TINJAUAN PUSTAKA

Radikal Bebas dan Antioksidan

Radikal bebas adalah atom atau molekul yang mengandung satu atau lebih

elektron yang tidak berpasangan pada orbital luarnya. Hal ini mengakibatkan tidak

stabilnya atom atau molekul tersebut. Selama makanan dioksidasi untuk

menghasilkan energi, sejumlah radikal bebas juga terbentuk. Radikal bebas

berfungsi untuk memberikan perlindungan tubuh terhadap serangan bakteri dan

parasit, namun tidak menyerang sasaran secara spesifik, sehingga akan menyerang

asam lemak tidak jenuh ganda dari membran sel, struktur sel, dan DNA. Radikal

bebas dan senyawa oksigen reaktif yang diproduksi dalam jumlah yang normal,

penting untuk fungsi biologi tubuh seperti sel darah putih yang menghasilkan

H2O2 untuk membunuh beberapa jenis bakteri dan fungi serta pengaturan

pertumbuhan sel atau sebagai substrat pembuatan hormon tiroid.

Antioksidan merupakan zat yang dapat menetralkan radikal bebas, atau

suatu bahan yang berfungsi mencegah sistem biologi tubuh dari efek merugikan

yang timbul dari proses ataupun reaksi menyebabkan oksidasi yang berlebihan.

Senyawa katekin dari benalu teh mempunyai daya aktivitas sebagai antioksidan

dengan aktivitas peredaman terhadap DPPH sebesar 81.77 ppm (Simanjuntak et

al. 2004). Menurut Rajasekaran et al. (2005) efek ekstrak etanol dari Aloe vera

mencegah formasi berlebihan dari radikal bebas hasil mekanisme biokimia dan

reduksi glikasi potensial dari enzim. Antioksidan dengan aktivitas penangkap

radikal bebas memiliki relevansi yang besar pada pencegahan dan pengobatan

penyakit yang berhubungan dengan oksidasi atau radikal bebas. Senyawa fenol

dan flavonoid yang ditemukan dalam tanaman Curcuma alimatifolia digunakan

untuk mencegah penyakit yang berhubungan dengan radikal bebas (stres

oksidatif) (Akter et al. 2010).

DPPH (1,1-Difenil-2-Pikrilhidrazil)

Uji DPPH (1,1-difenil-2-pikrilhidrazil) telah digunakan secara luas pada

penelitian fitokimia untuk menguji aktivitas penangkap radikal dari ekstrak atau

senyawa murni. DPPH adalah suatu radikal stabil yang mengandung nitrogen

organik (Gambar 1), berwarna ungu gelap dengan absorbansi yang kuat pada

λmaks 517 nm. Keberadaan sebuah antioksidan yang dapat menyumbangkan

elektron kepada DPPH, menghasilkan warna kuning yang merupakan ciri

spesifik dari reaksi radikal DPPH. Setelah bereaksi dengan antioksidan warna

larutan akan berkurang dan berubah menjadi kuning. Perubahan warna ini dapat

diukur secara spektrofotometri dan diplotkan terhadap konsentrasi. Ekstrak

jaboticaba yang mengandung beberapa flavonol dan asam fenolat merupakan

ekstrak paling aktif dalam uji DPPH dengan IC50 =19.4 µg/mL (Reynertson

2007).

Gambar 1 Reaksi antara DPPH radikal dan antioksidan menjadi DPPH (Moon &

Shibamoto 2009).

Kuersetin

Kuersetin adalah senyawa kelompok flavonol terbesar, kuersetin dan

glikosidanya berada dalam jumlah sekitas 60-75% dari flavonoid. Kuersetin

adalah salah satu zat aktif kelas flavonoid yang secaara biologis amat kuat. Bila

vitamin C mempunyai aktifitas antioksidan 1, maka kuersetin memiliki aktivitas

antioksidan 4.7. Flavonoid merupakan sekelompok besar antioksidan bernama

polifenol yang terdiri atas antosianidin, bioflavon, katekin, flavanon, flavon, dan

