Aktivitas antihiperglikemik minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing pada mencit hiperglikemik yang diinduksi dengan Streptozotocin
AKTIVITAS ANTIHIPERGLIKEMIK
MINUMAN FUNGSIONAL BERBASIS EKSTRAK
DAUN KUMIS KUCING (Orthosiphon aristatus BI.Miq)
PADA MENCIT HIPERGLIKEMIK
YANG DIINDUKSI DENGAN STREPTOZOTOCIN
SUSI INDARIANI
PROGRAM STUDI ILMU PANGAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Aktivitas Antihiperglikemik
Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing (Orthosiphon
aristatus BI.Miq) pada Mencit Diabetes yang Diinduksi dengan Streptozotocin
adalah 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 tesis ini.
Bogor, April 2011
Susi Indariani
NIM. F 251080071
ABSTRACT
SUSI INDARIANI. Antihyperglycemic Activities of Functional Drink Based
on Java Tea (Orthosiphon aristatus BI. Miq) in Streptozotocin Induced
Diabetic Mice. Under directions of C.HANNY WIJAYA and MIN
RAHMINIWATI.
Diabetes is a group of diseases marked by high levels of blood glucose
resulting from defects in insulin production, insulin action, or both. Diabetes can
lead to serious complications and premature death. Antioxidant compounds in
functional drinks such as flavonoid may offer some protection against the early
stage of diabetic mellitus and the development of complications.
The objective of this study was to investigate the antihyperglycemic effects
of functional drinks based on java tea with different variety of java tea (white and
purple flowers) and addition ginger extract in functional drink formulas on
streptozotocin induced diabetic mice. These results indicated that the
administration of functional drinks thats added java tea with white flowers and
ginger extracts in diabetic mice can inhibit a more stable the increasing of blood
glucose level and its can inhibited the rate of pancreatic beta cells damage. TLC
profile and HPLC analysis show that the bioactive compounds in the extract
ingredient are sinensetin, 6-gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol, 6-shogaol,
curcumin, desmethoxycurcumin, brazilin, hesperidin and naringin.
Keywords : antihyperglycemic, functional drinks, java tea, streptozotocin
RINGKASAN
SUSI INDARIANI. Aktivitas Antihiperglikemik Minuman Fungsional Berbasis
Ekstrak Daun Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus BI. Miq) pada Mencit
Hiperglikemik yang Diinduksi dengan Streptozotocin. Dibimbing oleh C.
HANNY WIJAYA dan MIN RAHMINIWATI.
Diabetes melitus adalah sebuah penyakit sindrom metabolik yang
dikarakterisasi dengan keadaan hiperglikemik akibat pankreas tidak dapat
memproduksi insulin dalam jumlah cukup, atau tubuh tidak dapat menggunakan
insulin yang telah dihasilkan secara efektif. Penanganan yang terlambat terhadap
penyakit tersebut, akan menimbulkan beberapa komplikasi bahkan dapat
menyebabkan kematian dini. Kematian akibat diabetes di dunia pada tahun 2000
mencapai 2.9 juta jiwa, sedangkan jumlah penderita diabetes di dunia,
diperkirakan meningkat dari 171 juta jiwa pada tahun 2000 menjadi 366 juta jiwa
pada tahun 2030.
Fenomena saat ini menunjukkan bahwa semakin banyak konsumen yang
cenderung kembali ke alam, back to nature, termasuk dalam penggunaan obatobat hipoglikemik. Terdapat banyak spesies tanaman obat yang telah
dimanfaatkan untuk menangani berbagai gejala diabetes dan sebagian dari
tanaman tersebut telah dibuktikan secara ilmiah mempunyai kemampuan
antihiperglikemik. Salah satu bentuk pemanfaatan tanaman-tanaman obat tersebut
diantaranya adalah dengan memformulasikannya dalam bentuk minuman
fungsional berbasis herbal.
Penelitian yang dilakukan oleh Diana (2010), menunjukkan bahwa formula
minuman fungsional berbasis kumis kucing mampu meningkatkan penyerapan
glukosa oleh sel-sel pada diafragma mencit secara ex vivo. Kemampuan minuman
dalam meningkatkan penyerapan glukosa pada sel diafragma mencit diduga
diperoleh dari jahe gajah dan jeruk purut, sehingga formula minuman ini
berpotensi dalam menurunkan kadar glukosa darah yang tinggi.
Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap tanaman-tanaman yang
digunakan dalam formula minuman, dalam bentuk ekstrak tunggalnya,
menunjukkan adanya aktivitas antihiperglikemik secara in vivo, akan tetapi belum
ada penelitian yang mempelajari kemampuan antihiperglikemik dari suatu
formula minuman yang mengandung campuran ekstrak tanaman tersebut. Selain
itu, belum ada penelitian mengenai pengaruh perbedaan jenis kumis kucing, yaitu
kumis kucing berbunga ungu dan kumis kucing berbunga putih, yang digunakan
dalam formulasi minuman terhadap kemampuan formula minuman tersebut dalam
meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma serta pengaruh penambahan
ekstrak jahe pada formula minuman terhadap aktivitas antihiperglikemik secara in
vivo, karena pada uji in vitro menunjukkan bahwa ekstrak jahe cenderung tidak
memiliki aktivitas inhibisi terhadap enzim glukosidase. Oleh karena itu dalam
penelitian ini akan diujicobakan formula minuman fungsional berbasis kumis
kucing dengan perbedaan jenis kumis kucing dan perbedaan jenis formula
minuman pada mencit hiperglikemik yang diinduksi dengan streptozotocin dosis
rendah secara berulang.
Tujuan utama penelitian ini adalah menentukan jenis tanaman kumis kucing
terbaik yang dapat meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma mencit
dan mempelajari kemampuan antihiperglikemik minuman fungsional berbasis
kumis kucing secara in vivo pada mencit diabetes yang diinduksi dengan
streptozotocin dengan dosis rendah secara berulang. Pada penelitian ini juga
dipelajari karakteristik ekstrak sebagai ingredien dalam minuman dan
karakteristik minumannya, kandungan senyawa bioaktif yang diduga berperan
sebagai senyawa penciri, dan stabilitas minuman selama penyimpanan dalam
refrigerator.
Pada tahap awal penelitian, dilakukan pengujian aktivitas antioksidan,
analisis kadar total fenol dari masing-masing ekstrak serta formula minuman serta
kandungan senyawa bioaktif pada masing-masing ekstrak. Analisis stabilitas
minuman selama penyimpanan dilakuan dengan mempelajari perubahan aktivitas
antioksidan dan perubahan derajat warna minuman. Pengujian penyerapan
glukosa oleh sel diafragma mencit secara ex vivo dilakukan untuk menentukan
formula minuman dengan jenis tanaman kumis kucing yang memiliki aktivitas
paling baik. Pengujian antihiperglikemik dilakukan melalui 2 tahap pengujian,
yaitu pengujian antihiperglikemik sesaat untuk menentukan konsentrasi total
ingredien dalam formula minuman yang bersifat antihiperglikemik pada mencit
normal. Konsentrasi total ingredien dalam formula minuman yang diuji adalah 1,
4 dan 16 kali. Konsentrasi minuman terbaik selanjutnya digunakan untuk
pengujian antihiperglikemik secara in vivo pada mencit diabetes yang diinduksi
dengan streptozotocin dosis rendah berulang. Pada pengujian tersebut digunakan 2
jenis formula minuman yaitu formula minuman dengan dan tanpa penambahan
ekstrak jahe.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa ekstrak daun kumis kucing
berbunga putih memiliki aktivitas antioksidan dan kadar total fenol yang lebih
tinggi dibandingkan dengan daun kumis kucing berbunga ungu. Profil
kromatografi lapis tipis menunjukkan bahwa ekstrak daun kumis kucing
mengandung senyawa sinensetin, ekstrak rimpang temulawak mengandung
kurkumin dan demetoksikurkumin, ekstrak kayu secang mengandung brazilin,
ekstrak rimpang jahe mengandung gingerol, ekstrak buah jeruk purut dan buah
jeruk nipis mengandung hesperidin. Demikian juga dengan hasil kromatografi
cairan kinerja tinggi menunjukkan kandungan senyawa bioaktif yang sama, akan
tetapi pada ekstrak buah jeruk purut terdeteksi adanya senyawa naringin.
Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, senyawasenyawa bioaktif tersebut telah terbukti memiliki aktivitas antihiperglikemik,
sehingga pencampuran ekstrak-ekstrak tersebut menjadi suatu formula minuman
diduga memiliki aktivitas antihiperglikemik.
Stabilitas sampel minuman sangat dipengaruhi oleh kondisi pengemasan dan
penyimpanan yang ditandai dengan perubahan aktivitas antioksidan dan
perubahan warna minuman selama penyimpanan. Penyimpanan minuman
fungsional berbasis kumis kucing yang dikemas menggunakan botol coklat
bertutup, pada suhu refrigerator selama 21 hari penyimpanan, dapat
mempertahankan aktivitas antioksidan minuman sebesar 70.03 % dan dapat
dikarakteristik dengan adanya perubahan warna. Hasil pengamatan menunjukkan
bahwa terjadi perubahan warna minuman selama penyimpanan 21 hari, dimana
nilai ˚Hue dan Nilai L (derajat kecerahan) minuman mengalami peningkatan
sedangkan nilai a dan b minuman mengalami penurunan. Warna minuman
mengalami perubahan dari warna kuning kehijauan dengan derajat kecerahan
lebih tinggi menjadi berwarna kuning kehijauan dengan derajat kecerahan
semakin putih atau pudar warnanya selama penyimpanan. Untuk menjaga
stabilitas minuman perlu dilakukan perbaikan teknik pengolahan, pengemasan dan
penyimpanan yang lebih baik seperti menggunakan teknik UHT (Ultra High
Temperature), HTST (High Temperature Short Time), serta pengemasan
menggunakan Tetrapack atau pengemasan vakum. Minuman yang diformulasi
dengan penambahan ekstrak daun kumis kucing berbunga putih memiliki potensi
meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma sebesar 54.81 % dan 58.07
%, aktivitas antioksidan sebesar 726.818 ppm AEAC/ml dan 733.292 ppm
AEAC/ml serta kandungan total fenol sebesar 440.157 ppm GAE/ml dan 474.184
ppm GAE/ml, lebih tinggi dibandingkan dengan minuman yang diformulasi
dengan penambahan ekstrak daun kumis kucing berbunga ungu.
Pada pengujian aktivitas antihiperglikemik sesaat menggunakan mencit
normal yang diinduksi dengan pemberian glukosa, diperoleh bahwa minuman
dengan konsentrasi total ingredien 16 kali dari formula awal dapat menurunkan
kadar glukosa darah lebih baik dibandingkan dengan minuman pada konsentrasi 1
dan 4 kali formula. Perbedaan kemampuan aktivitas antihiperglikemik sesaat
tersebut dipengaruhi oleh kemampuan aktivitas antioksidan dan kadar total fenol
pada masing-masing konsentrasi total ingredien minuman.
Pengujian aktivitas antihiperglikemik pada mencit diabetes yang diinduksi
dengan streptozotocin menggunakan formula minuman dengan konsentrasi 16 kali
total ingredien dalam minuman, terdiri dari 2 jenis formula minuman yaitu
minuman yang mengandung ekstrak jahe dan minuman yang tidak mengandung
ekstrak jahe. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa minuman yang diformulasi
dengan penambahan ekstrak jahe memiliki aktivitas antihiperglikemik yang lebih
stabil daripada minuman yang diformulasi tanpa penambahan ekstrak jahe dengan
kemampuan menghambat kenaikan kadar glukosa darah sebesar 65.83 %. Ekstrak
jahe dapat meningkatkan sensitivitas insulin terhadap glukosa sehingga dapat
menstabilkan penyerapan glukosa dari saluran darah ke sel tubuh.
Kerusakan sel β pankreas diamati berdasarkan reaksi positif terhadap
pewarnaan dengan metode imunohistokimia anti insulin yang ditandai dengan
terbentuknya warna coklat. Kemampuan antara minuman yang diformulasi
dengan atau tanpa penambahan jahe dan kemampuan insulin dalam menekan
kerusakan sel β pankreas tidak berbeda secara signifikan (p < 0.05). Minuman
fungsional berbasis kumis kucing yang diformulasi dengan menggunakan ekstrak
kumis kucing berbunga putih, jahe, secang, temulawak, jeruk purut dan jeruk
nipis, memiliki aktivitas antihiperglikemik yang lebih baik daripada formula
minuman lainnya dan mampu menekan kerusakan sel β lebih lanjut.
