Ikhtisar
Kesehatan dan hidup manusia dengan lingkungan sekitarnya mempunyai hubungan sangat erat secara kimiawi (biokimiawi tubuh: usia, hormonal, dan enzimatik). Tingkat kesehatan manusia dipengaruhi oleh banyak faktor, salah satunya faktor pola makan dan polusi lingkungan secara langsung atau tidak langsung (termasuk residu dalam sayur dan buah) mampu memengaruhi keseimbangan tubuh dengan indikator kondisi kesehatan individu. Keseimbangan tubuh yang terganggu dapat berkontribusi ke berbagai penyakit kronis seperti penyakit degeneratif seperti serangan jantung, Alzheimer, stroke, dan kanker. Paparan polusi lingkungan seperti dari asap rokok, asap kendaraan bermotor, radiasi, dan sebagainya merupakan sumber radikal bebas yang menyebabkan terganggunya keseimbangan tubuh.
Terdapat dua sumber radikal bebas yang berada di tubuh manusia, yakni endogen (dari dalam) dan eksogen. Sumber radikal yang berasal dari luar tubuh (eksogen) meliputi polusi udara, radiasi UV, sinar-X, pestisida, cemaran logam berat pada sayur-buah, dan asap rokok. Adapun sumber radikal bebas endogen berasal dari dalam tubuh sendiri seperti autooksidasi, oksidasi enzimatik, dan respiratory burst. Radikal bebas merupakan suatu atom molekul atau senyawa dengan satu atau lebih elektron tidak berpasangan sehingga sangat reaktif. Radika I bebas dapat terbentuk dalam tubuh saat bernapas sebagai hasil samping dari proses oksidasi atau pembakaran, olahraga berlebihan, dan peradangan. Kita dapat melakukan pencegahan terhadap dampak negatif radikal bebas ini dengan beberapa hal, yaitu pola hidup sehat dan cerdas, berolahraga dengan dosis tepat (3-5 kali dalam satu minggu dengan durasi 45-60 menit), dan mengonsumsi sayur dan buah. Antioksidan yang ditemukan cukup banyak pada bahan pangan, meliputi vitamin E, vitamin C, flavonoid, dan karotenoid. Khusus flavonoid, yang belum berbentuk molekul bebas pada tanaman, dibuat dengan cara hidrolisis asam dan basa dalam penelitian kami di Fakultas Farmasi, UGM. Tujuan hidrolisis ini adalah untuk meningkatkan aktivitasantioksidannya (nilai IC50 rendah).
Pendahuluan / Prolog
Kata Pengantar
Kesehatan manusia dan lingkungan sekitarnya mempunyai hubungan yang erat secara kimiawi (biokimiawi tubuh: usia, hormonal, dan enzimatik). Tingkat kesehatan manusia dipengaruhi oleh banyak faktor, baik dari dalam tubuh sebagai turunan nenek moyang (termasuk chromosome defect seperti penyakit degenaratif) maupun efek stressor dari luar seperti mendapatkan masalah kehidupan secara psikis, sosial, atau ekonomi. Kondisi kesehatan ini akan lebih parah dengan adanya pandemik seperti saat ini apabila imunitas tubuh menurun. Oleh karena itu, faktor luar, terutama pola makan dan pola hidup harus dijaga dengan baik. Keseimbangan tubuh sangat dipengaruhi oleh asupan sehari-hari. Keberadaan kontaminan (residu logam berat atau bahan kimia lainnya dalam sayur, buah, daging, susu, dan kosmetika) akan menurunkan daya tahan tubuh dengan indikator kondisi kesehatan individu. Stressor tersebut akan memengaruhi produksi radikal bebas dalam tubuh manusia sehingga dapat mengganggu keseimbangan mekanisme imunitas tubuh. Hal tersebut berkontribusi ke berbagai penyakit kronis seperti serangan jantung, Alzheimer, stroke, dan kanker.
Ada dua sumber radikal bebas yakni endogen (dari dalam) dan eksogen (dari luar). Sumber eksogen misalnya polusi udara, radiasi UV, sinar-X, pestisida, cemaran logam berat pada sayur, buah, dan asap rokok. Adapun sumber endogen radikal bebas berasal dari dalam tubuh sendiri seperti autooksidasi, oksidasi enzimatik, dan respiratory burst. Radikal bebas merupakan suatu atom molekul atau senyawa dengan satu atau lebih elektron tidak berpasangan sehingga sangat reaktif dan dapat terbentuk dalam tubuh saat bernapas sebagai hasil samping proses oksidasi atau pembakaran, olahraga berlebihan, ketika terjadi peradangan, terpapar polusi lingkungan seperti dari asap rokok, kendaraan bermotor, radiasi, dan sebagainya.
