehatan

Beberapa penelitian melaporkan manfaat daun asam karena kandungan

senyawa flavonoidnya (Dahesa et al., 2006). Kandungan senyawa

triterpenoidlupanone dan lupeol dalam daun asam dilaporkan Imam et al. (2007).

21

Daun asam juga mengandung beberapa minyak esensial dengan benzil benzoat

dan limonene sebagai senyawa utama (Pino et al., 2005). Dalam proses

pengolahan daun asam memiliki aktifitas antioksidan yang lebih tinggi dibanding

buah asam dalam waktu pemasakan yang sama (Mulyani et al., 2014). Pada

perbadingan tertentu esktrak daun asam dan ekstrak kunyit juga menunjukkan

sinergisme aktifitas antioksidan yang lebih besar dibanding aktifitas masing-

masing (Mulyani et al., 2012). Dalam pembuatan ekstrak serbuk daun asam,

etanol 70% adalah pelarut yang mampu menghasilkan ekstrak dengan kapasitas

antioksidan tertinggi (Mulyani dan Suhendra, 2010).

2.3. Simplesia

Menurut BPOM simplisia adalah bahan alamiah yang dipergunakan

sebagai obat tradisional yang belum mengalami pengolahan apapun juga dan

kecuali dinyatakan lain merupakan bahan yang dikeringkan (BPOM, 2005).

Simplisia juga didefinisikan sebagai bahan alamiah yang dipergunakan sebagai

obat tradisional yang belum mengalami pengolahan kecuali proses pengeringan

(Herawati et al., 2012). Secara umum, tahap pengolahan simplesia meliputi

sortasi basah, pencucian, pengecilan ukuran, pengeringan, sortasi kering,

pengemasan dan penyimpanan. Pengolahan bertujuan juga untuk menjaga tingkat

kebersihan bahan baku sehingga diperoleh simplisia yang berkualitas serta

menjaga agar bahan aktif yang dikandung didalamnya tetap terjaga atau

seminimal mungkin mengalami kerusakan.

22

2.3.1 Praktek produksi simplesia yang baik

Teknik dalam memproduksi simplesia yang baik terdapat beberapa hal

yang perlu diperhatikan, yaitu pemanenan, sortasi, pencucian dan penirisan,

perajangan, pengeringan, pengemasan serta pelabelan. Pada proses perajangan

irisan diatur agar tidak terlalu tipis ataupun terlalu tebal ( kurang dari 1 cm).

Pengeringan sebaiknya dilakukan dalam rumah pengering yang tertutup tetapi

sinar matahari dapat menembus ke dalam rak-rak pengering. Suhu pengering

diatur pada 40oC sampai dengan 60oC (Herawati et al., 2012).

Simplesia yang bermutu atau simplesia yang baik dicirikan oleh simplisia

dengan tidak mengandung bahaya kimia, bahaya mikrobiologis dan bahaya fisik

namun mengandung zat aktif yang berkhasiat. Informasi lain yang menunjukkan

simplesia yang baik mempunyai kadar air kurang dari 10%, tidak berjamur atau

bulukan, berbau khas menyerupai bahan segarnya dan berasa khas menyerupai

bahan segarnya. Adapun syarat baku simplesia adalah kadar air tidak lebih dari

10%, angka lempeng total tidak lebih dari 1x107 koloni/g angka kapang dan

khamir tidak lebih dari 1x104 koloni/g, mikroba patogen negatif dan kadar

aflatoksin kurang dari 30 bagian per juta (BPOM, 2005).

2.3.2 Faktor yang mempengaruhi mutu simplesia

Salah satu faktor yang mempengaruhi mutu simplesia di antaranya adalah

pengeringan. Pengeringan merupakan faktor paling kritis yang sangat menentukan

dalam pengolahan tanaman obat menjadi simplesia. Proses pengeringan selain

memperpanjang umur simpan juga menentukan kualitas simplisia. Teknik

pengeringan harus disesuaikan dengan jenis bahan tanaman. Pentingnya proses

pengeringan diperhatikan disebabkan oleh karena kandungan bahan aktif,

23

senyawa volatil dan pertumbuhan mikrobia dalam simplesia. Ketiga komponen

tersebut sangat penting dalam rangka penyiapan simplesia sebagai bahan obat.

Berdasarkan Manalu (2010) dalam penyiapan simplesia temulawak sebagai

bahan baku kurkumin, untuk memenuhi kadar air di bawah 10% temulawak harus

dikeringkan pada suhu diatas 50°C. Jika suhu kurang dari 50°C harus

dikombinasikan dengan RH yang rendah. Terdapat kecenderungan bahwa semakin

tinggi suhu pengeringan maka semakin rendah kadar kurkumin temu lawak.

Penelitian Kusumaningrum et al. (2015) menunjukkan bahwa hasil pengeringan

temulawak suhu 50oC selama 16 jam masih memperlihatkan pertumbuhan

mikrobia. Pengeringan pada suhu 50oC dan 60oC selama 24 dan 48 jam

memperlihatkan pertumbuhan mikrobia yang berada pada batas aman SNI.

Beberapa penelitian menunjukkan pengeringan menggunakan oven

mikrowave berpotensi untuk mempertahankan bahan aktif dalam simplesia.

Berbeda dengan cara pemanasan konvensional, pemanasan dengan gelombang

mikro menghasilkan pemanasan dengan laju relatif tinggi. Oven microwave yang

digunakan di rumah tangga dan industri umumnya menggunakan frekuensi

2450 MHz. Pada frekuensi ini gelombang radio akan diserap oleh air, lemak dan

karbohidrat, sehingga terjadi pergerakan berupa vibrasi dan rotasi atom-atom dari

bahan-bahan penyerap yang berakibat timbul panas. Laju pemanasan bahan sangat

ditentukan oleh nilai konstanta dielektrik dan faktor penghilangan tenaga yang

merupakan fungsi kadar air dalam bahan (Maspanger et al., 2005).

2.4 Antioksidan

Antioksidan didefinisikan sebagai senyawa-senyawa yang dapat

menghambat, menunda atau mencegah terjadimya oksidasi lemak. Definisi lain

24

antioksidan adalah setiap senyawa yang jika ada dalam jumlah yang lebih sedikit

mampu menghambat senyawa-senyawa yang mudah teroksidasi (Santoso, 2016).

Di bidang pengolahan pangan antioksidan efektif meningkatkan daya simpan

berbagai produk makanan. Diperkirakan antioksidan mampu memperpanjang

daya simpan makanan sekitar 15-200 kali (Pin-Der dan Gow-Chin, 1997).

Penggunaan antioksidan telah lama dilakukan, mula-mula antioksidan digunakan

untuk mengawetkan lemak/minyak. Penggunaan antioksidan akhirnya meluas

untuk produk-produk pangan lainnya, sehingga berkembang antioksidan sintetik

yang lebih effektif dan harganya lebih murah.

Antioksidan memiliki dua mekanisme aksi yaitu sebagai antioksidan

preventif, dan antioksidan pemutus rantai (chain breaking antioxidant).

Antioksidan preventif, bekerja membentuk kelat dengan logam, sehingga

membantu mencegah produksi radikal bebas. Antioksidan pemutus rantai dapat

mengais atau sebagai scavenger radikal bebas, sehingga terjadi pemutusan rantai

yang mempropagasi terbentuknya radikal bebas. Vitamin-E atau α-tokoferol, dan

kurkumin adalah contoh antioksidan pemutus rantai. Antioksidan seperti asam

askorbat yang larut dalam air membantu dalam daur ulang chain breaking

antioxidant. Radikal phenoxyl dari vitamin E dan kurkumin telah ditemukan dapat

menjadi regenerasi di dalam membran sel dengan asam askorbat (Priyadarsini,

2005).