Kata
Kunci
: antihiperglikemik,
streptozotocin
minuman
fungsional,
kumis
kucing,
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1.
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber.
a.
Pengutipan
hanya
untuk
kepentingan
pendidikan,
penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
AKTIVITAS ANTIHIPERGLIKEMIK
MINUMAN FUNGSIONAL BERBASIS EKSTRAK DAUN
KUMIS KUCING (Orthosiphon aristatus BI.Miq)
PADA MENCIT HIPERGLIKEMIK YANG DIINDUKSI
DENGAN STREPTOZOTOCIN
SUSI INDARIANI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Hj. Endang Prangdimurti, MSi.
Judul Tesis
: Aktivitas Antihiperglikemik Minuman Fungsional Berbasis
Ekstrak Daun Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus BI. Miq)
pada
Mencit
Hiperglikemik
yang
Diinduksi
dengan
Streptozotocin
Nama
: Susi Indariani
NRP
: F251080071
Disetujui
Komisi Pembimbing,
Prof. Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, M.Agr
drh. Min Rahminiwati, M.S., Ph.D
Ketua
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian : 5 April 2011
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2010 ini ialah antihiperglikemik,
dengan judul Aktivitas Antihiperglikemik Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak
Daun Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus BI. Miq) pada Mencit Hiperglikemik
yang Diinduksi dengan Streptozotocin.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Prof. Dr. Ir. C. Hanny Wijaya,
M.Agr. dan Ibu drh. Min Rahminiwati, M.S., Ph.D. selaku pembimbing serta Ibu
Dr. Ir. Endang Prangdimurti selaku dosen penguji. Penulis juga menyampaikan
terima kasih kepada drh. M. Wien Winarno (Pusat Biomedis dan Teknologi Dasar
Kesehatan Badan Litbangkes Depkes RI) yang telah banyak memberikan saran.
Di samping itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Prof. Dr. Ir.
Latifah K. Darusman, M.S., PhD. beserta seluruh staf Pusat Studi Biofarmaka, Ibu
drh. Eko Handharyani beserta staf Laboratorium Histopatologi Departemen KRP
FKH, seluruh staf Laboratorium Fisiologi dan Laboratorium Farmakologi
Departemen AFF FKH atas bantuan yang telah diberikan, serta program BPPS
dan proyek penelitian HIKOM yang telah membantu penulis dalam melaksanakan
studi dan penelitian tesis.
Ungkapan terima kasih yang tak ternilai penulis sampaikan kepada suami,
kedua putri tercinta, Luthfia Nazkia Eka Putri dan Nabila Nuzhatul Fikrah, Bapak,
Mama, Apa, Umi, serta seluruh keluarga, atas segala doa, pengertian, motivasi
dan kasih sayangnya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh
rekan-rekan IPN (Zaim, Siti, Herlin, Nindira, Elisa, Nunung, Nono, Muti, Titin,
Isak, dkk), Frendy, Diana, dan rekan-rekan lainnya yang tidak dapat disebutkan
satu per satu, yang telah memberikan bantuan, perhatian, kerja sama, semangat
dan saran kepada penulis selama kuliah dan penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, April 2011
Susi Indariani
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 27 Mei 1976 dari ayah D.
Subandi, S.PdI. dan Ibu Sutidjah, Amd. Penulis merupakan putri pertama dari
delapan bersaudara.
Tahun 1994 penulis lulus dari SMA Negeri 2 Bogor dan pada tahun yang
sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis
memilih program studi Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian.
Pada tahun 2008, penulis diterima di Program Studi Ilmu Pangan pada Sekolah
Pascasarjana IPB. Beasiswa Pendidikan Pascasarjana diperoleh dari Departemen
Pendidikan Nasional Republik Indonesia. Penulis bekerja sebagai staf peneliti di
Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB sejak tahun 2000.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xvii
PENDAHULUAN ........................................................................................
Latar Belakang .........................................................................................
Perumusan Masalah ..................................................................................
Tujuan Penelitian ......................................................................................
Hipotesis ...................................................................................................
Manfaat Penelitian ....................................................................................
1
1
5
6
6
7
TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................
Diabetes Mellitus ......................................................................................
Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing ..................
Ekstrak Tanaman Obat dalam Minuman Fungsional
Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing .....................................................
Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus BI. Miq) .................................
Jahe (Zingiber officinale) .....................................................................
Kayu Secang (Caesalpinia Sappan L.) ................................................
Jeruk Purut (C. hystrix) dan Jeruk Nipis (C. aurantifolium) ...............
Temulawak (Curcuma xanthorriza) ....................................................
Streptozotocin ..........................................................................................
8
8
10
13
13
15
16
17
19
20
METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................
Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................
Bahan dan Alat Penelitian ........................................................................
Metode Penelitian ....................................................................................
Prosedur Analisis ......................................................................................
Rancangan Percobaan dan Analisis Data .................................................
23
23
23
24
27
40
HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................
Karakteristik Ekstrak sebagai Ingredien dalam Minuman Fungsional
Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing .....................................................
Kandungan Senyawa Bioaktif dalam Ekstrak .........................................
Stabilitas Minuman selama Penyimpanan pada Suhu Refrigerator .........
Pengaruh Perbedaan Jenis Formula Minuman terhadap Aktivitas
Penyerapan Glukosa secara Ex Vivo dan Aktivitas Antioksidan .............
Aktivitas Antihiperglikemik Sesaat Minuman Fungsional
Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing ....................................................
Aktivitas Antihiperglikemik Minuman pada Mencit Diabetes ...............
Efek Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing
terhadap Perubahan Morfologi Pulau Langerhans dan Sel β ...................
41
41
44
54
56
62
65
68
xii
SIMPULAN DAN SARAN .........................................................................
Simpulan .................................................................................................
Saran ........................................................................................................
76
76
76
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
78
LAMPIRAN .................................................................................................
87
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 . Karakteristik ekstrak .................................................................................
41
2 Hasil analisis proksimat minuman …………… ........................................
43
3 Kandungan senyawa fitokimia dalam setiap ekstrak ………………… ...
45
4 Rf beberapa senyawa bioaktif dalam ekstrak ...........................................
46
5 Kandungan senyawa penciri yang diduga sebagai senyawa aktif
pada masing-masing ekstrak ……………………………………….. .......
48
6 Kemampuan penyerapan glukosa oleh sel diafragma secara ex vivo……
59
7 Aktivitas antioksidan dan kadar total fenol minuman fungsional .. ..........
60
8 Jumlah area berwarna coklat dengan scoring intensitas warna
pada setiap perlakuan ………………………………………….………...
73
9 Luas area berwarna coklat pada setiap sediaan histopat ………………...
74
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Mekanisme kerja insulin dalam menjaga homeostasis glukosa darah ....
9
2
Struktur kimia streptozotocin …………………………………………..
22
3
Diagram alir penelitian ............................................................................
24
4 Pengukuran aktivitas antioksidan metode DPPH ……………………....
28
5
Aktivitas antioksidan dan total fenol komponen ekstrak tunggal dalam
minuman ..................................................................................................
42
6
Ekstrak yang digunakan dalam formula minuman .................................
42
7
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing .....................
43
8
Profil kromatografi lapis tipis ekstak .....................................................
47
9
Kromatogram KCKT ekstrak daun kumis kucing ..................................
48
10 Struktur kimia sinensetin ........................................................................
49
11 Kromatogram KCKT ekstrak kayu secang ............................................
49
12 Struktur kimia brazilein dan brazilin ......................................................
49
13 Kromatogram KCKT ekstrak rimpang temulawak .................................
50
14 Struktur kimia kurkuminoid ....................................................................
51
15 Kromatogram KCKT ekstrak rimpang jahe ............................................
51
16 Struktur kimia gingerol dan shogaol .......................................................
51
17 Kromatogram KCKT ekstrak buah jeruk purut ......................................
52
18 Kromatogram KCKT ekstrak buah jeruk nipis .......................................
53
19 Struktur kimia hesperidin dan naringin ...................................................
53
20 Aktivitas antioksidan minuman selama penyimpanan pada
suhu refrigerator ......................................................................................
55
21 Derajat perubahan warna (nilai L, a, b, dan °Hue) minuman selama
penyimpanan pada suhu refrigerator .......................................................
56
xv
22 Kemampuan minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing
dalam meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma mencit ...
59
23 Aktivitas antioksidan, total fenol dan aktivitas penyerapan glukosa
oleh sel diafragma beberapa jenis minuman fungsional
berbasis ekstrak daun kumis kucing .......................................................
60
24 Data respon kadar glukosa darah mencit normal serta mencit hiperglikemia
yang mendapat minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing
pada beberapa konsentrasi total ingredien dalam minuman (1, 4 dan 16 kali
formula minuman) serta insulin ...............................................................
63
25 Aktivitas antioksidan dan kadar total fenol minuman dalam beberapa
konsentrasi total ingredien dalam minuman ...........................................
64
26 Perubahan kadar glukosa darah selama percobaan .................................
65
27 Perubahan kadar glukosa darah mencit pada hari ke 0 dan hari ke 20
percobaan ................................................................................................
66
28 Pola perubahan bobot badan mencit selama 20 hari
Percobaan ................................................................................................
68
29 Morfologis pankreas dengan pewarnaan HE pada pembesaran 400 x ...
70
30 Sel β pada pulau Langerhans dengan pewarnaan imunohistokimia
antibodi anti insulin pada pembesaran 400 x ..........................................
72
31 Proporsi jumlah area berwarna coklat pada setiap perlakuan .................
74
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Diagram Alir Pembuatan Ekstrak Daun Kumis Kucing ........................
87
2 Diagram Alir Proses Pembuatan Ekstrak Rimpang Jahe .......................
88
3 Diagram Alir Proses Pembuatan Ekstrak Kayu Secang .........................
89
4 Diagram Alir Proses Pembuatan Ekstrak Rimpang Temulawak ...........
90
5 Diagram Alir Proses Pembuatan Ekstrak Buah Jeruk Purut ..................
91
6 Diagram Alir Proses Pembuatan Ekstrak Buah Jeruk Nipis ..................
92
7 Diagram alir pembuatan larutan stok CMC 1% .....................................
93
8
Diagram alir pembuatan larutan stok Natrium Benzoat .........................
94
9
Diagram alir pembuatan minuman fungsional .......................................
95
10 Hasil identifikasi tanaman kumis kucing di Herbarium Bogoriense
Bidang Botani Pusat Penelitian Biologi LIPI Bogor .............................
96
11 Kadar air dan rendemen bahan baku tanaman obat ...............................
96
12 Hasil analisis statistik aktivitas antioksidan ekstrak ..............................
97
13 Hasil analisis statistik aktivitas antioksidan minuman berbasis
kumis kucing dengan perbedaan jenis ekstrak daun kumis kucing
dan perbedaan jenis formula minuman ..................................................
98
14 Hasil analisis statistik aktivitas minuman pada beberapa konsentrasi
total ingredien dalam minuman ..............................................................
99
15 Hasil analisis statistik kadar total fenol ekstrak .....................................
100
16 Hasil analisis statistik kadar total fenol minuman dengan perbedaan
jenis ekstrak daun kumis kucing ............................................................
101
17 Hasil analisis statistik kadar total fenol minuman dengan beberapa
konsentrasi total ingredien dalam minuman ..........................................
102
18 Hasil analisis statistik aktivitas penyerapan glukosa minuman secara
ex vivo ....................................................................................................
103
19 Data respon kadar glukosa darah pada pengujian hiperglikemik sesaat
104
xvii
20 Hasil analisis statistik aktivitas antihiperglikemik sesaat menit ke-0 .....
105
21 Hasil analisis statistik aktivitas antihiperglikemik sesaat menit ke-30....
106
22 Hasil analisis statistik aktivitas antihiperglikemik sesaat menit ke-60 ..
107
23 Hasil analisis statistik aktivitas antihiperglikemik sesaat menit ke-120
108
24 Hasil analisis statistik aktivitas antihiperglikemik sesaat menit ke-180
109
25 Kadar glukosa darah (mg/dL) selama 21 hari percobaan .......................
110
26 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada saat sebelum induksi ..........
111
27 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada hari ke -0 .............................
112
28 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada hari ke-5 ..............................
113
29 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada hari ke-10 ............................
114
30 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada hari ke-15 ............................
115
31 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada hari ke-20 ...........................
116
32 Luas area berwarna coklat pada setiap sediaan histopat .........................
117
33 Hasil analisis statistik luas area berwarna coklat (positif sel beta pada
pewarnaan imunohistokimia) ..................................................................
