POTENSI BONGGOL NANAS (Ananas comosus)

SEBAGAI BAHAN ANTI PLAK

Pembentukan plak diawali dari adanya proses kolonisasi bakteri yang berinteraksi dengan pelikel

pada permukaan gigi. Pembentukan pelikel pada dasarnya merupakan proses perlekatan protein dan

glikoprotein saliva pada permukaan gigi. Bakteri melekat pada pelikel dengan bantuan suatu

molekul spesifik pada permukaanya. Penggunaan pasta gigi dalam menjaga kesehatan gigi dan

mulut lazim digunakan dalam masyarakat.Penambahan zat aktif pada pasta gigi sudah banyak

dilakukan oleh para ahli. Bonggol nanas merupakan limbah dari buah nanas yang jarang

dimanfaatkan. Bonggol nanas mengandung enzim bromelin yang merupakan suatu enzim

proteolitik. Kajian ini bertujuan untuk membahas manfaat enzim bromelin sebagai bahan anti plak

yang ditambahkan ke dalam dalam pasta gigi. Kandungan asam amino yang terbanyak dalam

pelikel adalah arginin dan glutamine. Enzim bromelin dapat memecah ikatan asam amino antara

arginin-alanin dan glutamine-alanin yang digunakan bakteri sebagai media perlekatan, sehingga

dapat menghambat perlekatan antara bakteri dengan pelikel. Selain itu, enzim bromelin pada

bonggol nanas sudah teruji biokompabilitas terhadap jaringan rongga mulut, sehingga aman pada

saat pemakaiannya. Berdasarkan kajian di atas, dapat disimpulkan bahwa enzim bromelin pada

bonggol nanas berpotensi sebagai bahan anti plak melalui mekanisme penguraian media perlekatan

bakteri pada permukaan gigi.

Kata kunci:bonggol nanas,bromelin, anti plak

PENDAHULUAN

Buah Nanas (Ananas comosus) merupakan tanaman yang tumbuh subur didaerah yang

beriklim tropis termasuk indonesia. Nanas mengandung enzim proteolitik dimana lebih banyak

terdapat pada bonggolnya. Enzim tersebut dapat mengurai atau memecah protein.7, 16

Enzim bromelin dapat memecah ikatan protein termasuk glutamine-alanin yang digunakan

bakteri sebagai media perlekatan, sehingga dapat menghambat perlekatan antara bakteri dengan

pelikel. Pelikel merupakan selapis tipis glikoprotein yang mengawali terbentuknya plak. Plak

adalah faktor yang mendasari terjadinya karies dan berbagai penyakit periodontal.2, 9, 12, 19 Populasi

mikroba dalam plak sekitar 72-102 juta/mg berat basah setelah 24 jam dan meningkat menjadi 80-

132 juta/mg setelah 3 hari.6

Pencegahan pembentukan plak merupakan hal penting dalam menghindari penyakit tersebut.

Pada dasarnya plak dapat dikontrol dengan alat-alat mekanis dan kimiawi. Pembersihan mekanis

dimaksudkan dapat menghilangkan plak secara psikomotorik oleh pasien dengan bantuan alat

khusus seperti sikat gigi dan dental floss.18, 19 Faktor yang mempengaruhi terbentuknya plak yaitu

diet, faktor saliva, karakteristik permukaan gigi.5

Untuk menambah pembersihan mekanis dengan sikat gigi maka ditambah dengan pasta gigi.

Perkembangan komposisi pasta gigi terus mengalami perubahan, sejalan dengan kemajuan di dunia

kedokteran gigi. Efek yang menguntungkan dari pasta gigi sangat tergantung pada frekuensi, cara

menyikat dan komponen yang terkandung didalamnya.15 Pada dasarnya komponen pasta gigi terdiri

dari basis pasta dan komponen aktif. Komponen aktif berfungsi sebagai antibakteri, antiplak, anti

senisitifitas antiinflamasi. Tujuan penambahan komponen aktif tersebut adalah menghambat

terbentuknya plak sehingga dampaknya dapat mengurangi berbagai penyakit lainya.

