Daya anti-aterosklerosis Zn-turunan klorofil dari daun singkong (Manihot esculenta Crantz) pada kelinci percobaan
DAYA ANTI-ATEROSKLEROSIS Zn-TURUNAN KLOROFIL
DARl DAUN SINGKONG (Manihot esculenta Crank)
PADA KELlNCl PERCOBAAN
OLEH :
ALSUHENDRA
SEKOLAHPASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2004
"Diribut runduWah padi
Dicupak Oatuk Tumenggung
Hidup kalau tidak berbudi
Ouduk tegak kemari canggung
Tegak rumoh karena sendi
Runtuh sendi rumoh binaso
Sendi bangso ialah budi
Runtuh budi runtuhlah bangso"
(Hamko)
Oipersembahkan untuk r
Abak, Amok (alm.), Uni (alm.) dan saudcrra-saudora di Padcrng,
Apok, Amak don saudara-saudara di Solok,
serto isteri dan anak-onakku tersoyang
...
ABSTRAK
ALSUHENDRA. Daya Anti-aterosklerosis ZnmTurunan Klorofil dari Daun Singkong
(Manihot esculenta Crank) pada Kelinci Percobaan. Di bawah bimbingan Deddy
Muahtadl sebagal ketua dan DJokowoerJoSastradlpradja serta Tutik Wresdiyati
sebagai anggota komlsl pembimbing.
Klorofil yang banyak terdapat dalam sayuran hijau mempunyai potensi besar
sebagai komponen fungsional pangan. Berbagai laporan memperlihatkan bahwa klorofil
dapat berperan sebagai antioksidan, antikanker, antiinflamasi, antigenotoksik,
antiklastogenik, dan antimutagenik. Sampai saat ini belum ada laporan tentang efek
toksik dari klotofil atau senyawa turunannya pada manusia.
Tujuan penelitian ini adalah untuk : (1) Menentukan kandungan klorofil beberapa
janis sayuran hijau. (2) Mempelajari pembuatan kom leks Zn-turunan klorofil melalui
dalam klorofil asal dengan ion Zn pada beberapa konsentrasi ion
penggantian ion
zn2+; (3) Mempelajari beberapa karaktaristik fisik kompleks Zn-turunan klorofil yang
dihasilkan; (4) Mempelajari manfaat Zn-turunan klorofil sebagai komponen fungsional
pangan dalam mencegah kejadian aterokslemsis pada kelinci percobaan; dan (5)
Mempelajari manfaat Zn-turunan klorofil sebagai kornponen fungsional pangan dalam
mencegah kelainan histopatologis hati dan ginjal kelinci percobaan. Hipotesis penelitian
adalah : (1) Penggantian ion ~ g "dengan ion zn2' menghasilkan pmduk dengan
karaktetistik berbeda dengan klorofil asal; (2) Semakin banyak ion Zn2+yang ditambahkan
untuk menggantikan ion ~ g " , semakin stabil dan cerah wama kompleks Zn-turunan
klorofil yang dihasilkan; (3) Pemberian kompleks Zn-turunan klorofil kepada kelinci
percobaan dapat mencegah kenaikan kadar kolesterol serum darah kelinci percobaan; (4)
Kompleks Zn-turunan klorofil dapat mencegah pembentukan lesi aterosklerosis pada
aorta kelinci percobaan; dan (5) Kompleks Zn-turunan klorofil dapat mencegah tejadinya
perlemakan hati dan penumpukan protein pada ginjal kelinci percobaan.
Penelitian dilakukan dalam 4 tahap, yaitu : (1) Penentuan kandungan klorofil dari
10 jenis sayuran hijau dan 2 jenis rumput; (2) Ekstraksi klorofil, penyiapan turunan klorofil
serta pembuatan kompleks Zn-turunan klorofil; (3) Pengamatan profil lipid darah kelinci
percobaan setelah diberi ransum yang mengandung bubuk kompleks Zn-turunan klorofil;
dan (4) Pengamatan kejadian aterosklerosis pada aorta dan keadaan histopatologis hati
dan ginjal kelinci percobaan setelah diberi ransum yang mengandung bubuk kompleks
Zn-turunan klorofil.
Pada tahap pertama ditentukan kandungan klorofil 10 jenis sayuran, yaitu bayam
(Amaranthus tricolor), kangkung (Ipomoea aqualytica), daun singkong (Manihot
esculenta), daun katuk (Sauropus andmgynus), caisin (Brassica chinensis), kacang
panjang (Vigna anguiculata), buncis (Phaseolus vulgaris), poh-pohan (Pilea trinerivia),
selada (Lactuca sativa), dan kemangi (Ocinum arnedcanum), serta 2 jenis rumput, yaitu
rumput gajah (Pennisetum purpureum) dan alang-alang (Imperata cylindrica). Hasil
analisis memperlihatkan bahwa daun singkong memiliki kandungan klorofil paling tinggi
(3967.5 pglg) dibandingkan dengan sayuran lain (224.6 2202.0 pglg) dan rumput
(2326.3 2673.2 pglg). Oleh karena itu, daun singkong selanjutnya digunakan sebagai
sumber klorofil untuk pembuatan kompleks Zn-turunan klorofil. Klorofil diekstrak dengan
menggunakan etanol95%, sedangkan turunan klorofil dibuat dengan rnenambahkan HCI
pada ekstrak klorofil.
R
-
-
Pembuatan kompleks Zn-turunan klorofil dilakukan dengan menambahkan 0 ppm,
100 ppm, 150 ppm dan 200 ppm ion zn2' dalam bentuk Zn-asetat dihidrat
((CH3C00)2Zn.2H20)kepada turunan klorofil. Agar dapat dibuat menjadi bubuk, ke
dalam larutan Zn-turunan klorofil selanjutnya ditambahkan dekstrin. Bubuk Zn-turunan
klorofil diperoleh setelah campuran tersebut dikeringkan dengan pengering semprot
(spmy d~yer). Penambahan 200 ppm ion zn2+memberikan produk dengan karakteristik
terbaik dari wama, kadar air, kadar abu, kadar seng total, pH, dan kelarutan. Bubuk ini
selanjutnya diberikan kepada kelinci untuk mempelajari pengaruhnya terhadap
pembentukan lesi ateroslerosis serta keadaan histopatologis hati dan ginjal kelinci.
Pada penelitian ini digunakan 20 ekor kelinci jantan New Zealand White galur lokal
yang berumur 5 6 bulan dengan bobot badan 2.0-3.0 kg. Kelinci dibagi menjadi 5
kelompok dan diberi 4 perlakuan berbeda selama 12 minggu. Keempat perlakuan
tersebut adalah kontrol positif (K+), kontrol negatif (K-), perlakuan I (PI), dan perlakuan II
(P2). Kelinci P1 diberi ransum yang mengandung 16.7 mg Zn-turunan klorofil/kg/hari
(dosis 1) dan 0.1% kolesterol; kelinci P2 diberi ransum yang mengandung 50.1 mg Znturunan klorofiVkg1hari (dosis 2) dan 0.1% kolesterol, kelinci K- diberi ransum standar
bebas kolesterol, dan kelinci K+ diberi ransum yang hanya mengandung 0.1 % kolesterol.
Pengamatan terhadap kadar kolesterol total, trigliserida, kolesterol HDL dan LDL serum
darah kelinci dilakukan pada minggu ke-0, 4, 8 dan 12. Pada akhir penelitian semua
kelinci dimatikan dan diamati kejadian lesi aterosklerosis pada aorta, perlemakan hati dan
pengendapan protein pada ginjal. Untuk keperluan ini digunakan pewamaan Verhoeffvon Gieson pada aorta dan Hematoxylin-Eosin pada hati dan ginjal.
Hasil penelitian memeperlihatkan bahwa perlakuan 2 (P2) secara nyata dapat
mencegah peningkatan kadar kolesterol total dan LDL serum darah kelinci. Kelinci K+
dan P I mengalami peningkatan kadar kolesterol dari 87.2 mgldl dan 8.1 mgldl menjadi
266.3 mgldl dan 361.8 mgldl secara berturut-turut. Kadar kolesterol kelinci P2 sedikit
meningkat pada minggu ke4, tetapi turun kembali menjadi 78.3 mgldl setelah 12 minggu
penelitian. Kadar trigliserida semua kelinci relatii rendah, yaitu berkisar antara 38.8 mgldl
hingga to 70.1 mgldl. Namun, kadar LDL kelinci K+ (163.1 mg/dl) dan P1 (319.3 mgldl)
lebih tinggi dibandingkan dengan kelinci K- (12.2 mgldl) dan P2 (43.9 mgldl). Rasio
kolesterol totaVHDL kelinci P2 (1.9:1) tidak berbeda nyata dengan kelinci K-(1.6:1), tetapi
kelinci K+ (5.2:l) dan P I (8.1:l) memiliki rasio > 5 (resiko tinggi terkena aterosklerosis).