118
34 Hasil analisis statistik intensitas warna coklat sel beta
positif (imunohistokimia) menggunakan uji Kruskal Wallis dan
uji lanjut Dunn ........................................................................................
119
35 Hasil analisis aktivitas antioksidan minuman selama penyimpanan ......
120
36 Hasil analisis statistik kecerahan (L) minuman selama penyimpanan ...
121
37 Hasil analisis statistik nilai a minuman selama penyimpanan ................
122
38 Hasil analisis statistik nilai b minuman selama penyimpanan ...............
123
39 Hasil analisis statistik nilai ºHue minuman selama penyimpanan .........
124
40 Hasil analisis statistik korelasi antioksidan dengan warna .....................
125
xviii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Diabetes melitus (DM) merupakan sebuah penyakit serius yang jika tidak
ditangani dengan baik akan menyebabkan beberapa komplikasi serta terjadinya
kematian dini. Berdasarkan hasil penelitian, kematian akibat DM pada tahun 2000
sebesar 2.9 juta jiwa atau sebanding dengan 5.2 % dari seluruh kematian di dunia.
Angka kematian yang disebabkan oleh DM di negara-negara miskin mencapai 2-3
% dari kematian dan mencapai lebih dari 8 % kematian di Amerika Serikat,
Kanada serta Timur Tengah. Pada orang dengan usia 35-64 tahun, kematian akibat
DM mencapai 6-27 % dari seluruh kematian (Roglic et al. 2005).
Jumlah prevalensi DM meningkat akibat pertumbuhan populasi, penuaan,
urbanisasi, dan meningkatnya prevalensi obesitas serta kurangnya aktifitas fisik.
Prevalensi DM untuk semua kelompok umur di dunia mencapai 2.8 % pada tahun
2000 dan diperkirakan mencapai 4.4 % pada tahun 2030. Jumlah penderita DM
pada tahun 2000 mencapai 171 juta jiwa dan diperkirakan akan meningkat
menjadi 366 juta jiwa pada tahun 2030 (Wild et al. 2004).
Jumlah penderita DM di Indonesia menempati posisi ke-4 terbesar di dunia
setelah India, Cina dan Amerika Serikat. Pada tahun 2000, penderita DM di
Indonesia sebesar 8.4 juta jiwa dan pada tahun 2030 diperkirakan penderita DM di
Indonesia mencapai 21.3 juta jiwa (Wild et al. 2004). Menurut Depkes (2006),
penderita DM di Indonesia telah mencapai 14 juta jiwa. Hasil Riset Kesehatan
Dasar (Riskesdas) (2007) menunjukkan bahwa proporsi penyebab kematian akibat
DM pada kelompok usia 45-54 tahun di daerah perkotaan menduduki ranking ke2 yaitu 14.7%, sedangkan di daerah pedesaan menduduki ranking ke-6 yaitu 5.8%.
Hal ini menunjukkan betapa cepatnya pertambahan jumlah penderita DM di
Indonesia. Jika tidak ditangani dengan baik, hal tersebut dapat mengurangi
kualitas
sumber
daya
manusia
Indonesia
sehingga
akan
menghambat
pembangunan Indonesia dalam rangka menciptakan masyarakat yang sehat dan
sejahtera.
DM terjadi akibat pankreas tidak dapat memproduksi insulin dalam jumlah
cukup atau tubuh tidak dapat menggunakan insulin yang telah dihasilkan secara
2
efektif, sehingga penyakit ini dapat menyebabkan konsentrasi glukosa dalam
darah menjadi tinggi atau hiperglikemia (WHO 2008). DM merupakan suatu
penyakit yang tidak dapat disembuhkan sehingga penderita perlu penanganan diet
khusus, pola hidup yang teratur serta sangat tergantung pada obat-obat
hipoglikemik. Penggunaan obat-obat hipoglikemik dapat menyebabkan beberapa
efek samping, diantaranya yaitu penggunaan obat acarbose dapat menyebabkan
flatulensi dan diare karena acarbose dapat menghasilkan metabolit berupa gas
dari karbohidrat yang tidak terabsorbsi di kolon (Buchanan 1988), penggunaan
metformin dapat menimbulkan efek samping seperti pusing, sakit perut dan diare
(Rayfield dan Valentine 2006) sedangkan penggunaan insulin yang tidak tepat
jumlahnya juga dapat menyebabkan terlalu rendahnya kadar glukosa dalam darah
(hipoglikemik).
Fenomena saat ini menunjukkan bahwa semakin banyak konsumen yang
cenderung kembali ke alam, back to nature, termasuk dalam penggunaan obatobat hipoglikemik. Terdapat banyak spesies tanaman obat yang telah
dimanfaatkan untuk menangani berbagai gejala diabetes dan sebagian dari
tanaman tersebut telah dibuktikan secara ilmiah mempunyai kemampuan
antihiperglikemik.
Beberapa tanaman yang telah teruji berkhasiat dalam menangani DM adalah
kumis kucing, jahe, secang dan flavonoid jeruk. Penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya, menunjukkan bahwa tanaman-tanaman obat tersebut, dalam bentuk
ekstrak tunggalnya memiliki kemampuan antihiperglikemik atau antidiabetik baik
secara in vitro maupun in vivo. Daun kumis kucing telah terbukti memiliki
kemampuan antihiperglikemik secara in vivo (Sriplang et al. 2007). Jahe memiliki
aktivitas antidiabetik secara in vivo pada tikus diabetes (tipe-I) yang diinduksi
dengan streptozotocin dan meningkatkan jumlah insulin plasma (Akhani et al.
2004). Ekstrak alkohol jahe mampu menurunkan glukosa darah pada kelinci dan
tikus (Mascolo et al. 1989; Ahmed & Sharma 1997). Brazilin dari secang secara
signifikan dapat menurunkan kadar glukosa pada plasma darah tikus diabetes
tetapi tidak meningkatkan kadar insulin, meningkatkan sintesis glikogen,
glikolisis, dan oksidasi glukosa pada otot hewan diabetes yang diberi asupan
brazilin (Moon et al. 1990). Senyawa golongan flavonoid jeruk yaitu naringin dan
3
hesperidin dapat memperbaiki kondisi hiperlipidemia dan hiperglikemia pada
hewan diabetes tipe-2 dengan mengatur sebagian metabolisme asam lemak dan
kolesterol serta mempengaruhi ekspresi gen untuk enzim-enzim metabolisme
glukosa (Jung et al. 2006).
Salah satu bentuk pemanfaatan tanaman-tanaman obat tersebut diantaranya
adalah dengan memformulasikan dalam bentuk makanan atau minuman
fungsional berbasis herbal. Pangan fungsional merupakan pangan yang karena
kandungan komponen aktifnya dapat memberikan manfaat bagi kesehatan, diluar
manfaat yang diberikan oleh zat-zat gizi yang terkandung didalamnya. Badan
Pengawas Obat dan Makanan mendefinisikan pangan fungsional sebagai pangan
yang secara alamiah maupun telah mengalami proses, mengandung satu atau lebih
senyawa yang berdasarkan kajian-kajian ilmiah dianggap mempunyai fungsi
secara fisiologis tertentu yang bermanfaat bagi kesehatan (BPOM 2005).
Penggunaan tumbuhan obat sebagai bahan baku pembuatan pangan
fungsional, di antaranya sebagai minuman cair fungsional, akan memberi nilai
tambah baik dari segi ekonomi maupun kemanfaatannya. Pengkayaan jenis bahan
baku dan formulasi akan membuka peluang untuk meningkatkan khasiat dan
pangsa pasar yang lebih besar. Pemanfaatan tanaman obat menjadi minuman
fungsional telah dilakukan, salah satunya dilakukan oleh Herold (2007) dengan
memformulasi minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing.
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing yang diformulasi
dengan beberapa ekstrak tanaman obat lainnya seperti kayu secang, rimpang jahe
gajah, rimpang temulawak dan buah jeruk lemon ini selain memiliki aktivitas
sebagai antioksidan juga memiliki citarasa yang dapat diterima oleh konsumen.
Kordial (2009), juga telah melakukan modifikasi proses pasteurisasi serta
mengganti salah satu ingredien minuman tersebut yaitu ekstrak buah jeruk lemon
dengan ekstrak buah jeruk purut, sehingga dapat meningkatkan umur simpan
minuman fungsional berbasis kumis kucing tersebut.
Penelitian yang dilakukan oleh Diana (2010), menunjukkan bahwa formula
minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing tersebut mempunyai
kemampuan inhibisi α-glukosidase dan α-amilase secara in vitro. Ekstrak tanaman
herbal dalam minuman yang diduga berperan dalam
inhibisi α-glukosidase
4
minuman adalah ekstrak kayu secang dan buah jeruk purut, sedangkan ekstrak
lainnya seperti ekstrak daun kumis kucing dan jahe gajah tidak memiliki
kemampuan inhibisi α-glukosidase. Ekstrak tanaman herbal dalam minuman yang
berperan dalam inhibisi α-amilase minuman diduga diperoleh dari ekstrak buah
jeruk purut, sedangkan ekstrak lainnya seperti daun kumis kucing, kayu secang,
dan jahe gajah tidak mempunyai kemampuan inhibisi α-amilase. Ekstrak jahe
gajah justru memiliki potensi dalam mengaktivasi enzim α-amilase.
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing ini mampu
meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel-sel pada diafragma mencit secara ex
vivo. Kemampuan minuman dalam meningkatkan penyerapan glukosa diduga
diperoleh dari jahe gajah dan buah jeruk purut. Peningkatan penyerapan glukosa
oleh buah jeruk purut dan minuman fungsional tidak berbeda nyata terhadap
kontrol positifnya yaitu insulin, sedangkan ekstrak lainnya dalam minuman, yaitu
daun kumis kucing dan kayu secang, tidak dapat meningkatkan penyerapan
glukosa pada sel diafragma mencit. Minuman fungsional berbasis ekstrak daun
kumis kucing lebih berpotensi dalam stimulasi penyerapan glukosa dari saluran
darah ke sel dibandingkan dengan inhibisi enzim α-glukosidase dan α-amilase,
sehingga minuman ini lebih berpotensi dalam menurunkan kadar glukosa darah
yang tinggi (Diana 2010).
Walaupun beberapa penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa
tanaman-tanaman yang digunakan dalam formula minuman, dalam bentuk ekstrak
tunggalnya memiliki aktivitas antihiperglikemik secara in vivo, akan tetapi belum
ada penelitian yang mempelajari kemampuan antihiperglikemik dari suatu
formula minuman yang mengandung campuran ekstrak tanaman tersebut. Selain
itu, belum ada penelitian mengenai pengaruh perbedaan jenis daun kumis kucing,
yaitu daun kumis kucing berbunga ungu dan daun kumis kucing berbunga putih,
yang digunakan dalam formulasi minuman terhadap kemampuan formula
minuman tersebut dalam meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma.
Oleh karena itu dalam penelitian ini diujicobakan formula minuman fungsional
berbasis ekstrak daun kumis kucing pada mencit hiperglikemik yang diinduksi
dengan streptozotocin dosis rendah secara berulang. Minuman tersebut diharapkan
dapat menurunkan kadar glukosa darah.
5
Perumusan Masalah
Selama ini obat-obatan di Indonesia sebagian besar diimpor dari luar negeri,
dan biasanya berharga mahal. Indonesia kaya akan keanekaragaman hayati yang
sangat perlu untuk dimanfaatkan secara optimal. Kecenderungan "back to nature"
bagi industri pangan fungsional dan industri farmasi serta masyarakat baik di
Indonesia maupun di dunia, dan semakin meningkatnya penderita diabetes
mendorong untuk menemukan suatu formula pangan fungsional komersial yang
mempunyai nilai jual dan bermanfaat. Pangan fungsional berbasis tanaman obat
asli Indonesia selain diharapkan dapat mengurangi efek samping juga dapat
digunakan untuk mencari nilai tambah sumberdaya hayati.
Salah satu faktor terjadinya penyakit DM yaitu glukosa darah
pada
penderita DM tidak dapat masuk ke dalam sel karena kekurangan hormon insulin,
sehingga terjadi peningkatan kadar glukosa di dalam pembuluh darah
(hiperglikemia). Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing telah
terbukti secara ex vivo dapat menstimulasi penyerapan glukosa pada sel diafragma
mencit (Diana 2010), sehingga minuman tersebut berpotensi dapat menurunkan
kadar glukosa darah dengan meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel-sel tubuh.