flavonol. Kuersetin termasuk ke dalam kelompok flavonol. Kuersetin dipercaya

dapat melindungi tubuh dari beberapa jenis penyakit degeneratif dengan cara

mencegah terjadinya proses peroksidasi lemak. Kuersetin juga mampu mencegah

kerusakan oksidatif dan kematian sel melalui beberapa mekanisme antara lain

menangkap radikal oksigen, perlindungan terhadap perosidasi lipid dan

mengkelatkan ion logam. Kuersetin memperlihatkan kemampuan mencegah

proses oksidasi dari Low Density Lipoproteins (LDL) dengan cara menangkap

radikal bebas dan mengkelat ion logam transisi. Ketika flavonol kuersetin beraksi

dengan radikal bebas, kuersetin mendonorkan protonnya dan menjadi senyawa

radikal, tapi elektron tidak berpasangan yang dihasilkan didelokalisasi oleh

resonansi, hal ini membuat senyawa kuersetin radikal memiliki energi yang sangat

rendah untuk menjadi radikal yang reaktif. Tiga gugus dari struktur kuersetin yang

membantu dalam menjaga kestabilan dan bertindak sebagai antioksidan ketika

bereaksi dengan radikal bebas antara lain:

a) Gugus O-dihidroksil pada cincin B

b) Gugus 4-oxo dalam konjugasi dengan alkena 2,3

c) Gugus 3- dan 5- hidroksil

Gugus fungsi tersebut dapat mendonorkan elektron kepada cincin yang akan

meningkatkan jumlah resonansi dari struktur benzen senyawa kuersetin.

Gambar 2 Struktur kuersetin (Materska 2008)

Flavonoid utama yang ditemukan pada kulit kering bawang mengandung

sejumlah besar kuersetin, kuersetin glikosida, dan produk oksidatifnya,

merupakan antioksidan yang efektif terhadap efek mematikan dari stres oksidatif

(Gulsen et al. 2007; Prakash et al. 2007). Senyawa kuersetin dan kuersetin 4’-O-

β-glukosida dari kulit kering Allium cepa merupakan senyawa yang menjanjikan

untuk mengobati hiperpigmentasi sebagai agen pemutih kulit dan antioksidan

(Arung et al. 2011).

Kedawung

Kedawung (Parkia roxburghii G. Don) merupakan tanaman liar yang

tingginya mencapai 20-40 m. Tanaman ini termasuk dalam divisi Spermatophyta,

subdivisi Angiospermae, kelas Dicotyledon, family Resales, ordo Mimosaceae.

Gambar 3 Tanaman kedawung (dokumentasi pribadi 4 Januari 2011)

Kulit batang kedawung memiliki aktivitas antimikroba yang paling tinggi

dibandingkan daun dan kulit akar (Zuhud et al. 2001). Daun, biji dan kulit batang

kedawung mengandung saponin dan flavonoid, di samping itu daun dan kulit

batang juga mengandung tanin. Seluruh bagian tanaman kedawung mengandung

senyawa fitosterol yang cukup signifikan dengan beta-sitosterol sebagai

komponen utamanya (Tisnadjaja et al. 2006). Kulit batang, daun, bunga dan

polong dari tumbuhan ini banyak dimanfaatkan sebagai obat tradisional maupun

bahan makanan. Secara tradisional tumbuhan ini banyak dimanfaatkan sebagai

bahan obat berbagai penyakit. Biji kedawung tua sering digunakan untuk

mengobati penyakit kolik dan juga sebagai bahan campuran obat kolera.

Salam

Tanaman salam (Syzygium polyanthum Wight) yang biasa dimanfaatkan

oleh masyarakat Indonesia sebagai pelengkap bumbu dapur juga mempunyai

khasiat sebagai obat (Gambar 3). Ali et al. (2000) melaporkan ekstrak daun salam

dapat menahan difusi antigen muda (EA-D) pada konsentrasi dari 50 sampai 200

µg/ml dan tahanan parsial diamati pada 12.5 dan 25 µg/ml sehingga memiliki

aktivitas antitumor. Daun salam dapat digunakan untuk dekontaminasi bakteri

dalam susu segar sehingga dapat disimpan selama 8 jam pada suhu kamar, dengan

tidak mempengaruhi warna, bau, rasa, dan konsistensi (Lasmini 2003). Ekstrak

kulit kayu daun salam menunjukkan aktivitas penangkapan radikal DPPH kuat,

aktivitas penangkapan hidrogen peroksida, dan aktivitas pemutih β-karoten

(Lelono et al. 2009). Klasifikasi tanaman ini adalah sebagai berikut kingdom

Plantae, divisi Magnoliophyta, kelas Magnoliopsida, bangsa Myrtales, suku

Myrtaceae, Genus Syzygium, dan spesies Syzygium polyanthum.