Pada aorta kelinci K+ ditemukan lesi dengan luas 2.2% dari luas aorta, 6.6% pada
kelinci P1 dan 0.6% pada kelinci P2. Sementara itu, perhitungan jumlah butiran lemak
pada hati kelinci memperlihatkan bahwa hati kelinci K+ mengalami perlemakan yang
paling berat dibandingkan dengan kelinci lainnya. Terdapat 25.52 butir lemak per bidang
pandang pada hati kelinci K+, 23.46 butir per bidang pandang pada hati kelinci Pl, 4.40
butir per bidang pandang pada hati kelinci P2 dan 3.86 butir per bidang pandang pada
hati kelinci K-. Sebanyak 15.76% dari semua glomerolus yang ada pada ginjal kelinci K+
mengalami pengendapan protein, sedangkan pada kelinci K- adalah 2.84%, kelinci P1
2.92% dan kelinci P2 4.34%.
Secara umum dapat disimpulkan bahwa pemberian 50.1 mg Zn-turunan klorofil
lkghari pada kelinci percobaan dapat mencegah kejadian aterosklerosis, perlemakan hati
dan pengendapan protein pada ginjal. Diduga mekanisme yang mendasarinya adalah
penghambatan peningkatan kadar kolesterol total darah dan aktivitasnya sebagai
antioksidan. Penelitian lanjutan perlu dilakukan untuk mempelajari karakteristik lain dari
Zn-turunan klorofil, seperti kekuatan khelat Zn-turunan klorofil, daya anti-agregasi dan
anti-inflamasi, metabolisme dan mekanisme antioksidan Zn-turunan klorofil pada tingkat
seluler dan molekuler.
ABSTRACT
ALSUHENDRA. Antiatherosclerosis Capacity of Zn-Chlorophyll Derivatives from
Cassava Leaves (Manihot esculenta Crank) on Experimental Rabbit Supervised by
Deddy Muchtadi as chairman, Djokowoerjo Sastradipradja and Tutik Wresdiyati as
members of the advisory committee.
Green vegetables contain much chlorophyll which has a potency as functional
component of fwd. Previous studies showed that chlorophyll could act as antioxidant,
anticancer, anti-inflammation, antigenotoxic, anticlastogenic, and antimutagenic. There
are no reports on the toxic effect of chlorophyll or its derivatives in humans.
The objectives of this research were (1) to determine the chlorophyll content of
some green vegetables; (2) to study the formation of zinc (Zn) complex of chlorophyll
derivatives at 4 levels of ion Zn2'; (3) to study the physical characteristics of Znchlorophyll
derivatives; (4) to study the effect of Znchlorophyll derivatives on atherosclerosis of
experimental rabbits; and (5) to study the effect of Zn-chlorophyll derivatives on the
histopathological change in the liver and kidney of experimental atherosclerotic rabbits.
The hypothesis of the research were (1) the color of Zn-chlorophyll derivatives was more
stable and bright than native chlorophyll; (2) Zn-chlorophyll derivatives could prevent
increasing of serum cholesterol level of experimental rabbits; (3) Znchlorophyll
derivatives could prevent the fomation of lession on aorta of experimental rabbits; and (4)
Znchlorophyll derivatives could prevent the development of fatty liver and protein
precipitation on glomerular of experimental rabbit's kidney.
The research was divided into four stages, that were, (1) determination of
chlorophyll content of 10 kinds of green vegetables and 2 kinds of grasses, (2) extraction
of chlorophyll from cassava leaves, preparation of chlorophyll derivatives and production
of complex of Zn-chlorophyll derivatives, (3) evaluation of serum lipid profile of
experimental rabbits given feed containing complex powder of Zn-chlorophyll derivatives,
and (4) evaluation of lession on aorta and histopathologicalevident in the liver and kidney
of experimental rabbits given feed containing complex powder of Zn-chlorophyll
derivatives.
The chlorophyll content of 10 kinds of green vegetables and 2 kinds of grasses
(Amaranthus tricolor, lpomoea aqualytica, Manihot esculenta, Saumpus androgynus,
Brassica chinensis, Vigna anguiculata, Phaseolus vulgaris, Pilea trinervia, Lactuca sativa,
Ocinum americanum, Pennisetum purpureum and lmperata cylindrica) were analysed.
The result of analysis showed that cassava leaves have highest chlorophyll content
(3967.5 pglg) than others green vegetables (224.6 - 2202.0 pglg) and grasses (2326.3
2673.2 pglg). Therefore, chlorophyll was extracted from fresh cassava leaves usiqg
ethanol 95%, and then a complex of Zn-chlorophyll derivatives was made.
Zn-chlomph~llderivatives were made by adding 0 ppm, 100 ppm, 150 ppm and
200 ppm of ion Zn 'as Zn-acetate dihydrate ((CH3C00)2Zn.2Hz0) to chlorophyll extract.
After addition of dextrin, powder of Znchlorophyll derivatives were obtained by spray
drying. Added 200 ppm of ion zn2' to chlorophyll extract yielded the best characteristics
(color, water content, ash content, total zinc content, pH, and solubility) of Zn-chlorophyll
derivatives.
Powder of Zn-chlorophyll derivatives were given to experimental rabbits to study
its effects on the development of atherosclerosis (antiatheroslerosis capacity) and
histopathologic performance of liver and kidney of experimental rabbits. Twenty New
-
PRAKATA
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas izin-Nya
penutis dapat menyelesaikan disertasi ini dalam rangka penyelesaian studi program
Doktor (S3). Disertasi dengan judul "Daya Anff-aterosklerosis Zn-Turunan Klorofii dari
Daun Singkong (Manihot esculenta Cmntr) pada Keiinci Percobaannini ditulis untuk
memenuhi salah satu persyaratan bagi penulis dalam memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi llmu Pangan, Sekolah Pascasarjana IPB Bogor.
Di dalam disertasi ini penulis menjelaskan latar belakang, tujuan, tahapan, tinjauan
tentang berbagai aspek yang diteliti, khususnya tentang klorofil dan aterosklerosis, serta
hasil penelitian dan kesimpulan yang diambil. Penulis melihat bahwa penelitian tentang
turunan klorofil ini penting dilakukan karena sampai saat ini informasi tentang klorofil dan
turunannya, terutama peranannya dalam bidang kesehatan serta efek toksiknya masih
relatif sedikit. Oleh karena itu, dalam tulisan ini penulis memaparkan berbagai hasil yang
diperoleh, sehingga dapat melengkapi dan memperkaya informasi yang telah ada selama
ini.
Penelitian ini penulis selesaikan atas berbagai sumbangan pemikiran dan mqsukan
dari komisi pembimbing serta bantuan beibagai pihak. Untuk itu, sudah sepantasnyalah
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Oeddy Muchtadi, M.S., selaku ketua komisi pembimbing, atas segala
pengetahuan, masukan, saran, arahan dan nasehat yang telah diberikan kepada
penulis selama perkuliahan dan pembimbingan, sehingga penulis tidak hanya
mendapatkan pengetahuan dalam bidang akademik, tetapi juga ilmu dan wawasan
tentang kehidupan.
2. Prof. Dr. dm. Djokowoerjo Sastradipradja, selaku anggota komisi pembimbing, atas
segala kebijaksanaan, masukan, saran, nasehat dan diskusi menarik yang telah
i
Zealand White rabbits age 5-6 month and 2.0-3.0 kg in weight were used for this study.
Experimental rabbits were divided into 5 groups; group I was positive control (K+) that
served as cholesterol-fed controls (received 0.1 % cholesterollday), group II was negative .
control (K-) that received standard diet (cholesterol-free diet), group Ill was treatment I
(Pl) that received 16.7 mglkgld (dose I) of Zn-chlorophyll derivatives and 0.1%
cholesterol and group IV was treatment II (P2) that received 50.1 mglkgld (dose II) of Znchlorophyll derivatives and 0.1% cholesterol. Level of serum total cholesterol, triglyceride,
HDL-cholesterol and LDL-cholesterol were determined at week of 0, 4, 8, and 12. At the
end of research (week 12), all experimental rabbits were sacrificed and the lession on
aorta, fatty liver and protein precipitation on kidney were observed. The aorta tissue were
stained by Verhoeff-von Gieson staining and the tissue of liver and kidney were stained by
Hematoxylin-Eosin staining.
The results of the research showed that dose II (P2) treatment significantly
prevented the increase of serum total cholesterol and LDLcholesterol levels. Positive
control (K+) rabbits and dose I (PI) rabbits significantly increased serum total cholesterol
from 87.2 mgldl and 82.1 mgldl to 266.3 mgldl and 361.8 mgldl, respectively. Cholesterol
level of P2 slightly increased for 4 weeks, but decreased to 78.3 mgldl after 12 weeks.
Triglyceride level of all rabbits were between 38.8 rngldl to 70.1 mgldl, but LDLcholesterol
level of K+ (163.1 rngldl) and P1 (319.3 mgldl) was higher than K- (12.2 mgldl) and P2
(43.9 mgldl). Total cholesteroVHDL-cholesterol ratio of P2 (1.9:1) was not significantly
difference with K- (1.6:1), but rabbits of K+ (5.2:1) and P1 (8.1:l) had ratio which was
greater than 5 (high risk for atherosclerosis).
