Formulasi Jamu Baru Antikolesterol Melalui Studi Bioinformatika Pangkalan Data Jamu dengan Ikan Zebra sebagai Hewan Model
FORMULASI JAMU BARU ANTIKOLESTEROL MELALUI
STUDI BIOINFORMATIKA PANGKALAN DATA JAMU
DENGAN IKAN ZEBRA SEBAGAI HEWAN MODEL
IRA PUSPITA ANDRIANA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Formulasi Jamu Baru
Antikolesterol Melalui Studi Bioinformatika Pangkalan Data Jamu dengan Ikan
Zebra sebagai Hewan Model adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2014
Ira Puspita Andriana
NIM G44090117
ABSTRAK
IRA PUSPITA ANDRIANA. Formulasi Jamu Baru Antikolesterol Melalui Studi
Bioinformatika Pangkalan Data Jamu dengan Ikan Zebra sebagai Hewan Model.
Dibimbing oleh RUDI HERYANTO dan FARIT MOCHAMAD AFENDI.
Formulasi jamu berdasarkan pada aktivitas farmakologi penyusunnya.
Formula jamu baru ini terdiri atas 3 tanaman pendukung (analgesik, antibakteri,
dan antiradang) serta satu tanaman utama yang menjadi target khasiat
(antikolesterol). Formulasi jamu baru yang menggunakan metode PLS (partial
least square) dengan perangkat lunak R-Gui versi 2.15.2 menghasilkan formula
yang terdiri atas campuran umbi bidara upas, daun jati belanda, kumis kucing,
dan kemuning sebagai tanaman utama. Formula jamu diujikan terhadap ikan
zebra. Formula jamu yang diujikan, yaitu formula jamu 1 yang terdiri atas
campuran keempat tanaman dengan tanaman utama sebagai komponen terbanyak
dan formula jamu 2 dengan tanaman utama sebagai komponen tunggal. Rerata
kadar kolesterol total ikan zebra pada kondisi normal sebesar 220 mg/dL
(p>0.05), sedangkan pada kondisi hiperkolesterolemia sebesar 272 mg/dL
(p>0.05). Setelah pemberian ekstrak jamu selama 7 hari, formula 2 dapat
menurunkan kadar kolesterol lebih besar dibandingkan formula 1, tetapi secara
statistika kedua nilai tersebut tidak berbeda nyata pada nilai alfa (p>0.05).
Kata kunci: antikolesterol, formulasi jamu, ikan zebra, kadar kolesterol total
ABSTRACT
IRA PUSPITA ANDRIANA. New Jamu Formula for Anticholesterol Based on
Jamu Database Bioinformatics using Zebrafish as Animal Model. Supervised by
RUDI HERYANTO and FARIT MOCHAMAD AFENDI.
Jamu formulation is based on pharmacological activity of the constituents.
New jamu formula consisting of three supporting plants (analgesic, antibacterial,
and antiinflammatory) and the main plant becoming efficacy target
(anticholesterol). This new jamu was formulated using PLS (partial least square)
with R-Gui software version 2.15.2 generated formula consisting of a mixture of
Merremia mammosa tubers, leaves of Guazuma ulmifolia, Orthosiphon stamineus,
and Murraya paniculata as the main plant. The formula was tested on zebrafish.
The tested jamu formula were jamu formula 1 consisting of a mixture of the four
plants with main plant as the most component and formula 2 with the main plant
as single component. The total cholesterol average of zebrafish under normal
condition was 220 mg/dL (p>0.05), while on the hypercholesterolemia condition
was 272 mg/dL (p>0.05). After giving the extract for 7 days, formula 2 lowered
total cholesterol greater than that of the formula 1; however, those values were
not significantly different at the alpha value (p>0.05).
Keyword:
anticholesterol, jamu formulations, total cholesterol, zebrafish
FORMULASI JAMU BARU ANTIKOLESTEROL MELALUI
STUDI BIOINFORMATIKA PANGKALAN DATA JAMU
DENGAN IKAN ZEBRA SEBAGAI HEWAN MODEL
IRA PUSPITA ANDRIANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Formulasi Jamu Baru Antikolesterol Melalui Studi Bioinformatika
Pangkalan Data Jamu dengan Ikan Zebra sebagai Hewan Model
Nama
: Ira Puspita Andriana
NIM
: G44090117
Disetujui oleh
Rudi Heryanto, SSi, MSi
Pembimbing I
Dr Farit Mochamad Afendi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
kasih karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang
berjudul Formulasi Jamu Baru Antikolesterol Melalui Studi Bioinformatika
Pangkalan Data Jamu dengan Ikan Zebra sebagai Hewan Model ini dilaksanakan
mulai dari bulan April 2013 hingga November 2013.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Rudi Heryanto, SSi, MSi
dan Bapak Dr Farit M Afendi yang telah membimbing dan memberikan berbagai
solusi kepada penulis ketika menghadapi kendala dalam penelitian ini. Terima
kasih kepada Pak Eman, drh Aidell Fitri Rachmawati, dan Mifthami Ramah
Nurishmaya yang senantiasa membantu ketika melakukan penelitian di
Laboratorium Kimia Analitik dan Pusat Studi Biofarmaka IPB. Terakhir,
ungkapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada bapak, ibu, adik, serta
seluruh keluarga, atas doa dan dukungan yang diberikan kepada penulis.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Februari 2014
Ira Puspita Andriana
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
x
PENDAHULUAN
Latar Belakang
1
1
Tujuan Penelitian
3
Manfaat Penelitian
3
Ruang Lingkup Penelitian
3
METODE
Bahan
3
3
Alat
3
Prosedur Kerja
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Formulasi Jamu Baru sebagai Antikolesterol
Ekstrak Formulasi Jamu Baru
6
6
9
Ikan Zebra sebagai Model Antikolesterol
10
Efek Pemberian Ekstrak Jamu pada Ikan Zebra
13
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
15
15
15
16
18
23
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
Hasil prediksi kandidat formula jamu baru
Kandidat jamu terpilih
Kadar air simplisia kering tanaman herbal
Pengelompokan kondisi hiperkolesterolemia
kolesterol total darah
5 Rerata kadar kolesterol total
7
8
9
berdasarkan
kadar
11
13
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
Struktur Formula jamu berdasarkan aktivitas farmakologi
Distribusi jamu berdasarkan 9 kelompok khasiat
Ekstrak formula jamu 1 dan formula jamu 2
Zebrafish betina dan jantan
Kadar kolesterol total pada kondisi normal
Kadar koleterol total pada kondisi hiperkolesterolemia
Plot rerata kadar kolesterol total kondisi hiperkolesterolemia dan
normal pada α = 0.05
8 Kurva kadar kolesterol total setelah pemberian ekstrak FJ1 dan FJ2
pada hari ke-1 hingga ke-7
9 Perbandingan kadar kolesterol total dari empat kelompok perlakuan
setelah pemberian ekstrak jamu
1
2
10
10
11
12
12
14
14
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Bagan alir penelitian
Pangkalan data khasiat jamu
Contoh penggolongan tanaman berdasarkan aktivitas farmakologi
Contoh formulasi jamu menggunakan PLS
Desain komposisi formulasi jamu
Selisih penurunan kadar kolesterol total
18
19
20
21
21
22
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jamu merupakan salah satu alternatif pengobatan tradisional yang sudah
tidak asing lagi bagi masyarakat Indonesia. Masyarakat tidak hanya mengonsumsi
jamu untuk menyembuhkan rasa sakit, tetapi ada pula yang menggunakannya
sebagai langkah pencegahan sebelum menderita sakit. Jamu memiliki peranan
penting dalam pengobatan tradisional pada negara berkembang. Berkisar 70 - 80%
penduduk negara berkembang bergantung pada pengobatan tradisional (Mahady
2001). Jamu juga lebih aman untuk dikonsumsi karena relatif tidak beracun dan
mempunyai khasiat yang telah terbukti secara empiris sejak ribuan tahun lalu
(Winarno 1997). Efek samping yang kecil membuat jamu aman dikonsumsi dalam
jangka waktu yang panjang.
Formula jamu sampai saat ini hanya didasarkan pada pengetahuan nenek
moyang yang diwariskan secara turun-temurun dalam mengatasi suatu penyakit.
Belum ada bukti ilmiah mengenai pola keteraturan terkait formulasi jamu
layaknya obat tradisional cina (TCM), yang telah mempunyai sistem formulasi
jamu dengan pola keteraturan tertentu. Pengobatan tradisional cina ini didasarkan
pada konsep yin dan yang, yaitu penyelarasan atau keseimbangan dan
keharmonisan antara tubuh dan alam. Konsep penyelarasan ini ditentukan dengan
formulasi obat herbal yang terdiri atas tanaman herbal utama dan tanaman herbal
pendukung. Struktur keteraturan formula jamu TCM terdiri atas 4 tanaman herbal,
yaitu tanaman herbal imperial (kaisar) yang berperan sebagai tanaman utama,
tanaman herbal ministerial (menteri) berperan sebagai komponen yang
meningkatkan efek terapi tanaman utama, tanaman herbal assistant (asisten)
sebagai komponen yang menurunkan efek samping dari tanaman utama, dan
tanaman herbal servant (hamba) berperan sebagai komponen pendukung untuk
menjaga keharmonisan formula tersebut. Hipotesis yang dinyatakan oleh Pusat
Studi Biofarmaka (PSB) mengenai struktur formula jamu terlihat pada Gambar 1.
Tiga komposisi awal berperan sebagai tanaman pendukung, sedangkan komposisi
tanaman dengan karakteristik tertentu sesuai target yang diharapkan sebagai
tanaman utamanya.
Tumbuhan dengan
karakteristik target khasiat
Tumbuhan dengan
karakteristik antiradang
Tumbuhan dengan
karakteristik antibakteri
Tumbuhan dengan
karakteristik analgesik
Gambar 1 Struktur formula jamu berdasarkan aktivitas farmakologi
2
Formulasi dari beberapa tanaman herbal dapat memberikan informasi baru
terhadap peningkatan respons efek sinergis dibandingkan respons dari masingmasing komponen. Hal ini dibuktikan antara lain pada penelitian Adam et al.
(2006). Proliferasi sel prostat diatasi menggunakan 6 ekstrak tanaman herbal. Efek
terapi campuran ekstrak tanaman lebih baik dibandingkan dengan ekstrak tanaman
tunggal. Schmidt et al. (2007) meyakini bahwa campuran dari beberapa
komponen yang dihasilkan oleh tanaman dapat menjadi suatu aset yang berharga
dan sumber penting dalam penemuan obat baru, terutama pengembangan
kombinasi terapi obat.