Pengujian secara in vitro dan ex vivo merupakan pengujian yang hanya
menggambarkan kondisi suatu bagian dalam sistem metabolisme tubuh. Pengujian
inhibisi enzim secara in vitro hanya menggambarkan kondisi dalam usus halus
dan pengujian stimulasi penyerapan glukosa secara ex vivo hanya mengambarkan
kondisi dalam sel tubuh.
Minuman fungsional yang masuk ke dalam tubuh, akan melewati sistem
pencernaan yang kompleks, mulai dari mulut menuju ke lambung hingga akhirnya
menuju usus besar. Lambung manusia mengandung HCl yang mampu
mempengaruhi aktivitas dari komponen-komponen dalam minuman fungsional,
selain itu setelah diabsorpsi dan masuk ke dalam tubuh akan terjadi mekanisme
aktivasi dan inaktivasi, distribusi dan sekresi suatu senyawa yang melibatkan
berbagai reaksi kimia dan enzimatis, sehingga diperlukan pengujian aktivitas
antihiperglikemik
dalam
keseluruhan
sistem
metabolisme
tubuh
untuk
memperoleh data yang lebih representatif. Selain itu, campuran dari beberapa
ekstrak akan menyebabkan terjadinya interaksi yang mengakibatkan hubungan
6
sinergisme ataupun antagonisme pada komponen penyusun formula tersebut.
Perbedaan jenis ekstrak daun kumis kucing yang digunakan dalam formula
minuman, yaitu daun kumis kucing berbunga putih dan daun kumis kucing
berbunga ungu, akan mempengaruhi aktivitas penyerapan glukosa oleh sel-sel
diafragma secara ex vivo karena adanya perbedaan komposisi senyawa fitokimia
dalam ekstrak tersebut. Selain itu, perbedaan jenis formula minuman serta
perbedaan komposisi ekstrak sebagai ingredien dalam minuman, yaitu dengan dan
tanpa penambahan ekstrak jahe juga akan mempengaruhi kemampuan aktivitas
antihiperglikemik minuman tersebut. Oleh karena itu, diperlukan studi lebih lanjut
tentang aktivitas antihiperglikemik minuman fungsional tersebut secara in vivo.
Tujuan Penelitian
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kemampuan
antihiperglikemik minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing secara
in vivo pada mencit diabetes yang diinduksi dengan streptozotocin dosis rendah
secara berulang. Penelitian ini juga diharapkan dapat menentukan jenis ekstrak
daun kumis kucing dalam minuman yang memiliki kemampuan meningkatkan
penyerapan glukosa oleh sel diafragma dan pengaruh penambahan ekstrak jahe
dalam formula minuman terhadap kemampuan aktivitas antihiperglikemik. Selain
itu, juga mempelajari karakteristik fisikokimia ekstrak-ekstrak yang digunakan
dalam formula minuman dan karakteristik minuman serta kandungan senyawa
bioaktif dalam ekstrak tanaman herbal yang diduga berperan sebagai senyawa
penciri.
Hipotesis
•
Perbedaan jenis ekstrak daun kumis kucing dalam minuman fungsional akan
menyebabkan perbedaan kemampuan aktivitas peningkatan penyerapan
glukosa oleh sel diafragma mencit.
•
Penambahan ekstrak jahe dalam formula minuman dapat mempengaruhi
kemampuan aktivitas antihiperglikemik.
•
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing dapat menurunkan
kadar glukosa darah pada mencit hiperglikemik.
7
Manfaat Penelitian
•
Memperoleh
informasi
mengenai
kemampuan
antihiperglikemik
dari
minuman berbasis ekstrak daun kumis kucing pada mencit diabetes.
•
Membantu penderita diabetes agar dapat mengendalikan kadar glukosa
darahnya.
•
Meningkatkan nilai ekonomis tanaman obat melalui pengembangan minuman
fungsional.
TINJAUAN PUSTAKA
Diabetes Melitus
Diabetes melitus (DM) merupakan sekumpulan gejala yang timbul pada
seseorang, ditandai dengan kadar glukosa darah yang melebihi nilai normal
(hiperglikemia) akibat tubuh kekurangan insulin baik absolut maupun relatif
(Dalimartha 2003). Seseorang dapat menderita penyakit DM karena berbagai
faktor berikut ini (Utami et al. 2003):
(1)
Faktor genetik atau keturunan
(2)
Virus dan bakteri
(3)
Bahan toksik atau beracun
(4)
Nutrisi
Secara klinis DM dibedakan menjadi Insulin Dependent Diabetes Mellitus
(IDDM) atau DM tergantung insulin (DMTI) dan Non-Insulin Dependent
Diabetes Mellitus (NIDDM) atau DM tidak tergantung insulin (DMTTI).
Penyebab DM adalah aktivitas insulin yang tak memadai baik karena sekresi
insulin yang berkurang (DMTI) atau karena adanya resistensi insulin pada
jaringan yang peka insulin (DMTTI).
Akhir-akhir ini pada sebagian penderita DMTTI yang disebut MODY
(maturity onset diabetes of the young), selain terdapatnya resistensi insulin juga
ditemukan pula cacat (defect) pada sekresi insulin. Namun pada MODY sekresi
insulin masih dapat ditingkatkan dengan pemberian obat hipoglikemik oral
(OHO), sedangkan pada DMTI kekurangan insulin hanya dapat diatasi dengan
pemberian insulin eksogen atau dengan transplantasi.
Berikut ini adalah klasifikasi DM dan gangguan toleransi glukosa menurut
WHO (2008):
A. Kelas klinis
I. Diabetes Melitus (DM)
1. DM tipe I atau DM Tergantung Insulin (DMTI)
2. DM tipe II atau DM Tidak Tergantung Insulin (DMTTI)
3. DMTM (DM Terkait Malnutrisi)
4. DM tipe lain yang berhubungan dengan keadaan atau sindrom tertentu
9
II. Gangguan Toleransi Glukosa (GTG)
Penderita gangguan toleransi glukosa (GTG) dinyatakan dengan
adanya peningkatan kadar glukosa darah pada tes toleransi glukosa oral
(TTGO) dimana nilainya ada di daerah perbatasan yaitu di atas normal,
tetapi di bawah nilai diagnostik untuk DM (Dalimartha 2003).
III. DM pada kehamilan (gestational DM)
Pada waktu hamil, akan terjadi perubahan-perubahan biokimia akibat
kehamilan seperti adanya hormon plasenta yang bersifat insulin antagonis
dan meningkatnya pemecahan insulin oleh plasenta, merupakan faktor
diabetogenik (Adam 1987).
B. Kelas resiko statistik
Semua orang dengan toleransi glukosa normal tetapi mempunyai resiko
yang lebih besar untuk mengidap DM. Penderita yang termasuk dalam
golongan ini adalah penderita yang kedua orang tuanya menderita DM, pernah
menderita GTG kemudian normal lagi, pernah melahirkan bayi dengan berat
badan lebih dari 4 kg (Dalimartha 2003).
Gambar 1 Mekanisme kerja insulin dalam menjaga homeostasis glukosa darah
(www.google.com)
DM merupakan penyakit yang tidak dapat disembuhkan, tetapi dapat
dikontrol. Untuk mengendalikan penyakit DM, Perkumpulan Endokrionologi
Indonesia (Perkeni) menetapkan empat pilar utama dalam penatalaksanaan DM,
yang meliputi perencanaan diet, latihan jasmani, penyuluhan atau pendidikan
10
kesehatan, dan pemberian obat hipoglikemia oral atau pemberian insulin. Pada
penderita DM tipe II, obat hanya perlu diberikan, bila setelah melakukan diet dan
latihan jasmani secara maksimal tetapi tidak berhasil mengendalikan kadar
glukosa darah. Ada dua macam obat hipoglikemik berdasarkan cara
pemberiannya, yaitu berupa suntikan dan berupa tablet yang disebut obat
hipoglikemik oral atau antidiabetes oral.
Menurut Rayfield dan Valentine (2006), obat hipoglikemik secara oral
mempunyai beberapa cara kerja dalam menurunkan kadar glukosa darah.
Mekanisme kerja obat dibagi menjadi 4 bagian, yaitu:
a. Menurunkan penyerapan glukosa dalam usus
b. Meningkatkan penyerapan glukosa pada sel
c. Menurunkan produksi glukosa oleh hati
d. Meningkatkan sekresi insulin
Penggunaan obat-obat hipoglikemik dapat menyebabkan beberapa efek
samping, diantaranya yaitu penggunaan obat acarbose dapat menyebabkan
flatulensi dan diare karena acarbose dapat menghasilkan metabolit berupa gas
dari karbohidrat yang tidak terabsorbsi di kolon (Buchanan 1988), penggunaan
metformin dapat menimbulkan efek samping seperti pusing, sakit perut dan diare
(Rayfield dan Valentine 2006) sedangkan penggunaan insulin yang tidak tepat
jumlahnya juga dapat menyebabkan terlalu rendahnya kadar gula dalam tubuh
(hipoglikemik). Fenomena saat ini menunjukkan bahwa masyarakat lebih
cenderung menggunakan tanaman obat dalam mengatasi berbagai gejala penyakit
termasuk penyakit diabetes.
Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing
(Orthosiphon aristatus B1. Miq)
Salah satu pemanfaatan tanaman obat adalah dengan mengolahnya menjadi
pangan fungsional. Badan POM (Badan Pengawas Obat dan Makanan)
mendefinisikan pangan fungsional sebagai pangan yang secara alamiah maupun
telah mengalami proses, mengandung satu atau lebih senyawa yang berdasarkan
kajian-kajian ilmiah dianggap mempunyai fungsi secara fisiologis tertentu yang
bermanfaat bagi kesehatan. Pangan fungsional dapat berupa makanan dan
minuman yang berasal dari hewani atau nabati. Beberapa persyaratan yang harus
11
dimiliki oleh suatu produk agar dapat dikatakan sebagai pangan fungsional
adalah: (1) Harus merupakan produk pangan (bukan berbentuk kapsul, tablet, atau
bubuk) yang berasal dari bahan alami; (2) Dapat dan layak dikonsumsi sebagai
bagian dari diet atau menu sehari-hari; (3) Mempunyai fungsi tertentu pada saat
dikonsumsi, serta dapat memberikan peran dalam proses tubuh tertentu, seperti
memperkuat mekanisme pertahanan tubuh, mencegah penyakit tertentu,
membantu mengembalikan kondisi tubuh setelah sakit, menjaga kondisi fisik dan
mental, serta memperlambat proses penuaan.
Dari konsep yang telah dikembangkan, jelas bahwa pangan fungsional tidak
sama dengan food supplement atau obat. Pangan fungsional dibedakan dari
suplemen makanan atau obat berdasarkan penampakan dan pengaruhnya terhadap
kesehatan. Pangan fungsional dapat dikonsumsi tanpa dosis tertentu dan bisa
dinikmati sebagaimana makanan pada umumnya, serta lezat dan bergizi. Peran
dari pangan fungsional bagi tubuh semata-mata bertumpu pada komponen gizi
dan non-gizi yang terkandung di dalamnya yang merupakan komponen bioaktif.
Bila fungsi obat terhadap penyakit bersifat kuratif, maka pangan fungsional lebih
bersifat pencegahan terhadap penyakit, rehabilitatif dan promotif.
Walaupun konsep pangan fungsional baru populer beberapa tahun
belakangan, sesungguhnya banyak jenis makanan tradisional Indonesia yang
memenuhi persyaratan sebagai pangan fungsional. Banyak produk makanan dan
minuman tradisional Indonesia yang mengandung rempah-rempah atau tanaman
obat sebagai bahan penyusunnya bermanfaat bagi kesehatan (Antara 1997).
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing (Orthosiphon aristatus
B1. Miq) merupakan hasil formulasi yang dilakukan oleh Herold (2007), dengan
memanfaatkan beberapa jenis rempah dan tanaman herrbal atau obat. Formula
minuman tersebut mengandung beberapa jenis ekstrak tanaman obat yaitu daun
kumis kucing, kayu secang, rimpang jahe, rimpang temulawak dan buah jeruk
lemon dengan komposisi ekstrak daun kumis kucing lebih banyak dibandingkan
ekstrak tanaman obat lainnya. Bahan tambahan pangan yang terdapat dalam
minuman tersebut adalah sukrosa (gula pasir) sebagai pemanis, CMC
(karboksimetil selulosa) sebagai penstabil, dan kalium sorbat atau benzoat sebagai
pengawet.