Pemanfaatan bahan herbal sebagai komponen aktif dalam pasta gigi mulai dikembangkan

dalam kedokteran gigi seiring semangat back to nature dunia saat ini. Sementara bahan herbal

dianggap masyarakat relatif lebih aman. Karena itulah, pencarian bahan herbal yang bersifat setara

dengan bahan sintesis sangat popular (sulung). Bahan herbal seperti enzim bromelin dari bonggol

nanas yang telah terbukti biokompatibilitasnya diduga efektif sebagai bahan aktif antiplak dalam

pasta gigi.16

Berdasarkan latar belakang diatas, maka penulis ingin mengkaji potensi enzim bromelin

pada bonggol nanas (Ananas Comosus) sebagai bahan anti plak pada pasta gigi.

TINJAUAN PUSTAKA

Enzim Bromelin pada Bonggol Nanas

Nanas merupakan tanaman buah berupa semak yang memiliki nama ilmiah Ananas

Comosus. Nanas berasal dari Brasilia (Amerika Selatan). Buah nanas mengandung satu enzim yang

penting yang dikenal dengan bromelin.16 Enzim bromelain merupakan enzim hidrolase yang aktif

pada protein. Berdasarkan sumbernya, Enzim protease ada bermacam-macam yaitu papain, ficin,

dan brimelin merupakan protease asal tanaman; tripsin adalah enzim protease dari pankreas; pepsin

dan renin dalah protease dari persit.17 Berdasarkan sifat-sifat kimia dari lokasi aktif, maka enzim

bromelin termasuk dalam golongan enzim protease sulfihidril, yang artinya memiliki residu sulfidril

(sistenil dan histidil) pada lokasi aktif. Susunan asam amino yang mengandung gugus sistein pada

sisi aktifnya sebagai berikut : -Cys – Gly – Ala – Cys – Trp –Asn – Gly – Asp – Pro – Cys – Gly –

Ala – Cys – Cys – Trp.22

Konsentrasi enzim bromelin pada bagian bonggol nanas lebih tinggi dibandingkan dengan

daging nanas.3

Kandungan Enzim Bromelain pada Tanaman Nenas (Omar dkk, 1978).

Bagian Tanaman Persen (%)

Buah Utuh Masak 0,060 – 0,080

DagingBuah Masak 0,080 – 0,125

Kulit Buah 0,050 – 0,075

Tangkai 0,040 – 0,060

Batang 0,100 – 0,600

Buah utuh mentah 0,040 – 0,060

Dagingbuah mentah 0,050 – 0,070

Aktifitas enzim bromelin dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu :

a. Kematangan buah

Semakin matang buah nanas, maka enzim bromelin dalam buah tersebut semakin kurang

keaktifannya. Hal ini disebabkan pada waktu pematangan buah terjadi pembentukan senyawa

tertentu, dalam hal ini enzim mungkin ikut terpakai dalam senyawa tersebut sehingga sebagian

struktur enzim akan rusak, akibatnya keaktifan berkurang.

b. pH

Aktivitas optimal dari enzim ini adalah pada derajat keasaman (pH) sebesar 6,5 , dimana enzim

mempunyai aktifitas maksimal. pH terlalu tinggi atau rendah akan mengakibatkan terjadinya

beberapa perubahan yaitu denaturasi protein dengan kecepatan katalisa menurun.

c. Suhu

Suhu yang paling baik adalah 30°C, suhu diatas dan dibawah 30°C mengakibatkan keaktifan

enzim lebih rendah karena energi kinetik molekul substrat maupun enzim rendah sehingga

kecepatan reaksi menjadi rendah.

d. Konsentrasi dan waktu

Konsentrasi enzim yang lebih dan waktu yang lebih lama maka kecepatan katalis enzim

menurun, karena konsentrasi substrat efektif untuk tiap molekul enzim. Dengan bertambahnya

molekul enzim maka konsentrasi substrat yang tertentu, menyebabkan daya kerja enzim untuk

mengkatalis menjadi lebih lama yang tergantung pula dengan konsentrasi yang ada.22