Keberadaan antioksidan dalam jumlah kecil mampu mencegah oksidasi

seluler organel dengan meminimalkan efek merusak reactive oxygen species

(ROS) dan reactive nitrogen species (RNS) atau stres oksidatif. Dalam kondisi

normal sehat, antioksidan menjaga keseimbangan antara stres oksidatif dan

25

kebutuhan antioksidan. Dalam kondisi tubuh yang tidak normal atau selama

terkena radiasi, stres, serta adanya polusi diperlukan suplementasi antioksidan

yang lebih. Pertahanan antioksidan endogen muncul utamanya dalam tiga jenis

sistem, yaitu : enzim antioksidan misalnya katalase, superoksida dismutase

(SOD); sequestering logam protein misalnya feritin dan molekul berat rendah

seperti vitamin C, vitamin E, dan lainnya (Priyadarsini, 2005).

2.4.1. Radikal bebas dan pembentukannya

Menurut Soematmaji (1998), yang dimaksud radikal bebas (free radical)

adalah suatu senyawa atau molekul yang mengandung satu atau lebih elektron

tidak berpasangan pada orbital luarnya. Adanya elektron yang tidak berpasangan

menyebabkan senyawa tersebut sangat reaktif mencari pasangan, dengan cara

menyerang dan mengikat elektron molekul yang berada di sekitarnya. Radikal

bebas tersebut dapat mengoksidasi asam nukleat, protein, lemak, bahkan sel DNA

dan menginisiasi timbulnya penyakit degeneratif (Rohmatussolihat, 2009).

Keseimbangan antara kandungan antioksidan dan radikal bebas di dalam

tubuh merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kesehatan tubuh. Apabila

jumlah radikal bebas terus bertambah sedangkan antioksidan endogen jumlahnya

tetap, maka kelebihan radikal bebas tidak dapat dinetralkan. Akibatnya radikal

bebas akan bereaksi dengan komponen-komponen sel dan menimbulkan

kerusakan sel (Arnelia, 2002).

Secara umum sumber radikal bebas dapat dibedakan menjadi dua, yaitu

radikal bebas endogen dan radikal bebas eksogen. Radikal bebas endogen dapat

terbentuk melalui autoksidasi, oksidasi enzimatik, fagositosis dalam respirasi,

transfer elektron di mitokondria dan oksidasi ion-ion logam transisi. Sedangkan

26

radikal bebas eksogen berasal dari luar sistem tubuh, misalnya sinar UV. Radikal

bebas eksogen juga dapat berasal dari aktifitas lingkungan. Menurut

Rohmatussolihat, (2009) aktifitas lingkungan yang dapat memunculkan radikal

bebas antara lain radiasi, polusi, asap rokok, makanan, minuman, ozon dan

pestisida Terbentuknya senyawa radikal, baik radikal bebas endogen maupun

eksogen terjadi melalui sederetan reaksi. Mula-mula terjadi pembentukan awal

radikal bebas (inisiasi), lalu perambatan atau terbentuknya radikal baru

(propagasi), dan tahap terakhir yaitu pemusnahan atau pengubahan senyawa

radikal menjadi non radikal (terminasi).

2.4.2 Penggolongan antioksidan

Terdapat beberapa cara penggolongan antioksidan yaitu berdasarkan

senyawa utama penyusunnya, fungsinya dalam tubuh dan struktur kimia bahan

penyusunnya. Berdasarkan golongan senyawa utama penyusunnya, maka

antioksidan alami dapat digolongkan menjadi dua yaitu antioksidan enzim dan

antioksidan non enzim. Antioksidan enzim meliputi enzim primer dan enzim

sekunder. Antioksidan non enzim terdiri atas kofaktor, flavanoid, asam-asam

fenolik dan vitamin dan derivatifnya, seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.5 .

Berdasarkan fungsinya dalam tubuh antioksidan dibedakan menjadi lima,

yaitu, antioksidan primer, antioksidan sekunder, antioksidan tersier, oxygen

scavenger dan yang terakhir adalah chelators dan sequesstrants (Purba dan

Martosupono, 2009). Antioksidan primer berfungsi untuk mencegah terbentuknya

radikal bebas baru karena antioksidan tersebut dapat merubah radikal bebas yang

ada menjadi molekul yang stabil. Antioksidan primer bekerja untuk mencegah

pembentukan senyawa radikal bebas baru dengan cara mengubah radikal bebas

27

yang ada menjadi molekul yang berkurang dampak negatifnya, sebelum radikal

ini sempat bereaksi. Contoh antioksidan ini adalah enzim superoksida dismutase

yang berfungsi sebagai pelindung hancurnya sel-sel dalam tubuh serta mencegah

prose peradangan karena radikal bebas. Enzim superoksida dismutase sebenarnya

Gambar 2.5.

Pembagian golongan antioksidan alami berdasarkan senyawa utama

penyusunnya (Singh et al., 2013)

28

sudah ada dalam tubuh kita. Namun bekerjanya membutuhkan bantuan zat-zat

gizi mineral seperti mangan. seng dan tembaga. BHA dan BHT yang merupakan

antioksidan sintetik termasuk dalam antioksidan primer. Antioksidan sekunder

berfungsi sebagai senyawa penangkap radikal bebas serta mencegah terjadinya

reaksi berantai sehingga tidak terjadi kerusakan yang lebih besar. Contoh

antioksidan sekunder, antara lain vitamin E, vitamin C, beta karoten, likopen,

bilirubin, dan albumin. Senyawa-senyawa tersebut mempunyai mekanisme

antioksidan sekunder. Antioksidan tersier merupakan senyawa yang memperbaiki

sel-sel dan jaringan yang rusak karena serangan radikal bebas. Contoh enzim yang

memperbaiki DNA pada inti sel adalah metionin sulfoksi dan reduktase. Enzim-

enzim perbaikan DNA ini berguna mencegah penyakit kanker dan degeneratif

lainnya. Oxygen scavenger adalah antioksidan yang mengikat oksigen sehingga

tidak mendukung reaksi oksidasi. Chelators dan seguesstrants golongan ini

merupakan senyawa antioksidan yang mengikat logam yang mampu mengkatalis

reaksi oksidasi

Berdasarkan struktur kimia, antioksidan memiliki dua mekanisme aksi

yaitu sebagai antioksidan preventif, dan antioksidan pemutus rantai (chain

breaking antioxidant) (Priyadarsini, 2005). Antioksidan preventif seperti

deferrioximine/desferal, adalah senyawa yang membentuk kelat dengan logam

yang membantu mencegah produksi radikal bebas. Antioksidan pemutus rantai

merupakan jenis antioksidan yang paling penting. Jenis antioksidan ini dapat

mengais atau sebagai scavenger radikal bebas, sehingga terjadi pemutusan rantai

yang mempropagasi terbentuknya radikal bebas.

Antioksidan berperan untuk menghentikan atau memutuskan reaksi

29

berantai dari radikal bebas yang terdapat di dalam tubuh. Peran ini penting dalam

menunda proses penuaan dan penyakit degeneratif yang dapat disebabkan oleh

stress oksidatif. Stress oksidatif adalah keadaan tidak seimbangnya jumlah

oksidan dan prooksidan dalam tubuh. Pada kondisi ini, aktivitas molekul radikal

bebas atau reactive oxygen species (ROS) dapat menimbulkan kerusakan seluler

dan genetika. Kekurangan zat gizi dan adanya senyawa xenobiotik dari makanan

atau lingkungan yang terpolusi akan memperparah keadaan tersebut.

Potensi antioksidan yang berhubungan dengan ROS adalah sebagai

penghambat radikal superoksida, singlet oksigen, hidrogen peroksida, peroksida

lemak, asam hipoklor, radikal alkosil, radikal peroksil, oksida nitrit, nitrogen

dioksida, peroksi nitrit dan radikal hidroksi (Auroma et al., 1997). Antioksidan

dapat melindungi sel dari kerusakan oksidatif dan meminimalkan kerusakan sel,

sehingga dapat mencegah penyakit degeneratif. Kemampuan atau kekuatan suatu

antioksidan dapat digolongkan berdasarkan nilai IC50-nya. Suatu atioksidan

dinyatakan sangat kuat jika nilai IC50 < 50 µg/mL, kuat jika IC50 : 50-100 µg/mL

; sedang jika IC50 : 101-150 µg/mL ; lemah jika IC50 > 150 µg/mL (Armala, 2009).