Melalui studi bioinformatika yang dilakukan Afendi et al. (2010), diperoleh
keteraturan antara jenis jamu, khasiat jamu, dan jenis tanaman herbal. Penelitian
tersebut menunjukkan bahwa suatu jamu yang memiliki efek atau khasiat tertentu
mempunyai aktivitas farmakologis tertentu. Studi ini menunjukkan hasil bahwa
terdapat keteraturan dari beberapa aktivitas farmakologis yang dimiliki oleh
masing-masing efikasi jamu. Pola keteraturan tersebut memberikan struktur
formula jamu yang terdiri atas tiga jenis aktivitas pendukung dan satu aktivitas
utama seperti halnya pada TCM. Keempat tanaman tersebut akan diprediksikan
khasiatnya menggunakan PLS sesuai 9 kelompok khasiat pada Gambar 2.
Wound and skin infections (WND)
159
Respiratory diseases (RSP)
107
Pain/Inflammation (PIN)
311
Musculoskeletal and connective tissue…
Female reproductive organ problems (FML)
398
Gastrointestinal disorders (GST)
Disorders of mood and behavior (DMB)
22
Disorders of appetite (DOA)
249
Urinary related problems (URI)
72
0
200
400
840
980
600
800
1000
1200
Frekuensi Jamu
Gambar 2 Distribusi jamu berdasarkan 9 kelompok khasiat
Penelitian ini dilakukan untuk membuktikan kebenaran hipotesis bahwa
jamu memiliki pola keteraturan berdasarkan aktivitas farmakologinya secara
eksperimen. Harapannya ekstrak dari campuran empat tanaman memiliki efek
terapi yang lebih baik dibandingkan ekstrak tanaman tunggal. Pengujian efek
terapi jamu dilakukan di laboratorium menggunakan ikan zebra (Danio rerio)
sebagai model antikolesterol. Ikan zebra memiliki beberapa kelebihan antara lain
ukuran tubuh kecil, kemampuan reproduksinya tinggi, dan embrio transparan.
Selain itu sebagai hewan bertulang belakang, ikan zebra memiliki kesamaan
genetik dan psikologi dengan mamalia (Shin et al. 2012). Hal inilah yang
mendasari panggunaan ikan zebra sebagai model antikolesterol.
3
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membuat formula jamu baru melalui
pendekatan studi bioinformatika dan membuktikan khasiat formula jamu yang
memiliki pola keteraturan tertentu secara eksperimen.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan bisa memberikan informasi tentang efek terapi dari
campuran empat tanaman berdasarkan sifat farmakologinya dibandingkan dengan
efek terapi dari tanaman tunggal sebagai antikolesterol melalui studi
bioinformatika menggunakan ikan zebra (Danio rerio) sebagai organisme uji.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian terdiri dari dua tahap, yakni menentukan formula jamu sesuai
efikasinya sebagai tahap pertama dan membuat ramuan jamu menggunakan desain
eksperimental serta pengujian aktivitas sebagai tahap kedua.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada bulan April hingga November 2013 bertempat
di Laboratorium Kimia Analitik, Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor dan
Pusat Studi Biofarmaka, Institut Pertanian Bogor.
Bahan
Bahan baku yang digunakan adalah ekstrak daun kumis kucing, jati belanda,
kemuning, dan ekstrak umbi bidara upas yang diperoleh dari kebun biofarmaka,
Institut Pertanian Bogor, ikan zebra (Danio rerio) sebagai organisme uji,
alumunium foil, akuades, kuning telur ayam ras, larutan putih telur 10%(v/v), dan
heparin.
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah perangkat lunak R-Gui versi
2.15.2, erlenmeyer, hot plate, evaporator, freeze dryer, neraca analitik, oven,
akuarium, strip test Mission Ultra Chol, tabung eppendorf, pisau bedah, pipet
mikro.
Prosedur Kerja
Metode penelitian ini dilakukan dengan mengidentifikasi efikasi dari
formulasi beberapa tanaman herbal menggunakan perangkat lunak R-Gui versi
2.15.2. Perencanaan metode penelitian ini dapat dilihat pada diagram alir metode
percobaan (Lampiran 1).
4
Tahap I Penentuan formula jamu sesuai efikasinya
Sumber data
Data yang digunakan adalah data yang terdiri atas data jamu sejumlah 3138
jenis jamu dan 231 jenis tanaman herbal. Data tersebut merupakan data hasil
reduksi dari data jamu berjumlah 3138 jenis jamu yang terdaftar di Badan
Pengawasan Obat dan Makanan (BPOM) yang disertai dengan komposisi masingmasing jamu dari 465 jenis tanaman herbal.
Pemodelan dan formulasi jamu menggunakan software R-Gui versi 2.15.2
Material data yang telah direduksi diaplikasikan ke dalam software R untuk
analisis PCA terlebih dahulu. Setelah itu analisis dilanjutkan dengan model PLS.
Pemodelan ini digunakan sebagai data kalibrasi untuk memprediksikan efikasi
dari formula jamu baru yang akan ditentukan berdasarkan struktur pola
keteraturan yang telah dijelaskan sebelumnya. Pemodelan menggunakan
pangkalan data yang terdiri atas 3138 jenis jamu dan 231 jenis tanaman dengan
kode 1 untuk tanaman yang digunakan dan kode 0 untuk tanaman yang tidak
digunakan (Lampiran 2).
Pemilihan kandidat jamu dan prediksi khasiat
Tanaman herbal diklasifikasikan ke dalam 88 golongan berdasarkan
aktivitas famakologinya secara manual (Lampiran 3). Pemilihan kandidat jamu
dilakukan dengan memilih empat tanaman berdasarkan pada sifat farmakologi
yang sesuai dengan efikasi yang diinginkan. Tanaman yang dipilih diberi kode 1
(satu) sedangkan tanaman lain yang tidak dipilih diberi kode 0 (nol). Kemudian
data tersebut dimasukkan ke dalam model PLS yang telah dibuat sebelumnya.
Nilai efikasi terbesar dari komposisi campuran tanaman herbal merupakan efikasi
dari campuran tanaman.
Tahap II Membuat ramuan jamu dan pengujian aktivitas
Penyiapan sampel
Keempat tanaman terpilih dicuci hingga bersih dengan air yang mengalir
lalu dikeringkan di dalam oven dengan suhu 40-50 C hingga kadar airnya kurang
dari 10% kemudian sampel kering digiling dengan ukuran 40 mesh.
Penentuan Kadar Air
Penentuan kadar air dilakukan berdasarkan AOAC (2007). Cawan kosong
dikeringkan terlebih dahulu dalam oven dengan suhu 105 C selama 30 menit lalu
didinginkan dalam eksikator selama 15 menit. Sebanyak 2 gram simplisia
dimasukkan ke dalam cawan yang telah dikeringkan. Simplisia dimasukkan ke
dalam oven selama 5 jam pada suhu 105 C, dinginkan dalam eksikator selama 15
menit lalu timbang bobotnya. Prosedur ini dilakukan hingga bobot simplisia
konstan. Kadar air simplisia dapat dihitung dengan rumus.
% Kadar air =
Keterangan: a = bobot simplisia sebelum dikeringkan (g)
b = bobot simplisia setelah dikeringkan (g)
5
Membuat ramuan jamu
Masing-masing simplisia tanaman dicampurkan berdasarkan komposisi
yang telah dirancang menggunakan desain eksperimental dengan model mixture
dengan total bobot campuran simplisia sebesar 10 g. Perancangan formula
menggunakan Design Expert versi 8.0.7.1 dengan 4 level menggunakan model
mixture - optimum sehingga akan menghasilkan 20 bentuk formula. Dipilih 2
formula jamu dengan komposisi tanaman utama sebagai komponen tunggal dan
campuran dari keempat tanaman dengan tanaman utama sebagai komponen
terbanyak.
Ekstraksi tanaman herbal
Masing-masing simplisia dari tanaman herbal yang telah didapatkan dari
software R-Gui versi 2.15.2 yang memiliki khasiat sebagai antikolesterol
diekstrak menggunakan pelarut akuades. Simplisia sebanyak 10 g diekstraksi
menggunakan 300 mL akuades dengan cara penggodokkan hingga mendidih
sambil terus diaduk. Kemudian filtrat dipisahkan dari simplisia dan dipekatkan
menggunakan evaporator hingga pelarutnya hilang. Setelah itu dikeringdinginkan
menggunakan freeze dryer.
Penyiapan ikan zebra (Danio rerio) sebagai organisme uji
Disiapkan ikan zebra dewasa sebanyak 35 ekor dalam setiap akuarium
dengan usia 4 - 5 bulan. Ikan dikarantina selama 7 hari sebagai proses adaptasi
terhadap pakan yang akan diberikan kepada organisme uji. Terdapat 4 akuarium
dengan masing-masing sebagai kontrol positif, kontrol negatif, penambahan
ekstrak jamu formula 1, dan ekstrak jamu formula 2. Setelah 7 hari tahap adaptasi,
dilakukan pengukuran kadar kolesterol total darah sebagai kadar kolesterol
keadaan normal.
Peningkatan Kadar Kolesterol Total pada Organisme Uji
Ditimbang sebanyak 0.49 gram pakan ikan Tetrabits dan ditambahkan
rebusan kuning telur yang sudah dikeringdinginkan sebanyak 0.1 gram. Campuran
diaduk sambil disemprotkan larutan putih telur 10% (v/v) hingga kuning telur
menempel pada pakan ikan, kemudian dikeringudarakan di bawah sinar matahari.
Pemberian pakan dengan penempelan kuning telur diberikan selama 7 hari pada
masing-masing akuarium. Setelah itu, dilakukan pengukuran kadar kolesterol total
darah sebagai kadar kolesterol kondisi tidak normal (hiperkolesterolemia).
Pemberian Perlakuan Ekstrak Jamu pada Organisme Uji
Ditimbang sebanyak 0.35 gram pakan ikan Tetrabits dan ditambahkan
simvastatin (20 g/g pakan) sebagai kontrol positif, dan penambahan ekstrak jamu
formula 1 dan 2 masing-masing dengan perbandingan pakan dan ekstrak (2:1).