There was 2.2% lession area on aorta of K+, 6.6% of P I and slightly lession on
aorta of P2 (0.6%). Rabbits consumed only 0.1% cholesterol (K+) had fatty liver, and so
also with P1 rabbits. Meanwhile, there was no protein precipitation on the glomerolus of
P1 and P2 kidneys, but a lot of proteins were found on the glomerolus of K+ kidney.
In general, it was concluded that giving 50.1 mgkgld Zn-chlorophyll derivative to
experimental rabbits could prevent atherosclerosis, fatty liver and protein precipitation on
glomerolus of the kidney by inhibiting the increase of serum total cholesterol level and
acting as antioxidant. Further studies to determine other characteristics of Zn-chlorophyll
derivatives, such as strengtening of chelation of Zn-chlorophyll derivative, antiaggregation and anti-inflammation capacyties, metabolism of Zn-chlorophyll derivative,
and antioxidative mechanism of Zn-chlorophyll derivative on cellular and molecular level
were needed.
SURATPERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benamya bahwa segala pemyataan dalam
disertasi saya bejudul :
"DAYA ANTI-ATEROSKLEROSIS Zn-TURUNAN KLOROFIL DARl DAUN SINBKONG
(Manihot esculenta Crantz) PADA KELINCI PERCOBMNn
merupakan gagasan atau hasil penelitian disertasi saya sendiri dengan pembimbingan
komisi pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya. 'Disertasi ini belum
pemah diajukan untuk memperoleh gelar pada program sejenis di perguman tinggi lain.
Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan
dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, Juni 2004
"5
Alsuh ndra
Nrp. 985057
'
Judul Disertasi
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi
: Daya Anti-aterosklerosis Zn-Turunan Klorofil dari Daun
Singkong (Manihot esculenta Crantz) pada Kelinci Percobaan
: Alsuhendra
: 985057
: llmu Pangan
Menyetujui :
1. Komisi Pembimbing
-
Prof. Dr. Ir. Deddv Muchtadi, M.S.
.nerua
Prof. Dr. Drh. Diokowoerio Sastradipradia
Anggota
2. Ketua Program Studi llmu Pangan
-V&L:
Prof. Dr. Ir. Bettv Sri Laksmi Jenie, M.S.
Tanggal Lulus : 4 Mei 2004
I/-L.
Dr. Drh. Tutik ~ r e s d i y a t i
Anggota
3. Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
DAYA ANTI-ATEROSKLEROSIS Zn-TURUNAN KLOROFIL
DARl DAUN SINGKONG (Manihot esculenta Crantz)
PADA KELlNCl PERCOBAAN
OLEH :
ALSUHENDRA
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Doktor
pada
Program Studi llmu Pangan
SEKOLAHPASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2004
dikembangkan, sehingga dapat membuka wawasan dan cakrawala berpikir penulis
secara lebih integral.
3. Dr. drh. Tutik Wresdiyati, selaku anggota komisi pembimbing, yang telah memberikan
masukan, arahan, bimbingan dan nasehat tentang keilmuan, sehingga dapat
memperkaya pengalaman penulis dalam menghadapi berbagai tantangan yang akan
dihadapi di masa datang.
4. Prof. Dr. Ir. Latifah K. Darusman, selaku penguji luar komisi pada ujian tertutup dan
terbuka, atas segala masukan dan tambahan bagi kelengkapan disertasi penulis,
sehingga disertasi yang penulis buat menjadi lebih kaya dan fokus pada bidangnya.
5. Prof. Dr. Sjamsul Arifin Achmad, selaku penguji luar komisi pada ujian terbuka, atas
segala masukan dan tambahan keilmuan yang telah memperkaya disertasi ini.
6. Bapak drh. I Ketut Mudite Adnyane, M.Si dan adik-adik Hera, Sofi, Lusi, dan Vivi atas
bantuannya dalam pengambilan organ kelinci serta pelaksanaan pewarnaan dan
pemotretan slide.
7. Bapak drh. Endi Ridwan, Bapak Endang, Bapak Pandi dan rekan-rekan dari Puslitbang
Gizi Bogor, atas bantuannya selama pemeliharaan kelinci dan analisis profil lipid
darah.
8. Para teknisi dan laboran di beberapa laboratorium PAU Pangan dan Gizi IPB, Balitbio
Bogor dan Pusat Studi Satwa Primata IPB atas bantuannya selama pelaksanaan
penelitian.
9. Bagian Program URGE DiMi, PT. lndofood Sukses Makmur, dan Yayasan Supersemar
atas bantuan dana perndidikan (beasiswa) dan dana penelitian selama penulis
mengikuti S3 di Sekolah Pascasarjana IPB.
10.Teman-teman IPN senasib sepenanggungan selama mengikuti perkuliahan di PS llmu
Pangan Sekolah Pascasarjana IPB.
11.Ayahnda Juar, lbunda Jawaher (alm.) dan saudara-saudara di Padang serta Amak,
Apak dan saudara-saudara di Solok, atas do'a dan dorongan kepada penulis untuk
dapat menyelesaikan pendidikan ini dengan baik.
12.lsteri dan anak-anak tersayang, atas do'a, dorongan, kesabaran dan kasih sgyang
yang diberikan, sehingga dapat menambah semangat penulis untuk dapat
menyelesaikan pendidikan di Sekolah Pascasajana IPB.
Mudah-mudahan Allah S W membalas segala kebaikan yang telah dilakukan.
Bogor, Juni 2004
Penulis
iii
,
Penulis dilahirkan pada tanggal 23 Januari 1971 di Padang, Sumatera Barat.
Penulis merupakan anak ke delapan dari delapan bersaudara, dari Bapak Juar St.
Bagindo dan Ibu Jawaher (almarhumah).
Penulis menyelesaikan Sekolah Dasar pada tahun 1984 di SD lnpres I PJKA
Padang. Selanjutnya penulis memasuki SMP Negeri 5 Padang hingga selesai pada tahun
1987.
Pada tahun yang sama penulis diterima di SMA Negeri 3 Padang dan
menyelesaikan pendidikan pada tahun 1990.
Pada tahun 1990 tersebut penulis
melanjutkan pendidikan ke lnstitut Pertanian Bogor melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB
(USMI), dan diterima sebagai mahasiswa Jurusan Gizi Masyarakat dan Sumberdaya
Keluarga (GMSK) Fakultas Pertanian IPB. Penulis menyelesaikan pendidikan di jurusan
GMSK pada tahun 1995 dan pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa
Program Magister di Program Studi GMSK Program Pascasarjana IPB.
Selama
pendidikan di Program Studi GMSK tersebut penulis mendapat bantuan dana pendidikan
dari Proyek University Research for Graduate Education (URGE) Batch IITahun Anggaran
199511996. Pada tahun 1998 penulis menyelesaikan pehdidikan S2 dan pada tahun 1998
itu juga penulis melanjutkan pendidikan S3 (Doktor) pada Program Studi llmu Pangan,
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Penulis juga
mendapatkan bantuan pendidikan dari URGE Batch V Tahun Anggaran 199811999.
Pada tahun 2001 penulis diangkat sebagai Pegawai Negeri Sipil di lingkungan
Departemen Pendidikan Nasional dengan tugas sebagai Staf Pengajar di Program Studi
Tata Boga, Jurusan llmu Kesejahteraan Keluarga (IKK) Fakultas Teknik, Universitas
Negeri Jakarta.
Penulis menikah dengan Delvianti, SP pada tahun 1998 dan telah
dikaruniai dua orang putera, yaitu Akhdan Al-Anshari Suhendra dan Muhammad Al-Ghifari
Suhendra.
iv
Selama mengikuti program S3, penulis menjadi anggota Persatuan Ahli Teknologi
Pangan lndonesia (PATPI) dan Himpunan Kimia Bahan Alam Indonesia (HKBAI). Karya
ilmiah berjudul "Daya Antihiperkolesterolemia Zinkofilin" yang merupakan bagian dari
disertasi ini telah disajikan dalam seminar nasional PATPl di Malang, tanggal 30-31 Juli
dan diterbitkan sebagai artikel ilmiah dalarn Jurnal Teknologi dan lndustri Pangan Tahun
2003, Vol. XIV NO.2:129-133.
DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR IS1...........................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL ....................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................
.
I PENDAHULUAN................................................................................................
Latar Belakang..............................................................................................
Tujuan Penelitian ..........................................................................................
Hipotesis.......................................................................................................
Kegunaan Penelitian.....................................................................................
.
II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................
Sayuran Daun Hijau ......................................................................................
Komposisi Kimia Sayuran ......................................................................
Manfaat Sayuran ...................................................................................
Klorofil...........................................................................................................
Fungsi Klorofil dalam Transfer Elektron.........................................................
Kompleks Zn-Turunan Klorofil.......................................................................
Manfaat Klorofil dan Senyawa Turunannya...................................................
Manfaat Sebagai Pewama.....................................................................