2.4.3 Mekanisme kerja antioksidan

Terdapat dua fungsi dalam mekanisme kerja antioksidan. Fungsi pertama

merupakan fungsi utama dari antioksidan yaitu sebagai pemberi atom hidrogen.

Antioksidan (AH) yang mempunyai fungsi utama tersebut sering disebut sebagai

antioksidan primer. Senyawa ini dapat memberikan atom hidrogen secara cepat ke

radikal lipida (R*, ROO*) atau mengubahnya ke bentuk lebih stabil, sementara

turunan radikal antioksidan (A*) tersebut memiliki keadaan lebih stabil dibanding

radikal lipida. Fungsi kedua merupakan fungsi sekunder antioksidan, yaitu

30

memperlambat laju autooksidasi dengan berbagai mekanisme diluar mekanisme

pemutusan rantai autooksidasi dengan pengubahan radikal lipida ke bentuk lebih

stabil (Gordon,1990).

Penambahan antioksidan (AH) primer dengan konsentrasi rendah pada

lipida dapat menghambat atau mencegah reaksi autooksidasi lemak dan minyak.

Penambahan tersebut dapat menghalangi reaksi oksidasi pada tahap inisiasi

maupun propagasi seperti ditunjukkan pada persamaan reaksi 1 dan 2. Radikal-

radikal antioksidan (A*) yang terbentuk pada reaksi tersebut relatif stabil dan

tidak mempunyai cukup energi untuk dapat bereaksi dengan molekul lipida lain

membentuk radikal lipida baru (Gordon, 1990).

Inisiasi : R* + AH ———-> RH + A* .................................(1)

Radikal lipida

Propagasi : ROO* + AH ——-> ROOH + A* .........................(2)

Besar konsentrasi antioksidan yang ditambahkan dapat berpengaruh pada

laju oksidasi. Pada konsentrasi tinggi, aktivitas antioksidan grup fenolik sering

lenyap bahkan antioksidan tersebut menjadi prooksidan, seperti ditunjukkan

persamaan reaksi 3 dan 4. Pengaruh jumlah konsentrasi pada laju oksidasi

tergantung pada struktur antioksidan, kondisi dan sampel yang akan diuji.

AH + O2 ———–> A* + HOO* ..............................(3)

AH + ROOH ———> RO* + H2O + A* ....................... (4)

Mekanisme kerja antioksidan adalah berperan dalam menetralkan radikal

bebas dengan cara memberikan satu elektronnya kepada radikal bebas, sehingga

31

menjadi non radikal. Mekanisme pemberian satu elektron oleh antioksidan ini

dapat berlangsung seperti disajikan dalam Gambar 2.6. Salah satu contoh reaksi

penetralan radikal bebas dengan antioksidan yaitu senyawa

Diphenylpicrylhydrazyl (bersifat radikal bebas) beraksi dengan antioksidan yang

menyumbangkan satu elektronnya sehingga membentuk senyawa

Diphenylpicrylhydrazine (non radikal) yang lebih stabil (Rohmatussolihat, 2009).

Kebanyakan senyawa antioksidan yang diisolasi dari sumber alami adalah

berasal dari tumbuhan. Senyawa antioksidan alami tumbuhan umumnya adalah

senyawa fenolik atau polifenolik yang dapat berupa golongan flavonoid, turunan

asam sinamat, kumarin, tokoferol, dan asam-asam organik polifungsional.

Senyawa antioksidan alami polifenolik ini adalah multifungsional dan dapat

bereaksi sebagai pereduksi, penangkap radikal bebas, pengkelat logam, dan

peredam terbentuknya singlet oksigen.

Mekanisme kerja dari berbagai antioksidan yang ada, serta

kemampuannya sebagai antioksidan sangat bervariasi. Kombinasi beberapa jenis

antioksidan memberikan perlindungan yang lebih baik lebih terhadap oksidasi

dibanding dengan satu jenis antioksidan saja. Sebagai contoh asam askorbat

seringkali dicampur dengan antioksidan yang merupakan senyawa fenolik untuk

mencegah reaksi oksidasi lemak (Kumalaningsih, 2006).

Asam askorbat mudah dioksidasi menjadi asam dehidroaskorbat. Dengan

demikian maka vitamin C juga berperan dalam menghambat reaksi oksidasi yang

berlebihan dalam tubuh dengan cara bertindak sebagai antioksidan. Vitamin C

terkandung dalam sayuran berwarna hijau dan buah-buahan. Disamping itu, ada

pula senyawa lain yang dapat menggantikan vitamin E yaitu flavonoid. Hal ini

32

dikemukakan oleh Department of Environmental and Molecular Toxicology,

Oregon State University (Rohmatussolihat, 2009).

Z * + AH = ZH + A *

Diphenylpicrylhidrazyl (radikal bebas) Diphenylpicrylhydrazine (non radikal)

Keterangan :

Z : radikal bebas, AH : antioksidan, ZH = non radikal, A= radikal baru bersifat lebih stabil

Gambar 2.6

Reaksi penetralan radikal bebas dengan antioksidan pada senyawa DPPH

Diphenylpicrylhydrazyl (Rohmatussolihat, 2009)

Kurkumin adalah konstituen utama pada spesies kurkuma. Senyawa

tersebut merupakan diketon simetris yang gugus karbonilnya terkonjugasi oleh

cincin fenolik. Sejak lama akar dan berbagai spesies kurkuma seperti Curcuma

longa dan Curcuma xanthorrhiza digunakan dalam pengobatan tradisional di

India, Thailand, Cina dan Indonesia (Purba dan Martosupono, 2009). Kurkumin

adalah fraksi dari kurkuminoid yang mengandung banyak khasiat. Kurkumin dan

turunannya merupakan zat aktif yang mempunyai aktifitas biologis berspektrum

luas. Serbuk kering rhizome (turmerik) mengandung tiga sampai dengan lima

persen kurkumin dan dua senyawa derivatnya dalam jumlah yang kecil, ketiganya

disebut sebagai kurkuminoid. Kurkumin merupakan diketon simetrik yang gugus

karbonilnya terkonjugasi oleh cincin fenolik (Purba dan Martosupono, 2009).

33

2.4.4. Tahapan reaksi antioksidan

Kurkuminoid mempunyai mekanisme reaksi antioksidan hampir sama

dengan antosianin karena kedua senyawa tersebut mempunyai gugus fenolik yang

merupakan gugus penting sebagai zat antioksidan Tahapan reaksi antioksidan

senyawa golongan fenolik mempunyai dua fungsi. Fungsi utamanya adalah

dalam pemberian atom hidrogen. Senyawa antioksidan (AH) dapat memberikan

atom hidrogen secara cepat ke radial lipida (R*, ROD*) pada persamaan reaksi 5.

Senyawa antioksidan juga dapat mengubahnya ke bentuk lebih stabil, sementara

turunan radikal antioksidan (A*) tersebut memiliki keadaan lebih stabil dibanding

radikal lipida (reaksi 6). Fungsi kedua merupakan fungsi sekunder antioksidan,

yaitu memperlambat laju autooksidasi dengan berbagai mekanisme di luar

mekanisme pemutusan rantai autooksidasi dengan pengubahan radikal ke bentuk

lebih stabil (Limantara dan Rahayu, 2008).

R* + AH RH + A* (Radikal Lipida) ................................. (5)

ROO* + AH ROH + A* .................................................... (6)

Radikal-radikal antioksidan (A*) yang terbentuk pada reaksi tersebut

relatif stabil dan tidak mempunyai cukup energi untuk dapat bereaksi dengan

molekul lipida lain untuk membentuk radikal lipida baru lagi. Radikal-radikal

antioksidan dapat saling bereaksi membentuk produk non radikal.