Kontrol negatif hanya diberikan pakan ikan Tetrabits tanpa penambahan apapun.
Pemberian perlakuan ini dilakukan selama 7 hari. Pengukuran kadar kolesterol
total dilakukan setiap hari mulai dari hari pertama hingga hari ketujuh.
Pengukuran Kadar Kolesterol Total Darah
Diambil 3 ekor ikan dari masing-masing perlakuan. Ikan dimasukkan ke
dalam wadah yang berisi air dan es batu untuk proses pemingsanan ikan. Bobot
6
ikan ditimbang di atas neraca lalu dipotong pada bagian ekor. Darah yang keluar
diambil menggunakan pipet mikro dan dimasukkan ke dalam tabung eppendorf
yang sudah berisi 0,05 mL heparin. Campuran darah dan heparin dihomogenkan
kemudian diukur menggunakan strip test MisionUltra Chol.
Analisis Data
Pengolahan data menggunakan Microsoft Excel dan SPSS versi 16 dengan
analisis rancangan acak lengkap (RAL) One-Way ANOVA pada tingkat
kepercayaan 95% dan jika terdapat perbedaan nyata pada hasil deskriptif
dilanjutkan dengan menggunakan uji Duncan. Uji beda nilai tengah (uji-t) juga
dilakukan untuk mengetahui efek pemberian kuning telur terhadap kadar
kolesterol total dalam darah dibandingkan kondisi normal. Selisih data setelah
pemberian ekstrak formula jamu pada hari ketujuh terhadap kondisi
hiperkolesterolemia diolah menggunakan ANCOVA untuk mengetahui pengaruh
pemberian formula jamu baru.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Formulasi Jamu Baru sebagai Antikolesterol
Efikasi jamu secara ilmiah ditentukan dengan pemodelan komposisi jamu
melalui perhitungan data statistik menggunakan 3 metode, yaitu regresi kuadrat
terkecil parsial (PLSR), koefisien multiways PLS, dan support vector machine
(SVM). Ketiga metode tersebut sangat berguna khususnya ketika peubah
prediktor yang akan digunakan dalam model jumlahnya sangat besar. Jumlah data
yang sangat besar antara jenis jamu dan jenis tanaman herbal akan menyebabkan
multikolinearitas sehingga regresi menjadi lebih tidak stabil. Oleh karena itu,
ketiga metode tersebut dipilih sebagai metode penentuan efikasi jamu dengan data
mining yang sangat besar, yaitu 3138 jenis jamu dengan 231 jenis tanaman herbal.
Model regresi linear dibuat terlebih dulu dengan metode PLS menggunakan
pangkalan data jamu yang telah dirancang oleh Afendi (2010) untuk mentukan
prediksi efikasi 50 formula jamu baru. Pemodelan tersebut memberikan
persamaan linear dengan nilai y sebagai khasiat jamu dan x sebagai tanaman
herbal. Prediksi khasiat formula jamu baru menggunakan metode PLS merupakan
hasil perkalian antara nilai koefisien dari regresi dan tanaman (nilai x). Hasil yang
diperoleh berupa nilai respons terhadap 9 khasiat (nilai y). Nilai respons khasiat
terbesar merupakan khasiat dari formula jamu baru tersebut (Lampiran 4).
Prediksi khasiat formula jamu baru dengan metode koefisien multiways PLS
(Afendi 2010), ditentukan hanya dengan menjumlahkan nilai koefisien dari
masing-masing tanaman berdasarkan aktivitas farmakologinya. Hasil dari metode
ini juga memberikan nilai respons terhadap 9 khasiat dengan nilai repon terbesar
sebagai khasiat dari formula jamu baru tersebut. Berbeda dengan kedua metode di
atas, metode SVM tidak memberikan nilai respons khasiat. Metode SVM
didasarkan pada pengelompokan data menggunakan data latih untuk membentuk
model. Data yang memiliki khasiat yang sama akan berkelompok pada daerah
7
komposisi tertentu. Kemudian data 50 formula jamu baru diuji ke dalam model
yang telah dibuat untuk ditentukan khasiatnya sesuai kelompok daerah
komposisinya. Daerah komposisi model yang terdekat dengan formula jamu baru
merupakan prediksi khasiatnya. Prediksi khasiat menggunakan metode SVM ini
dikembangkan dan dilakukan oleh Fitriawan (2013).
Lima puluh formula jamu baru dibuat secara manual dengan pemilihan
tanaman herbal sesuai aktivitas farmakologi yang diinginkan. Sebelumnya
dilakukan pengelompokkan tanaman herbal sesuai aktivitas farmakologinya.
Hanya 225 tanaman herbal dari 231 tanaman yang digolongkan ke dalam 88
golongan aktivitas farmakologinya untuk memudahkan pemilihan tanaman yang
akan digunakan. Formula jamu baru dibuat dengan mengambil 4 tanaman herbal
sesuai dengan hipotesis yang diajukan oleh PSB, yaitu yang memiliki aktivitas
farmakologi sebagai analgesik, antibakteri, dan antiradang sebagai tanaman
pendukung serta antikolesterol sebagai tanaman utama yang akan menjadi target
khasiat. Tanaman utama yang digunakan dipilih dari tanaman yang konsisten
muncul memiliki khasiat disorders of appetite (DOA). Menurut Afendi et al.
(2012), terdapat 30 tanaman yang konsisten sebagai DOA, salah satunya adalah
Murraya paniculata (kemuning). Khasiat DOA dipilih karena aktivitas
farmakologi antikolesterol merupakan salah satu aktivitas yang terdapat pada
khasiat DOA. Lima puluh formula jamu baru dibuat dengan kode biner, yaitu
angka 0 untuk tanaman herbal yang tidak dipilih dan angka 1 untuk tanaman
herbal yang dipilih. Prediksi khasiat dari 50 formula jamu baru menggunakan 3
metode di atas dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Hasil prediksi kandidat formula jamu baru
Kode jamu
Model PLS
Koefisien multiways
SVM
J001
J002
DOA
GST
DOA
DOA
DOA
DOA
J003
DOA
MSC
DOA
J004
DOA
PIN
GST
J005
DOA
MSC
DOA
J006
DOA
MSC
DOA
J007
DOA
WND
DOA
J008
DOA
MSC
DOA
J009
DOA
PIN
DOA
J010
DOA
MSC
GST
J011
DOA
WND
DOA
J012
DOA
FML
DOA
J013
DOA
URI
DOA
J014
DOA
FML
FML
J015
DOA
WND
DOA
J016
DOA
PIN
DOA
J017
DOA
URI
DOA
J018
GST
PIN
GST
J019
DOA
DOA
DOA
J020
DOA
RSP
DOA
J021
DOA
GST
GST
J022
FML
RSP
MSC
J023
FML
RSP
MSC
J024
FML
URI
URI
8
Tabel 1 Hasil prediksi kandidat formula jamu baru (lanjutan)
Kode jamu
Model PLS
Koefisien multiways
SVM
J025
DOA
DOA
DOA
J026
FML
MSC
FML
J027
GST
GST
GST
J028
FML
WND
GST
J029
PIN
MSC
MSC
J030
WND
WND
WND
J031
FML
WND
GST
J032
FML
MSC
FML
J033
FML
MSC
FML
J034
DOA
FML
DOA
J035
FML
FML
FML
J036
GST
GST
GST
J037
PIN
MSC
GST
J038
WND
WND
WND
J039
DOA
FML
DOA
J040
FML
FML
FML
J041
WND
PIN
WND
J042
GST
FML
GST
J043
WND
RSP
GST
J044
GST
GST
DOA
J045
DOA
MSC
DOA
J046
DOA
FML
DOA
J047
GST
GST
GST
J048
DOA
PIN
DOA
J049
MSC
GST
GST
J050
DOA
FML
DOA
Formula jamu baru yang memiliki khasiat DOA dengan ketiga metode
tersebut kemudian dipilih untuk diuji khasiatnya secara eksperimen. Terdapat 3
kandidat formulasi jamu baru yang berkhasiat DOA dengan ketiga metode
berdasarkan tabel di atas. Ketiga kandidat tersebut diurutkan berdasarkan
tingginya nilai respons khasiat (Tabel 2).
Tabel 2 Kandidat jamu terpilih
Jenis
jamu
J019
J025
J002
PLS perangkat lunak R-Gui versi
2.15.2
Efikasi
Nilai respons
DOA
0.6432544
DOA
0.5638838
DOA
0.5535415
Multiway
Efikasi
DOA
DOA
DOA
Nilai respons
0.470871
0.453912
0.015266
SVM
Efikasi
DOA
DOA
DOA
Berdasarkan tingginya nilai respons khasiat, formula jamu baru yang
terpilih adalah jamu dengan kode J019. Formula ini terdiri atas bidara upas, jati
belanda, kumis kucing, dan kemuning dengan perannya berturut-turut sebagai
analgesik, antibakteri, antiradang, dan antikolesterol. Selain nilai respons khasiat
yang tertinggi, pemilihan formula ini juga didasarkan pada ketersediaan bahan
yang mudah didapatkan.
9
Ekstrak Formulasi Jamu Baru
Formulasi jamu yang telah dipilih kemudian dirancang komposisinya
menggunakan Design Expert versi 8.0.7.1 dengan model mixture - optimum yang
menghasilkan 20 bentuk formula dengan berbagai komposisi (Lampiran 5). Akan
tetapi, karena keterbatasan pengujian, hanya digunakan formula dengan komposisi
campuran keempat tanaman dengan tanaman utama sebagai komponen terbanyak
(FJ1) dan formula dengan tanaman utama sebagai komponen tunggal (FJ2).
Keempat tanaman disiapkan dengan mengambil bagian tanaman yang akan
digunakan, yaitu bagian daun untuk tanaman jati belanda, kumis kucing, dan
kemuning, serta bagian umbi untuk bidara upas. Pemilihan bagian tanaman
mengacu pada pangkalan data Kanaya.naist.jp/ KNApSAcK_family/. Sebelum
diekstraksi, setiap bagian tanaman dibersihkan dan digiling dengan ukuran 40
mesh. Penggilingan bahan uji dilakukan untuk menyeragamkan ukuran bahan
supaya proses ekstraksi semakin efisien, karena semakin seragam ukuran bahan
uji, akan semakin mudah terjadi interaksi antara bahan uji dan pelarut.