Gambar 4 Tanaman salam (dokumentasi pribadi 4 Januari 2011)

Sirih Merah

Gambar 5 Tanaman sirih merah (dokumentasi pribadi 4 Januari 2011)

Sirih merah (Piper crocatum Ruiz & Pav) merupakan salah satu jenis

tanaman hias yang bisa menjadi obat. Sirih merah merupakan tanaman merambat

yang termasuk dalam divisi Spermatophyta, subdivisi Angiospermae, kelas

Monochlamydeae, family Piperales, ordo Piperaceae, genus Piper, dan spesies

Piper crocatum (Gambar 4). Panjang daun sirih merah adalah 5-8 cm, sedangkan

lebarnya 2-5 cm. Sirih merah mempunyai beberapa khasiat lainnya sebagai obat

untuk hipertensi (darah tinggi), kanker, dan keputihan. Ekstrak daun P. crocatum

Ruiz & Pav mencegah proliferasi sel kanker payudara manusia (T47D)

(Wicaksono et al. 2009). Ekstrak methanol daun sirih merah mempunyai aktivitas

antioksidan yang terkuat dengan nilai IC50 3.44 ppm (Irawan 2009).

Jambu Biji

Jambu biji (Psidium guajava) memiliki buah yang berwarna hijau dengan

daging buah berwarna putih atau merah dan berasa asam manis. Buah jambu batu

dikenal mengandung banyak vitamin C.

Gambar 6 Tanaman jambu biji (dokumentasi pribadi 4 Januari 2011)

Adnyana (2004) melaporkan ekstrak etanol daun jambu biji memiliki

aktivitas antibakteri (penyebab diare). P. guajava juga mengandung gula

tereduksi, terpenoid, flavonoid, saponin, tanin, dan glikosida jantung. Daun jambu

biji merupakan inhibitor yang efektif pada induksi metilglioksal koagulasi darah

(Hsieh et al. 2007). Ekstrak daun dan buah kering jambu biji dapat digunakan

pada efek preventif kemo (Chen & Yen 2007).

Profil polipeptida secara klinis ditunjukkan untuk ekstrak air dan metanol

dari daun P. guajava memiliki aktivitas proteolitik yang kuat (Anas et al. 2008).

Menurut Ayoola et al. (2008) daun jambu biji memiliki aktivitas antioksidan yang

dapat menetralkan pengaruh kerusakan oksidatif. Daun muda, pelarut air panas,

dan metode ultrasonikasi pada ekstraksi merupakan faktor yang mempengaruhi

aktivitas antioksidan dan kandungan total fenol dari ekstrak daun jambu biji

(Nantitanon et al. 2010). Klasifikasi ilmiah jambu biji yaitu, kerajaan plantae,

family Myrtaceae, ordo Myrtales, bangsa Myrteae, genus Psidium, spesies

Psidium guajava (Gambar 5).

Bangle

Bangle (Zingiber cassumunar, syn. Z. purpureum Roxb.) adalah salah satu

tanaman rempah-rempah yang ditemukan di India dan Asia Tenggara (Gambar 6).

Aktivitas antioksidan berhubungan dengan total fenol yang terdapat pada ekstrak,

fraksi dan bahan makanan dari bangle (Arafah et al. 2008). Aktivitas antibakteri

ditunjukkan oleh sabin dan triquinasen, 1,4-bis (metoksi) dengan konsentrasi

tinggi dalam minyak daun dan rimpang yang potensial digunakan dalam

pengobatan (Bhuiyan et al. 2008). Rimpang Zingiber montanum dari Thailand

memiliki aktivitas penangkapan DPPH (Bua-in & Paisooksantivatana 2009).