12
Formula minuman dengan kombinasi ekstrak daun kumis kucing a %,
ekstrak jahe b %, ekstrak kayu secang c %, ekstrak buah jeruk lemon d %, dan
ekstrak temulawak e % (dari total campuran ekstrak dalam mi
MINUMAN FUNGSIONAL BERBASIS EKSTRAK
DAUN KUMIS KUCING (Orthosiphon aristatus BI.Miq)
PADA MENCIT HIPERGLIKEMIK
YANG DIINDUKSI DENGAN STREPTOZOTOCIN
SUSI INDARIANI
PROGRAM STUDI ILMU PANGAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Aktivitas Antihiperglikemik
Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing (Orthosiphon
aristatus BI.Miq) pada Mencit Diabetes yang Diinduksi dengan Streptozotocin
adalah 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 tesis ini.
Bogor, April 2011
Susi Indariani
NIM. F 251080071
ABSTRACT
SUSI INDARIANI. Antihyperglycemic Activities of Functional Drink Based
on Java Tea (Orthosiphon aristatus BI. Miq) in Streptozotocin Induced
Diabetic Mice. Under directions of C.HANNY WIJAYA and MIN
RAHMINIWATI.
Diabetes is a group of diseases marked by high levels of blood glucose
resulting from defects in insulin production, insulin action, or both. Diabetes can
lead to serious complications and premature death. Antioxidant compounds in
functional drinks such as flavonoid may offer some protection against the early
stage of diabetic mellitus and the development of complications.
The objective of this study was to investigate the antihyperglycemic effects
of functional drinks based on java tea with different variety of java tea (white and
purple flowers) and addition ginger extract in functional drink formulas on
streptozotocin induced diabetic mice. These results indicated that the
administration of functional drinks thats added java tea with white flowers and
ginger extracts in diabetic mice can inhibit a more stable the increasing of blood
glucose level and its can inhibited the rate of pancreatic beta cells damage. TLC
profile and HPLC analysis show that the bioactive compounds in the extract
ingredient are sinensetin, 6-gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol, 6-shogaol,
curcumin, desmethoxycurcumin, brazilin, hesperidin and naringin.
Keywords : antihyperglycemic, functional drinks, java tea, streptozotocin
RINGKASAN
SUSI INDARIANI. Aktivitas Antihiperglikemik Minuman Fungsional Berbasis
Ekstrak Daun Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus BI. Miq) pada Mencit
Hiperglikemik yang Diinduksi dengan Streptozotocin. Dibimbing oleh C.
HANNY WIJAYA dan MIN RAHMINIWATI.
Diabetes melitus adalah sebuah penyakit sindrom metabolik yang
dikarakterisasi dengan keadaan hiperglikemik akibat pankreas tidak dapat
memproduksi insulin dalam jumlah cukup, atau tubuh tidak dapat menggunakan
insulin yang telah dihasilkan secara efektif. Penanganan yang terlambat terhadap
penyakit tersebut, akan menimbulkan beberapa komplikasi bahkan dapat
menyebabkan kematian dini. Kematian akibat diabetes di dunia pada tahun 2000
mencapai 2.9 juta jiwa, sedangkan jumlah penderita diabetes di dunia,
diperkirakan meningkat dari 171 juta jiwa pada tahun 2000 menjadi 366 juta jiwa
pada tahun 2030.
Fenomena saat ini menunjukkan bahwa semakin banyak konsumen yang
cenderung kembali ke alam, back to nature, termasuk dalam penggunaan obatobat hipoglikemik. Terdapat banyak spesies tanaman obat yang telah
dimanfaatkan untuk menangani berbagai gejala diabetes dan sebagian dari
tanaman tersebut telah dibuktikan secara ilmiah mempunyai kemampuan
antihiperglikemik. Salah satu bentuk pemanfaatan tanaman-tanaman obat tersebut
diantaranya adalah dengan memformulasikannya dalam bentuk minuman
fungsional berbasis herbal.
Penelitian yang dilakukan oleh Diana (2010), menunjukkan bahwa formula
minuman fungsional berbasis kumis kucing mampu meningkatkan penyerapan
glukosa oleh sel-sel pada diafragma mencit secara ex vivo. Kemampuan minuman
dalam meningkatkan penyerapan glukosa pada sel diafragma mencit diduga
diperoleh dari jahe gajah dan jeruk purut, sehingga formula minuman ini
berpotensi dalam menurunkan kadar glukosa darah yang tinggi.
Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap tanaman-tanaman yang
digunakan dalam formula minuman, dalam bentuk ekstrak tunggalnya,
menunjukkan adanya aktivitas antihiperglikemik secara in vivo, akan tetapi belum
ada penelitian yang mempelajari kemampuan antihiperglikemik dari suatu
formula minuman yang mengandung campuran ekstrak tanaman tersebut. Selain
itu, belum ada penelitian mengenai pengaruh perbedaan jenis kumis kucing, yaitu
kumis kucing berbunga ungu dan kumis kucing berbunga putih, yang digunakan
dalam formulasi minuman terhadap kemampuan formula minuman tersebut dalam
meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma serta pengaruh penambahan
ekstrak jahe pada formula minuman terhadap aktivitas antihiperglikemik secara in
vivo, karena pada uji in vitro menunjukkan bahwa ekstrak jahe cenderung tidak
memiliki aktivitas inhibisi terhadap enzim glukosidase. Oleh karena itu dalam
penelitian ini akan diujicobakan formula minuman fungsional berbasis kumis
kucing dengan perbedaan jenis kumis kucing dan perbedaan jenis formula
minuman pada mencit hiperglikemik yang diinduksi dengan streptozotocin dosis
rendah secara berulang.
Tujuan utama penelitian ini adalah menentukan jenis tanaman kumis kucing
terbaik yang dapat meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma mencit
dan mempelajari kemampuan antihiperglikemik minuman fungsional berbasis
kumis kucing secara in vivo pada mencit diabetes yang diinduksi dengan
streptozotocin dengan dosis rendah secara berulang. Pada penelitian ini juga
dipelajari karakteristik ekstrak sebagai ingredien dalam minuman dan
karakteristik minumannya, kandungan senyawa bioaktif yang diduga berperan
sebagai senyawa penciri, dan stabilitas minuman selama penyimpanan dalam
refrigerator.
Pada tahap awal penelitian, dilakukan pengujian aktivitas antioksidan,
analisis kadar total fenol dari masing-masing ekstrak serta formula minuman serta
kandungan senyawa bioaktif pada masing-masing ekstrak. Analisis stabilitas
minuman selama penyimpanan dilakuan dengan mempelajari perubahan aktivitas
antioksidan dan perubahan derajat warna minuman. Pengujian penyerapan
glukosa oleh sel diafragma mencit secara ex vivo dilakukan untuk menentukan
formula minuman dengan jenis tanaman kumis kucing yang memiliki aktivitas
paling baik. Pengujian antihiperglikemik dilakukan melalui 2 tahap pengujian,
yaitu pengujian antihiperglikemik sesaat untuk menentukan konsentrasi total
ingredien dalam formula minuman yang bersifat antihiperglikemik pada mencit
normal. Konsentrasi total ingredien dalam formula minuman yang diuji adalah 1,
4 dan 16 kali. Konsentrasi minuman terbaik selanjutnya digunakan untuk
pengujian antihiperglikemik secara in vivo pada mencit diabetes yang diinduksi
dengan streptozotocin dosis rendah berulang. Pada pengujian tersebut digunakan 2
jenis formula minuman yaitu formula minuman dengan dan tanpa penambahan
ekstrak jahe.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa ekstrak daun kumis kucing
berbunga putih memiliki aktivitas antioksidan dan kadar total fenol yang lebih
tinggi dibandingkan dengan daun kumis kucing berbunga ungu. Profil
kromatografi lapis tipis menunjukkan bahwa ekstrak daun kumis kucing
mengandung senyawa sinensetin, ekstrak rimpang temulawak mengandung
kurkumin dan demetoksikurkumin, ekstrak kayu secang mengandung brazilin,
ekstrak rimpang jahe mengandung gingerol, ekstrak buah jeruk purut dan buah
jeruk nipis mengandung hesperidin. Demikian juga dengan hasil kromatografi
cairan kinerja tinggi menunjukkan kandungan senyawa bioaktif yang sama, akan
tetapi pada ekstrak buah jeruk purut terdeteksi adanya senyawa naringin.
Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, senyawasenyawa bioaktif tersebut telah terbukti memiliki aktivitas antihiperglikemik,
sehingga pencampuran ekstrak-ekstrak tersebut menjadi suatu formula minuman
diduga memiliki aktivitas antihiperglikemik.
Stabilitas sampel minuman sangat dipengaruhi oleh kondisi pengemasan dan
penyimpanan yang ditandai dengan perubahan aktivitas antioksidan dan
perubahan warna minuman selama penyimpanan. Penyimpanan minuman
fungsional berbasis kumis kucing yang dikemas menggunakan botol coklat
bertutup, pada suhu refrigerator selama 21 hari penyimpanan, dapat
mempertahankan aktivitas antioksidan minuman sebesar 70.03 % dan dapat
dikarakteristik dengan adanya perubahan warna. Hasil pengamatan menunjukkan
bahwa terjadi perubahan warna minuman selama penyimpanan 21 hari, dimana
nilai ˚Hue dan Nilai L (derajat kecerahan) minuman mengalami peningkatan
sedangkan nilai a dan b minuman mengalami penurunan. Warna minuman
mengalami perubahan dari warna kuning kehijauan dengan derajat kecerahan
lebih tinggi menjadi berwarna kuning kehijauan dengan derajat kecerahan
semakin putih atau pudar warnanya selama penyimpanan. Untuk menjaga
stabilitas minuman perlu dilakukan perbaikan teknik pengolahan, pengemasan dan
penyimpanan yang lebih baik seperti menggunakan teknik UHT (Ultra High
Temperature), HTST (High Temperature Short Time), serta pengemasan
menggunakan Tetrapack atau pengemasan vakum. Minuman yang diformulasi
dengan penambahan ekstrak daun kumis kucing berbunga putih memiliki potensi
meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma sebesar 54.81 % dan 58.07
%, aktivitas antioksidan sebesar 726.818 ppm AEAC/ml dan 733.292 ppm
AEAC/ml serta kandungan total fenol sebesar 440.157 ppm GAE/ml dan 474.184
ppm GAE/ml, lebih tinggi dibandingkan dengan minuman yang diformulasi
dengan penambahan ekstrak daun kumis kucing berbunga ungu.
Pada pengujian aktivitas antihiperglikemik sesaat menggunakan mencit
normal yang diinduksi dengan pemberian glukosa, diperoleh bahwa minuman
dengan konsentrasi total ingredien 16 kali dari formula awal dapat menurunkan
kadar glukosa darah lebih baik dibandingkan dengan minuman pada konsentrasi 1
dan 4 kali formula. Perbedaan kemampuan aktivitas antihiperglikemik sesaat
tersebut dipengaruhi oleh kemampuan aktivitas antioksidan dan kadar total fenol
pada masing-masing konsentrasi total ingredien minuman.
Pengujian aktivitas antihiperglikemik pada mencit diabetes yang diinduksi
dengan streptozotocin menggunakan formula minuman dengan konsentrasi 16 kali
total ingredien dalam minuman, terdiri dari 2 jenis formula minuman yaitu
minuman yang mengandung ekstrak jahe dan minuman yang tidak mengandung
ekstrak jahe. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa minuman yang diformulasi
dengan penambahan ekstrak jahe memiliki aktivitas antihiperglikemik yang lebih
stabil daripada minuman yang diformulasi tanpa penambahan ekstrak jahe dengan
kemampuan menghambat kenaikan kadar glukosa darah sebesar 65.83 %. Ekstrak
jahe dapat meningkatkan sensitivitas insulin terhadap glukosa sehingga dapat
menstabilkan penyerapan glukosa dari saluran darah ke sel tubuh.
Kerusakan sel β pankreas diamati berdasarkan reaksi positif terhadap
pewarnaan dengan metode imunohistokimia anti insulin yang ditandai dengan
terbentuknya warna coklat. Kemampuan antara minuman yang diformulasi
dengan atau tanpa penambahan jahe dan kemampuan insulin dalam menekan
kerusakan sel β pankreas tidak berbeda secara signifikan (p < 0.05). Minuman
fungsional berbasis kumis kucing yang diformulasi dengan menggunakan ekstrak
kumis kucing berbunga putih, jahe, secang, temulawak, jeruk purut dan jeruk
nipis, memiliki aktivitas antihiperglikemik yang lebih baik daripada formula
minuman lainnya dan mampu menekan kerusakan sel β lebih lanjut.
Kata
Kunci
: antihiperglikemik,
streptozotocin
minuman
fungsional,
kumis
kucing,
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1.