Simplisia kering yang digunakan sebagai bahan pembuatan jamu ditentukan
kadar airnya terlebih dahulu. Bahan baku untuk pembuatan obat tradisional harus
memiliki kadar air 290
Jenis
Normal
Hiperkolesterolemia rendah
Hiperkolesterolemia sedang
Hiperkolesterolemia tinggi
Sumber: Grundy (1991)
Kadar kolesterol
total (mg/dL)
Data kadar kolesterol total darah pada kondisi normal diolah menggunakan
rancangan acak lengkap (RAL) untuk mengetahui keseragaman kadar kolesterol
total yang didapatkan pada setiap perlakuan yang dicobakan. Hasil perhitungan
menunjukkan bahwa kadar kolesterol total pada kontrol positif, negatif, formula
jamu 1, dan 2 tidak berbeda nyata atau dapat dikatakan seragam (Gambar 5).
Pakan yang diberikan pada kondisi normal sama untuk setiap akuarium sehingga
diharapkan rerata kadar kolesterol total yang diperoleh dari 3 ikan yang berbeda
juga sama. Rerata kadar kolesterol total dari keempat perlakuan pada kondisi
normal bernilai 220 mg/dL yang termasuk dalam jenis hiperkolesterolemia rendah
berdasarkan Tabel 4. Hasil yang diperoleh memperlihatkan bahwa pada kondisi
normal kadar kolesterol total ikan sudah di atas batas normal. Hal ini dapat
disebabkan oleh adanya kandungan lemak yang terdapat pada pakan standar
Tetrabits.
300
250
200
150
100
50
0
255a
221a
189a
Kontrol
positif
Kontrol
negatif
Formula
jamu 1
216a
Formula
jamu 2
Gambar 5 Kadar kolesterol total pada kondisi normal
12
Kemudian kadar kolesterol ikan ditingkatkan dengan pemberian pakan yang
dicampur dengan kuning telur ayam ras yang telah direbus. Pemberian campuran
pakan dengan kuning telur dilakukan 2 kali/hari selama 7 hari dengan
perbandingan pakan dan kuning telur (5:1) atau 20% (b/b). Perlakuan ini
dilakukan mulai hari ke-8 hingga ke-14 pada setiap akuarium. Hasil pengukuran
kadar kolesterol total pada kondisi hiperkolesterolemia dianalisis menggunakan
RAL untuk menguji keseragaman data. Hasil menunjukkan bahwa kadar
kolesterol total darah dari empat kelompok perlakuan pada kondisi
hiperkolesterolemia tidak berbeda nyata atau seragam (Gambar 6) dengan nilai
rerata sebesar 272 mg/dL. Kadar tersebut berdasarkan Tabel 4 termasuk dalam
jenis hiperkolesterolemia sedang.
Kadar kolesterol
total (mg/dL)
290
280
280a
275a
274a
270
260a
260
250
Kontrol
positif
Kontrol
negatif
Formula
jamu 1
Formula
jamu 2
Gambar 6 Kadar koleterol total pada kondisi hiperkolesterolemia
Rerata kadar kolesterol total kondisi hiperkolesterolemia lebih tinggi
dibandingkan kondisi normal. Hal ini membuktikan bahwa adanya pengaruh
pemberian kuning telur pada pakan ikan terhadap kadar kolesterol total.
Pernyataan ini diperkuat dengan pembuktian menggunakan Uji-t (Gambar 7).
Analisis RAL juga dilakukan untuk membandingkan kadar kolesterol total darah
pada kondisi normal dan hiperkolesterolemia. Hasil perhitungan data
menunjukkan bahwa kadar kolesterol total pada kedua kondisi tersebut berbeda
secara nyata dengan selang kepercayaan 95% yang dilanjutkan dengan uji Duncan
(Tabel 5).
350
Data
300
250
200
150
Hiperkolesterolemia
Normal
Gambar 7 Plot rerata kadar kolesterol total kondisi hiperkolesterolemia dan
normal pada α = 0.05
13
Tabel 5 Rerata kadar kolesterol total
Perlakuan
Kontrol positif
Kontrol negatif
Formula jamu 1
Formula jamu 2
Kadar kolesterol total (mg/dL)
Normal
Hiperkolesterolemia
a
255
275b
221a
260b
a
189
274b
216a
280b
Keterangan: perlakuan yang memiliki huruf yang sama tidak berbeda nyata pada α = 0,05
Efek Pemberian Ekstrak Jamu pada Ikan Zebra
Pemberian ekstrak formula jamu dilakukan mulai hari ke-15 hingga ke-21
dengan penambahan simvastatin (20 g/g pakan) sebagai kontrol positif,
penambahan ekstrak dengan perbandingan pakan dan ekstrak (2:1) masing-masing
untuk formula jamu 1 dan formula jamu 2, serta pakan standar tanpa penambahan
apapun sebagai kontrol negatif. Ikan diberi makan 2 kali/hari selama 7 hari. Kadar
kolesterol total diukur setiap hari mulai hari pertama hingga hari ketujuh setelah
pemberian ekstrak, menghasilkan nilai yang berfluktuasi. Hal ini disebabkan
karena individu yang digunakan sebagai organisme uji berbeda setiap harinya.
Hasil yang terlihat pada Gambar 8, menunjukkan seolah-olah terjadi peningkatan
kadar kolesterol total setelah pemberian ekstrak formula jamu 1 pada hari ke-2
dan formula jamu 2 hingga hari ke-3 yang seharusnya mengalami penurunan
setelah pemberian ekstrak jamu. Hal ini mungkin disebabkan karena individu
yang digunakan pada kondisi hiperkolesterolemia dengan kondisi pemberian
formula jamu berbeda sehingga kadar kolesterol awal ikan dan penurunan kadar
kolesterol tiap individu juga berbeda-beda. Kadar kolesterol total diukur dengan
bantuan heparin sebagai antikoagulan darah. Darah ikan sangat mudah mengalami
penggumpalan sehingga sulit untuk dianalisis. Penggunaan heparin dengan jumlah
yang sama dapat mengatasi masalah tersebut tetapi hal ini juga menjadi salah satu
galat sistematik karena jumlah darah dari tiap individu ikan yang berbeda
mengakibatkan konsentrasinya berbeda pula.
Setelah pemberian ekstrak selama 7 hari, rerata kadar kolesterol total
mengalami penurunan pada pemberian ekstrak formula jamu 2 jika dibandingkan
rerata kondisi hiperkolesterolemia. Selisih penurunan kadar kolesterol total pada
formula jamu 2 terhadap kondisi hiperkolesterolemia lebih besar daripada formula
jamu 1. Walaupun demikian, analasis data kadar kolesterol total ikan setelah 7
hari pemberian ekstrak menggunakan uji lanjut Duncan dengan SPSS versi 16
menunjukkan tidak ada perbedaan nyata antara formula jamu 1 dan formula jamu
2 (Gambar 9). Adanya penurunan kadar kolesterol total tersebut membuktikan
bahwa formulasi jamu baru yang dibuat memiliki khasiat sebagai antikolesterol.
Penurunan tersebut disebabkan oleh metabolit sekunder yang terdapat pada
tanaman herbal. Senyawa golongan flavonoid diketahui dapat menghambat
peningkatan kadar kolesterol total dengan mekanisme menghambat aktivitas
enzim HMG-KoA reduktase yang berperan penting dalam biosintesis kolesterol
(Havsteen 2002). Flavonoid juga dapat bertindak sebagai kofaktor enzim esterase
dan inhibitor absorpsi kolesterol makanan dengan menghambat pembentukan
misel sehingga penyerapan kolesterol terhambat (Olivera 2007). Selain itu,
saponin juga dapat menurunkan kadar kolesterol total dalam darah dengan
14
300
300
200
100
0
0
5
Hari
10
Kadar kolesterol
total (mg/dL)
Kadar kolesterol
total (mg/dL)
mengikat kolestrol sehingga menghambat penyerapan lemak dan menghambat
aktivitas lipase pankreas. Hasil yang diperoleh berbeda dengan hipotesis awal
yang menyebutkan bahwa campuran dari empat tanaman akan memiliki efek
terapi yang lebih baik dibandingkan tanaman tunggal karena campuran tanaman
dapat meningkatkan efek terapi jamu tersebut. Kondisi ini dapat disebabkan oleh
beberapa faktor, antara lain komposisi dari formula jamu tersebut. Efek terapi
jamu juga dipengaruhi oleh komposisi dari campuran empat tanaman. Komposisi
yang berbeda akan memberikan efek terapi yang berbeda pula. Penelitian ini
hanya menguji coba efek terapi dari dua komposisi formula jamu saja sehingga
belum dapat dikatakan bahwa formula jamu 1 tidak memiliki khasiat yang sama
atau tidak lebih baik dibandingkan komponen tunggal formula jamu 2. Diperlukan
pengujian lebih lanjut dengan komposisi yang berbeda untuk mendapatkan fakta
tersebut.
200
100
0
0
5
Hari
10
Gambar 8 Kurva kadar kolesterol total setelah pemberian ekstrak formula 1
(kiri) dan formula 2 (kanan) pada hari ke-1 hingga ke-7
284a
Kadar kolesterol total
(mg/dL)
300
250
276a
251a
234a
200
150
100
50
0
K+
KFJ1
Kelompok perlakuan
FJ2
Gambar 9 Perbandingan kadar kolesterol total dari empat kelompok
perlakuan setelah pemberian ekstrak jamu
Pemberian simvastatin sebagai kontrol positif terbukti dapat menurunkan
kadar kolesterol total dalam darah, terlihat dari selisih penurunan kadar kolesterol
total yang paling besar (Lampiran 6) tetapi tidak menunjukkan perbedaan yang
nyata dengan formula jamu 2 dalam penurunan kadar kolesterol total. Mekanisme
penurunan kadar kolesterol total dalam darah oleh simvastatin serupa dengan
15
flavonoid. Struktur simvastatin yang mirip dengan HMG-KoA mampu
menghambat aktivitas enzim HMG-KoA reduktase secara kompotetif pada proses
sintesis kolesterol di hati. Menurut Baek JS et al. (2012) penambahan simvastatin
juga tidak dapat diberikan langsung secara terlarut dalam media hidup ikan zebra
karena dalam dosis yang kecil pun, simvastatin terlarut dapat bersifat toksik bagi
ikan zebra. Oleh karena itu, pemberian simvastatin dilakukan dengan
mencampurkan simvastatin dengan pakan ikan. Hasil perhitungan statistik juga
menunjukkan bahwa ada perbedaan secara nyata antara perlakuan kontrol positif
dengan simvastatin dan kontrol negatif pada nilai alfa (p
STUDI BIOINFORMATIKA PANGKALAN DATA JAMU
DENGAN IKAN ZEBRA SEBAGAI HEWAN MODEL
IRA PUSPITA ANDRIANA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Formulasi Jamu Baru
Antikolesterol Melalui Studi Bioinformatika Pangkalan Data Jamu dengan Ikan
Zebra sebagai Hewan Model adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2014
Ira Puspita Andriana
NIM G44090117
ABSTRAK
IRA PUSPITA ANDRIANA. Formulasi Jamu Baru Antikolesterol Melalui Studi
Bioinformatika Pangkalan Data Jamu dengan Ikan Zebra sebagai Hewan Model.
