Fitokimia: Ekstraksi, Isolasi dan Identifikasi Senyawa Bioaktif Ekstrak Tanaman

Bagian 1 (dari 2 bagian)

Ada perhatian cukup besar pada penggunaan antioksidan fenolik sintetik seperti  butylated hydroxytoluene (BHT) dan butylated hydroxyanisole (BHA) sebagai bahan tambahan pangan (BTP) karena efek negatif yang ditimbulkan pada kesehatan. Sehingga mengganti BTP dengan antioksidan yang diekstraksi dari tanaman telah diusulkan oleh para ahli pangan.

Baca juga artikel mengenai Fitokimia Bagian 2 : Ekstraksi, Isolasi dan Identifikasi Senyawa Bioaktif Ekstrak Tanaman di sini

Bahan Tambahan Pangan (BTP) sendiri menurut PERMENKES RI No. 1168/MENKES/PER/X/1999 adalah bahan yang biasanya tidak digunakan sebagai makanan dan bukan merupakan ingredient khas makanan;  mempunyai atau tidak mempunyai nilai gizi; dengan sengaja ditambahkan ke dalam makanan untuk maksud teknologi (termasuk organoleptik) pada pembuatan, pengolahan, penyediaan, perlakuan, pewadahan, pembungkusan, penyimpanan atau pengangkutan makanan untuk menghasilkan atau diharapkan menghasilkan (langsung atau tidak langsung) suatu komponan yang mempengaruhi sifat khas makanan.

Lebih dari 8000 senyawa fenolik telah dikarakterisasi; buah dan sayuran adalah sumber utama antioksidan alami. Untuk mengekstraksi, mengukur dan mengidentifikasi senyawa bioaktif dari berbagai varietas buah dan sayuran, peneliti menggunakan berbagai tehnik dan metode. Artikel berikut memberikan deskripsi singkat mengenai berbagai assay tersebut. Juga kemampuan senyawa fenolik alami tersebut sebagai antioksidan, antimikroba dan antikanker dari berbagai macam buah dan sayuran juga diulas.

1. Pendahuluan

Sejumlah senyawa antioksidan dapat ditemukan pada buah dan sayuran misalnya berupa fenolik, karotenoid, antosianin dan tokoferol. Sekira 20% tanaman telah diteliti dalam riset farmasi yang berdampak pada kesehatan misalnya pengobatan kanker dan penyakit berbahaya lainnya. Tanaman mampu memproduksi senyawa bioaktif yang beragam. Konsentrasi fitokimia yang tinggi yang dapat melawan bahaya radikal bebas, melimpah dalam buah dan sayuran.

Tanaman mengandung senyawa fitokimia yang bermanfaat dan menjadi suplemen tubuh dan bekerja sebagai antioxidant alami. Berbagai studi menunjukkan bahwa banyak tanaman merupakan sumber yang kaya akan antioksidan. Contohnya saja, vitamin A, C, E, dan senyawa fenolik seperti flavonoid, tannin dan lignin, yang ditemukan pada tanaman, berfungsi sebagai antioxidant.

Konsumsi buah dan sayuran berhubungan erat dengan beberapa keuntungan bagi kesehatan karena kandungan obat dan tingginya nutrisi. Antioxidant mengendalikan dan mengurangi kerusakan oksidatif pada makanan dengan memperlambat atau menghambat oksidasi yang disebabkan oleh reactive oxygen species (ROS), dan akhirnya menambah umur simpan dan kualitas makanan tersebut. Beta carotene, ascorbic acid dan banyak fenolik memainkan peranan penting dalam memperlambat penuaan, mengurangi inflamasi dan mencegah kanker tertentu. Menambah konsumsi buah dan sayuran direkomendasikan oleh banyak badan kesehatan di dunia.

Tabel berikut merupakan produk yang digunakan untuk penelitian Vitamin A, Vitamin C, Vitamin E dan Ascorbic Acid dari Merk Elabscience, Cusabio, Biovision dan Bioassay Systems USA.

2. Metode Ekstraksi, Isolasi dan Purifikasi Senyawa Bioaktif

2.1. Ekstraksi Senyawa Fenolik Menggunakan Pelarut

Peneliti telah mempelajari dan menganalisa dampak berbagai jenis pelarut seperti methanol, hexane, and ethyl alcohol untuk mengekstraksi berbagai senyawa fenolik dari berbagai macam bagian tanaman seperti daun dan biji. Untuk mengekstraksi senyawa fenolik dari senyawa fenolik berbeda dari tanaman dengan derajat akurasi yang tinggi, Berbagai pelarut dengan polaritas yang berbeda harus digunakan. Selain itu, peneliti telah menemukan fakta bahwa pelarut yang memiliki polaritas tinggi, seperti methanol, memiliki efektifitas tinggi sebagai antioksidan.