Saat terjadi infeksi, radikal bebas diperlukan untuk membunuh mikroorganisme penyebab infeksi. Namun, paparan radikal bebas (bersifat reaktif) berlebihan dan terus-menerus dapat menyebabkan kerusakan sel, mengurangi kemampuan sel untuk beradaptasi terhadap lingkungannya sehingga timbul gangguan kesehatan atau penyakit, dan pada akhirnya dapat menyebabkan kematian sel (meninggalnya seseorang). Ada 10 jenis radikal bebas yang cukup berbahaya, yaitu asap rokok, polusi udara (asap kendaraan bermotor, industri, dan lain-lain), radiasi UV, pestisida, obatobatan, dampak olahraga berlebihan, radioterapi, autooksidasi, oksidasi enzimatik, dan respiratory burst.
Kita dapat melakukan pencegahan terhadap dampak negatif radikal bebas ini dengan beberapa hal yaitu pola hidup sehat dan cerdas, berolahraga dengan dosis tepat (frekuensi 3–5 kali dalam satu minggu dengan durasi 45–60 menit), serta mengonsumsi sayur dan buah. Antioksidan ditemukan cukup banyak pada bahan pangan, seperti vitamin E, vitamin C, flavonoid, dan karotenoid. Flavonoid yang berada di dalam tanaman masih belum berbentuk molekul bebas sehingga penelitian kami di Fakultas Farmasi, UGM, menghidrolisis, baik dengan asam maupun basa untuk membuat flavonoid bebas sehingga meningkatkan aktivitas antioksidannya (IC50 cukup rendah).
Kekayaan hayati negara kita belum bereksplorasi maksimal di bidang antioksidan alami sehingga dengan adanya buku ini semoga mampu menjadi inspirasi bagi semua ilmuwan untuk membuat lebih banyak lagi produk bagus berdasarkan penelitian di farmasi. Penentuan aktivitas antioksidan menggunakan metode DPPH dan metode analisisnya dengan spectrophotometer visible. Adapun visualisasi metode DPPH menggunakan metode kromatografi lapis tipis (KLT) dan reagen semprot DPPH. Metode hidrolisis fraksi dari ekstrak etanol tanaman pada penelitian ini sudah beberapa kali dioptimalkan berdasarkan masukan-masukan Prof. Dr.
Suwijiyo Pramono. Tahap selanjutnya adalah mengisolasi senyawa aktif atau senyawa-senyawa flavonoid bebas setelah dihidrolisis dan dielusidasi strukturnya. Selanjutnya, senyawa-senyawa aktif tersebut diuji insiliko untuk mengetahui gugus yang paling tinggi potensi antioksidannya kemudian disintesis untuk memperoleh senyawa aktif dalam jumlah banyak dalam waktu dingkat. Secara simultan diuji in vivo atau preklinisnya.
Buku ini terdiri dari lima bab dengan masing-masing topik pembahasan. Bab I sebagai pendahuluan memaparkan oksidan secara umum, baik dari dalam tubuh maupun pengaruh dari luar. Bab II menjelaskan antioksidan sintetik dan alami, sedangkan Bab III memaparkan analisis penentuan tingkat besarnya potensi aktivitas antioksidan. Pada Bab IV dipaparkan mengenai proses isolasi flavonoid sebagai antioksidan alami dan Bab V mengemukakan penelitian tim penulis dari beberapa ekstrak yang mempunyai potensi antioksidan.
Dengan selesainya penulisan buku ini, bukan berarti tidak ada proses lebih lanjut secara ilmiah dan teknologinya. Walaupun masih jauh dari sempurna, semoga informasi ilmiah dalam buku ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa dan masyarakat pada umumnya. Akhir kata, kami bersyukur pada Allah Swt. yang telah melimpahkan karunia-Nya. Diucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam penulisan buku ini terutama Bapak Drs. H. Djuwadi, B.A. (almarhum), Ibu Hj. Badriyatun, dr. Intan FY., M.Sc., dr. S.A. Hakam Perkasa, Yahya Sabri P, Frau Prof. Dr. Ulrike Holzgrabe di Universitas Wuerzburg, Frau Dr. Isolde Friederick di Loerrach, Bapak Prof. Dr. Achmad Mursyidi, Bapak Prof. Dr. Ibnu Gholib Ganjar, Bapak Prof. Dr. Subagus Wahyuono, Bapak Prof. Dr. Suwijiyo Pramono, Bapak Prof. Dr. Agung Endro Nugroho, Ibu Dr. Andayana Puspitasari, Ibu Dr. Ritmaleni, Ibu Dr. Rumiyati, dan Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)-Bonn-Jakarta.
Yogyakarta, 7 Januari 2020
Tim Penulis
Penulis
Tanti Tatang Irianti - Dr.rer.nat. Hj. Tanti Tatang Irianti, M.Sc., Apt. lahir di Boyolali pada tanggal 7 April 1964. Saat ini penulis menjabat sebagai dosen dalam bidang Kimia Lingkungan, Kimia Analisis, dan Validasi HPTLC dan HPLC. Pendidikan S-1 di Fakultas Farmasi, UGM. Selanjutnya penulis melanjutkan pendidikan S-2 di Asian Institute of Technology, Thailand, dan S-3 di Institute of Pharmacy, University of Wuerzburg, Jerman. Penulis telah memperoleh penghargaan dari UGM pada tahun 2015 atas dedikasinya sebagai Dosen Farmasi UGM selama 25 tahun.