Dibimbing oleh RUDI HERYANTO dan FARIT MOCHAMAD AFENDI.
Formulasi jamu berdasarkan pada aktivitas farmakologi penyusunnya.
Formula jamu baru ini terdiri atas 3 tanaman pendukung (analgesik, antibakteri,
dan antiradang) serta satu tanaman utama yang menjadi target khasiat
(antikolesterol). Formulasi jamu baru yang menggunakan metode PLS (partial
least square) dengan perangkat lunak R-Gui versi 2.15.2 menghasilkan formula
yang terdiri atas campuran umbi bidara upas, daun jati belanda, kumis kucing,
dan kemuning sebagai tanaman utama. Formula jamu diujikan terhadap ikan
zebra. Formula jamu yang diujikan, yaitu formula jamu 1 yang terdiri atas
campuran keempat tanaman dengan tanaman utama sebagai komponen terbanyak
dan formula jamu 2 dengan tanaman utama sebagai komponen tunggal. Rerata
kadar kolesterol total ikan zebra pada kondisi normal sebesar 220 mg/dL
(p>0.05), sedangkan pada kondisi hiperkolesterolemia sebesar 272 mg/dL
(p>0.05). Setelah pemberian ekstrak jamu selama 7 hari, formula 2 dapat
menurunkan kadar kolesterol lebih besar dibandingkan formula 1, tetapi secara
statistika kedua nilai tersebut tidak berbeda nyata pada nilai alfa (p>0.05).
Kata kunci: antikolesterol, formulasi jamu, ikan zebra, kadar kolesterol total
ABSTRACT
IRA PUSPITA ANDRIANA. New Jamu Formula for Anticholesterol Based on
Jamu Database Bioinformatics using Zebrafish as Animal Model. Supervised by
RUDI HERYANTO and FARIT MOCHAMAD AFENDI.
Jamu formulation is based on pharmacological activity of the constituents.
New jamu formula consisting of three supporting plants (analgesic, antibacterial,
and antiinflammatory) and the main plant becoming efficacy target
(anticholesterol). This new jamu was formulated using PLS (partial least square)
with R-Gui software version 2.15.2 generated formula consisting of a mixture of
Merremia mammosa tubers, leaves of Guazuma ulmifolia, Orthosiphon stamineus,
and Murraya paniculata as the main plant. The formula was tested on zebrafish.
The tested jamu formula were jamu formula 1 consisting of a mixture of the four
plants with main plant as the most component and formula 2 with the main plant
as single component. The total cholesterol average of zebrafish under normal
condition was 220 mg/dL (p>0.05), while on the hypercholesterolemia condition
was 272 mg/dL (p>0.05). After giving the extract for 7 days, formula 2 lowered
total cholesterol greater than that of the formula 1; however, those values were
not significantly different at the alpha value (p>0.05).
Keyword:
anticholesterol, jamu formulations, total cholesterol, zebrafish
FORMULASI JAMU BARU ANTIKOLESTEROL MELALUI
STUDI BIOINFORMATIKA PANGKALAN DATA JAMU
DENGAN IKAN ZEBRA SEBAGAI HEWAN MODEL
IRA PUSPITA ANDRIANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Formulasi Jamu Baru Antikolesterol Melalui Studi Bioinformatika
Pangkalan Data Jamu dengan Ikan Zebra sebagai Hewan Model
Nama
: Ira Puspita Andriana
NIM
: G44090117
Disetujui oleh
Rudi Heryanto, SSi, MSi
Pembimbing I
Dr Farit Mochamad Afendi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
kasih karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang
berjudul Formulasi Jamu Baru Antikolesterol Melalui Studi Bioinformatika
Pangkalan Data Jamu dengan Ikan Zebra sebagai Hewan Model ini dilaksanakan
mulai dari bulan April 2013 hingga November 2013.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Rudi Heryanto, SSi, MSi
dan Bapak Dr Farit M Afendi yang telah membimbing dan memberikan berbagai
solusi kepada penulis ketika menghadapi kendala dalam penelitian ini. Terima
kasih kepada Pak Eman, drh Aidell Fitri Rachmawati, dan Mifthami Ramah
Nurishmaya yang senantiasa membantu ketika melakukan penelitian di
Laboratorium Kimia Analitik dan Pusat Studi Biofarmaka IPB. Terakhir,
ungkapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada bapak, ibu, adik, serta
seluruh keluarga, atas doa dan dukungan yang diberikan kepada penulis.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Februari 2014
Ira Puspita Andriana
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
x
PENDAHULUAN
Latar Belakang
1
1
Tujuan Penelitian
3
Manfaat Penelitian
3
Ruang Lingkup Penelitian
3
METODE
Bahan
3
3
Alat
3
Prosedur Kerja
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Formulasi Jamu Baru sebagai Antikolesterol
Ekstrak Formulasi Jamu Baru
6
6
9
Ikan Zebra sebagai Model Antikolesterol
10
Efek Pemberian Ekstrak Jamu pada Ikan Zebra
13
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
15
15
15
16
18
23
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
Hasil prediksi kandidat formula jamu baru
Kandidat jamu terpilih
Kadar air simplisia kering tanaman herbal
Pengelompokan kondisi hiperkolesterolemia
kolesterol total darah
5 Rerata kadar kolesterol total
7
8
9
berdasarkan
kadar
11
13
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
Struktur Formula jamu berdasarkan aktivitas farmakologi
Distribusi jamu berdasarkan 9 kelompok khasiat
Ekstrak formula jamu 1 dan formula jamu 2
Zebrafish betina dan jantan
Kadar kolesterol total pada kondisi normal
Kadar koleterol total pada kondisi hiperkolesterolemia
Plot rerata kadar kolesterol total kondisi hiperkolesterolemia dan
normal pada α = 0.05
8 Kurva kadar kolesterol total setelah pemberian ekstrak FJ1 dan FJ2
pada hari ke-1 hingga ke-7
9 Perbandingan kadar kolesterol total dari empat kelompok perlakuan
setelah pemberian ekstrak jamu
1
2
10
10
11
12
12
14
14
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Bagan alir penelitian
Pangkalan data khasiat jamu
Contoh penggolongan tanaman berdasarkan aktivitas farmakologi
Contoh formulasi jamu menggunakan PLS
Desain komposisi formulasi jamu
Selisih penurunan kadar kolesterol total
18
19
20
21
21
22
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jamu merupakan salah satu alternatif pengobatan tradisional yang sudah
tidak asing lagi bagi masyarakat Indonesia. Masyarakat tidak hanya mengonsumsi
jamu untuk menyembuhkan rasa sakit, tetapi ada pula yang menggunakannya
sebagai langkah pencegahan sebelum menderita sakit. Jamu memiliki peranan
penting dalam pengobatan tradisional pada negara berkembang. Berkisar 70 - 80%
penduduk negara berkembang bergantung pada pengobatan tradisional (Mahady
2001). Jamu juga lebih aman untuk dikonsumsi karena relatif tidak beracun dan
mempunyai khasiat yang telah terbukti secara empiris sejak ribuan tahun lalu
(Winarno 1997). Efek samping yang kecil membuat jamu aman dikonsumsi dalam
jangka waktu yang panjang.
Formula jamu sampai saat ini hanya didasarkan pada pengetahuan nenek
moyang yang diwariskan secara turun-temurun dalam mengatasi suatu penyakit.
Belum ada bukti ilmiah mengenai pola keteraturan terkait formulasi jamu
layaknya obat tradisional cina (TCM), yang telah mempunyai sistem formulasi
jamu dengan pola keteraturan tertentu. Pengobatan tradisional cina ini didasarkan
pada konsep yin dan yang, yaitu penyelarasan atau keseimbangan dan
keharmonisan antara tubuh dan alam. Konsep penyelarasan ini ditentukan dengan
formulasi obat herbal yang terdiri atas tanaman herbal utama dan tanaman herbal
pendukung. Struktur keteraturan formula jamu TCM terdiri atas 4 tanaman herbal,
yaitu tanaman herbal imperial (kaisar) yang berperan sebagai tanaman utama,
tanaman herbal ministerial (menteri) berperan sebagai komponen yang
meningkatkan efek terapi tanaman utama, tanaman herbal assistant (asisten)
sebagai komponen yang menurunkan efek samping dari tanaman utama, dan
tanaman herbal servant (hamba) berperan sebagai komponen pendukung untuk
menjaga keharmonisan formula tersebut. Hipotesis yang dinyatakan oleh Pusat
Studi Biofarmaka (PSB) mengenai struktur formula jamu terlihat pada Gambar 1.
Tiga komposisi awal berperan sebagai tanaman pendukung, sedangkan komposisi
tanaman dengan karakteristik tertentu sesuai target yang diharapkan sebagai
tanaman utamanya.
Tumbuhan dengan
karakteristik target khasiat
Tumbuhan dengan
karakteristik antiradang
Tumbuhan dengan
karakteristik antibakteri
Tumbuhan dengan
karakteristik analgesik
Gambar 1 Struktur formula jamu berdasarkan aktivitas farmakologi
2
Formulasi dari beberapa tanaman herbal dapat memberikan informasi baru
terhadap peningkatan respons efek sinergis dibandingkan respons dari masingmasing komponen. Hal ini dibuktikan antara lain pada penelitian Adam et al.
(2006). Proliferasi sel prostat diatasi menggunakan 6 ekstrak tanaman herbal. Efek
terapi campuran ekstrak tanaman lebih baik dibandingkan dengan ekstrak tanaman
tunggal. Schmidt et al. (2007) meyakini bahwa campuran dari beberapa
komponen yang dihasilkan oleh tanaman dapat menjadi suatu aset yang berharga
dan sumber penting dalam penemuan obat baru, terutama pengembangan
kombinasi terapi obat.