Dijelaskan bahwa acetone dan N,N dimethylformamide (atau biasa disingkat DMF) merupakan pelarut yang sangat efektif untuk ekstraksi antioksidan sedangkan methanol lebih efektif dalam mengekstraksi kandungan fenolik dari buah walnut dibanding dengan ethanol. Berbagai pelarut telah digunakan untuk ekstraksi fitokimia dan peneliti biasanya menggunakan sedian bubuk kering tanaman untuk diekstrak senyawa bioaktifnya dengan tujuan mengurangi kemungkinan gangguan yang disebabkan air.

Pelarut yang biasa digunakan untuk ekstraksi biomolekul dari tanaman dipiliih berdasarkan polaritas zat terlarut. Pelarut yang memiliki polaritas yang sama dengan zat terlarut akan dengan mudah melarutkan zat terlarut. Beberapa zat terlarut dapat digunakan secara berurutan untuk untuk membatasi jumlah senyawa analog pada hasil yang diinginkan. Polaritas dari yang kurang polar ke yang paling polar sebagai berikut: Hexane < Chloroform < Ethylacetate < Acetone < Methanol < Water.

Menurut CCRC UGM, hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan pelarut, antara lain:

• Pelarut yang digunakan sesuai dengan tingkat kepolaran golongan senyawa yang ingin diambil
• Pelarut yang digunakan tidak toksik apabila penelitian yang dilakukan bertujuan untuk pengobatan. Sehingga pelarut yang digunakan adalah etanol, air, atau campuran air-etanol.

Untuk mendukung riset ekstraksi senyawa bioaktif tanaman tersebut, INDOGEN mensuplai reagent pelarut grade pro analis dari Merck dan grade teknis dari Indochemical.

Untuk reagen atau bahan kimia grade teknis merk Indochemical berikut tautannya: Katalog Indochemical

2.2. Microwave-Assisted Extraction (MAE)

MAE telah mendapatkan perhatian para peneliti sebagai tehnik untuk mengekstraksi  senyawa bioaktif dari berbagai jenis tanaman dan residu tanaman. Microwave memiliki radiasi elektromagnetik yang terjadi pada frekuensi antara 300 MHz hingga 300 GHz, dan panjang gelombang antara 1 cm dan 1 m. Gelombang elektromagnetik ini terdiri dari medan listrik dan medan magnet. Digambarkan sebagai 2 medan yang tegak lurus.

Sekarang, teknologi ini telah dikembangkan hingga bisa mengurangi hilangnya senyawa bioaktif tanpa menambah waktu ekstraksi. Karenanya, microwave-assisted extraction bisa digunakan sebagai tehnik yang cukup handal dalam beberapa disiplin ilmu, khususnya dalam disiplin ilmu medisinal. Microwave-assisted extraction (MAE) telah digunakan sebagai alternatif dari tehnik konvensional karena mampu mengurangi waktu dan pelarut ekstraksi. Hal ini dimungkinkan karena tujuan penggunaan MAE adalah memanaskan pelarut dan mengekstraksi antioksidan dari tanaman dengan sesedikit mungkin pelarut.

Beberapa studi menunjukkan bahwa penggunaan metode konvensional menggunakan beberapa macam pelarut menghasilkan aktifitas antioksidan dan kandungan fenolik yang lebih rendah dibanding dengan MAE. Karenanya, studi tersebut mengkonfirmasi bahwa MAE lebih efektif menambah aktifitas antioksidan dengan cara mengukur ferric reducing antioxidant power (FRAP), oxygen radical absorbance capacity (ORAC) dan total phenolic content (TPC). Efisiensi ekstraksi dengan microwave ini bisa berubah tergantung beberapa faktor seperti suhu ekstraksi, komposisi pelarut dan waktu ekstraksi.

Berikut merupakan produk yang berkaitan dengan penelitian pengukuran Total Antioxidant Capacity secara colorimetric, FRAP colorimetric kit, ORAC kit dan Phenolic Compound Assay kit dari merk Biovision dan Cell Biolabs USA.

2.3. Ultrasonic-Assisted Extraction (UAE)

Ultrasound-assisted extraction (UAE) telah digunakan pada berbagai aplikasi teknologi pemrosesan pangan untuk mengekstraksi senyawa bioaktif dari bagian tanaman. Ultrasound, dengan level lebih besar dari 20 kHz, digunakan untuk merusak dinding sel tanaman yang nantinya akan meningkatkan kemampuan pelarut menembus sel dan akhirnya hasil ekstraksi lebih tinggi. UAE dapat dijalankan pada suhu rendah sehingga menjaga kualitas ekstrak senyawa tetap tinggi. UAE dikenal sebagai tehnik ekstraksi paling mudah karena hanya menggunakan alat laboratorium biasa misalnya ultrasonic bath. Dengan tehnik ini, sampel yang telah ditumbuk dicampur dengan pelarut yang sesuai dan ditempatkan pada ultrasonic bath dengan suhu dan waktu yang terkontrol.

Sumber

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5750618/

http://profetik.farmasi.ugm.ac.id/archives/228

http://ccrc.farmasi.ugm.ac.id/?p=5323