Gambar 7 Rimpang bangle (dokumentasi pribadi 4 Januari 2011)

Bangle mempunyai aktivitas yang tinggi sebagai imunostimulan melalui

stimulasi fagositosis tikus (Chairul et al. 2009). Bangle diklasifikasikan ke dalam

divisi Plantanum, subdivisi Spermatophyta, kelas Monocotyledon, ordo

Zingiberales, keluarga Zingiberaceae, genus Zingiber, dan spesies Zingiber

cassumunar.

Zeolit

Zeolit adalah mineral senyawa alumino silikat hidrat dengan logam alkali

dan alkali tanah dengan rumus empiris (M2+,M2+)O.AL2O3.xSiO2.yH2O, dimana

M+ adalah Na atau K, dan M2+ adalah Mg, Ca, atau Fe yang termasuk dalam

kelompok tektosilikat, memiliki bentuk tetrahedral SiO4 tiga dimensi supercages.

Dalam struktur tektosilikat (Gambar 7), beberapa atom Si digantikan oleh atom Al

melalui substitusi isomorfik, menghasilkan struktur bermuatan negatif yang

berasal dari perbedaan antara tetrahedral (AlO4)5- dan (SiO4)4-. Zeolit memiliki

struktur yang sebagian besar tersusun dari silikon tetrahedral yang terhubung satu

sama lain dengan atom oksigen membentuk pori yang khas dengan ukuran nano.

Pori merupakan tempat masuknya molekul gas atau pun cairan dan menjerapnya

dengan kuat. Berdasarkan sifat ini, zeolit dapat digunakan sebagai bahan

penopang. Zeolit yang cocok sebagai material penopang adsorben yaitu yang

memiliki rasio Si/Al yang tinggi sehingga bersifat hidrofobik organofilik dan

mampu mengadsorbsi senyawa organik. Menurut Sastiono (1993) dari analisa

total oksida unsur-unsur yang terkandung dalam zeolit didapat rasio Si/Al pada

zeolit Cikalong 5.04 dan Bayah 4.96. Komposisi basa oksida zeolit Cikalong K >

Ca > Na > Mg (1:0.93:0.57:0.48), sedangkan komposisi basa oksida zeolit Bayah

K > Ca > Mg > Na (1:0.64:0.26:0.09).

Gambar 8 Kerangka struktur zeolit (Valdes et al. 2006)

Setiap 1 gram zeolit alam asal Bayah mampu mengadsorbsi 8.9 mg H2S

(Anwar et al. 1987). Menurut Bouffard & Duff (2000) zeolit alam yang

termodifikasi oleh heksadesiltrimetilamonium (HDTMA) memiliki permukaan

yang penuh dengan gugus karbon dan sifat hidrofil dari zeolit tersebut akan

berkurang, sehingga dapat digunakan untuk menyerap zat organik seperti benzena,

anilin, toluen dan fenol. Swantomo et al. (2009) melaporkan bahwa fenol dalam

Β Cage

α Cage

limbah cair dapat dijerap dengan zeolit alam terkalsinasi. Wang & Peng (2010)

mengatakan modifikasi permukaan menggunakan surfaktan kation dapat merubah

pertukaran permukaan zeolit alam sehingga dapat dipakai untuk adsorbsi anion

dan senyawa organik.

Penelitian ini menggunakan zeolit alam asal Cikalong dan Bayah, hasil

analisis menggunakan XRD menunjukkan, zeolit Cikalong merupakan jenis

modernit sedangkan zeolit Bayah jenis klinoptilolit (Iswantini 2010). Klinoptilolit

dan mordenit adalah aluminium silikat dengan kandungan silika tinggi dan

termasuk kelompok zeolit mikropori (nanopori). Mordenit memiliki rumus

molekul Na8[Al8Si40O96]24.H2O, sedangkan klinoptilotit mempunyai rumus

molekul Na3K3[Al6Si30O72]24.H2O. Gambar 8 dan 9 menunjukkan struktur kristal

klinoptilolit dan mordenit.

Gambar 9 Struktur kristal klinoptilolit (http://www.iza-online.org/natural/index.htm 2010)

Gambar 10 Struktur kristal modernit (http://www.iza-online.org/natural/index.htm 2010)