Reaksi antioksidan senyawa fenolik menghasilkan produk non-radikal

ditampilkan pada reaksi 7 dan 8 ((Liebler et al., 1990 dalam Maestri et al., 2006).

Antioksidan fenolik (PhH) dapat bereaksi dengan ROO* menghasilkan ROOH

34

dan radikal fenoksil yang relatif tidak reaktif (Ph*). Ph* selanjutnya dapat

bereaksi dengan ROO* membentuk produk non-radikal

(1) ROO * + PhH ROOH + Ph* ............................................... (7)

(2) ROO* + Ph* Non Radikal ....................................... ......... (8)

Beberapa senyawa asam, seperti asam askorbat dan asam sitrat, dapat

mengerahkan efek sinergis ketika ditambahkan bersama dengan antioksidan

polifenol. Senyawa fenolik berperilaku sebagai antioksidan pemecah rantai akan

bersaing dengan substrat (RH) radikal peroksil pembawa rantai.

Senyawa fenolik alami dengan sifat antioksidan dapat diklasifikasikan

ke dalam kelompok lipofilik (terutama tokoferol) atau kelompok hidrofilik.

2.4.5 Sinergisme antioksidan kurkumin

Sinergisme antioksidan terjadi bila suatu campuran antioksidan

menghasilkan aktivitas yang lebih tinggi daripada jumlah aktivitas antioksidan-

antioksidan yang digunakan sendiri-sendiri secara terpisah (Santoso, 2016). Pada

praktek penggunaan antioksidan, untuk meningkatkan efektivitasnya dilakukan

dengan menggabungkan antioksidan. Smet et al. (2008) menyatakan bahwa dalam

mencegah oksidasi roti ayam beku penggunaan antioksidan sintetik yang

dikombinasikan dengan α-tokoferol lebih efektif dari pada menggunakan

antioksidan dari teh, biji anggur, atau ekstrak tomat (100 sampai 200 ppm).

Pada sinergisme antioksidan campuran radikal bebas akan menerima dua

antioksidan, yang satu bereaksi dengan radikal peroksi dan antioksidan yang

kedua meregenerasi yang pertama, sehingga menjadi pasangan efektif..

Antioksidan fenolik dan asam askorbat muncul dan bekerja secara sinergis dengan

35

cara ini, dan digambarkan pada persamaan reaksi 9 dan 10 (Uri, 1961 dalam

Brewer, 2011)

(1) ROO * + A : H = ROO : H+A* ........................................................ (9)

(2) A* + B : H=A : H + B* .................................................................... (10)

Beberapa senyawa asam, seperti asam askorbat dan asam sitrat dapat

mengerahkan efek sinergis ketika ditambahkan bersama dengan antioksidan

polifenol. Senyawa asam ini bersifat meng chelate logam. Sinergi ini membentuk

kompleks antioksidan radikal sinergis (A: S) sehingga antioksidan tidak radikal

(A*) maupun sinergis radikal (S*) dapat mengkatalisis reaksi oksidasi. Asosiasi

kimia ini menekan kemampuan antioksidan radikal untuk membantu dalam

pemecahan lipid peroksida (Brewer, 2011).

Kurkumin menjadi pemulung/scavenger ROS yang sangat baik, kurkumin

memiliki aktivitas antioksidan yang baik pada sel normal. ROS terdiri dari dua

yaitu oksidan radikal bebas dan oksidan molekul. Oksidan radikal bebas

berpartisipasi dalam abstraksi hidrogen dan juga dalam reaksi transfer elektron.

Ketiga sisi aktif kurkumin dapat mengalami oksidasi oleh transfer elektron dan

abstraksi hidrogen. Selama reaksi radikal bebas, hidrogen paling mudah

terabstraksi dari kurkumin berasal kelompok fenol-OH, menghasilkan bentuk

radikal phenoxyl, yang berresonansi stabil pada struktur keto-enol, seperti

disajikan Gambar 2.7.

36

Gambar 2.7

Regenerasi kurkumin dengan asam askorbat akibat serangan radikal bebas dan

pembentukan intermediate phenoxyl (Priyadarsini, 2014).

Gambar 2.7 menggambarkan reaksi regenerasi radikal phenoxyl. Reaksi

radikal peroksil dengan kurkumin menghasilkan kurkumin radikal phenoxyl, yang

kurang reaktif dibanding radikal peroksil dengan demikian menyebabkan

perlindungan dari ROS-diinduksi stres oksidatif (Priyadarsini, 1997 dan

Jovanovic et al,. 2001). Reaksi regenerasi phenoxyl radikal kembali ke kurkumin

dengan antioksidan yang larut dalam air seperti asam askorbat. Reaksi ini juga

bisa terjadi dengan vitamin E karena kemampuan vitamin E memberi molekul

sebagai antioksidan pemutus rantai/chain breaking (Jovanovic et al., 2001).

Mekanisme regenerasi radikal phenoxyl dengan asam askorbat menghasilkan

aktifitasnya menjadi lebih effektif. Penggabungan dua jenis antioksidan sehingga

menghasilkan meningkatkan efektivitasnya disebabkan adanya sinergisme.

2.5 Ekstraksi

Ekstraksi adalah penyarian zat-zat aktif dari bagian tumbuhan. Ekstraksi

didasarkan pada perpindahan massa komponen zat padat ke dalam pelarut dimana

37

perpindahan mulai terjadi pada lapisan antar muka, kemudian berdifusi masuk ke

dalam pelarut Adapun tujuan dari ekstraksi yaitu untuk menarik komponen kimia

yang terdapat dalam suatu sampel.

Proses ekstraksi komponen kimia sel tanaman terjadi karena pelarut

organik akan menembus dinding sel dan masuk ke dalam rongga sel yang

mengandung zat aktif, zat aktif akan larut dalam pelarut organik di luar sel, maka

larutan terpekat akan berdifusi keluar sel, proses ini akan berulang terus sampai

terjadi keseimbangan antara konsentrasi cairan zat aktif di dalam dan luar sel.

2.5.1 Ekstraksi secara maserasi

Istilah maserasi berasal dari bahasa latin macerare yang artinya mengairi,

melunakkan, merupakan cara ekstraksi yang paling sederhana. Simplesia yang

dihaluskan sesuai dengan syarat farmakope, yang umumnya terpotong-potong

atau diserbuk kasarkan disatukan dengan bahan ekstraksi. (Voight, 1994).

Maserasi merupakan cara penyarian yang sederhana. Proses pengerjaan dilakukan

dengan cara merendam serbuk simplisia dalam pelarut. Pelarut akan menembus

dinding sel dan masuk ke dalam rongga sel yang mengandung zat aktif. Zat aktif

akan larut dan karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif di

dalam sel dengan di luar sel, maka larutan yang terpekat didesak keluar. Peristiwa

tersebut berulang sehingga terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar

sel dan di dalam sel. Keuntungan dari metode maserasi yaitu prosedur dan

peralatannya sederhana (Agoes, 2007).

Rendaman tersebut disimpan terlindungi dari cahaya langsung untuk

mencegah reaksi yang dikatalisis cahaya atau perubahan warna dan dikocok

kembali. Waktu maserasi berbeda-beda, masing-masing farmakope

38

mancantumkan 4 sampai dengan 10 hari. Namun pada umumnya lima hari,

setelah waktu tersebut keseimbangan antara bahan yang diekstraksi pada bagian

dalam sel dengan luar sel telah tercapai. Pengocokan dilakukan agar cepat

mendapat kesetimbangan antara bahan yang diekstraksi dalam bagian sebelah

dalam sel dengan yang masuk ke dalam cairan. Keadaan diam tanpa pengocokan

selama maserasi menyebabkan turunnya perpindahan bahan aktif. Semakin besar

perbandingan bahan baku terhadap cairan ekstraksi, akan semakin baik hasil yang

diperoleh (Agoes, 2007).