Manfaat bagi Kesehatan........................................................................
Manfaat Zn bagi Tubuh ...............................................................................
Patogenesis Aterosklerosis...........................................................................
Hubungan Lipoprotein dengan Aterosklerosis........................................
Kejadian Aterosklerosis .........................................................................
vi
X
Sindroma Aterosklerosis pada Hati dan Ginjal .......................................
Faktor Resiko Aterosklerosis .................................................................
Upaya Pencegahan dan Pengobatan Aterosklerosis.....................................
.
111 BAHAN DAN METODA PENELlTlAN..............................................................
..
Rancangan Penel~t~an
...................................................................................
Analisis Statistika ......................................
.
.
................................
.
IV HASlL DAN PEMBAWASAN............................................................................
Penentuan Kandungan Klorofil 10 Jenis Sayuran Hijau dan 2 Jenis Rumput
Pembuatan Bubuk Zn-Turunan Klorofil dari Daun Singkong .........................
Pengamatan Terhadap Profil Lipid Darah. Kejadian Aterosklerosis Pada
Aorta Serta Keadaan Histopatologis Hati Dan Ginjal Kelinci Yang Diberi
Zn-Turunan Klorofil .......................................................................................
.
V SIMPULAN DAN SARAN .................................................................................
Simpulan......................................................................................................
Saran ............................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................
DAFTAR TABEL
Halaman
Teks
Penggolongan Sayuran Menurut Bagian dari Tanaman................................
9
Kandungan Klorofil Beberapa Jenis Sayuran.................................................
15
Jenis-jenis Senyawa Turunan Klorofil ............................................................
17
Komposisi Lipoprotein Menurut Densitas.......................................................
33
Faktor Resiko Positif dan Negatif Aterosklerosis..........................................
44
Susunan Ransum Standar per 200 Kg Bahan ...............................................
74
Kandungan Nutrisi Ransum Standar per 100 g Bahan...................................
74
Jenis-jenis Diet Menurut Perlakuan yang Diberikan pada Kelinci...................
77
Kandungan Klorofil10 Jenis Sayuran dan 2 Jenis Rumput Sebagai
Pembanding ..................................................................................................
84
Karakteristik Wama Bubuk Zn-Turunan Klorofil Sebelum dan Setelah
Dipanaskan............................
..........................
.
.
90
Wama Produk Zn-Turunan Klorofil Sebelum dan Setelah Dipanaskan ..........
96
Karakteristik Fisik dan Kimia Bubuk Zn-Turunan Klorofil................................
98
Rata-rata Pertambahan Bobot Badan Kelinci.................................................
106
Rata-rata Konsumsi Ransum Kelinci..............................................................
107
.
.
........
108
Rata-rata Kadar Trigliserida Serum Darah Kelinci..........................................
110
Rata-rata Konsumsi Lemak dan Energi Kelinci ..............................................
111
Rata-rata Kadar HDL Kolesterol Serum Darah Kelinci ...................................
112
Rata-rata Kadar LDL Kolesterol Serum Darah Kelinci.................................
114
20. Rata-rata Rasio Kadar Kolesterol Total dan HDL...........................................
116
21. Klasifikasi Tipe Lesi Aterosklerosis ................................................................
118
Rata-rata Kadar Kolesterol Total Serum Darah Kelinci ....................
'
22 . Nilai Luas Aorta (IELA). Luas Lesi (IA). Luas Lumen (LA) dan Rasio
Ketebalan Maksimum lntima terhadap Ketebalan Maksimum Media
(MXITIMXMT) dari Aorta Kelinci ....................................................................
120
23 . Jumlah Butiran Lemak pada Hati Kelinci........................................................
124
24 . Persentase Penumpukan Protein pada Glomerolus Kelinci ...........................
128
25 . Tmlox Equivalent Antioxidant Capacity (TEAC)Senyawa Klorofil dan
Tuwnannya .................................................................................................
132
DAFTAR GAMBAR
.
No
Halaman
Teks
1.
Rumus Bangun Klorofil a dan b .....................................................................
14
2.
Perubahan Klorofil Menjadi Beberapa Senyawa Turunannya ........................
16
3.
Jalur Perubahan Klorofil yang Umum dan Tidak Umum di Alam ....................
18
4.
Kejadian Seluler dan Molekuler dalam Proses Aterosklerosis........................
38
.
Tahapan Kejadian Atemsklerosis pada Manusia ...........................................
39
6.
Pembentukan Radikal Hidroksil melalui Reaksi Fenton .................................
50
7.
Skema Penelitian Tahap I..............................................................................
65
8.
Skema Penelitian Tahap II.............................................................................
66
9.
Skema Penelitian Tahap Ill dan IV....................... :.........................................
66
10. Diagram Alir Prosedur Pembentukan Zn-Turunan Klorofil..............................
70
11. Tahap Penelitian Pemberian Bubuk Zn-Turunan Klorofil kepada Kelinci........
81
12. Wama Produk Zn-Turunan Klorofil Sabelum Dipanaskan ..............................
95
13. Wama Produk Zn-Turunan Klorofil Setelah Dipanaskan ................................
96
14. Pembentukan Kompleks Zn-Turunan Klorofil.................................................
97
15. lkatan Antara Zn-Turunan Klorofil dengan Molekul Air ...................
.
............
103
16. Gambaran Histologis Aorta Kelinci ..............................................................
118
17. Gambaran Jaringan Hati Kelinci ....................................................................
123
18. Gambaran Jaringan Ginjal Kelinci..................................................................
127
5
'
DAFTAR LAMPIRAN
Teks
Halaman
Prosedur Pewarnaan Verhoeff-van Gieson....................................................
Prosedur Pewamaan Hematoxylin.Eosin
.....................................................
155
156
Prosedur Analisis Kolesterol Total Serum ....................................................
157
Prosedur Analisis Trigliserida Serum .............................................................
158
Protiedur Analisis HDL Kolesterol Serum......................................................
159
Prosedur Analisis Kadar Air ..........................................................................
161
Prosedur Analisis Kadar Abu .......................................................................
161
Perhitungan Rendemen.................................................................................
161
Prosedur Analisis Kelarutan........................................................................
162
Prosedur Pengukuran pH ..............................................................................
162
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
.................
Nilai Whiteness (L) Bubuk Zn-Turunan Klorofil ......................
163
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai Greeness (a) Bubuk Zn-Turunan Klorofil................................................
163
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai Yellowness (b) Bubuk Zn-Turunan Klorofil............................................
164
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai Hue (h) Bubuk Zn-Turunan Klorofil ......................................................
164
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai Saturatbn (C) Bubuk Zn-Turunan Klorofil ..............................................
165
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai Total Color Difference (AE) Bubuk Zn-Turunan Klorofil..........................
165
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Rendemen Bubuk Zn-Turunan Klorofil........................................
:.................
166
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar Air Bubuk Zn-Turunan Klorofil .............................................................
166
.
.
Hasil Analisis Ragam'dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar Abu Bubuk Zn-Turunan Klorofil ...........................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai pH Bubuk Zn-Turunan Klorofil..............................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar Seng (Zn) Bubuk Zn-Turunan Klorofil...................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kelarutan Bubuk Zn-Tunrnan Klorofil.............................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Pertambahan Bobot Badan Kelinci ..............................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Konsumsi Ransum Kelinci .............................................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar Kolesterol Total Serum Darah Kelinci Minggu ke-12............................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar Trigliserida Serum darah Minggu ke-12 ...............................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar HDL Kolesterol Serum Darat'l Kelinci Minggu ke-12 ............................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar LDL Kolesterol Serum Darah Kelinci Minggu ke-12 .............................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Luas Aorta Kelinci..........................................................................................
30. Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Luas Lumen Aorta Kelinci ..............................................................................
172
31. Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Luas Lesi Aorta Kelinc~..................................................................................
173
32. Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Jumlah Butiran Lemak pada Hati Kelinci per Bidang Pandang.......................
173
33. Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Persentase Pengendapan Protein pada Glomerolus Ginjal Kelinci ................
174
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Upaya pemenuhan gizi masyarakat lndonesia menghendaki peningkatan
ketersediaan dan konsumsi pangan, baik di tingkat nasional maupun rumah tangga. Hal
ini dimaksudkan agar sumberdaya manusia yang berkualitas dapat diperoleh, sehingga
kinej a pembangunan manusia Indonesia dapat lebih ditingkatkan. Beberapa penelitian
mutakhir telah memperlihatkan bahwa dari banyak faktor yang berperan dalam
menentukan kualitas sumberdaya manusia, gizi merupakan salah satu faktor yang paling
penting (Syarief, 1997).
Berbagai jenis zat gizi dan atau metabolit sekunder yang diperlukan tubuh dapat
diperoleh dari konsumsi beragam jenis pangan. Dalam susunan menu makanan
masyarakat Indonesia, jenis-jenis pangan yang
diharapkan dapat memberikan
sumbangan zat gizi dan atau metabolit sekunder dapat dilihat dari pola 4 sehat 5
sempuma serta beberapa pesan dalam 13 Pedoman Umum Gizi Seirnbang. Salah satu
dari jenis pangan tersebut adalah sayuran.