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber.
a.
Pengutipan
hanya
untuk
kepentingan
pendidikan,
penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
AKTIVITAS ANTIHIPERGLIKEMIK
MINUMAN FUNGSIONAL BERBASIS EKSTRAK DAUN
KUMIS KUCING (Orthosiphon aristatus BI.Miq)
PADA MENCIT HIPERGLIKEMIK YANG DIINDUKSI
DENGAN STREPTOZOTOCIN
SUSI INDARIANI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Hj. Endang Prangdimurti, MSi.
Judul Tesis
: Aktivitas Antihiperglikemik Minuman Fungsional Berbasis
Ekstrak Daun Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus BI. Miq)
pada
Mencit
Hiperglikemik
yang
Diinduksi
dengan
Streptozotocin
Nama
: Susi Indariani
NRP
: F251080071
Disetujui
Komisi Pembimbing,
Prof. Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, M.Agr
drh. Min Rahminiwati, M.S., Ph.D
Ketua
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian : 5 April 2011
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2010 ini ialah antihiperglikemik,
dengan judul Aktivitas Antihiperglikemik Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak
Daun Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus BI. Miq) pada Mencit Hiperglikemik
yang Diinduksi dengan Streptozotocin.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Prof. Dr. Ir. C. Hanny Wijaya,
M.Agr. dan Ibu drh. Min Rahminiwati, M.S., Ph.D. selaku pembimbing serta Ibu
Dr. Ir. Endang Prangdimurti selaku dosen penguji. Penulis juga menyampaikan
terima kasih kepada drh. M. Wien Winarno (Pusat Biomedis dan Teknologi Dasar
Kesehatan Badan Litbangkes Depkes RI) yang telah banyak memberikan saran.
Di samping itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Prof. Dr. Ir.
Latifah K. Darusman, M.S., PhD. beserta seluruh staf Pusat Studi Biofarmaka, Ibu
drh. Eko Handharyani beserta staf Laboratorium Histopatologi Departemen KRP
FKH, seluruh staf Laboratorium Fisiologi dan Laboratorium Farmakologi
Departemen AFF FKH atas bantuan yang telah diberikan, serta program BPPS
dan proyek penelitian HIKOM yang telah membantu penulis dalam melaksanakan
studi dan penelitian tesis.
Ungkapan terima kasih yang tak ternilai penulis sampaikan kepada suami,
kedua putri tercinta, Luthfia Nazkia Eka Putri dan Nabila Nuzhatul Fikrah, Bapak,
Mama, Apa, Umi, serta seluruh keluarga, atas segala doa, pengertian, motivasi
dan kasih sayangnya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh
rekan-rekan IPN (Zaim, Siti, Herlin, Nindira, Elisa, Nunung, Nono, Muti, Titin,
Isak, dkk), Frendy, Diana, dan rekan-rekan lainnya yang tidak dapat disebutkan
satu per satu, yang telah memberikan bantuan, perhatian, kerja sama, semangat
dan saran kepada penulis selama kuliah dan penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, April 2011
Susi Indariani
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 27 Mei 1976 dari ayah D.
Subandi, S.PdI. dan Ibu Sutidjah, Amd. Penulis merupakan putri pertama dari
delapan bersaudara.
Tahun 1994 penulis lulus dari SMA Negeri 2 Bogor dan pada tahun yang
sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis
memilih program studi Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian.
Pada tahun 2008, penulis diterima di Program Studi Ilmu Pangan pada Sekolah
Pascasarjana IPB. Beasiswa Pendidikan Pascasarjana diperoleh dari Departemen
Pendidikan Nasional Republik Indonesia. Penulis bekerja sebagai staf peneliti di
Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB sejak tahun 2000.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xvii
PENDAHULUAN ........................................................................................
Latar Belakang .........................................................................................
Perumusan Masalah ..................................................................................
Tujuan Penelitian ......................................................................................
Hipotesis ...................................................................................................
Manfaat Penelitian ....................................................................................
1
1
5
6
6
7
TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................
Diabetes Mellitus ......................................................................................
Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing ..................
Ekstrak Tanaman Obat dalam Minuman Fungsional
Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing .....................................................
Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus BI. Miq) .................................
Jahe (Zingiber officinale) .....................................................................
Kayu Secang (Caesalpinia Sappan L.) ................................................
Jeruk Purut (C. hystrix) dan Jeruk Nipis (C. aurantifolium) ...............
Temulawak (Curcuma xanthorriza) ....................................................
Streptozotocin ..........................................................................................
8
8
10
13
13
15
16
17
19
20
METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................
Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................
Bahan dan Alat Penelitian ........................................................................
Metode Penelitian ....................................................................................
Prosedur Analisis ......................................................................................
Rancangan Percobaan dan Analisis Data .................................................
23
23
23
24
27
40
HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................
Karakteristik Ekstrak sebagai Ingredien dalam Minuman Fungsional
Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing .....................................................
Kandungan Senyawa Bioaktif dalam Ekstrak .........................................
Stabilitas Minuman selama Penyimpanan pada Suhu Refrigerator .........
Pengaruh Perbedaan Jenis Formula Minuman terhadap Aktivitas
Penyerapan Glukosa secara Ex Vivo dan Aktivitas Antioksidan .............
Aktivitas Antihiperglikemik Sesaat Minuman Fungsional
Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing ....................................................
Aktivitas Antihiperglikemik Minuman pada Mencit Diabetes ...............
Efek Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing
terhadap Perubahan Morfologi Pulau Langerhans dan Sel β ...................
41
41
44
54
56
62
65
68
xii
SIMPULAN DAN SARAN .........................................................................
Simpulan .................................................................................................
Saran ........................................................................................................
76
76
76
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
78
LAMPIRAN .................................................................................................
87
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 . Karakteristik ekstrak .................................................................................
41
2 Hasil analisis proksimat minuman …………… ........................................
43
3 Kandungan senyawa fitokimia dalam setiap ekstrak ………………… ...
45
4 Rf beberapa senyawa bioaktif dalam ekstrak ...........................................
46
5 Kandungan senyawa penciri yang diduga sebagai senyawa aktif
pada masing-masing ekstrak ……………………………………….. .......
48
6 Kemampuan penyerapan glukosa oleh sel diafragma secara ex vivo……
59
7 Aktivitas antioksidan dan kadar total fenol minuman fungsional .. ..........
60
8 Jumlah area berwarna coklat dengan scoring intensitas warna
pada setiap perlakuan ………………………………………….………...
73
9 Luas area berwarna coklat pada setiap sediaan histopat ………………...
74
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Mekanisme kerja insulin dalam menjaga homeostasis glukosa darah ....
9
2
Struktur kimia streptozotocin …………………………………………..
22
3
Diagram alir penelitian ............................................................................
24
4 Pengukuran aktivitas antioksidan metode DPPH ……………………....
28
5
Aktivitas antioksidan dan total fenol komponen ekstrak tunggal dalam
minuman ..................................................................................................
42
6
Ekstrak yang digunakan dalam formula minuman .................................
42
7
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing .....................
43
8
Profil kromatografi lapis tipis ekstak .....................................................
47
9
Kromatogram KCKT ekstrak daun kumis kucing ..................................
48
10 Struktur kimia sinensetin ........................................................................
49
11 Kromatogram KCKT ekstrak kayu secang ............................................
49
12 Struktur kimia brazilein dan brazilin ......................................................
49
13 Kromatogram KCKT ekstrak rimpang temulawak .................................
50
14 Struktur kimia kurkuminoid ....................................................................
51
15 Kromatogram KCKT ekstrak rimpang jahe ............................................
51
16 Struktur kimia gingerol dan shogaol .......................................................
51
17 Kromatogram KCKT ekstrak buah jeruk purut ......................................
52
18 Kromatogram KCKT ekstrak buah jeruk nipis .......................................
53
19 Struktur kimia hesperidin dan naringin ...................................................
53
20 Aktivitas antioksidan minuman selama penyimpanan pada
suhu refrigerator ......................................................................................
55
21 Derajat perubahan warna (nilai L, a, b, dan °Hue) minuman selama
penyimpanan pada suhu refrigerator .......................................................
56
xv
22 Kemampuan minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing
dalam meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma mencit ...
59
23 Aktivitas antioksidan, total fenol dan aktivitas penyerapan glukosa
oleh sel diafragma beberapa jenis minuman fungsional
berbasis ekstrak daun kumis kucing .......................................................
60
24 Data respon kadar glukosa darah mencit normal serta mencit hiperglikemia
yang mendapat minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing
pada beberapa konsentrasi total ingredien dalam minuman (1, 4 dan 16 kali
formula minuman) serta insulin ...............................................................
63
25 Aktivitas antioksidan dan kadar total fenol minuman dalam beberapa
konsentrasi total ingredien dalam minuman ...........................................
64
26 Perubahan kadar glukosa darah selama percobaan .................................
65
27 Perubahan kadar glukosa darah mencit pada hari ke 0 dan hari ke 20
percobaan ................................................................................................
66
28 Pola perubahan bobot badan mencit selama 20 hari
Percobaan ................................................................................................
68
29 Morfologis pankreas dengan pewarnaan HE pada pembesaran 400 x ...
70
30 Sel β pada pulau Langerhans dengan pewarnaan imunohistokimia
antibodi anti insulin pada pembesaran 400 x ..........................................
72
31 Proporsi jumlah area berwarna coklat pada setiap perlakuan .................
74
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Diagram Alir Pembuatan Ekstrak Daun Kumis Kucing ........................
87
2 Diagram Alir Proses Pembuatan Ekstrak Rimpang Jahe .......................
88
3 Diagram Alir Proses Pembuatan Ekstrak Kayu Secang .........................
89
4 Diagram Alir Proses Pembuatan Ekstrak Rimpang Temulawak ...........
90
5 Diagram Alir Proses Pembuatan Ekstrak Buah Jeruk Purut ..................
91
6 Diagram Alir Proses Pembuatan Ekstrak Buah Jeruk Nipis ..................
92
7 Diagram alir pembuatan larutan stok CMC 1% .....................................
93
8
Diagram alir pembuatan larutan stok Natrium Benzoat .........................
94
9
Diagram alir pembuatan minuman fungsional .......................................
95
10 Hasil identifikasi tanaman kumis kucing di Herbarium Bogoriense
Bidang Botani Pusat Penelitian Biologi LIPI Bogor .............................
96
11 Kadar air dan rendemen bahan baku tanaman obat ...............................
96
12 Hasil analisis statistik aktivitas antioksidan ekstrak ..............................
97
13 Hasil analisis statistik aktivitas antioksidan minuman berbasis
kumis kucing dengan perbedaan jenis ekstrak daun kumis kucing
dan perbedaan jenis formula minuman ..................................................
98
14 Hasil analisis statistik aktivitas minuman pada beberapa konsentrasi
total ingredien dalam minuman ..............................................................
99
15 Hasil analisis statistik kadar total fenol ekstrak .....................................
100
16 Hasil analisis statistik kadar total fenol minuman dengan perbedaan
jenis ekstrak daun kumis kucing ............................................................
101
17 Hasil analisis statistik kadar total fenol minuman dengan beberapa
konsentrasi total ingredien dalam minuman ..........................................
102
18 Hasil analisis statistik aktivitas penyerapan glukosa minuman secara
ex vivo ....................................................................................................
103
19 Data respon kadar glukosa darah pada pengujian hiperglikemik sesaat
104
xvii
20 Hasil analisis statistik aktivitas antihiperglikemik sesaat menit ke-0 .....
105
21 Hasil analisis statistik aktivitas antihiperglikemik sesaat menit ke-30....
106
22 Hasil analisis statistik aktivitas antihiperglikemik sesaat menit ke-60 ..
107
23 Hasil analisis statistik aktivitas antihiperglikemik sesaat menit ke-120
108
24 Hasil analisis statistik aktivitas antihiperglikemik sesaat menit ke-180
109
25 Kadar glukosa darah (mg/dL) selama 21 hari percobaan .......................
110
26 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada saat sebelum induksi ..........
111
27 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada hari ke -0 .............................
112
28 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada hari ke-5 ..............................
113
29 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada hari ke-10 ............................
114
30 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada hari ke-15 ............................
115
31 Hasil analisis statistik kadar glukosa pada hari ke-20 ...........................
116
32 Luas area berwarna coklat pada setiap sediaan histopat .........................
117
33 Hasil analisis statistik luas area berwarna coklat (positif sel beta pada
pewarnaan imunohistokimia) ..................................................................