Melalui studi bioinformatika yang dilakukan Afendi et al. (2010), diperoleh
keteraturan antara jenis jamu, khasiat jamu, dan jenis tanaman herbal. Penelitian
tersebut menunjukkan bahwa suatu jamu yang memiliki efek atau khasiat tertentu
mempunyai aktivitas farmakologis tertentu. Studi ini menunjukkan hasil bahwa
terdapat keteraturan dari beberapa aktivitas farmakologis yang dimiliki oleh
masing-masing efikasi jamu. Pola keteraturan tersebut memberikan struktur
formula jamu yang terdiri atas tiga jenis aktivitas pendukung dan satu aktivitas
utama seperti halnya pada TCM. Keempat tanaman tersebut akan diprediksikan
khasiatnya menggunakan PLS sesuai 9 kelompok khasiat pada Gambar 2.
Wound and skin infections (WND)
159
Respiratory diseases (RSP)
107
Pain/Inflammation (PIN)
311
Musculoskeletal and connective tissue…
Female reproductive organ problems (FML)
398
Gastrointestinal disorders (GST)
Disorders of mood and behavior (DMB)
22
Disorders of appetite (DOA)
249
Urinary related problems (URI)
72
0
200
400
840
980
600
800
1000
1200
Frekuensi Jamu
Gambar 2 Distribusi jamu berdasarkan 9 kelompok khasiat
Penelitian ini dilakukan untuk membuktikan kebenaran hipotesis bahwa
jamu memiliki pola keteraturan berdasarkan aktivitas farmakologinya secara
eksperimen. Harapannya ekstrak dari campuran empat tanaman memiliki efek
terapi yang lebih baik dibandingkan ekstrak tanaman tunggal. Pengujian efek
terapi jamu dilakukan di laboratorium menggunakan ikan zebra (Danio rerio)
sebagai model antikolesterol. Ikan zebra memiliki beberapa kelebihan antara lain
ukuran tubuh kecil, kemampuan reproduksinya tinggi, dan embrio transparan.
Selain itu sebagai hewan bertulang belakang, ikan zebra memiliki kesamaan
genetik dan psikologi dengan mamalia (Shin et al. 2012). Hal inilah yang
mendasari panggunaan ikan zebra sebagai model antikolesterol.
3
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membuat formula jamu baru melalui
pendekatan studi bioinformatika dan membuktikan khasiat formula jamu yang
memiliki pola keteraturan tertentu secara eksperimen.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan bisa memberikan informasi tentang efek terapi dari
campuran empat tanaman berdasarkan sifat farmakologinya dibandingkan dengan
efek terapi dari tanaman tunggal sebagai antikolesterol melalui studi
bioinformatika menggunakan ikan zebra (Danio rerio) sebagai organisme uji.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian terdiri dari dua tahap, yakni menentukan formula jamu sesuai
efikasinya sebagai tahap pertama dan membuat ramuan jamu menggunakan desain
eksperimental serta pengujian aktivitas sebagai tahap kedua.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada bulan April hingga November 2013 bertempat
di Laboratorium Kimia Analitik, Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor dan
Pusat Studi Biofarmaka, Institut Pertanian Bogor.
Bahan
Bahan baku yang digunakan adalah ekstrak daun kumis kucing, jati belanda,
kemuning, dan ekstrak umbi bidara upas yang diperoleh dari kebun biofarmaka,
Institut Pertanian Bogor, ikan zebra (Danio rerio) sebagai organisme uji,
alumunium foil, akuades, kuning telur ayam ras, larutan putih telur 10%(v/v), dan
heparin.
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah perangkat lunak R-Gui versi
2.15.2, erlenmeyer, hot plate, evaporator, freeze dryer, neraca analitik, oven,
akuarium, strip test Mission Ultra Chol, tabung eppendorf, pisau bedah, pipet
mikro.
Prosedur Kerja
Metode penelitian ini dilakukan dengan mengidentifikasi efikasi dari
formulasi beberapa tanaman herbal menggunakan perangkat lunak R-Gui versi
2.15.2. Perencanaan metode penelitian ini dapat dilihat pada diagram alir metode
percobaan (Lampiran 1).
4
Tahap I Penentuan formula jamu sesuai efikasinya
Sumber data
Data yang digunakan adalah data yang terdiri atas data jamu sejumlah 3138
jenis jamu dan 231 jenis tanaman herbal. Data tersebut merupakan data hasil
reduksi dari data jamu berjumlah 3138 jenis jamu yang terdaftar di Badan
Pengawasan Obat dan Makanan (BPOM) yang disertai dengan komposisi masingmasing jamu dari 465 jenis tanaman herbal.
Pemodelan dan formulasi jamu menggunakan software R-Gui versi 2.15.2
Material data yang telah direduksi diaplikasikan ke dalam software R untuk
analisis PCA terlebih dahulu. Setelah itu analisis dilanjutkan dengan model PLS.
Pemodelan ini digunakan sebagai data kalibrasi untuk memprediksikan efikasi
dari formula jamu baru yang akan ditentukan berdasarkan struktur pola
keteraturan yang telah dijelaskan sebelumnya. Pemodelan menggunakan
pangkalan data yang terdiri atas 3138 jenis jamu dan 231 jenis tanaman dengan
kode 1 untuk tanaman yang digunakan dan kode 0 untuk tanaman yang tidak
digunakan (Lampiran 2).
Pemilihan kandidat jamu dan prediksi khasiat
Tanaman herbal diklasifikasikan ke dalam 88 golongan berdasarkan
aktivitas famakologinya secara manual (Lampiran 3). Pemilihan kandidat jamu
dilakukan dengan memilih empat tanaman berdasarkan pada sifat farmakologi
yang sesuai dengan efikasi yang diinginkan. Tanaman yang dipilih diberi kode 1
(satu) sedangkan tanaman lain yang tidak dipilih diberi kode 0 (nol). Kemudian
data tersebut dimasukkan ke dalam model PLS yang telah dibuat sebelumnya.
Nilai efikasi terbesar dari komposisi campuran tanaman herbal merupakan efikasi
dari campuran tanaman.
Tahap II Membuat ramuan jamu dan pengujian aktivitas
Penyiapan sampel
Keempat tanaman terpilih dicuci hingga bersih dengan air yang mengalir
lalu dikeringkan di dalam oven dengan suhu 40-50 C hingga kadar airnya kurang
dari 10% kemudian sampel kering digiling dengan ukuran 40 mesh.
Penentuan Kadar Air
Penentuan kadar air dilakukan berdasarkan AOAC (2007). Cawan kosong
dikeringkan terlebih dahulu dalam oven dengan suhu 105 C selama 30 menit lalu
didinginkan dalam eksikator selama 15 menit. Sebanyak 2 gram simplisia
dimasukkan ke dalam cawan yang telah dikeringkan. Simplisia dimasukkan ke
dalam oven selama 5 jam pada suhu 105 C, dinginkan dalam eksikator selama 15
menit lalu timbang bobotnya. Prosedur ini dilakukan hingga bobot simplisia
konstan. Kadar air simplisia dapat dihitung dengan rumus.
% Kadar air =
Keterangan: a = bobot simplisia sebelum dikeringkan (g)
b = bobot simplisia setelah dikeringkan (g)
5
Membuat ramuan jamu
Masing-masing simplisia tanaman dicampurkan berdasarkan komposisi
yang telah dirancang menggunakan desain eksperimental dengan model mixture
dengan total bobot campuran simplisia sebesar 10 g. Perancangan formula
menggunakan Design Expert versi 8.0.7.1 dengan 4 level menggunakan model
mixture - optimum sehingga akan menghasilkan 20 bentuk formula. Dipilih 2
formula jamu dengan komposisi tanaman utama sebagai komponen tunggal dan
campuran dari keempat tanaman dengan tanaman utama sebagai komponen
terbanyak.
Ekstraksi tanaman herbal
Masing-masing simplisia dari tanaman herbal yang telah didapatkan dari
software R-Gui versi 2.15.2 yang memiliki khasiat sebagai antikolesterol
diekstrak menggunakan pelarut akuades. Simplisia sebanyak 10 g diekstraksi
menggunakan 300 mL akuades dengan cara penggodokkan hingga mendidih
sambil terus diaduk. Kemudian filtrat dipisahkan dari simplisia dan dipekatkan
menggunakan evaporator hingga pelarutnya hilang. Setelah itu dikeringdinginkan
menggunakan freeze dryer.
Penyiapan ikan zebra (Danio rerio) sebagai organisme uji
Disiapkan ikan zebra dewasa sebanyak 35 ekor dalam setiap akuarium
dengan usia 4 - 5 bulan. Ikan dikarantina selama 7 hari sebagai proses adaptasi
terhadap pakan yang akan diberikan kepada organisme uji. Terdapat 4 akuarium
dengan masing-masing sebagai kontrol positif, kontrol negatif, penambahan
ekstrak jamu formula 1, dan ekstrak jamu formula 2. Setelah 7 hari tahap adaptasi,
dilakukan pengukuran kadar kolesterol total darah sebagai kadar kolesterol
keadaan normal.
Peningkatan Kadar Kolesterol Total pada Organisme Uji
Ditimbang sebanyak 0.49 gram pakan ikan Tetrabits dan ditambahkan
rebusan kuning telur yang sudah dikeringdinginkan sebanyak 0.1 gram. Campuran
diaduk sambil disemprotkan larutan putih telur 10% (v/v) hingga kuning telur
menempel pada pakan ikan, kemudian dikeringudarakan di bawah sinar matahari.
Pemberian pakan dengan penempelan kuning telur diberikan selama 7 hari pada
masing-masing akuarium. Setelah itu, dilakukan pengukuran kadar kolesterol total
darah sebagai kadar kolesterol kondisi tidak normal (hiperkolesterolemia).
Pemberian Perlakuan Ekstrak Jamu pada Organisme Uji
Ditimbang sebanyak 0.35 gram pakan ikan Tetrabits dan ditambahkan
simvastatin (20 g/g pakan) sebagai kontrol positif, dan penambahan ekstrak jamu
formula 1 dan 2 masing-masing dengan perbandingan pakan dan ekstrak (2:1).
Kontrol negatif hanya diberikan pakan ikan Tetrabits tanpa penambahan apapun.