Kuswandi - Prof. Dr. Kuswandi, Apt., SU., M.Phil. lahir di Purwokerto pada tanggal 8 Februari 1951. Saat ini, penulis menjabat sebagai guru besar dalam bidang kimia medisinal di Fakultas Farmasi UGM. Pendidikan S-1 dan S-2 diambil di Farmasi UGM dalam bidang kimia medisinal. Kemudian, penulis mengambil studi S-2 kembali di Leicester University, Inggris dan mendalami bidang genetika. Setelah itu, studi S-3 dilanjutkan di Aston University, Inggris dengan mendalami bidang biologi molekuler. Penulis memiliki pengalaman mengajar pada beberapa program studi dan beberapa tempat. Di Fakultas Farmasi UGM, penulis mengajar bidang kimia medisinal, radiofarmasi, rekayasa genetika, dan biologi molekuler. Selain itu, penulis juga menjadi pengajar di UAD, USB, UMP, UMS, UMY, UNSOED, dan STIKES Siti Khodijah Palembang. Penulis juga pernah menjabat sebagai Dekan Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Surakarta, Direktur LPOM-MUI Surakarta, Kaprodi Farmasi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, dan hingga saat ini menjabat sebagai Anggota Senat Fakultas Farmasi UGM. Di samping mengajar, penulis juga aktif melakukan penelitian di antaranya, analisis sekuen DNA bakteri, uji aktivitas antiviral ekstrak, dan kloning gen dari mutan-mutan K. pneumoniae yang resisten terhadap BRL 41897A (mutan KSL), serta sintesis antikanker, antibiotik, dan analgetika dengan mereaksikan beberapa senyawa alam menjadi satu senyawa baru.
Purwanto - Dr. Purwanto, M. Sc., Apt. lahir di Bantul pada 5 Mei 1982. Saat ini penulis menjabat sebagai dosen dalam bidang Biologi Farmasi di Fakultas Farmasi, UGM. Pendidikan S-1 dan S-2 penulis diambil di Fakultas Farmasi, UGM. Kemudian melanjutkan pendidikan S-3 di Kyoto University untuk mendalami bidang ilmu metabolite engineering. Penulis mengajar dalam bidang Biologi Molekuler, Bioteknologi Kultur Jaringan Tanaman, Aroma Terapi, dan Kosmetik Alam, serta Biologi Farmasi.
Selain mengajar, penulis memiliki pengalaman penelitian mengenai biologi farmasi di antaranya berjudul “Kulit Buah Manggis sebagai Antijerawat: Evaluasi Aktivitas in vivo dan Stabilitas Kimianya” pada tahun 2019 dan “Pemanfaatan Kulit Buah Manggis sebagai Agen Antijerawat dalam Sediaan Kosmetika” pada tahun 2018. Selain pengalaman penelitian, penulis juga memiliki pengalaman menulis artikel ilmiah dalam jurnal nasional dan internasional, di antaranya “Mining of the Uncharacterized Cytochrome P450 Genes Involved in Alkaloid Biosynthesis in California Poppy Using a Draft Genome Sequence” pada tahun 2017.
Daftar Isi
Sampul
Halaman Judul
Halaman Copyright
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Bab 1 Oksidan
1.1 Pengertian Oksidan
1.2 Pengertian Radikal Bebas
1.3 Sumber Radikal Bebas
1.4 Tahapan Reaksi Pembentukan Radikal Bebas
1.5 Efek Radikal Bebas
Bab II Antioksidan dan Jenisnya
2.1 Pengertian Antioksidan
2.2 Jenis Antioksidan
Bab III Uji Aktivitas Antioksidan
3.1 Uji Aktivitas Antioksidan Secara In Vit
3.2 Uji Aktivitas Antioksidan Secara In Vivo
Bab IV Isolasi Flavonoid
4.1 Ekstraksi
4.2 Proses Pemisahan Senyawa
BAb V Penelitian Mengenai Antioksidan
5.1 Uji Aktivitas Antioksidan dan Deteksi Senyawa Buah
Talok (Muntingia calabura L.)
5.2 Uji Aktivitas Penangkapan Radikal dan Deteksi
Golongan Senyawa Ekstrak Etanolik Terpurifikasi
Batang Brotowali (Tinospora crispa (L.) Miers)
5.3 Perbandinagan Inhibisi Ekstrak Air Buah Mahkota
Dewa (Tinospora crispa (L.) Miers) dan Vitamin C
Terhadap Fotodegradasi Tirosin
5.4 Uji Penangkapan Radikal Oleh Fraksi-Fraksi Ekstrak Bunga Kecombrang (Nicola speciosa (BI.)
Horan) dan Buah Talok (Muntingia calabura L.)
Menggunakan DPPH
Daftar Singkatan
Daftar Pustaka
Indeks
Tentang Penulis