Metode maserasi ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari

ekstraksi dengan metode maserasi adalah unit alat yang dipakai sederhana, hanya

dibutuhkan bejana perendam, biaya operasionalnya relatif rendah, prosesnya

relatif hemat penyari dan tanpa pemanasan. Kelemahan dari ekstraksi dengan

metode maserasi adalah, proses penyariannya tidak sempurna, karena zat aktif

hanya mampu terekstraksi sebesar 50% saja, prosesnya lama, karena butuh waktu

beberapa hari (Agoes, 2007).

2.5.2. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses ekstraksi.

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam proses ekstraksi adalah

teknik ekstraksi, ukuran bahan, jenis pelarut, lama kontak, konsentrasi pelarut,

rasio bahan dengan pelarut (Sembiring, 2006). Dengan memperhatikan hal

tersebut maka akan dihasilkan kualitas dan kuantitas ekstrak yang maksimal.

Pemilihan cairan penyari/pelarut harus memenuhi beberapa kriteria, antara

lain murah dan mudah diperoleh, stabil secara fisika dan kimia, bereaksi netral,

tidak mudah menguap dan tidak mudah terbakar, selektif. Selektif yaitu hanya

menarik zat berkhasiat yang dikehendaki, tidak mempengaruhi zat berkhasiat, dan

39

diperbolehkan oleh peraturan (Sudjadi, 1986). Menurut Stahl (1969), polaritas

pelarut sangat berpengaruh terhadap daya larut. Indikator kelarutan pelarut dapat

ditentukan dari nilai konstanta dielektrik dan nilai polaritas pelarut.

Proses ekstraksi didasarkan pada kelarutan komponen terhadap komponen

lain dalam campuran. Kelarutan suatu komponen tergantung pada derajat

kepolarannya. Tingkat polaritas pelarut dapat ditentukan dari nilai konstanta

dielektrik pelarut (Tabel 2.6). Etanol dipertimbangkan sebagai penyari karena

lebih selektif, kapang dan kuman sulit tumbuh dalam konsentrasi lebih dari 20%

etanol, tidak beracun, netral, absorbsinya baik, dapat mengendapkan albumin dan

menghambat kerja enzim. Selain itu, etanol dapat bercampur dengan air pada

segala perbandingan, dan panas yang diperlukan untuk pemekatan lebih sedikit

(Voight, 1994).

Tabel 2.6

Nilai konstanta dieletrik berbagai pelarut organik (Guenther dalam Irawan 2010)

No Pelarut Rumus kimia Titik

didih

Konstanta

dieletrik

1 Heksana CH3-CH2-CH2-CH2-CH2- CH3 69oC 2,0

2 Benzena C6H6 80oC 2,3

3 Toluena C6H5-CH3 111oC 2,4

4 Dietil eter CH3-CH2-O-CH2-CH3 35oC 4,3

5 Kloroform CHCl3 61oC 4,8

6 Etil asetat CH3-C(=O)-O-CH2-CH3-CH3 77oC 6,0

7 n-butanol CH3-CH2- CH2- CH2-OH 118oC 18

8 n-propanol CH3- CH2- CH2-OH 97oC 20

9 Etanol CH3- CH2-OH 79oC 30

10 Metanol CH3-OH 65oC 33

11 Air H-O-H 100oC 80

Metode ekstraksi dipilih berdasarkan beberapa faktor seperti sifat dari

bahan baku, daya penyesuaian dengan tiap macam metode ekstraksi dan

kepentingan dalam memperoleh ekstrak yang sempurna. Metode pembuatan

40

ekstrak yang umum digunakan antara lain maserasi, perkolasi, soxhletasi. Selain

itu, metode ekstraksi juga dipilih berdasarkan beberapa faktor seperti sifat dari

bahan baku, dan daya penyesuaian dengan tiap macam metode ekstraksi dan

kepentingan dalam memperoleh ekstrak yang sempurna (Ansel, 1989).

2.5.3. Penyimpanan Ekstrak

Stabiltas ekstrak selama penyimpanan perlu diperhatikan, mengingat

ekstrak mengandung bahan aktif yang akan mudah mengalami kerusakan. Dalam

penyimpanan esktrak antosianin, stabilitas tidak hanya dipengaruhi oleh suhu

pemanasan pada proses pengolahan saja, namun juga dipengaruhi oleh faktor

intrinsik dan ekstrinsik dalam produk, seperti pH, suhu penyimpanan, struktur

kimia dan konsentrasi antosianin yang ada, keberadaan cahaya, oksigen, enzim,

protein, dan ion logam (Rein, 2005). Dalam penelitiannya Suhartatik et al. (2013)

mendapatkan bahwa semakin lama dan tinggi suhu pemanasan, maka kadar

antosianin ekstrak beras hitam semakin tidak stabil, aktivitas antioksidan ekstrak

antosianin beras ketan hitam akan mengalami penurunan setelah disimpan selama

5 hari dan terkena paparan sinar matahari.

Selama penyimpanan aktivitas antioksidan cenderung mengalami

penurunan. Wariyah et al. (2014) menyatakan bahwa aktivitas antioksidasi gel

dalam minuman lidah buaya segar nilai RSA (Radical Scavenging Activity)

27,71% dan penghambatan peroksidasi lemak 6,30%. Pada penyimpanan satu

minggu aktivitas antioksidasi (RSA) turun menjadi 21,98% dan penghambatan

peroksidasi lemak 5,63% . Dalam penelitian Wariyah et al. (2014), menunjukaan

bahwa adanya peningkatan keasaman dalam produk dapat meningkatkan aktivitas

41

antioksidan. Hal senada juga dinyatakan oleh Siddig et al. (2013), dalam

penelitian tentang antioksidan pada mangga fresh cut.

Mutu produk ekstrak salah satunya dipengaruhi oleh kandungan bahan

aktif didalam ekstrak atau kandungan antioksidan ekstrak. Produk ekstrak akan

mengalami perubahan mutu setelah disimpan selama selang waktu tertentu.

Perubahan mutu produk secara umum disebabkan oleh 3 faktor, yaitu fisika, kimia

maupun mikrobiologi. Kerusakan fisika misalnya karena RH, suhu, sinar

matahari, thawing, refreezing. Kerusakan kimia bisa disebabkan adanya reaksi

enzimatis atau oksidasi, sedang kerusakan mikrobiologi, bisa diakibatkan oleh

karena E. coli, Aspergillus. Clostridium, Salmonella .

Penyimpanan dingin merupakan salah satu metoda pengawetan yang

melibatkan pendekatan fisik. Proses pendinginan dan pembekuan merupakan

salah satu teknik penyimpanan dengan penurunan suhu terkendali. Teknik

pendinginan dan pembekuan digunakan dalam rangka menghentikan pertumbuhan

mikroorganisme dan menjaga bahan aktif dalam bahan.

2.6. Kosmetik

Kosmetika berasal dari kata kosmein (Yunani) yang berarti berhias. Bahan

yang digunakan dalam kosmetik dapat menggunakan bahan alam seperti herbal

maupun bahan sintetik selama digunakan secara aman. Pengertian kosmetik

adalah sediaan atau paduan bahan yang siap digunakan pada bagian luar badan

(epidermis, rambut, kuku, bibir dan organ kelamin luar), gigi dan rongga mulut

untuk membersihkan, menambah daya tarik, mengubah penampilan, melindungi

supaya dalam keadaan baik, memperbaiki bau badan tetapi tidak dimaksudkan

42

untuk mengobati atau menyembuhkan penyakit (SK MENKES no. 140/1991

dalam Trifena, 2012 ).

2.6.1 Kosmetik dan kosmeseutikal

Dewasa ini pengertian kosmetika telah mengalami pergeseran dengan

berkembangnya produk kosmetika yang mengandung bahan obat. Kosmetika

semakin berkembang penggunaannya antar lain digunakan untuk meningkatkan

daya tarik, meningkatkan kepercayaan diri dan ketenangan, melindungi kulit dan

rambut dari sinar UV yang merusak, polutan dan faktor lingkungan lain serta

menghambat penuaan dini (Roberts dan Walters, 2008 dan Wasitaatmadja, 2011).