Pemberian perlakuan ini dilakukan selama 7 hari. Pengukuran kadar kolesterol
total dilakukan setiap hari mulai dari hari pertama hingga hari ketujuh.
Pengukuran Kadar Kolesterol Total Darah
Diambil 3 ekor ikan dari masing-masing perlakuan. Ikan dimasukkan ke
dalam wadah yang berisi air dan es batu untuk proses pemingsanan ikan. Bobot
6
ikan ditimbang di atas neraca lalu dipotong pada bagian ekor. Darah yang keluar
diambil menggunakan pipet mikro dan dimasukkan ke dalam tabung eppendorf
yang sudah berisi 0,05 mL heparin. Campuran darah dan heparin dihomogenkan
kemudian diukur menggunakan strip test MisionUltra Chol.
Analisis Data
Pengolahan data menggunakan Microsoft Excel dan SPSS versi 16 dengan
analisis rancangan acak lengkap (RAL) One-Way ANOVA pada tingkat
kepercayaan 95% dan jika terdapat perbedaan nyata pada hasil deskriptif
dilanjutkan dengan menggunakan uji Duncan. Uji beda nilai tengah (uji-t) juga
dilakukan untuk mengetahui efek pemberian kuning telur terhadap kadar
kolesterol total dalam darah dibandingkan kondisi normal. Selisih data setelah
pemberian ekstrak formula jamu pada hari ketujuh terhadap kondisi
hiperkolesterolemia diolah menggunakan ANCOVA untuk mengetahui pengaruh
pemberian formula jamu baru.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Formulasi Jamu Baru sebagai Antikolesterol
Efikasi jamu secara ilmiah ditentukan dengan pemodelan komposisi jamu
melalui perhitungan data statistik menggunakan 3 metode, yaitu regresi kuadrat
terkecil parsial (PLSR), koefisien multiways PLS, dan support vector machine
(SVM). Ketiga metode tersebut sangat berguna khususnya ketika peubah
prediktor yang akan digunakan dalam model jumlahnya sangat besar. Jumlah data
yang sangat besar antara jenis jamu dan jenis tanaman herbal akan menyebabkan
multikolinearitas sehingga regresi menjadi lebih tidak stabil. Oleh karena itu,
ketiga metode tersebut dipilih sebagai metode penentuan efikasi jamu dengan data
mining yang sangat besar, yaitu 3138 jenis jamu dengan 231 jenis tanaman herbal.
Model regresi linear dibuat terlebih dulu dengan metode PLS menggunakan
pangkalan data jamu yang telah dirancang oleh Afendi (2010) untuk mentukan
prediksi efikasi 50 formula jamu baru. Pemodelan tersebut memberikan
persamaan linear dengan nilai y sebagai khasiat jamu dan x sebagai tanaman
herbal. Prediksi khasiat formula jamu baru menggunakan metode PLS merupakan
hasil perkalian antara nilai koefisien dari regresi dan tanaman (nilai x). Hasil yang
diperoleh berupa nilai respons terhadap 9 khasiat (nilai y). Nilai respons khasiat
terbesar merupakan khasiat dari formula jamu baru tersebut (Lampiran 4).
Prediksi khasiat formula jamu baru dengan metode koefisien multiways PLS
(Afendi 2010), ditentukan hanya dengan menjumlahkan nilai koefisien dari
masing-masing tanaman berdasarkan aktivitas farmakologinya. Hasil dari metode
ini juga memberikan nilai respons terhadap 9 khasiat dengan nilai repon terbesar
sebagai khasiat dari formula jamu baru tersebut. Berbeda dengan kedua metode di
atas, metode SVM tidak memberikan nilai respons khasiat. Metode SVM
didasarkan pada pengelompokan data menggunakan data latih untuk membentuk
model. Data yang memiliki khasiat yang sama akan berkelompok pada daerah
7
komposisi tertentu. Kemudian data 50 formula jamu baru diuji ke dalam model
yang telah dibuat untuk ditentukan khasiatnya sesuai kelompok daerah
komposisinya. Daerah komposisi model yang terdekat dengan formula jamu baru
merupakan prediksi khasiatnya. Prediksi khasiat menggunakan metode SVM ini
dikembangkan dan dilakukan oleh Fitriawan (2013).
Lima puluh formula jamu baru dibuat secara manual dengan pemilihan
tanaman herbal sesuai aktivitas farmakologi yang diinginkan. Sebelumnya
dilakukan pengelompokkan tanaman herbal sesuai aktivitas farmakologinya.
Hanya 225 tanaman herbal dari 231 tanaman yang digolongkan ke dalam 88
golongan aktivitas farmakologinya untuk memudahkan pemilihan tanaman yang
akan digunakan. Formula jamu baru dibuat dengan mengambil 4 tanaman herbal
sesuai dengan hipotesis yang diajukan oleh PSB, yaitu yang memiliki aktivitas
farmakologi sebagai analgesik, antibakteri, dan antiradang sebagai tanaman
pendukung serta antikolesterol sebagai tanaman utama yang akan menjadi target
khasiat. Tanaman utama yang digunakan dipilih dari tanaman yang konsisten
muncul memiliki khasiat disorders of appetite (DOA). Menurut Afendi et al.
(2012), terdapat 30 tanaman yang konsisten sebagai DOA, salah satunya adalah
Murraya paniculata (kemuning). Khasiat DOA dipilih karena aktivitas
farmakologi antikolesterol merupakan salah satu aktivitas yang terdapat pada
khasiat DOA. Lima puluh formula jamu baru dibuat dengan kode biner, yaitu
angka 0 untuk tanaman herbal yang tidak dipilih dan angka 1 untuk tanaman
herbal yang dipilih. Prediksi khasiat dari 50 formula jamu baru menggunakan 3
metode di atas dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Hasil prediksi kandidat formula jamu baru
Kode jamu
Model PLS
Koefisien multiways
SVM
J001
J002
DOA
GST
DOA
DOA
DOA
DOA
J003
DOA
MSC
DOA
J004
DOA
PIN
GST
J005
DOA
MSC
DOA
J006
DOA
MSC
DOA
J007
DOA
WND
DOA
J008
DOA
MSC
DOA
J009
DOA
PIN
DOA
J010
DOA
MSC
GST
J011
DOA
WND
DOA
J012
DOA
FML
DOA
J013
DOA
URI
DOA
J014
DOA
FML
FML
J015
DOA
WND
DOA
J016
DOA
PIN
DOA
J017
DOA
URI
DOA
J018
GST
PIN
GST
J019
DOA
DOA
DOA
J020
DOA
RSP
DOA
J021
DOA
GST
GST
J022
FML
RSP
MSC
J023
FML
RSP
MSC
J024
FML
URI
URI
8
Tabel 1 Hasil prediksi kandidat formula jamu baru (lanjutan)
Kode jamu
Model PLS
Koefisien multiways
SVM
J025
DOA
DOA
DOA
J026
FML
MSC
FML
J027
GST
GST
GST
J028
FML
WND
GST
J029
PIN
MSC
MSC
J030
WND
WND
WND
J031
FML
WND
GST
J032
FML
MSC
FML
J033
FML
MSC
FML
J034
DOA
FML
DOA
J035
FML
FML
FML
J036
GST
GST
GST
J037
PIN
MSC
GST
J038
WND
WND
WND
J039
DOA
FML
DOA
J040
FML
FML
FML
J041
WND
PIN
WND
J042
GST
FML
GST
J043
WND
RSP
GST
J044
GST
GST
DOA
J045
DOA
MSC
DOA
J046
DOA
FML
DOA
J047
GST
GST
GST
J048
DOA
PIN
DOA
J049
MSC
GST
GST
J050
DOA
FML
DOA
Formula jamu baru yang memiliki khasiat DOA dengan ketiga metode
tersebut kemudian dipilih untuk diuji khasiatnya secara eksperimen. Terdapat 3
kandidat formulasi jamu baru yang berkhasiat DOA dengan ketiga metode
berdasarkan tabel di atas. Ketiga kandidat tersebut diurutkan berdasarkan
tingginya nilai respons khasiat (Tabel 2).
Tabel 2 Kandidat jamu terpilih
Jenis
jamu
J019
J025
J002
PLS perangkat lunak R-Gui versi
2.15.2
Efikasi
Nilai respons
DOA
0.6432544
DOA
0.5638838
DOA
0.5535415
Multiway
Efikasi
DOA
DOA
DOA
Nilai respons
0.470871
0.453912
0.015266
SVM
Efikasi
DOA
DOA
DOA
Berdasarkan tingginya nilai respons khasiat, formula jamu baru yang
terpilih adalah jamu dengan kode J019. Formula ini terdiri atas bidara upas, jati
belanda, kumis kucing, dan kemuning dengan perannya berturut-turut sebagai
analgesik, antibakteri, antiradang, dan antikolesterol. Selain nilai respons khasiat
yang tertinggi, pemilihan formula ini juga didasarkan pada ketersediaan bahan
yang mudah didapatkan.
9
Ekstrak Formulasi Jamu Baru
Formulasi jamu yang telah dipilih kemudian dirancang komposisinya
menggunakan Design Expert versi 8.0.7.1 dengan model mixture - optimum yang
menghasilkan 20 bentuk formula dengan berbagai komposisi (Lampiran 5). Akan
tetapi, karena keterbatasan pengujian, hanya digunakan formula dengan komposisi
campuran keempat tanaman dengan tanaman utama sebagai komponen terbanyak
(FJ1) dan formula dengan tanaman utama sebagai komponen tunggal (FJ2).
Keempat tanaman disiapkan dengan mengambil bagian tanaman yang akan
digunakan, yaitu bagian daun untuk tanaman jati belanda, kumis kucing, dan
kemuning, serta bagian umbi untuk bidara upas. Pemilihan bagian tanaman
mengacu pada pangkalan data Kanaya.naist.jp/ KNApSAcK_family/. Sebelum
diekstraksi, setiap bagian tanaman dibersihkan dan digiling dengan ukuran 40
mesh. Penggilingan bahan uji dilakukan untuk menyeragamkan ukuran bahan
supaya proses ekstraksi semakin efisien, karena semakin seragam ukuran bahan
uji, akan semakin mudah terjadi interaksi antara bahan uji dan pelarut.