118
34 Hasil analisis statistik intensitas warna coklat sel beta
positif (imunohistokimia) menggunakan uji Kruskal Wallis dan
uji lanjut Dunn ........................................................................................
119
35 Hasil analisis aktivitas antioksidan minuman selama penyimpanan ......
120
36 Hasil analisis statistik kecerahan (L) minuman selama penyimpanan ...
121
37 Hasil analisis statistik nilai a minuman selama penyimpanan ................
122
38 Hasil analisis statistik nilai b minuman selama penyimpanan ...............
123
39 Hasil analisis statistik nilai ºHue minuman selama penyimpanan .........
124
40 Hasil analisis statistik korelasi antioksidan dengan warna .....................
125
xviii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Diabetes melitus (DM) merupakan sebuah penyakit serius yang jika tidak
ditangani dengan baik akan menyebabkan beberapa komplikasi serta terjadinya
kematian dini. Berdasarkan hasil penelitian, kematian akibat DM pada tahun 2000
sebesar 2.9 juta jiwa atau sebanding dengan 5.2 % dari seluruh kematian di dunia.
Angka kematian yang disebabkan oleh DM di negara-negara miskin mencapai 2-3
% dari kematian dan mencapai lebih dari 8 % kematian di Amerika Serikat,
Kanada serta Timur Tengah. Pada orang dengan usia 35-64 tahun, kematian akibat
DM mencapai 6-27 % dari seluruh kematian (Roglic et al. 2005).
Jumlah prevalensi DM meningkat akibat pertumbuhan populasi, penuaan,
urbanisasi, dan meningkatnya prevalensi obesitas serta kurangnya aktifitas fisik.
Prevalensi DM untuk semua kelompok umur di dunia mencapai 2.8 % pada tahun
2000 dan diperkirakan mencapai 4.4 % pada tahun 2030. Jumlah penderita DM
pada tahun 2000 mencapai 171 juta jiwa dan diperkirakan akan meningkat
menjadi 366 juta jiwa pada tahun 2030 (Wild et al. 2004).
Jumlah penderita DM di Indonesia menempati posisi ke-4 terbesar di dunia
setelah India, Cina dan Amerika Serikat. Pada tahun 2000, penderita DM di
Indonesia sebesar 8.4 juta jiwa dan pada tahun 2030 diperkirakan penderita DM di
Indonesia mencapai 21.3 juta jiwa (Wild et al. 2004). Menurut Depkes (2006),
penderita DM di Indonesia telah mencapai 14 juta jiwa. Hasil Riset Kesehatan
Dasar (Riskesdas) (2007) menunjukkan bahwa proporsi penyebab kematian akibat
DM pada kelompok usia 45-54 tahun di daerah perkotaan menduduki ranking ke2 yaitu 14.7%, sedangkan di daerah pedesaan menduduki ranking ke-6 yaitu 5.8%.
Hal ini menunjukkan betapa cepatnya pertambahan jumlah penderita DM di
Indonesia. Jika tidak ditangani dengan baik, hal tersebut dapat mengurangi
kualitas
sumber
daya
manusia
Indonesia
sehingga
akan
menghambat
pembangunan Indonesia dalam rangka menciptakan masyarakat yang sehat dan
sejahtera.
DM terjadi akibat pankreas tidak dapat memproduksi insulin dalam jumlah
cukup atau tubuh tidak dapat menggunakan insulin yang telah dihasilkan secara
2
efektif, sehingga penyakit ini dapat menyebabkan konsentrasi glukosa dalam
darah menjadi tinggi atau hiperglikemia (WHO 2008). DM merupakan suatu
penyakit yang tidak dapat disembuhkan sehingga penderita perlu penanganan diet
khusus, pola hidup yang teratur serta sangat tergantung pada obat-obat
hipoglikemik. Penggunaan obat-obat hipoglikemik dapat menyebabkan beberapa
efek samping, diantaranya yaitu penggunaan obat acarbose dapat menyebabkan
flatulensi dan diare karena acarbose dapat menghasilkan metabolit berupa gas
dari karbohidrat yang tidak terabsorbsi di kolon (Buchanan 1988), penggunaan
metformin dapat menimbulkan efek samping seperti pusing, sakit perut dan diare
(Rayfield dan Valentine 2006) sedangkan penggunaan insulin yang tidak tepat
jumlahnya juga dapat menyebabkan terlalu rendahnya kadar glukosa dalam darah
(hipoglikemik).
Fenomena saat ini menunjukkan bahwa semakin banyak konsumen yang
cenderung kembali ke alam, back to nature, termasuk dalam penggunaan obatobat hipoglikemik. Terdapat banyak spesies tanaman obat yang telah
dimanfaatkan untuk menangani berbagai gejala diabetes dan sebagian dari
tanaman tersebut telah dibuktikan secara ilmiah mempunyai kemampuan
antihiperglikemik.
Beberapa tanaman yang telah teruji berkhasiat dalam menangani DM adalah
kumis kucing, jahe, secang dan flavonoid jeruk. Penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya, menunjukkan bahwa tanaman-tanaman obat tersebut, dalam bentuk
ekstrak tunggalnya memiliki kemampuan antihiperglikemik atau antidiabetik baik
secara in vitro maupun in vivo. Daun kumis kucing telah terbukti memiliki
kemampuan antihiperglikemik secara in vivo (Sriplang et al. 2007). Jahe memiliki
aktivitas antidiabetik secara in vivo pada tikus diabetes (tipe-I) yang diinduksi
dengan streptozotocin dan meningkatkan jumlah insulin plasma (Akhani et al.
2004). Ekstrak alkohol jahe mampu menurunkan glukosa darah pada kelinci dan
tikus (Mascolo et al. 1989; Ahmed & Sharma 1997). Brazilin dari secang secara
signifikan dapat menurunkan kadar glukosa pada plasma darah tikus diabetes
tetapi tidak meningkatkan kadar insulin, meningkatkan sintesis glikogen,
glikolisis, dan oksidasi glukosa pada otot hewan diabetes yang diberi asupan
brazilin (Moon et al. 1990). Senyawa golongan flavonoid jeruk yaitu naringin dan
3
hesperidin dapat memperbaiki kondisi hiperlipidemia dan hiperglikemia pada
hewan diabetes tipe-2 dengan mengatur sebagian metabolisme asam lemak dan
kolesterol serta mempengaruhi ekspresi gen untuk enzim-enzim metabolisme
glukosa (Jung et al. 2006).
Salah satu bentuk pemanfaatan tanaman-tanaman obat tersebut diantaranya
adalah dengan memformulasikan dalam bentuk makanan atau minuman
fungsional berbasis herbal. Pangan fungsional merupakan pangan yang karena
kandungan komponen aktifnya dapat memberikan manfaat bagi kesehatan, diluar
manfaat yang diberikan oleh zat-zat gizi yang terkandung didalamnya. Badan
Pengawas Obat dan Makanan mendefinisikan pangan fungsional sebagai pangan
yang secara alamiah maupun telah mengalami proses, mengandung satu atau lebih
senyawa yang berdasarkan kajian-kajian ilmiah dianggap mempunyai fungsi
secara fisiologis tertentu yang bermanfaat bagi kesehatan (BPOM 2005).
Penggunaan tumbuhan obat sebagai bahan baku pembuatan pangan
fungsional, di antaranya sebagai minuman cair fungsional, akan memberi nilai
tambah baik dari segi ekonomi maupun kemanfaatannya. Pengkayaan jenis bahan
baku dan formulasi akan membuka peluang untuk meningkatkan khasiat dan
pangsa pasar yang lebih besar. Pemanfaatan tanaman obat menjadi minuman
fungsional telah dilakukan, salah satunya dilakukan oleh Herold (2007) dengan
memformulasi minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing.
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing yang diformulasi
dengan beberapa ekstrak tanaman obat lainnya seperti kayu secang, rimpang jahe
gajah, rimpang temulawak dan buah jeruk lemon ini selain memiliki aktivitas
sebagai antioksidan juga memiliki citarasa yang dapat diterima oleh konsumen.
Kordial (2009), juga telah melakukan modifikasi proses pasteurisasi serta
mengganti salah satu ingredien minuman tersebut yaitu ekstrak buah jeruk lemon
dengan ekstrak buah jeruk purut, sehingga dapat meningkatkan umur simpan
minuman fungsional berbasis kumis kucing tersebut.
Penelitian yang dilakukan oleh Diana (2010), menunjukkan bahwa formula
minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing tersebut mempunyai
kemampuan inhibisi α-glukosidase dan α-amilase secara in vitro. Ekstrak tanaman
herbal dalam minuman yang diduga berperan dalam
inhibisi α-glukosidase
4
minuman adalah ekstrak kayu secang dan buah jeruk purut, sedangkan ekstrak
lainnya seperti ekstrak daun kumis kucing dan jahe gajah tidak memiliki
kemampuan inhibisi α-glukosidase. Ekstrak tanaman herbal dalam minuman yang
berperan dalam inhibisi α-amilase minuman diduga diperoleh dari ekstrak buah
jeruk purut, sedangkan ekstrak lainnya seperti daun kumis kucing, kayu secang,
dan jahe gajah tidak mempunyai kemampuan inhibisi α-amilase. Ekstrak jahe
gajah justru memiliki potensi dalam mengaktivasi enzim α-amilase.
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing ini mampu
meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel-sel pada diafragma mencit secara ex
vivo. Kemampuan minuman dalam meningkatkan penyerapan glukosa diduga
diperoleh dari jahe gajah dan buah jeruk purut. Peningkatan penyerapan glukosa
oleh buah jeruk purut dan minuman fungsional tidak berbeda nyata terhadap
kontrol positifnya yaitu insulin, sedangkan ekstrak lainnya dalam minuman, yaitu
daun kumis kucing dan kayu secang, tidak dapat meningkatkan penyerapan
glukosa pada sel diafragma mencit. Minuman fungsional berbasis ekstrak daun
kumis kucing lebih berpotensi dalam stimulasi penyerapan glukosa dari saluran
darah ke sel dibandingkan dengan inhibisi enzim α-glukosidase dan α-amilase,
sehingga minuman ini lebih berpotensi dalam menurunkan kadar glukosa darah
yang tinggi (Diana 2010).
Walaupun beberapa penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa
tanaman-tanaman yang digunakan dalam formula minuman, dalam bentuk ekstrak
tunggalnya memiliki aktivitas antihiperglikemik secara in vivo, akan tetapi belum
ada penelitian yang mempelajari kemampuan antihiperglikemik dari suatu
formula minuman yang mengandung campuran ekstrak tanaman tersebut. Selain
itu, belum ada penelitian mengenai pengaruh perbedaan jenis daun kumis kucing,
yaitu daun kumis kucing berbunga ungu dan daun kumis kucing berbunga putih,
yang digunakan dalam formulasi minuman terhadap kemampuan formula
minuman tersebut dalam meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma.
Oleh karena itu dalam penelitian ini diujicobakan formula minuman fungsional
berbasis ekstrak daun kumis kucing pada mencit hiperglikemik yang diinduksi
dengan streptozotocin dosis rendah secara berulang. Minuman tersebut diharapkan
dapat menurunkan kadar glukosa darah.
5
Perumusan Masalah
Selama ini obat-obatan di Indonesia sebagian besar diimpor dari luar negeri,
dan biasanya berharga mahal. Indonesia kaya akan keanekaragaman hayati yang
sangat perlu untuk dimanfaatkan secara optimal. Kecenderungan "back to nature"
bagi industri pangan fungsional dan industri farmasi serta masyarakat baik di
Indonesia maupun di dunia, dan semakin meningkatnya penderita diabetes
mendorong untuk menemukan suatu formula pangan fungsional komersial yang
mempunyai nilai jual dan bermanfaat. Pangan fungsional berbasis tanaman obat
asli Indonesia selain diharapkan dapat mengurangi efek samping juga dapat
digunakan untuk mencari nilai tambah sumberdaya hayati.
Salah satu faktor terjadinya penyakit DM yaitu glukosa darah
pada
penderita DM tidak dapat masuk ke dalam sel karena kekurangan hormon insulin,
sehingga terjadi peningkatan kadar glukosa di dalam pembuluh darah
(hiperglikemia). Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing telah
terbukti secara ex vivo dapat menstimulasi penyerapan glukosa pada sel diafragma
mencit (Diana 2010), sehingga minuman tersebut berpotensi dapat menurunkan
kadar glukosa darah dengan meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel-sel tubuh.