Sayuran telah dikenal luas oleh masyarakat lndonesia karena harganya yang
murah serta mudah didapat. Jenis pangan ini dapat digunakan sebagai salah satu bentuk
masakan atau makanan olahan yang lezat (prepared dishes), meskipun pada beberapa
kelompok masyarakat sayuran lebih suka dikonsumsi dalam bentuk mentah sebagai
lalapan.
Telah diketahui bahwa sayuran dapat menyumbang bebempa zat gizi dan atau
metabolit sekunder, seperti vitamin, mineral, serat pangan dan antioksidan.
Pada
umumnya sayuran mempunyai kadar air yang tinggi, tetapi mengandung protein dan
lemak dalam jumlah relatif rendah. Sayuran merupakan sumber karbohidrat yang dapat
dicema (pati dan gula) dan yang tidak dapat dicema tubuh (serat pangan).
Konsumsi sayuran telah dikaitkan dengan menurunnya insiden serta angka
mortalitas akibat penyakit kanker. Sayuran juga dapat mencegah timbulnya penyakit
degeneratif, melengkapi zat gizi yang kurang, memelihara kesehatan tubuh secara umum,
memperlambat proses penuaan, memelihara sistem kekebalan tubuh, mengatasi stres
serta membantu menghambat perkembangan penyakit (Karyadi, 1996).
Perlindungan terhadap
berbagai
penyakit
seperti
penyakit
degeneratif
dimungkinkan oleh adanya antioksidan dalam sayuran. Antioksidan merupakan substansi
yang dapat menghambat atau mengurangi kerusakan oksidati suatu molekul. Di dalam
tubuh manusia antioksidan berperan dalam manangkap atau menghancurkan radikal
bebas, sehingga tubuh terlindung dari kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas
yang tidak terkontrol.
Sebagai molekul yang sangat labil radikal bebas dapat membentuk kompleks
dengan molekul lain untuk menghasilkan senyawa baru. Radikal bebas dibentuk melalui
dua cara, yaitu secara endogen, sebagai respon normal dari rantai proses biokimia di
dalam tubuh, serta secara eksogen atau diperoleh dari lingkungan (Supari, 1996).
Beberapa radikal bebas di dalam tubuh, seperti anion superoksida (023, singlet oksigen
('02)~
dan radikal bebas hidroksil ('OH), dapat digunakan oleh sel fagositik (phagocytic
cells) untuk membunuh mikroba, sel kanker dan virus (Roitt, 1991). Namun, radikal bebas
tersebut dapat pula menyerang, menyebabkan kerusakan atau menghancurkan sel-sel
tubuh yang sehat jika terdapat dalam jumlah tidak terkontrol. Oksidasi lipoprotein densitas
rendah (Low Density LypoproteinlLDL) merupakan salah satu contoh akibat banyaknya
radikal bebas di dalam tubuh yang pada tahap selanjutnya dapat menimbulkan terjadinya
penyakit aterosklerosis.
Kerusakan karena serangan radikal bebas secara umum dapat menyebabkan
timbulnya suatu penyakit atau kematian sel hidup, meningkatkan resiko timbulnya kanker
dan penyakit jantung, mengurangi umur harapan hidup dan menurunkan kualitas hidup
(Setright, 1993).
Penyakit-penyakit lain yang mungkin terjadi adalah aterosklerosis,
stroke, infark miokardiak, artritis, inflamasi, shock, traumatic injuv pada otak dan spinal
cord (Gutteridge & Halliwell, 1994), lesi iskhemik perfusi, lesi vaskuler serebral, parkinson,
alzheimer, penuaan, emfisemia, dan diabetes (Nabet, 1996).
Pada kenyataannya radikal bebas dapat menimbulkan bahaya patologis bagi
tubuh. Oleh karena itu, antioksidan yang bertindak sebagai penangkap atau penghancur
radikal bebas haws dikonsumsi setiap hari dalam jumlah cukup. Efektivitas antioksidan
dalam mencegah atau rnengurangi terjadinya reaksi oksidasi di dalam tubuh yang pada
akhimya dapat berakibat pada terjadinya penyakit kardiovaskuler dan kanker telah
dilaporkan oleh banyak peneliti. Penelitian di daerah Linxlian, China Tengah selama lebih
dari 5 tahun memperlihatkan bahwa orang-orang yang rnengkonsumsi formula antioksidan
mengandung p-karoten, vitamin El dan selenium organik setiap hari mempunyai resiko
terkena kanker lambung yang lebih rendah, turun sampai 21%, kanker oesofagus turun
sampai 4%, dan penurunan tingkat kematian dari penyebab lainnya turun sampai 9%
(Setright, 1993). Kadar antioksidan dalam darah yang rendah berhubungan dengan
meningkatnya resiko penyakit kardiovaskuler dan serangan jantung, tetapi resiko tersebut
dapat diturunkan dengan suplementasi vitamin E (Gey et el., 1993; Stocker, 1999) dan
likopen (Rissanen, 2000).
Antioksidan dapat diperoleh sebagai antioksidan alami atau sintesis dari pangan
dan suplemen pangan. Mengkonsumsi pangan kaya antioksidan, terutama dari sayuran
dan buah-buahan dapat meningkatkan kadar antioksidan di dalam jaringan tubuh.
Sayuran atau buah-buahan mengandung antioksidan, baik sebagai zat gizi maupun
metabolit sekunder. Beberapa zat gizi yang berperan sebagai antioksidan adalah vitamin
A, vitamin C, vitamin El vitamin B2, karotenoid, Zn, Cu, Se, protein gliadin dan ovalbumin.
Sementara itu, antioksidan alamiah yang tidak dikategorikan sebagai zat gizi bagi manusia
antara lain amin biogenik, fenol, polifenol, tanin, dan komponen tetrapirolik (terutama
klorofil dan pirofeofitin) (Nabet, 1996).
Dari berbagai antioksidan yang terdapat dalam sayuran atau buah-buahan,
kemampuan klorofil sebagai antioksidan alami mulai banyak dipelajari peneliti. Pada
dasamya klorofil hampir seialu dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia melalui konsumsi
sayuran hijau. Jika konsumsi sayuran hijau adalah sekitar 26.75 g sehari (Abuhendra,
1998), dan rata-rata terdapat 1.5 mg klorofillg sayuran hijau, maka dalam sehari konsumsi
klorofil oleh masyarakat Indonesia adalah sekitar 40.1 mg. Nilai ini temyata jauh lebih
rendah dibandingkan dengan anjuran konsumsi harian (Acceptable Daily Intake) klorofil
untuk orang dewasa dengan berat badan 60 kg menurut Komite Ahli Aditif Pangan
(JECFA) FAOMIHO, yaitu 450 mg/orang/hari (Chiu, Kong & Ooi, 2003).
Klorofil sebenamya merupakan pigmen tanaman yang paling penting karena
terlibat dalam proses fotosintesis serta transformasi cahaya matahari menjadi energi
kimia. Namun, sekarang telah diketahui bahwa klorofil dan beberapa senyawa turunannya
dapat memberikan manfaat bagi manusia, seperti sebagai pewama makanan dan sebagai
bahan penghilang aroma yang kurang sedap pada tubuh. Beberapa penelitian
memperlihatkan bahwa klorofil dan turunannya memiliki kemampuan sebagai antioksidan
dan antikanker (Breinholt et al., 1995; Hasegawa et al., 1995; Keller et el., 1996 & Tassetti
et a/., 1997). Klorofil juga telah ditemukan mempunyai aktivitas sebagai zat antiinflamasi
(Okai & Okai, 1997) serta antigenotoksik (Nagishi, Rai & Hayatsu, 1997).
Penelitian Vlad et el. (1995) sacara in vivo menggunakan tikus perwbaan
memperlihatkan efek anti-aterosklerosis dari cuprofilin, yaitu suatu kompleks an.tara
turunan klorofil dengan ion tembaga (cu2'). Pada penelitian tersebut ditemukan bahwa
cuprofilin mampu menurunkan kadar kolesterol, trigliserida dan lipid serum darah tikus
secara nyata. Oleh karena itu, tampaknya klorofil atau senyawa turunannya mempunyai
potensi sebagai komponen anti-aterosklerosis pada hewan percobaan.
Meskipun telah terbukti mampu betperan sebagai komponen yang memberikan
fungsi tertentu bagi tubuh %taubersifat fungsional (functional food), seperti menurunkan
kadar kolesterol darah dan sebagai antioksidan, banyak penelitian yang masih mencoba
mempelajari efek biologis dan fisiologis klorofil, terutama dalam bentuk turunannya. Salah
satu turunan klorofil yang belum banyak dipelajari efeknya bagi tubuh adalah seng-turunan
klorofil (Zn-turunan klorofil). Seng-turunan klorofil merupakan suatu kompleks antara ion
zn2+ dengan turunan klorofil, seperti feofitin dan pirofeofitin, yang dibuat dengan cara
mengganti ion ~ g yang
~ 'terdapat pada inti porfirin klorofil asal dengan ion zn2'.