Simplisia kering yang digunakan sebagai bahan pembuatan jamu ditentukan
kadar airnya terlebih dahulu. Bahan baku untuk pembuatan obat tradisional harus
memiliki kadar air 290
Jenis
Normal
Hiperkolesterolemia rendah
Hiperkolesterolemia sedang
Hiperkolesterolemia tinggi
Sumber: Grundy (1991)
Kadar kolesterol
total (mg/dL)
Data kadar kolesterol total darah pada kondisi normal diolah menggunakan
rancangan acak lengkap (RAL) untuk mengetahui keseragaman kadar kolesterol
total yang didapatkan pada setiap perlakuan yang dicobakan. Hasil perhitungan
menunjukkan bahwa kadar kolesterol total pada kontrol positif, negatif, formula
jamu 1, dan 2 tidak berbeda nyata atau dapat dikatakan seragam (Gambar 5).
Pakan yang diberikan pada kondisi normal sama untuk setiap akuarium sehingga
diharapkan rerata kadar kolesterol total yang diperoleh dari 3 ikan yang berbeda
juga sama. Rerata kadar kolesterol total dari keempat perlakuan pada kondisi
normal bernilai 220 mg/dL yang termasuk dalam jenis hiperkolesterolemia rendah
berdasarkan Tabel 4. Hasil yang diperoleh memperlihatkan bahwa pada kondisi
normal kadar kolesterol total ikan sudah di atas batas normal. Hal ini dapat
disebabkan oleh adanya kandungan lemak yang terdapat pada pakan standar
Tetrabits.
300
250
200
150
100
50
0
255a
221a
189a
Kontrol
positif
Kontrol
negatif
Formula
jamu 1
216a
Formula
jamu 2
Gambar 5 Kadar kolesterol total pada kondisi normal
12
Kemudian kadar kolesterol ikan ditingkatkan dengan pemberian pakan yang
dicampur dengan kuning telur ayam ras yang telah direbus. Pemberian campuran
pakan dengan kuning telur dilakukan 2 kali/hari selama 7 hari dengan
perbandingan pakan dan kuning telur (5:1) atau 20% (b/b). Perlakuan ini
dilakukan mulai hari ke-8 hingga ke-14 pada setiap akuarium. Hasil pengukuran
kadar kolesterol total pada kondisi hiperkolesterolemia dianalisis menggunakan
RAL untuk menguji keseragaman data. Hasil menunjukkan bahwa kadar
kolesterol total darah dari empat kelompok perlakuan pada kondisi
hiperkolesterolemia tidak berbeda nyata atau seragam (Gambar 6) dengan nilai
rerata sebesar 272 mg/dL. Kadar tersebut berdasarkan Tabel 4 termasuk dalam
jenis hiperkolesterolemia sedang.
Kadar kolesterol
total (mg/dL)
290
280
280a
275a
274a
270
260a
260
250
Kontrol
positif
Kontrol
negatif
Formula
jamu 1
Formula
jamu 2
Gambar 6 Kadar koleterol total pada kondisi hiperkolesterolemia
Rerata kadar kolesterol total kondisi hiperkolesterolemia lebih tinggi
dibandingkan kondisi normal. Hal ini membuktikan bahwa adanya pengaruh
pemberian kuning telur pada pakan ikan terhadap kadar kolesterol total.
Pernyataan ini diperkuat dengan pembuktian menggunakan Uji-t (Gambar 7).
Analisis RAL juga dilakukan untuk membandingkan kadar kolesterol total darah
pada kondisi normal dan hiperkolesterolemia. Hasil perhitungan data
menunjukkan bahwa kadar kolesterol total pada kedua kondisi tersebut berbeda
secara nyata dengan selang kepercayaan 95% yang dilanjutkan dengan uji Duncan
(Tabel 5).
350
Data
300
250
200
150
Hiperkolesterolemia
Normal
Gambar 7 Plot rerata kadar kolesterol total kondisi hiperkolesterolemia dan
normal pada α = 0.05
13
Tabel 5 Rerata kadar kolesterol total
Perlakuan
Kontrol positif
Kontrol negatif
Formula jamu 1
Formula jamu 2
Kadar kolesterol total (mg/dL)
Normal
Hiperkolesterolemia
a
255
275b
221a
260b
a
189
274b
216a
280b
Keterangan: perlakuan yang memiliki huruf yang sama tidak berbeda nyata pada α = 0,05
Efek Pemberian Ekstrak Jamu pada Ikan Zebra
Pemberian ekstrak formula jamu dilakukan mulai hari ke-15 hingga ke-21
dengan penambahan simvastatin (20 g/g pakan) sebagai kontrol positif,
penambahan ekstrak dengan perbandingan pakan dan ekstrak (2:1) masing-masing
untuk formula jamu 1 dan formula jamu 2, serta pakan standar tanpa penambahan
apapun sebagai kontrol negatif. Ikan diberi makan 2 kali/hari selama 7 hari. Kadar
kolesterol total diukur setiap hari mulai hari pertama hingga hari ketujuh setelah
pemberian ekstrak, menghasilkan nilai yang berfluktuasi. Hal ini disebabkan
karena individu yang digunakan sebagai organisme uji berbeda setiap harinya.
Hasil yang terlihat pada Gambar 8, menunjukkan seolah-olah terjadi peningkatan
kadar kolesterol total setelah pemberian ekstrak formula jamu 1 pada hari ke-2
dan formula jamu 2 hingga hari ke-3 yang seharusnya mengalami penurunan
setelah pemberian ekstrak jamu. Hal ini mungkin disebabkan karena individu
yang digunakan pada kondisi hiperkolesterolemia dengan kondisi pemberian
formula jamu berbeda sehingga kadar kolesterol awal ikan dan penurunan kadar
kolesterol tiap individu juga berbeda-beda. Kadar kolesterol total diukur dengan
bantuan heparin sebagai antikoagulan darah. Darah ikan sangat mudah mengalami
penggumpalan sehingga sulit untuk dianalisis. Penggunaan heparin dengan jumlah
yang sama dapat mengatasi masalah tersebut tetapi hal ini juga menjadi salah satu
galat sistematik karena jumlah darah dari tiap individu ikan yang berbeda
mengakibatkan konsentrasinya berbeda pula.
Setelah pemberian ekstrak selama 7 hari, rerata kadar kolesterol total
mengalami penurunan pada pemberian ekstrak formula jamu 2 jika dibandingkan
rerata kondisi hiperkolesterolemia. Selisih penurunan kadar kolesterol total pada
formula jamu 2 terhadap kondisi hiperkolesterolemia lebih besar daripada formula
jamu 1. Walaupun demikian, analasis data kadar kolesterol total ikan setelah 7
hari pemberian ekstrak menggunakan uji lanjut Duncan dengan SPSS versi 16
menunjukkan tidak ada perbedaan nyata antara formula jamu 1 dan formula jamu
2 (Gambar 9). Adanya penurunan kadar kolesterol total tersebut membuktikan
bahwa formulasi jamu baru yang dibuat memiliki khasiat sebagai antikolesterol.
Penurunan tersebut disebabkan oleh metabolit sekunder yang terdapat pada
tanaman herbal. Senyawa golongan flavonoid diketahui dapat menghambat
peningkatan kadar kolesterol total dengan mekanisme menghambat aktivitas
enzim HMG-KoA reduktase yang berperan penting dalam biosintesis kolesterol
(Havsteen 2002). Flavonoid juga dapat bertindak sebagai kofaktor enzim esterase
dan inhibitor absorpsi kolesterol makanan dengan menghambat pembentukan
misel sehingga penyerapan kolesterol terhambat (Olivera 2007). Selain itu,
saponin juga dapat menurunkan kadar kolesterol total dalam darah dengan
14
300
300
200
100
0
0
5
Hari
10
Kadar kolesterol
total (mg/dL)
Kadar kolesterol
total (mg/dL)
mengikat kolestrol sehingga menghambat penyerapan lemak dan menghambat
aktivitas lipase pankreas. Hasil yang diperoleh berbeda dengan hipotesis awal
yang menyebutkan bahwa campuran dari empat tanaman akan memiliki efek
terapi yang lebih baik dibandingkan tanaman tunggal karena campuran tanaman
dapat meningkatkan efek terapi jamu tersebut. Kondisi ini dapat disebabkan oleh
beberapa faktor, antara lain komposisi dari formula jamu tersebut. Efek terapi
jamu juga dipengaruhi oleh komposisi dari campuran empat tanaman. Komposisi
yang berbeda akan memberikan efek terapi yang berbeda pula. Penelitian ini
hanya menguji coba efek terapi dari dua komposisi formula jamu saja sehingga
belum dapat dikatakan bahwa formula jamu 1 tidak memiliki khasiat yang sama
atau tidak lebih baik dibandingkan komponen tunggal formula jamu 2. Diperlukan
pengujian lebih lanjut dengan komposisi yang berbeda untuk mendapatkan fakta
tersebut.
200
100
0
0
5
Hari
10
Gambar 8 Kurva kadar kolesterol total setelah pemberian ekstrak formula 1
(kiri) dan formula 2 (kanan) pada hari ke-1 hingga ke-7
284a
Kadar kolesterol total
(mg/dL)
300
250
276a
251a
234a
200
150
100
50
0
K+
KFJ1
Kelompok perlakuan
FJ2
Gambar 9 Perbandingan kadar kolesterol total dari empat kelompok
perlakuan setelah pemberian ekstrak jamu
Pemberian simvastatin sebagai kontrol positif terbukti dapat menurunkan
kadar kolesterol total dalam darah, terlihat dari selisih penurunan kadar kolesterol
total yang paling besar (Lampiran 6) tetapi tidak menunjukkan perbedaan yang
nyata dengan formula jamu 2 dalam penurunan kadar kolesterol total. Mekanisme
penurunan kadar kolesterol total dalam darah oleh simvastatin serupa dengan
15
flavonoid. Struktur simvastatin yang mirip dengan HMG-KoA mampu
menghambat aktivitas enzim HMG-KoA reduktase secara kompotetif pada proses
sintesis kolesterol di hati. Menurut Baek JS et al. (2012) penambahan simvastatin
juga tidak dapat diberikan langsung secara terlarut dalam media hidup ikan zebra
karena dalam dosis yang kecil pun, simvastatin terlarut dapat bersifat toksik bagi
ikan zebra. Oleh karena itu, pemberian simvastatin dilakukan dengan
mencampurkan simvastatin dengan pakan ikan. Hasil perhitungan statistik juga
menunjukkan bahwa ada perbedaan secara nyata antara perlakuan kontrol positif
dengan simvastatin dan kontrol negatif pada nilai alfa (p