The US Federal Food, Drug and Cosmetic Act mengelompokkan obat,

kosmetik atau kombinasi kosmetik dan obat kosmeseutikal. Di industri kosmetik

dikenal kosmeseutikal yaitu istilah untuk produk kosmetik yang mengandung zat

aktif yang bertindak sebagai obat (pharmaceutical) contohnya krim anti kerut,

terapi kebotakan, antiperspiran dan tabir surya (Roberts dan Walters, 2008).

Krim adalah bentuk sediaan setengah padat berupa emulsi kental

mengandung tidak kurang dari 60% air, dimaksudkan untuk pemakaian luar. Krim

merupakan suatu sistem emulsi yang tidak stabil secara termodinamika dimana

mengandung paling sedikit dua fase yang tidak saling bercampur. Salah satu fase

bersifat polar (air) dan fase yang lainnya bersifat nonpolar (minyak). Krim dapat

dibuat dengan beberapa jenis misalnya emulsi air dalam minyak (w/o atau a/m),

emulsi minyak dalam air (o/w atau m/a) (Anief, 2005).

Krim biasanya digunakan sebagai emolien atau pemakaian obat pada kulit.

Secara garis besar krim terdiri atas 3 komponen yaitu bahan aktif, bahan dasar dan

bahan pembantu. Untuk membuat formulasi suatu sediaan krim yang baik perlu

43

diperhatikan kesesuaian bahan dasar yang dipilih yaitu kesesuaian sifat bahan

aktif dengan bahan pembawanya. Bahan dasar terdiri dari fase minyak dan fase air

yang dicampur dengan penambahan bahan pengemulsi (emulsifier) kemudian

akan membentuk krim. Sediaan dalam bentuk krim banyak digunakan karena

mempunyai beberapa keuntungan diantaranya lebih mudah diaplikasikan, lebih

nyaman digunakan pada wajah, tidak lengket dan mudah dicuci dengan air.

dibandingkan dengan sediaan salep, gel maupun pasta. Sediaan semipadat

biasanya digunakan pada kulit dan umumnya sediaan tersebut digunakan sebagai

pelindung dari sinar ultraviolet /UV matahari (Anief, 2005).

Bahan pembawa (basis) yang digunakan adalah kombinasi basis nonionik

dan anionik. Pemilihan campuran basis nonionik dan anionik, agar diperoleh suatu

basis yang stabil serta diperoleh basis yang bersifat netral dan tidak menyebabkan

iritasi. Selain itu digunakan bahan tambahan meliputi emolien, humektan, dan

pengawet (Lachman, 1994). Stabilitas didefinisikan sebagai kemampuan suatu

produk atau kosmetik untuk bertahan dalam batas spesifikasi yang diterapkan

sepanjang periode penyimpanan dan penggunaan untuk menjamin identitas,

kekuatan, kualitas, dan kemurnian produk. Sedangkan definisi sediaan kosmetik

yang stabil adalah suatu sediaan yang masih berada dalam batas yang dapat

diterima selama periode waktu penyimpanan dan penggunaan, di mana sifat dan

karateristiknya sama dengan yang dimilikinya saat dibuat (Djajadisastra, 2007).

Ketidakstabilan fisika dari sediaan ditandai dengan beberapa perubahan

yaitu perubahan warna, timbul bau, perubahan atau pemisahan fase, pecahnya

emulsi, pengendapan suspensi atau caking, perubahan konsistensi, pertumbuhan

kristal, terbentuknya gas dan perubahan fisik lainnya. Kestabilan dari suatu emulsi

44

ditandai dengan tidak adanya penggabungan fase dalam krim, tidak adanya

creaming, dan memberikan penampilan, bau, warna, dan sifat-sifat fisik lainnya

yang baik. Kestabilan krim merupakan salah satu faktor yang penting. Terdapat

beberapa variabel yang digunakan untuk menguji stabilitas emulsi krim. Variabel

yang digunakan dalam uji kestabilan fisik yaitu organoleptis atau penampilan

fisik, sifat aliran (viskositas), ukuran partikel dan keasaman pH.

2.6.2 Antioksidan topikal

Dewasa ini, penggunaan senyawa antioksidan baik secara sistemik

maupun lokal semakin digemari karena dipercaya dapat mencegah berbagai

macam penyakit serta melindungi kulit dari kerusakan yang diakibatkan oleh

radikal bebas. Penggunaan antioksidan topikal banyak ditemui pada sediaan

kosmetik, terutama yang ditujukan untuk perawatan anti aging. Fungsi utama

antioksidan adalah untuk menekan aktivitas radikal bebas dengan menghambat

pembentukannya dan/atau membentuk radikal baru yang lebih stabil (scavenging).

Aktivitas antioksidan bekerja dengan cara membentuk radikal baru yang

stabil tergantung pada reaktivitas dan konsentrasi antioksidan. Penemuan

antioksidan dalam bentuk topikal menjadi proteksi kulit tambahan terhadap

paparan UV. Suplementasi kulit dengan antioksidan tambahan telah terbukti

memberikan proteksi tambahan dari kerusakan akibat paparan sinar matahari,

memperlambat penuaan kulit, mengurangi peradangan dan pada akhirnya

memperbaiki tampilan kulit (Chiu dan Kimball, 2003; Pinnell, 2003).

Terapi merupakan salah satu regimen dalam perawatan penuaan kulit,

terapi dikategorikan menurut jenis strategi terapi dan derajat keparahan. Terdapat

tiga strategi perawatan penuaan kulit yaitu strategi primer yang menghambat

45

proses kerusakan kulit; strategi sekunder dengan menggunakan sediaan farmasi

untuk mengurangi gejala proses kerusakan kulit; strategi tersier untuk merawat

tanda penuaan kulit yang telah ada dalam derajat keparahan sedang sampai berat

(Rabe et al., 2006 ).

Antioksidan diketahui bersifat tidak stabil, hal ini menyebabkan kesulitan

menjaga stabilitasnya dalam sediaan. Hal yang juga penting adalah memastikan

zat aktif tersebut dapat menembus epidermis dan tinggal dalam kulit sampai

memperoleh efek yang diharapkan. Untuk memperoleh efek proteksi antioksidan

yang lengkap dibutuhkan antioksidan larut air agar efektif dalam cairan

ekstraseluler dan intraseluler. Antioksidan sebaiknya larut lemak agar dapat

melindungi membran biologis (Chiu dan Kimball, 2003; Pinnell, 2003).

2.6.3 Krim Kurkumin

Berdasarkan Farmakope Indonesia Edisi IV, krim adalah bentuk sediaan

setengah padat mengandung satu atau lebih bahan obat terlarut atau terdispersi

dalam bahan dasar yang sesuai. Berdasarkan kualitas dasar krim, krim harus stabil

selama masih dipakai mengobati. Krim juga harus bebas dari inkopatibilitas, stabil

pada kondisi suhu kamar. Semua zat dalam krim dalam keadaan homogen. Krim

juga harus mudah diaplikasikan, umumnya krim tipe emulsi adalah yang paling

mudah dipakai dan dihilangkan dari kulit. Bahan aktif atau obat yang terkandung

dalam krim harus terdispersi merata melalui dasar krim padat atau cair pada saat

penggunaan (Anief, 1997).

Berdasarkan hasil penelitian Alakh et al. (2011) pada formulasi pembuatan

krim kurkumin, terdapat empat formula terpilih. Salah satu formula dengan

komposisi minyak almond tinggi, setyl alkohol dan mineral oilnya rendah, dipilih

46

agar krim menjadi lebih aman dan stabil selama penyimpanan serta tidak

mengiritasi kulit, formulanya seperti ditampilkan pada Tabel 2.5.