Beberapa penelitian telah memperlihatkan bahwa Zn-turunan klorofil merupakan
salah satu senyawa turunan klorofil yang dianggap bertanggung jawab terhadap
pembentukan wama hijau yang lebih cerah pada sayuran. Garam Zn dengan sengaja
ditambahkan ke dalam larutan blanching pada proses pengalengan sayuran komersial (di
Amerika Serikat dikenal sebagai Veri-Gmen) karena mampu mempertahankan dan
meningkatkan wama sayuran hijau yang dikalengkan, seperti kacang polong, buncis dan
bayam. Wama yang dihasilkan bahkan lebih stabil dibandingkan dengan wama klorofil
asal (von Elbe et al., 1986; Canjura et a/, 1999).
Walaupun kompleks Zn dengan turunan klorofil telah dimanfaatkan dalam proses
pengolahan pangan, pengaruh kompleks ini terhadap keadaan biokimia dan patologis
tubuh belum pemah dilaporkan. Untuk itu, pada penelitian ini dipelajari pengaruh tersebut
dengan menggunakan hewan percobaan.
Dari berbagai hasil penelitian yang telah dilaporkan terlihat bahwa klorofil
mempunyai potensi besar sebagai komponen fungsional pangan. Apalagi sampai saat ini
belum ada laporan tentang efek toksik dari klorofil atau senyawa turunannya pada
manusia (Benitez & Wens, 1996). Namun demikian, penelitian tentang aspek keamanan
dan sifat menguntungkan dari klorofil perlu terus dilakukan, apalagi jika dilihat bahwa
klorofil selama ini memang telah menjadi bagian dari susunan makanan yang dikonsumsi
sehari-hari oleh masyarakat Indonesia. Hal penting yang juga haws dilakukan adalah
penentuan kandungan klorofil berbagai jenis sayuran Indonesia, sehingga dapat diketahui
potensi sayuran sebagai sumber klorofil utama bagi tubuh.
Pada penelitian ini dipelajari kandungan klorofil berbagai jenis sayuran, cara
pembuatan turunan klorofil dalam bentuk kompleks Zn-turunan klorofil, peranan klorofil
sebagai senyawa anti-aterosklerosis, serta manfaat klorofil dalam mencegah tejadinya
gangguan atau kelainan pada hati dan ginjal hewan percobaan. Hal ini didasarkan pada
belum banyaknya inforrnasi tentang manfaat turunan klorofil tersebut, terutama yang
berkaitan dengan daya anti-aterosklesosis.
Saat ini penyakit aterosklerosis telah menjadi perhatian besar para ilmuwan karena
penyakit ini merupakan penyebab kematian utama, baik di Indonesia maupun dunia.
Aterosklerosis dapat menyebabkan timbulnya berbagai penyakii seperti penyakit jantung
koroner (PJK) dan stroke. Gambaran global WHO (1993) menunjukkan bahwa pada
tahun 1990 tercatat sebanyak 10.9 juta kematian di negara berkembang, dan lebih dari 5.3
juta kematian disebabkan oleh PJK dan stroke. Sementara itu, hasil Survei Kesehatan
Rumah Tangga Indonesia tahun 1972 menunjukkan bahwa PJK menduduki peringkat ke11 sebagai penyebab kematian, tetapi meningkat menjadi peringkat ke-3 pada tahun
1980. Sejak tahun 1992 hingga sekarang PJK ternyata telah menjadi penyebab kematian
utama di Indonesia, terutama di wilayah kota besar (Tumbelaka, 2000). Tejadinya
keadaan ini diduga berkaitan dengan transisi pola makan masyarakat Indonesia, yaitu dari
pola makan tradisional yang banyak mengandung karbohidrat dan sayuran ke pola barat
yang lebih banyak lemak, protein, gula dan garam, tetapi rendah serat pangan. Oleh
karena itu, berbagai upaya untuk mencegah timbulnya penyakit atemsklerosis ini harus
terus dilakukan, sehingga derajat kesehatan masyarakat Indonesia menjadi lebih baik.
Salah satu yang dapat dilakukan adalah dengan mempelajari daya anti-aterosklerosis dari
turunan klomfil dalam bentuk Zn-turunan klorofil, sehingga dapat dimanfaatkan menjadi
bahan dalam mencegah berbagai akibat yang ditimbulkan oleh aterosklerosis.
TuJuan Penelitian
Tuluan Umum
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kemampuan Zn-turunan
klorofil sebagai komponen fungsional pangan, melalui bentuk molekul utuh atau
metabolitnya, dalam mencegah terjadinya aterosklerosis dan kelainan histologis hati dan
ginjal kelinci percobaan.
Tuluan Khusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah untuk :
1. Menentukan kandungan klorofil beberapa jenis sayuran hijau.
2.
Mempelajari pembuatan kompleks Zn-turunan klorofil melalui penggantian ion
Mg2'
dalam klorofil asal dengan ion zn2' pada beberapa konsentrasi ion zn2'.
3.
Mempelajari beberapa karakteristik fisik kompleks Zn-turunan klorofil yang dihasilkan.
4.
Mempelajari manfaat Zn-turunan klorofil sebagai komponen fungsional pangan dalam
mencegah kejadian aterosklerosis pada kelinci percobaan yang diberi ransum
mengandung Zn-turunan klorofil.
5.
Mempelajari manfaat Zn-turunan klorofil sebagai komponen fungsional pangan dalam
mencegah kelainan histopatologis hati dan ginjal kelinci percobaan yang diberi
ransum mengandung Zn-tunman klorofil.
Hipotesis
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah :
Penggantian ion M ~ dalam
~ ' klorofil dengan ion zn2' menghasilkan kompleks Znturunan klorofil yang mempunyai karakteristik berbeda dengan klorofil asal.
Perbedaan jumlah ion 2n2' yang ditambahkan untuk menggantikan ion ~ g ~ '
memberikan pengaruh berbeda
pula terhadap stabilitas dan kecerahan warna
kompleks Zn-turunan klorofil yang dihasilkan.
Kompleks Zn-turunan klorofil mempunyai kemampuan dalam mencegah kenaikan
kadar kolesterol darah kelinci percobaan.
Kompleks Zn-turunan klorofil dapat rrlencegah pembentukan lesi aterosklerosis pada
aorta kelinci percobaan.
Kompleks Zn-turunan klorofil dapat mencegah terjadinya periemakan hati dan
pengendapan protein pada ginjal kelinci percobaan.
Kegunaan Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat berguna untuk :
Memberikan informasi tentang kandungan klorofil dari beberapa jenis sayuran hijau,
sehingga dapat memperkaya daftar komposisi bahan makanan yang ada di Indonesia.
Memberikan informasi tentang daya anti-aterosklerosis Zn-turunan klorofil, sehingga
dapat dikembangkan preparat kesehatan yang mengandung Zn-turunan klorofil
dengan khasiat sebagai pencegah penyakit aterosklerosis.
Memberikan inforrnasi tentang keamanan konsumsi Zn-turunan klorofil melalui
pengaruhnya terhadap organ tubuh kelinci yang penting dan sensitif, yaitu hati dan
ginjal.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Savuran Daun Hiiau
Sayuran merupakan salah sat
DARl DAUN SINGKONG (Manihot esculenta Crank)
PADA KELlNCl PERCOBAAN
OLEH :
ALSUHENDRA
SEKOLAHPASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2004
"Diribut runduWah padi
Dicupak Oatuk Tumenggung
Hidup kalau tidak berbudi
Ouduk tegak kemari canggung
Tegak rumoh karena sendi
Runtuh sendi rumoh binaso
Sendi bangso ialah budi
Runtuh budi runtuhlah bangso"
(Hamko)
Oipersembahkan untuk r
Abak, Amok (alm.), Uni (alm.) dan saudcrra-saudora di Padcrng,
Apok, Amak don saudara-saudara di Solok,
serto isteri dan anak-onakku tersoyang
...
ABSTRAK
ALSUHENDRA. Daya Anti-aterosklerosis ZnmTurunan Klorofil dari Daun Singkong
(Manihot esculenta Crank) pada Kelinci Percobaan. Di bawah bimbingan Deddy
Muahtadl sebagal ketua dan DJokowoerJoSastradlpradja serta Tutik Wresdiyati
sebagai anggota komlsl pembimbing.
Klorofil yang banyak terdapat dalam sayuran hijau mempunyai potensi besar
sebagai komponen fungsional pangan. Berbagai laporan memperlihatkan bahwa klorofil
dapat berperan sebagai antioksidan, antikanker, antiinflamasi, antigenotoksik,
antiklastogenik, dan antimutagenik. Sampai saat ini belum ada laporan tentang efek
toksik dari klotofil atau senyawa turunannya pada manusia.