Plak Gigi

Acquired pellice merupakan suatu lapisan tipis, amorf, translusen, halus, tidak berwarna, dan

tidak dijumpai adanya bakteri dan apabila dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron akan

tampak aseluler, afibriler, dan merupakan masa yang homogen. Acquired pellice terbentuk dalam

waktu singkat yaitu dalam beberapa menit, setelah gigi dibersihkan dan belum tampak adanya

bakteri. 3, 12, 13

Protein merupakan komponen utama dari acquired pellice. Pembentukan acquired pellice

pertama kali disebabkan adanya adsorbsi selektif dari Ca2+, F-, HPO42-, dan protein saliva termasuk

glikoprotein pada hidroksi apatit dipermukaan enamel. Dalam hal ini kelompok fungsional yang

terlibat pada interaksi hidroksi apatit protein adalah kelompok asam yang bermuatan negatif, antara

lain seperti karboksil (COO-), fosfat (H2PO4 dan HPO42-) dan kelompok sulfat(HSO4

-) dan kelompok

amino (NH3+) yang bermuatan positif. Kelompok asam yang bermuatan negatif dapat langsung

terikat pada ion kalsium atau secara tidak langsung melalui jembatan kalsium pada ion sulfatyang

terdapat pada permukaan hidroksi apatit. Sebaliknya, kelompok basa yang bermuatan positif dapat

terikat langsung pada kelompok sulfat permukaan mineral.1

Komposisi protein yang terbanyak pada kelenjar saliva parotis dan submandibular terdiri

dari asam glutamat / glutamin dan tirosin. Selain itu, pada kelenjar parotis juga terdapat histidin dan

arginin.24

Setelah terbentuknya acquired pellice maka mulai tampak adanya koloni bakteri pada

permukaan.3,13 Perlekatan bakteri terbentuk melalui proses kimia (non spesifik) ataupun proses

interaksi fisiologis antar bagaian pada permukaan sel bakteri sebagai adhesin dan reseptor spesifik

yang terdapat pada enamel pelikel.20

Ikatan pada pelikel dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu :

a. afinitas tinggi (spesifik) yang melibatkan rantai isi hidrat arang glikoprotein saliva

sebagai reseptor. Beberapa rantai sisi hidrat arang glikoprotein saliva diketahui sebagai

reseptor terhadap mikroorganisme rongga mulut tertentu, seperti asam sialat, merupakan

reseptor untuk S. sanguis, galaktosa merupkan reseptor untuk Actinomycoses viscosus

dan lain-lain,

b. afinitas rendah (non spesifik), dimana tempat ikatan ini disebabkan adanya interaksi

hidrofobik yang tidak memerlukan adnanya reseptor spesifik pada glikoprotein saliva.1

Setelah proses awal kolonisasi, maka selapis sel akan berproliferasi keseluruh permukaan

dan bergabung dengan bakteri di dekatnya. Pada proses proliferasi bakteri akan

membutuhkan mekanisme retensi untuk membentuk timbunan pada permukaan gigi yang

melekat antara satu dengan lainnya. Matrik dari glycocalyces bakteri dan glikoprotein saliva

akan menahan bakteri pada permukaan gigi dengan daya kohesi bakteri. Dengan demikian,

terbentuklah plak gigi , dimana akan terjadi kolonisasi yang lebih lanjut dengan bakteri yang

akan membentuk lingkungan bakteri baru.20

Pasta gigi

Pengendalian plak adalah upaya membuang dan mencegah penumpukan plak pada

permukaan gigi. Upaya tersebut dapat dilakukan secara mekanis maupun kimiawi. Pembuangan

secara mekanis merupakan metoda yang efektif dalam mengendalikan plak dan inflamasi gingival.

Pembuangan mekanis dapat meliputi penyikatan gigi dan penggunaan benang gigi.

Bahan antiplak yang umum terdapat dalam pasta gigi dan obat kumur. Setiap pasta gigi

mengandung bahan-bahan yang penting seperti bahan abrasif, flouride, air, bahan pemberi rasa,

bahan pemanis, pemadat, dan detergent. Komposisi bahan kimia pasta gigi adalah seperti pada tabel

dibawah.