Tabel 2.7

Formula krim kurkumin (Alakh et al., 2011)

No Jenis Bahan Formula (berat/berat)

1 Ekstrak kunyit dengan metanol (40 mg/ml) 2

2 Stearic acid 12

3 Triethanolamine 1.60

4 Almond oil 4

5 Mineral oil 2,5

6 Moisturizer conditioner 12

7 Setyl alkohol 1,0

8 Methyl paraben 0.18

9 Propyl paraben 0.02

10 Sodium metabsisulfite 0.1

11 EDTA 0.1

12 Air sampai berat 100 g

Ditinjau dari komponen penyusun krim yaitu bahan aktif, bahan dasar dan

bahan pembantu, maka ke-12 bahan di atas yang termasuk dalam bahan aktif

adalah kurkumin. Sebagai bahan dasar fase minyak adalah asam tearat, minyak

almond dan mineral oil, sedangkan bahan dasar fase airnya adalah air. Bahan

tambahan terdiri atas tiga jenis yaitu emulsifier, pengawet dan pengelat. Sebagai

emulsifier adalah setyl alkohol dan triethanolamine, sebagai pengawet adalah

methyl paraben, propyl paraben dan sodium metabisulfate. EDTA berfungsi

sebagai pengkhelat ion karena kemampuannya menjadi sequester ion logam

seperti Ca2+dan Fe3+. Sebagai pelembab kondisioner adalah campuran propilen

glikol: gliserin: sorbitol dengan perbandingan 2: 1: 1.

47

2.7. Kolagen dan proses penuaan pada kulit

Aging atau penuaan secara praktis dapat dilihat sebagai suatu penurunan

fungsi biologik dari usia kronologik. Aging tidak dapat dihindarkan dan berjalan

dengan kecepatan berbeda, tergantung dari susunan genetik seseorang, lingkungan

dan gaya hidup, sehingga aging dapat terjadi lebih dini atau lambat tergantung

kesehatan masing-masing individu (Fowler, 2003). Proses aging berkaitan erat

dengan proses penuaan pada kulit. Proses penuaan kulit secara ekstrinsik terjadi

akibat berbagai faktor dari luar tubuh. Salah satu faktor penyebab utama dari

kerusakan kulit adalah ultra violet radiation (UVR) dari sinar matahari

(Wlascheck et al., 2001; Yaar dan Gilchrest, 2007; Baumann dan Saghari, 2009).

Menurut Poljšak and Dahmane (2011) sinar UV mengandung radikal

bebas yang menjadi penyebab utama penuaan dini kulit. Lebih lanjut Poljšak dan

Dahmane (2011) menyatakan bahwa kerusakan kulit akibat UVR mencapai 80%.

Menurut Fisher et al. (2004) radikal bebas akan menghambat produksi kolagen

dan elastin, suatu protein yang menjaga kulit tetap lembab, halus dan fleksibel.

2.7.1. Kolagen

Kolagen merupakan komponen struktural penting pada jaringan pengikat

kulit, memberi kekuatan peregangan pada kulit. Sekitar 70 sampai dengan 80%

berat kering kulit terdiri dari kolagen. Tipe kolagen yang paling banyak

didapatkan di kulit adalah tipe I dan III, tipe I ini membentuk sekitar 80% dari

kolagen total yang terdapat di kulit dan tipe III sekitar 15% (Raitio, 2005).

Tipe kolagen lainnya yang ditemukan di dermis termasuk kolagen tipe IV,

yang banyak didapatkan pada membran dasar, kolagen tipe V, terletak pada

periseluler, kolagen tipe VI, berperan pada pembentukan matriks dan sebagai

48

mikrofibril-mikrofibril di antara serat-serat kolagen, dan kolagen tipe VII,

merupakan komponen struktural dari anchoring fibrils (Raitio, 2005).

2.7.2 Proses penuaan kulit

Penuaan atau aging menurut Medical online Dictionary (2017), adalah

kemunduran bertahap organisme dewasa yang disebabkan oleh perubahan struktur

alterasi yang bergantung waktu dan tidak dapat diubah secara intrinsik terhadap

spesies tertentu, dan pada akhirnya menyebabkan penurunan kemampuan untuk

mengatasi tekanan lingkungan, sehingga meningkatkan probabilitas kematian.

Penuaan adalah suatu mekanisme biologis yang ditandai dengan adanya

perubahan struktur maupun elastisitas kulit, yang terjadi bersama dengan waktu

sebagai bagian dari proses penuaan fisiologis (intrinsik) maupun yang dipicu oleh

efek dari luar (ekstrinsik).

Faktor penuaan intrinsik (intrinsic Aging, Chronologic Aging) merupakan

proses menua fisiologik yang berlangsung secara alamiah, disebabkan berbagai

faktor dari dalam tubuh sendiri seperti genetik, hormonal maupun rasial. Faktor

menua ekstrinsik terjadi akibat berbagai faktor dari luar tubuh. Faktor lingkungan

seperti radiasi ultraviolet (UV) sinar matahari, kelembaban udara, suhu dan

berbagai faktor luar lainnya dapat mempercepat proses penuaan kulit sehingga

terjadi penuaan dini kulit (Yaar dan Gilchrest, 2008).

Penuaan kulit ekstrinsik (chronologic skin aging), ditandai oleh timbul

kerutan halus, xerosis, kusam, dan timbulnya berbagai tumor kulit jinak kulit

seperti seborrheic keratosis dan cherry angioma (Yaar dan Gilchrest, 2008).

Secara histologis penuaan ekstrinsik memiliki karakteristik berupa massa elastin

yang kusut dan kemudian mengalami degradasi membentuk massa yang amorfik,

49

jaringan penyangga kulit yang sebagian besar terdiri dari glikosaminoglikan dan

proteoglikan meningkat. Jumlah serat kolagen berkurang karena degradasinya

meningkat akibat peningkatan enzym matriks metallo proteinase dan pelepasan

sitokin, ditambah dengan kontraksi pada septa di lemak subkutan sehingga timbul

kerutan (Yaar dan Gilchrest, 2008).

Akumulasi ROS dinyatakan berperanan penting pada proses penuaan

kulit. Kulit merupakan organ yang paling banyak mengalami kontak langsung

dengan lingkungan, sehingga banyak terpapar dengan ROS yang berasal dari

lingkungan termasuk dari udara, radiasi matahari, ozon, dan polusi. Selain itu

hasil metabolisme normal pun menghasilkan ROS, dari proses rantai respirasi

mitokondria yang mana elektron berlebih akan diberikan pada molekul oksigen

untuk kemudian terbentuk anion superoksid. Dengan bertambahnya usia membuat

berkurangnya kemampuan aktivitas sistem pertahanan dari enzymatic antioxidant

(Chung et al., 2004).

ROS yang terbentuk dari pajanan sinar ultra violet tersebut dapat

menekan serta merusak enzymatic antioxidant dan non enzymatic antioxidant

yang merupakan mekanisme pertahanan kulit terhadap radikal bebas. Hal ini akan

memicu terjadinya kerusakan oksidatif pada komponen seluler dan non seluler

yang akan berakibat pada terjadinya supresi sistem imun, penuaan dini kulit,

bahkan sampai mengakibatkan kanker kulit (Kim et al., 2004).

Jumlah kolagen di dermis diperkirakan berkurang sebanyak 1 % tiap

tahunnya pada usia dewasa, akibat dari peningkatan ekspresi Matriks

Metalloproteinase (MMP). Peningkatan MMP mempengaruhi sintesis kolagen,

dimana dengan bertambahnya umur maka level MMP-1, 2, 9, dan 12 akan makin

50

bertambah sementara ekspresi procollagen mRNA lebih rendah dibanding saat

masih berusia muda (Chung et al., 2004). Pada proses penuaan alami terjadi

penurunan sintesa kolagen serta peningkatan ekspresi MMP sementara pada

photoaging tampak peningkatan MMP yang lebih besar (Chung et al., 2004).