Tujuan penelitian ini adalah untuk : (1) Menentukan kandungan klorofil beberapa
janis sayuran hijau. (2) Mempelajari pembuatan kom leks Zn-turunan klorofil melalui
dalam klorofil asal dengan ion Zn pada beberapa konsentrasi ion
penggantian ion
zn2+; (3) Mempelajari beberapa karaktaristik fisik kompleks Zn-turunan klorofil yang
dihasilkan; (4) Mempelajari manfaat Zn-turunan klorofil sebagai komponen fungsional
pangan dalam mencegah kejadian aterokslemsis pada kelinci percobaan; dan (5)
Mempelajari manfaat Zn-turunan klorofil sebagai kornponen fungsional pangan dalam
mencegah kelainan histopatologis hati dan ginjal kelinci percobaan. Hipotesis penelitian
adalah : (1) Penggantian ion ~ g "dengan ion zn2' menghasilkan pmduk dengan
karaktetistik berbeda dengan klorofil asal; (2) Semakin banyak ion Zn2+yang ditambahkan
untuk menggantikan ion ~ g " , semakin stabil dan cerah wama kompleks Zn-turunan
klorofil yang dihasilkan; (3) Pemberian kompleks Zn-turunan klorofil kepada kelinci
percobaan dapat mencegah kenaikan kadar kolesterol serum darah kelinci percobaan; (4)
Kompleks Zn-turunan klorofil dapat mencegah pembentukan lesi aterosklerosis pada
aorta kelinci percobaan; dan (5) Kompleks Zn-turunan klorofil dapat mencegah tejadinya
perlemakan hati dan penumpukan protein pada ginjal kelinci percobaan.
Penelitian dilakukan dalam 4 tahap, yaitu : (1) Penentuan kandungan klorofil dari
10 jenis sayuran hijau dan 2 jenis rumput; (2) Ekstraksi klorofil, penyiapan turunan klorofil
serta pembuatan kompleks Zn-turunan klorofil; (3) Pengamatan profil lipid darah kelinci
percobaan setelah diberi ransum yang mengandung bubuk kompleks Zn-turunan klorofil;
dan (4) Pengamatan kejadian aterosklerosis pada aorta dan keadaan histopatologis hati
dan ginjal kelinci percobaan setelah diberi ransum yang mengandung bubuk kompleks
Zn-turunan klorofil.
Pada tahap pertama ditentukan kandungan klorofil 10 jenis sayuran, yaitu bayam
(Amaranthus tricolor), kangkung (Ipomoea aqualytica), daun singkong (Manihot
esculenta), daun katuk (Sauropus andmgynus), caisin (Brassica chinensis), kacang
panjang (Vigna anguiculata), buncis (Phaseolus vulgaris), poh-pohan (Pilea trinerivia),
selada (Lactuca sativa), dan kemangi (Ocinum arnedcanum), serta 2 jenis rumput, yaitu
rumput gajah (Pennisetum purpureum) dan alang-alang (Imperata cylindrica). Hasil
analisis memperlihatkan bahwa daun singkong memiliki kandungan klorofil paling tinggi
(3967.5 pglg) dibandingkan dengan sayuran lain (224.6 2202.0 pglg) dan rumput
(2326.3 2673.2 pglg). Oleh karena itu, daun singkong selanjutnya digunakan sebagai
sumber klorofil untuk pembuatan kompleks Zn-turunan klorofil. Klorofil diekstrak dengan
menggunakan etanol95%, sedangkan turunan klorofil dibuat dengan rnenambahkan HCI
pada ekstrak klorofil.
R
-
-
Pembuatan kompleks Zn-turunan klorofil dilakukan dengan menambahkan 0 ppm,
100 ppm, 150 ppm dan 200 ppm ion zn2' dalam bentuk Zn-asetat dihidrat
((CH3C00)2Zn.2H20)kepada turunan klorofil. Agar dapat dibuat menjadi bubuk, ke
dalam larutan Zn-turunan klorofil selanjutnya ditambahkan dekstrin. Bubuk Zn-turunan
klorofil diperoleh setelah campuran tersebut dikeringkan dengan pengering semprot
(spmy d~yer). Penambahan 200 ppm ion zn2+memberikan produk dengan karakteristik
terbaik dari wama, kadar air, kadar abu, kadar seng total, pH, dan kelarutan. Bubuk ini
selanjutnya diberikan kepada kelinci untuk mempelajari pengaruhnya terhadap
pembentukan lesi ateroslerosis serta keadaan histopatologis hati dan ginjal kelinci.
Pada penelitian ini digunakan 20 ekor kelinci jantan New Zealand White galur lokal
yang berumur 5 6 bulan dengan bobot badan 2.0-3.0 kg. Kelinci dibagi menjadi 5
kelompok dan diberi 4 perlakuan berbeda selama 12 minggu. Keempat perlakuan
tersebut adalah kontrol positif (K+), kontrol negatif (K-), perlakuan I (PI), dan perlakuan II
(P2). Kelinci P1 diberi ransum yang mengandung 16.7 mg Zn-turunan klorofil/kg/hari
(dosis 1) dan 0.1% kolesterol; kelinci P2 diberi ransum yang mengandung 50.1 mg Znturunan klorofiVkg1hari (dosis 2) dan 0.1% kolesterol, kelinci K- diberi ransum standar
bebas kolesterol, dan kelinci K+ diberi ransum yang hanya mengandung 0.1 % kolesterol.
Pengamatan terhadap kadar kolesterol total, trigliserida, kolesterol HDL dan LDL serum
darah kelinci dilakukan pada minggu ke-0, 4, 8 dan 12. Pada akhir penelitian semua
kelinci dimatikan dan diamati kejadian lesi aterosklerosis pada aorta, perlemakan hati dan
pengendapan protein pada ginjal. Untuk keperluan ini digunakan pewamaan Verhoeffvon Gieson pada aorta dan Hematoxylin-Eosin pada hati dan ginjal.
Hasil penelitian memeperlihatkan bahwa perlakuan 2 (P2) secara nyata dapat
mencegah peningkatan kadar kolesterol total dan LDL serum darah kelinci. Kelinci K+
dan P I mengalami peningkatan kadar kolesterol dari 87.2 mgldl dan 8.1 mgldl menjadi
266.3 mgldl dan 361.8 mgldl secara berturut-turut. Kadar kolesterol kelinci P2 sedikit
meningkat pada minggu ke4, tetapi turun kembali menjadi 78.3 mgldl setelah 12 minggu
penelitian. Kadar trigliserida semua kelinci relatii rendah, yaitu berkisar antara 38.8 mgldl
hingga to 70.1 mgldl. Namun, kadar LDL kelinci K+ (163.1 mg/dl) dan P1 (319.3 mgldl)
lebih tinggi dibandingkan dengan kelinci K- (12.2 mgldl) dan P2 (43.9 mgldl). Rasio
kolesterol totaVHDL kelinci P2 (1.9:1) tidak berbeda nyata dengan kelinci K-(1.6:1), tetapi
kelinci K+ (5.2:l) dan P I (8.1:l) memiliki rasio > 5 (resiko tinggi terkena aterosklerosis).
Pada aorta kelinci K+ ditemukan lesi dengan luas 2.2% dari luas aorta, 6.6% pada
kelinci P1 dan 0.6% pada kelinci P2. Sementara itu, perhitungan jumlah butiran lemak
pada hati kelinci memperlihatkan bahwa hati kelinci K+ mengalami perlemakan yang
paling berat dibandingkan dengan kelinci lainnya. Terdapat 25.52 butir lemak per bidang
pandang pada hati kelinci K+, 23.46 butir per bidang pandang pada hati kelinci Pl, 4.40
butir per bidang pandang pada hati kelinci P2 dan 3.86 butir per bidang pandang pada
hati kelinci K-. Sebanyak 15.76% dari semua glomerolus yang ada pada ginjal kelinci K+
mengalami pengendapan protein, sedangkan pada kelinci K- adalah 2.84%, kelinci P1
2.92% dan kelinci P2 4.34%.
Secara umum dapat disimpulkan bahwa pemberian 50.1 mg Zn-turunan klorofil
lkghari pada kelinci percobaan dapat mencegah kejadian aterosklerosis, perlemakan hati
dan pengendapan protein pada ginjal. Diduga mekanisme yang mendasarinya adalah
penghambatan peningkatan kadar kolesterol total darah dan aktivitasnya sebagai
antioksidan. Penelitian lanjutan perlu dilakukan untuk mempelajari karakteristik lain dari
Zn-turunan klorofil, seperti kekuatan khelat Zn-turunan klorofil, daya anti-agregasi dan
anti-inflamasi, metabolisme dan mekanisme antioksidan Zn-turunan klorofil pada tingkat
seluler dan molekuler.
ABSTRACT
ALSUHENDRA. Antiatherosclerosis Capacity of Zn-Chlorophyll Derivatives from
Cassava Leaves (Manihot esculenta Crank) on Experimental Rabbit Supervised by
Deddy Muchtadi as chairman, Djokowoerjo Sastradipradja and Tutik Wresdiyati as
members of the advisory committee.