Tabel 2.1 Komposisi Pasta Gigi 7

KOMPOSISI

BAHAN

PERSENTASI (%)

Abrasif 20 – 40

Air 20 – 40

Pembasah 20 – 40

Deterjen/foaming

agent

1 – 2

Pengikat >2

Pengharum >2

Pemanis >2

Pewarna &

Pengawet

<1

Zat Aktif >5

Pasta gigi juga mengandung bahan aktif yang dapat mencegah terjadinya penyakit gigi dan

mulut. Di bawah ini adalah tabel mengenai kandungan bahan aktif yang biasa diaplikasikan ke

dalam pasta gigi:

Tabel 2.2 Kandungan Bahan Aktif dalam Pasta Gigi 14

KANDUNGAN BAHAN

FUNGSI

Potassium nitrat,sodium sitrat, stronsium klorida

Mengurangi hipersensitivitas dentin

Pirofosfat,triklosan,zinc citrate

Mengurangi plak dan kalkulus supragingiva

Triklosan,flour Mengurangi inflamasi gusi

Peroksida,sodium tripolifosfat,sodium heksaametafosfat

Mengurangi pewarnaan pada permukaan gigi

PEMBAHASAN

Enzim bromelin sebagai enzim proteolitik dapat mengurai atau memecah molekul protein

komplek menjadi senyawa lebih sederhana yaitu ikatan peptida dan asam amino.23 Penambahan

enzim bromelin dalam pasta gigi berperan sebagai zat aktif antiplak. Sifat proteolitik enzim

bromelin mampu memecah molekul protein komplek menjadi senyawa lebih sederhana yaitu ikatan

peptida dan asam amino yang ada pada pelikel yang digunakan sebgai media perlekatan bakteri.21

Plak merupakan awal dari timbulnya karies gigi dan penyakit periodontal lainnya.

Pembentukan plak diawali dari adanya proses kolonisasi mikroorganisme yang berinteraksi dengan

pelikel pada permukaan gigi. Pelikel akan mengadsorpsi protein saliva secara selektif bersama

dengan ion-ion Ca2+, F-, HPO42-, sehingga dapat melekat kuat pada permukaan gigi. Setelah adanya

pelikel yang melapisi permukaan gigi, maka mikroorganisme akan melekat pada reseptor spesifik

protein saliva dan membentuk koloni.1

Enzim bromelin termasuk dalam golongan enzim protease sulfihidril, yang artinya memiliki

residu sulfidril (sistenil dan histidil) pada lokasi aktif.22 Susunan asam amino yang mengandung

gugus sistein pada sisi aktifnyapemutusan atau pembentukan ikatan kimia didahului dengan

pembentukan ikatan dengan substrat, seperti reaksi berikut.

E + S ES E + P

dimana, E adalah enzim, S merupakan substrat, ES berupa kompleks enzim-substrat, dan P

adalah produk yang terbentuk.

Adanya ikatan sistein dengan asam amino pelikel (arginin dan glutamin) maka terbentuklah

asam amino lain yang menyebabkan putusnya rantai media perlekatan bakteri. Sehingga fungsi

penambahan zat aktif enzim bromelin pada pasta gigi dapat mencegah terbentuknya plak.

Begitu pentingnya pencegahan plak pada permukaan gigi sehingga dalam kontrolnya

memadukan upaya secara mekanis maupun kimiawi. Perubahan pradigma masyarakat yang tentang

peralihan penggunaan bahan kimiawi ke bahan alami atau herbal semakin menguat. Uji

biokompabilitas enzim bromelin terhadap jaringan rongga mulut menunjukkan prosentase jumlah

sel hidup sel BHK-21 antara 95,22%-2-16% dengan kosentrasi enzim bromelin 10%-40%. Sel

BHK-21 merupakan jenis sel fibroblas penyusun jaringan ikat gingiva dan ligamen periodontal.11

KESIMPULAN

Berdasarkan kajian di atas, dapat disimpulkan bahwa enzim bromelin pada bonggol nanas

berpotensi sebagai bahan antiplak pada pasta gigi melalui mekanisme penguraian media perlekatan

bakteri pada permukaan gigi. Selain itu, uji biokompabilitas dengan menggunkan sel BHK-21 pada

media kultur menjunjukkan prosentase jumlah sel hidup yang tinggi antara 95,22%-2-16%.

DAFTAR PUSTAKA

1. Amerogen, A.V.N. Ludah dan Kelenjar Ludah bagi kesehatan gigi (diterjemahkan Abyono

R). Yogyakarta: Gajah Mada University Press. 1991. 95-125.

2. Caranza, F. A. dan M. G. Newman. Clinical periodontology. & th ed. Philadelpia: WB.

Sauders Co. 1990.