Pengujian secara in vitro dan ex vivo merupakan pengujian yang hanya
menggambarkan kondisi suatu bagian dalam sistem metabolisme tubuh. Pengujian
inhibisi enzim secara in vitro hanya menggambarkan kondisi dalam usus halus
dan pengujian stimulasi penyerapan glukosa secara ex vivo hanya mengambarkan
kondisi dalam sel tubuh.
Minuman fungsional yang masuk ke dalam tubuh, akan melewati sistem
pencernaan yang kompleks, mulai dari mulut menuju ke lambung hingga akhirnya
menuju usus besar. Lambung manusia mengandung HCl yang mampu
mempengaruhi aktivitas dari komponen-komponen dalam minuman fungsional,
selain itu setelah diabsorpsi dan masuk ke dalam tubuh akan terjadi mekanisme
aktivasi dan inaktivasi, distribusi dan sekresi suatu senyawa yang melibatkan
berbagai reaksi kimia dan enzimatis, sehingga diperlukan pengujian aktivitas
antihiperglikemik
dalam
keseluruhan
sistem
metabolisme
tubuh
untuk
memperoleh data yang lebih representatif. Selain itu, campuran dari beberapa
ekstrak akan menyebabkan terjadinya interaksi yang mengakibatkan hubungan
6
sinergisme ataupun antagonisme pada komponen penyusun formula tersebut.
Perbedaan jenis ekstrak daun kumis kucing yang digunakan dalam formula
minuman, yaitu daun kumis kucing berbunga putih dan daun kumis kucing
berbunga ungu, akan mempengaruhi aktivitas penyerapan glukosa oleh sel-sel
diafragma secara ex vivo karena adanya perbedaan komposisi senyawa fitokimia
dalam ekstrak tersebut. Selain itu, perbedaan jenis formula minuman serta
perbedaan komposisi ekstrak sebagai ingredien dalam minuman, yaitu dengan dan
tanpa penambahan ekstrak jahe juga akan mempengaruhi kemampuan aktivitas
antihiperglikemik minuman tersebut. Oleh karena itu, diperlukan studi lebih lanjut
tentang aktivitas antihiperglikemik minuman fungsional tersebut secara in vivo.
Tujuan Penelitian
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kemampuan
antihiperglikemik minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing secara
in vivo pada mencit diabetes yang diinduksi dengan streptozotocin dosis rendah
secara berulang. Penelitian ini juga diharapkan dapat menentukan jenis ekstrak
daun kumis kucing dalam minuman yang memiliki kemampuan meningkatkan
penyerapan glukosa oleh sel diafragma dan pengaruh penambahan ekstrak jahe
dalam formula minuman terhadap kemampuan aktivitas antihiperglikemik. Selain
itu, juga mempelajari karakteristik fisikokimia ekstrak-ekstrak yang digunakan
dalam formula minuman dan karakteristik minuman serta kandungan senyawa
bioaktif dalam ekstrak tanaman herbal yang diduga berperan sebagai senyawa
penciri.
Hipotesis
•
Perbedaan jenis ekstrak daun kumis kucing dalam minuman fungsional akan
menyebabkan perbedaan kemampuan aktivitas peningkatan penyerapan
glukosa oleh sel diafragma mencit.
•
Penambahan ekstrak jahe dalam formula minuman dapat mempengaruhi
kemampuan aktivitas antihiperglikemik.
•
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing dapat menurunkan
kadar glukosa darah pada mencit hiperglikemik.
7
Manfaat Penelitian
•
Memperoleh
informasi
mengenai
kemampuan
antihiperglikemik
dari
minuman berbasis ekstrak daun kumis kucing pada mencit diabetes.
•
Membantu penderita diabetes agar dapat mengendalikan kadar glukosa
darahnya.
•
Meningkatkan nilai ekonomis tanaman obat melalui pengembangan minuman
fungsional.
TINJAUAN PUSTAKA
Diabetes Melitus
Diabetes melitus (DM) merupakan sekumpulan gejala yang timbul pada
seseorang, ditandai dengan kadar glukosa darah yang melebihi nilai normal
(hiperglikemia) akibat tubuh kekurangan insulin baik absolut maupun relatif
(Dalimartha 2003). Seseorang dapat menderita penyakit DM karena berbagai
faktor berikut ini (Utami et al. 2003):
(1)
Faktor genetik atau keturunan
(2)
Virus dan bakteri
(3)
Bahan toksik atau beracun
(4)
Nutrisi
Secara klinis DM dibedakan menjadi Insulin Dependent Diabetes Mellitus
(IDDM) atau DM tergantung insulin (DMTI) dan Non-Insulin Dependent
Diabetes Mellitus (NIDDM) atau DM tidak tergantung insulin (DMTTI).
Penyebab DM adalah aktivitas insulin yang tak memadai baik karena sekresi
insulin yang berkurang (DMTI) atau karena adanya resistensi insulin pada
jaringan yang peka insulin (DMTTI).
Akhir-akhir ini pada sebagian penderita DMTTI yang disebut MODY
(maturity onset diabetes of the young), selain terdapatnya resistensi insulin juga
ditemukan pula cacat (defect) pada sekresi insulin. Namun pada MODY sekresi
insulin masih dapat ditingkatkan dengan pemberian obat hipoglikemik oral
(OHO), sedangkan pada DMTI kekurangan insulin hanya dapat diatasi dengan
pemberian insulin eksogen atau dengan transplantasi.
Berikut ini adalah klasifikasi DM dan gangguan toleransi glukosa menurut
WHO (2008):
A. Kelas klinis
I. Diabetes Melitus (DM)
1. DM tipe I atau DM Tergantung Insulin (DMTI)
2. DM tipe II atau DM Tidak Tergantung Insulin (DMTTI)
3. DMTM (DM Terkait Malnutrisi)
4. DM tipe lain yang berhubungan dengan keadaan atau sindrom tertentu
9
II. Gangguan Toleransi Glukosa (GTG)
Penderita gangguan toleransi glukosa (GTG) dinyatakan dengan
adanya peningkatan kadar glukosa darah pada tes toleransi glukosa oral
(TTGO) dimana nilainya ada di daerah perbatasan yaitu di atas normal,
tetapi di bawah nilai diagnostik untuk DM (Dalimartha 2003).
III. DM pada kehamilan (gestational DM)
Pada waktu hamil, akan terjadi perubahan-perubahan biokimia akibat
kehamilan seperti adanya hormon plasenta yang bersifat insulin antagonis
dan meningkatnya pemecahan insulin oleh plasenta, merupakan faktor
diabetogenik (Adam 1987).
B. Kelas resiko statistik
Semua orang dengan toleransi glukosa normal tetapi mempunyai resiko
yang lebih besar untuk mengidap DM. Penderita yang termasuk dalam
golongan ini adalah penderita yang kedua orang tuanya menderita DM, pernah
menderita GTG kemudian normal lagi, pernah melahirkan bayi dengan berat
badan lebih dari 4 kg (Dalimartha 2003).
Gambar 1 Mekanisme kerja insulin dalam menjaga homeostasis glukosa darah
(www.google.com)
DM merupakan penyakit yang tidak dapat disembuhkan, tetapi dapat
dikontrol. Untuk mengendalikan penyakit DM, Perkumpulan Endokrionologi
Indonesia (Perkeni) menetapkan empat pilar utama dalam penatalaksanaan DM,
yang meliputi perencanaan diet, latihan jasmani, penyuluhan atau pendidikan
10
kesehatan, dan pemberian obat hipoglikemia oral atau pemberian insulin. Pada
penderita DM tipe II, obat hanya perlu diberikan, bila setelah melakukan diet dan
latihan jasmani secara maksimal tetapi tidak berhasil mengendalikan kadar
glukosa darah. Ada dua macam obat hipoglikemik berdasarkan cara
pemberiannya, yaitu berupa suntikan dan berupa tablet yang disebut obat
hipoglikemik oral atau antidiabetes oral.
Menurut Rayfield dan Valentine (2006), obat hipoglikemik secara oral
mempunyai beberapa cara kerja dalam menurunkan kadar glukosa darah.
Mekanisme kerja obat dibagi menjadi 4 bagian, yaitu:
a. Menurunkan penyerapan glukosa dalam usus
b. Meningkatkan penyerapan glukosa pada sel
c. Menurunkan produksi glukosa oleh hati
d. Meningkatkan sekresi insulin
Penggunaan obat-obat hipoglikemik dapat menyebabkan beberapa efek
samping, diantaranya yaitu penggunaan obat acarbose dapat menyebabkan
flatulensi dan diare karena acarbose dapat menghasilkan metabolit berupa gas
dari karbohidrat yang tidak terabsorbsi di kolon (Buchanan 1988), penggunaan
metformin dapat menimbulkan efek samping seperti pusing, sakit perut dan diare
(Rayfield dan Valentine 2006) sedangkan penggunaan insulin yang tidak tepat
jumlahnya juga dapat menyebabkan terlalu rendahnya kadar gula dalam tubuh
(hipoglikemik). Fenomena saat ini menunjukkan bahwa masyarakat lebih
cenderung menggunakan tanaman obat dalam mengatasi berbagai gejala penyakit
termasuk penyakit diabetes.
Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing
(Orthosiphon aristatus B1. Miq)
Salah satu pemanfaatan tanaman obat adalah dengan mengolahnya menjadi
pangan fungsional. Badan POM (Badan Pengawas Obat dan Makanan)
mendefinisikan pangan fungsional sebagai pangan yang secara alamiah maupun
telah mengalami proses, mengandung satu atau lebih senyawa yang berdasarkan
kajian-kajian ilmiah dianggap mempunyai fungsi secara fisiologis tertentu yang
bermanfaat bagi kesehatan. Pangan fungsional dapat berupa makanan dan
minuman yang berasal dari hewani atau nabati. Beberapa persyaratan yang harus
11
dimiliki oleh suatu produk agar dapat dikatakan sebagai pangan fungsional
adalah: (1) Harus merupakan produk pangan (bukan berbentuk kapsul, tablet, atau
bubuk) yang berasal dari bahan alami; (2) Dapat dan layak dikonsumsi sebagai
bagian dari diet atau menu sehari-hari; (3) Mempunyai fungsi tertentu pada saat
dikonsumsi, serta dapat memberikan peran dalam proses tubuh tertentu, seperti
memperkuat mekanisme pertahanan tubuh, mencegah penyakit tertentu,
membantu mengembalikan kondisi tubuh setelah sakit, menjaga kondisi fisik dan
mental, serta memperlambat proses penuaan.
Dari konsep yang telah dikembangkan, jelas bahwa pangan fungsional tidak
sama dengan food supplement atau obat. Pangan fungsional dibedakan dari
suplemen makanan atau obat berdasarkan penampakan dan pengaruhnya terhadap
kesehatan. Pangan fungsional dapat dikonsumsi tanpa dosis tertentu dan bisa
dinikmati sebagaimana makanan pada umumnya, serta lezat dan bergizi. Peran
dari pangan fungsional bagi tubuh semata-mata bertumpu pada komponen gizi
dan non-gizi yang terkandung di dalamnya yang merupakan komponen bioaktif.
Bila fungsi obat terhadap penyakit bersifat kuratif, maka pangan fungsional lebih
bersifat pencegahan terhadap penyakit, rehabilitatif dan promotif.
Walaupun konsep pangan fungsional baru populer beberapa tahun
belakangan, sesungguhnya banyak jenis makanan tradisional Indonesia yang
memenuhi persyaratan sebagai pangan fungsional. Banyak produk makanan dan
minuman tradisional Indonesia yang mengandung rempah-rempah atau tanaman
obat sebagai bahan penyusunnya bermanfaat bagi kesehatan (Antara 1997).
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing (Orthosiphon aristatus
B1. Miq) merupakan hasil formulasi yang dilakukan oleh Herold (2007), dengan
memanfaatkan beberapa jenis rempah dan tanaman herrbal atau obat. Formula
minuman tersebut mengandung beberapa jenis ekstrak tanaman obat yaitu daun
kumis kucing, kayu secang, rimpang jahe, rimpang temulawak dan buah jeruk
lemon dengan komposisi ekstrak daun kumis kucing lebih banyak dibandingkan
ekstrak tanaman obat lainnya. Bahan tambahan pangan yang terdapat dalam
minuman tersebut adalah sukrosa (gula pasir) sebagai pemanis, CMC
(karboksimetil selulosa) sebagai penstabil, dan kalium sorbat atau benzoat sebagai
pengawet.
12
Formula minuman dengan kombinasi ekstrak daun kumis kucing a %,
ekstrak jahe b %, ekstrak kayu secang c %, ekstrak buah jeruk lemon d %, dan
ekstrak temulawak e % (dari total campuran ekstrak dalam mi