Penemuan klinis dari kulit photoaging meliputi kerutan-kerutan dan lesi

pigmentasi. Gejala lainnya dari penuaan kulit meliputi kehilangan dari kekenyalan

dan elastisitas kulit, kerapuhan kulit meningkat, terdapat area purpura karena

kerapuhan pembuluh darah ( Baumann dan Saghari, 2009). Secara menyeluruh,

jumlah sel-sel pada dermis yang mengalami photoaging akan meningkat. Pada

kulit yang mengalami penuaan intrinsik akan memperlihatkan berkurangnya

kolagen tipe I dan III, namun hal yang sama akan terjadi lebih cepat pada daerah

yang terpapar sinar matahari (Fisher et al., 2009).

Jumlah serat elastin menurun seiring bertambahnya usia, namun pada kulit

yang terpapar matahari, jumlah serat elastin meningkat secara proporsional.

Elastin yang terakumulasi pada kulit abnormal akan menempati daerah yang

seharusnya ditempati serat serat kolagen. Suatu teori yang diajukan menyatakan

bahwa peningkatan elastin yang abnormal merupakan akibat dari proses bifasik

yang berawal dari hiperplasia jaringan elastik normal. Elastin menjadi abnormal

dalam penampilannya karena efek peradangan kronis (Chung et al., 2001 dan

Chung et al., 2004).

2.7.3. Kollagenase

Enzim merupakan katalis yang dapat mempercepat laju reaksi tanpa ikut

bereaksi. Enzim bersifat khas atau spesifik dalam kerjanya dan aktivitasnya dapat

diatur. Umumnya suatu enzim itu adalah protein, walaupun ada beberapa senyawa

51

yang dapat bertindak sebagai katalis. Sisi aktif enzim (active site) adalah bagian

dari molekul enzim tempat berikatannya substrat, untuk membentuk kompleks

enzim substrat, dan selanjutnya membentuk produk akhir. Sisi aktif suatu enzim

berbentuk tiga dimensi, sering berupa lekukan pada permukaan protein enzim,

tempat substrat berikatan secara lemah. Substrat berikatan dengan sisi aktif suatu

enzim melalui beberapa bentuk ikatan kimia yang lemah (misalnya interaksi

elektrostatik, ikatan hidrogen, ikatan van der Waals, dan interaksi hidrofobik).

Setelah berikatan dengan bagian sisi aktif enzim, substrat bersama-sama enzim

kemudian membentuk suatu kompleks enzim-substrat, selanjutnya terjadi proses

katalisis oleh enzim untuk membentuk produk. Ketika produk sudah terbentuk

enzim menjadi bebas kembali untuk selanjutnya bereaksi kembali dengan substrat.

Terdapat beberapa cara penyebutan enzim. Banyak enzim yang telah

dinamakan dengan menambahkan akhiran ase kepada nama substratnya. Saat ini

penggolongan enzim sudah dilakukan secara sistematis oleh persetujuan

Internasional karena terus meningkatnya jumlah enzim yang baru ditemukan.

Sistem ini menempatkan semua enzim ke dalam enam kelas utama, masing-

masing dengan subkelas, berdasarkan atas jenis reaksi yang dikatalisisnya, yaitu

oksidoreduktase, transferase, hidrolase, liase, isomerase dan ligase/sintetase

Kollagenase termasuk dalam klasifikasi enzim hidrolase, karena tipe reaksi yang

dikatalisnya adalah reaksi hidolisis. Enzim ini mengkatalisis pembelahan

hidrolitik C-O, C-N, C-C dan beberapa ikatan lainnya, termasuk ikatan anhidrida

fosfat (NC-IUBMB, 1961). Meskipun nama sistematis selalu mencakup

hydrolase, nama umumnya dalam banyak kasus, dibentuk dengan nama substrat

dengan akhiran –ase. Nama substrat dengan akhiran ini berarti enzim hidrolitik.

52

Kolagenase adalah endopeptidase yang mencerna kolagen di daerah triple

helix. Kolagen adalah komponen fibrosa utama jaringan ikat ekstraselular hewan.

Kolagenase bakteri berbeda dari kolagenase vertebrata karena menunjukkan

spesifisitas substrat yang lebih luas (Peterkofsky 1982, Birkedal-Hansen 1987).

Tidak seperti kolagenase hewan yang memisahkan kolagen dalam konformasi

triple-helix nya, kolagenase bakteri unik karena dapat menurunkan kolagen asli

yang tidak larut dalam air dan larut dalam air yang terdenaturasi. Ini dapat

menyerang hampir semua jenis kolagen, dan mampu membuat banyak kerusakan

di daerah triple-helix (Mookhtiar dan Van Wart 1992).

Kolagenase

Kolagen Fraksi kolagen

R : biasanya rantai sisi yang netral

Gambar 2.8

Reaksi pemecahan kolagen oleh kolagenase

Enzim kolagenase mampu mendegradasi protein dibawah kondisi

fisiologis. Enzim kolagenase ini berasal dari bakteri maupun dari jaringan. Enzim

kolagenase dapat diproduksi oleh beberapa tipe sel yang terdapat pada

periodontium, epithelium dalam, fibroblast, leukosit, makropag, dan sel tulang

(Golub et al., 1976). Kolagenase secara umum didefinisikan sebagai enzim yang

mampu mendegradasi ikatan polipeptida. Enzim ini dibagi menjadi dua tipe

berdasarkan pada fungsi fisiologisnya yaitu serin kolagenase dan

metallokolagenase. Serin kolagenase terlibat dalam produksi hormon dan

53

farmakologi (Park et al., 2002). Enzim ini secara luas juga digunakan dalam

industri kimia, industri obat, makanan, dan eksperimen biologi molekuler.

Metallokolagenase terdiri dari enzim yang mengandung zinc dan membutuhkan

kalsium untuk kestabilan (Strieklin et al., 1977 dalam Park et al., 2002). Selain itu

metallokolagenase termasuk dalam enzim ekstraselluler dengan berat molekul

yang bervariasi dari 30 hingga 150 kDa. Jenis enzim ini telah banyak dipelajari

dari berbagai jaringan mamalia (Paark et al., 2002). Enzim kolagenase

mempunyai aktivitas maksimum pada pH 7,4 sampai 8,0 (Iijima et al., 1983).

Enzim kolagenase dan beberapa subfamili metalloproteinase mampu memecah

triple helix dari kolagen yang akhirnya mendegradasi kolagen yang menghasilkan

asam amino glisin dan leusin dari rantai α molekul kolagen. Serin kolagenase dan

sistein akan mendegradasi bagian lain dari kolagen yang tidak memiliki struktur

helix (Saito et al., 2000).

Gambar 2.9

Permukaan kanon struktur minimimal ChC, oleh polifenol teh hijau :

(a) katekin dan (b) epigallocatechin gallate.(Madhan, et al., , 2006)

54

Efek penghambatan poliphenol terhadap aktifitas kolagenase dilaporkan

oleh Madhan et al. (2007). Catechin dan epigallocatechin gallate (EGCG)

menunjukkan efek penghambatan masing-masing, 56% dan 95% pada hidrolisis

collagenolytic oleh kolagenase. Perubahan struktur sekunder dari kolagenase pada

perlakuan dengan catechin dan EGCG telah dimonitor menggunakan circular

dichroism spectropolarimeter (Gambar 2.9). Hasil circular dichroism spektral

menunjukkan perubahan signifikan dalam struktur sekunder kolagenase pada

perlakuan dengan konsentrasi catechin dan EGCG yang lebih tinggi.

Penghambatan hidrolisis collagenolytic kolagenase terhadap kolagen

tergantung konsentrasi. Berdasarkan penelitian tersebut disimpulkan bahwa secara

kinetika penghambatan kolagenase oleh catechin dan EGCG ditentukan

berdasarkan tingkat hidrolisis FALGPA. Catechin dan EGCG menunjukkan

model penghambatan kompetitif terhadap kolagenase. Penghambatan lebih tinggi

EGCG dibandingkan dengan catechin dikaitkan dengan kemampuan EGCG

menunjukkan ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik dengan kolagenase

(Madhan et al., 2007).