3. Chairunnisa, H. “Isolasi Enzim Bromelin Kasar dari Bonggol Nanas”. Dalam Biproses

Dalam Industri Pangan. Yogyakarta: PAU Pangan dan Gizi UGM dan Liberty. 1987. 319-

325.

4. Cowley, M. T. Essentials Of Periodontology And Periodontics. London: Geoffrey.

1981:143.

5. Dahan M, Timmermen MF, Van Wilnkehoff AJ, Van der Velden U. The effect of

periodontal treatment on the salivary bacterial load and early plaque formation. J.Clin

Periodontal; 2004. 31:972-977.

6. Freeman, B. A. Oral Microbiology, dalam Textbook of Microbiology. Ed 22, WB Saunders

Co. Philadelphia. 1985: 711-714.

7. Harris, N. O and Garcia-Godoy, F. Primary Preventive Dentistry. New Jersey:

Pearson Education, Inc. 2004:123-127.

8. Heinicke, R. M. And W.A. Gartner. Stem Bromelain A New Protease Preparation From

Pineapple Plants. Economic Botany. 1857.

9. Lehner, T. Imunologi pada Penyakit Mulut (Immunologu of Oral Diesease) Edisi 3. Jakarta:

EGC. 1995. 26: 43, 44.

10. Lindhe, J., Karring, T., Lang, N. P. Clinical eriodontology and implant dentistry. Oxford:

Blackwell Munksgaard. 2003:81-89, 90, 92, 451-452, 458, 470.

11. Maduratna, E. Biokompatibilitas Gel Tetrasiklin Hidroklorida dan Pengaruhnya terhadap

Terlepasnya Lapisan Smir pada Permukaan Akar. Tesis ., Pascasarjana, Universitas

Airlangga, Surabaya. 1997.

12. Manson, J.D. dan B.M. Elley. Buku Ajar Periodonti. ( Diterjemahkan: Anastasia). Ed. Ke-2,

Jakarta: Hipokrates. 1993.

13. Newman, M. G., Takei, H. H., Klokkevold, P.R., Carranza, F. A. Clinical Periodontology.

Missouri: Saunders Elsevier. 2006:137, 140, 732-733.

14. Nield-Gehrig, J. S and Willmann, D. E. Foundation Of Periodontics For The Dental

Hygienist. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, a Wolters Kluwer Business.

2008:345.

15. Prahasti, C. Pengaruh Penggunaan Pasta Gigi Zinc Citrate/triclosan terhadap

Pembentukan Plak pada Gigi. Maj. Ked. Gigi (Dent J), Vol. 37. No. 4; 2004: 154-156.

16. Pujiastuti, Peni. Uji Biokompatibilitas Ekstrak Bonggol Nanas Sebagai Obat Kumur.

Tesis ., Pascasarjana, Universitas Airlangga, Surabaya. 1997.

17. Reed, G. Enzymes in Food Processing. 2 nd. Ed., New York: Academic Pres. 1975. p. 146-

148.

18. Ruhadi, I. Efektifitas Pasta Gigi yang Mengandung Bahan Bubuk Kayu Siwak dalam

Mengahambat Pembentukan Plak Gigi. Maj. Ked. Gigi (Dent J), 2004. Vol. 37. No. 1; Hal

24-27.

19. Sadoh, D. R., etc. Effect of Two Toothcleaning Frequencies on Periodontal Status in

Patients with Advance Periodontitis. Jurnal Of Clinical Periodontology; 2004. 31: 470-474.

20. Sorensen, J.A. “A rationale for comparison of plaque retaining properties of crown

system”. Dalam J. Prosth. Dent. 1989. 62: 264-269.

21. Suhermiyati, Sri dan S. J. Setyawati. Potensi Limbah Nanas Untuk Peningkatan Kualitas

Limbah Ikan Tonggkol sebagai Bahan Pakan Unggas.Purwokerto:Animal Production. 2005.

174-178.

22. Tokkong, M.H. Proses Pelarutan Protein Ikan Secara Enzymatis. Bandung:Institut

Teknologi Bandung. 1979.

23. Winarno, F. G. Enzim Pangan. Jakarta: Gramedia, 1983. 25-26.

24. Jensen, J.L., M.S. Lamkin and F.G Openhaim. Adsorbtion of human salivary protein to

hidroksiapatit:a comprasion Between Whole Saliva and Glandula Salivary Secretion. J Dent

RES. 1992.