Green vegetables contain much chlorophyll which has a potency as functional
component of fwd. Previous studies showed that chlorophyll could act as antioxidant,
anticancer, anti-inflammation, antigenotoxic, anticlastogenic, and antimutagenic. There
are no reports on the toxic effect of chlorophyll or its derivatives in humans.
The objectives of this research were (1) to determine the chlorophyll content of
some green vegetables; (2) to study the formation of zinc (Zn) complex of chlorophyll
derivatives at 4 levels of ion Zn2'; (3) to study the physical characteristics of Znchlorophyll
derivatives; (4) to study the effect of Znchlorophyll derivatives on atherosclerosis of
experimental rabbits; and (5) to study the effect of Zn-chlorophyll derivatives on the
histopathological change in the liver and kidney of experimental atherosclerotic rabbits.
The hypothesis of the research were (1) the color of Zn-chlorophyll derivatives was more
stable and bright than native chlorophyll; (2) Zn-chlorophyll derivatives could prevent
increasing of serum cholesterol level of experimental rabbits; (3) Znchlorophyll
derivatives could prevent the fomation of lession on aorta of experimental rabbits; and (4)
Znchlorophyll derivatives could prevent the development of fatty liver and protein
precipitation on glomerular of experimental rabbit's kidney.
The research was divided into four stages, that were, (1) determination of
chlorophyll content of 10 kinds of green vegetables and 2 kinds of grasses, (2) extraction
of chlorophyll from cassava leaves, preparation of chlorophyll derivatives and production
of complex of Zn-chlorophyll derivatives, (3) evaluation of serum lipid profile of
experimental rabbits given feed containing complex powder of Zn-chlorophyll derivatives,
and (4) evaluation of lession on aorta and histopathologicalevident in the liver and kidney
of experimental rabbits given feed containing complex powder of Zn-chlorophyll
derivatives.
The chlorophyll content of 10 kinds of green vegetables and 2 kinds of grasses
(Amaranthus tricolor, lpomoea aqualytica, Manihot esculenta, Saumpus androgynus,
Brassica chinensis, Vigna anguiculata, Phaseolus vulgaris, Pilea trinervia, Lactuca sativa,
Ocinum americanum, Pennisetum purpureum and lmperata cylindrica) were analysed.
The result of analysis showed that cassava leaves have highest chlorophyll content
(3967.5 pglg) than others green vegetables (224.6 - 2202.0 pglg) and grasses (2326.3
2673.2 pglg). Therefore, chlorophyll was extracted from fresh cassava leaves usiqg
ethanol 95%, and then a complex of Zn-chlorophyll derivatives was made.
Zn-chlomph~llderivatives were made by adding 0 ppm, 100 ppm, 150 ppm and
200 ppm of ion Zn 'as Zn-acetate dihydrate ((CH3C00)2Zn.2Hz0) to chlorophyll extract.
After addition of dextrin, powder of Znchlorophyll derivatives were obtained by spray
drying. Added 200 ppm of ion zn2' to chlorophyll extract yielded the best characteristics
(color, water content, ash content, total zinc content, pH, and solubility) of Zn-chlorophyll
derivatives.
Powder of Zn-chlorophyll derivatives were given to experimental rabbits to study
its effects on the development of atherosclerosis (antiatheroslerosis capacity) and
histopathologic performance of liver and kidney of experimental rabbits. Twenty New
-
PRAKATA
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas izin-Nya
penutis dapat menyelesaikan disertasi ini dalam rangka penyelesaian studi program
Doktor (S3). Disertasi dengan judul "Daya Anff-aterosklerosis Zn-Turunan Klorofii dari
Daun Singkong (Manihot esculenta Cmntr) pada Keiinci Percobaannini ditulis untuk
memenuhi salah satu persyaratan bagi penulis dalam memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi llmu Pangan, Sekolah Pascasarjana IPB Bogor.
Di dalam disertasi ini penulis menjelaskan latar belakang, tujuan, tahapan, tinjauan
tentang berbagai aspek yang diteliti, khususnya tentang klorofil dan aterosklerosis, serta
hasil penelitian dan kesimpulan yang diambil. Penulis melihat bahwa penelitian tentang
turunan klorofil ini penting dilakukan karena sampai saat ini informasi tentang klorofil dan
turunannya, terutama peranannya dalam bidang kesehatan serta efek toksiknya masih
relatif sedikit. Oleh karena itu, dalam tulisan ini penulis memaparkan berbagai hasil yang
diperoleh, sehingga dapat melengkapi dan memperkaya informasi yang telah ada selama
ini.
Penelitian ini penulis selesaikan atas berbagai sumbangan pemikiran dan mqsukan
dari komisi pembimbing serta bantuan beibagai pihak. Untuk itu, sudah sepantasnyalah
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Oeddy Muchtadi, M.S., selaku ketua komisi pembimbing, atas segala
pengetahuan, masukan, saran, arahan dan nasehat yang telah diberikan kepada
penulis selama perkuliahan dan pembimbingan, sehingga penulis tidak hanya
mendapatkan pengetahuan dalam bidang akademik, tetapi juga ilmu dan wawasan
tentang kehidupan.
2. Prof. Dr. dm. Djokowoerjo Sastradipradja, selaku anggota komisi pembimbing, atas
segala kebijaksanaan, masukan, saran, nasehat dan diskusi menarik yang telah
i
Zealand White rabbits age 5-6 month and 2.0-3.0 kg in weight were used for this study.
Experimental rabbits were divided into 5 groups; group I was positive control (K+) that
served as cholesterol-fed controls (received 0.1 % cholesterollday), group II was negative .
control (K-) that received standard diet (cholesterol-free diet), group Ill was treatment I
(Pl) that received 16.7 mglkgld (dose I) of Zn-chlorophyll derivatives and 0.1%
cholesterol and group IV was treatment II (P2) that received 50.1 mglkgld (dose II) of Znchlorophyll derivatives and 0.1% cholesterol. Level of serum total cholesterol, triglyceride,
HDL-cholesterol and LDL-cholesterol were determined at week of 0, 4, 8, and 12. At the
end of research (week 12), all experimental rabbits were sacrificed and the lession on
aorta, fatty liver and protein precipitation on kidney were observed. The aorta tissue were
stained by Verhoeff-von Gieson staining and the tissue of liver and kidney were stained by
Hematoxylin-Eosin staining.
The results of the research showed that dose II (P2) treatment significantly
prevented the increase of serum total cholesterol and LDLcholesterol levels. Positive
control (K+) rabbits and dose I (PI) rabbits significantly increased serum total cholesterol
from 87.2 mgldl and 82.1 mgldl to 266.3 mgldl and 361.8 mgldl, respectively. Cholesterol
level of P2 slightly increased for 4 weeks, but decreased to 78.3 mgldl after 12 weeks.
Triglyceride level of all rabbits were between 38.8 rngldl to 70.1 mgldl, but LDLcholesterol
level of K+ (163.1 rngldl) and P1 (319.3 mgldl) was higher than K- (12.2 mgldl) and P2
(43.9 mgldl). Total cholesteroVHDL-cholesterol ratio of P2 (1.9:1) was not significantly
difference with K- (1.6:1), but rabbits of K+ (5.2:1) and P1 (8.1:l) had ratio which was
greater than 5 (high risk for atherosclerosis).
There was 2.2% lession area on aorta of K+, 6.6% of P I and slightly lession on
aorta of P2 (0.6%). Rabbits consumed only 0.1% cholesterol (K+) had fatty liver, and so
also with P1 rabbits. Meanwhile, there was no protein precipitation on the glomerolus of
P1 and P2 kidneys, but a lot of proteins were found on the glomerolus of K+ kidney.
In general, it was concluded that giving 50.1 mgkgld Zn-chlorophyll derivative to
experimental rabbits could prevent atherosclerosis, fatty liver and protein precipitation on
glomerolus of the kidney by inhibiting the increase of serum total cholesterol level and
acting as antioxidant. Further studies to determine other characteristics of Zn-chlorophyll
derivatives, such as strengtening of chelation of Zn-chlorophyll derivative, antiaggregation and anti-inflammation capacyties, metabolism of Zn-chlorophyll derivative,
and antioxidative mechanism of Zn-chlorophyll derivative on cellular and molecular level
were needed.
SURATPERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benamya bahwa segala pemyataan dalam
disertasi saya bejudul :
"DAYA ANTI-ATEROSKLEROSIS Zn-TURUNAN KLOROFIL DARl DAUN SINBKONG
(Manihot esculenta Crantz) PADA KELINCI PERCOBMNn
merupakan gagasan atau hasil penelitian disertasi saya sendiri dengan pembimbingan
komisi pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya. 'Disertasi ini belum
pemah diajukan untuk memperoleh gelar pada program sejenis di perguman tinggi lain.
Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan
dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, Juni 2004
"5
Alsuh ndra
Nrp. 985057
'
Judul Disertasi
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi
: Daya Anti-aterosklerosis Zn-Turunan Klorofil dari Daun
Singkong (Manihot esculenta Crantz) pada Kelinci Percobaan
: Alsuhendra
: 985057
: llmu Pangan
Menyetujui :
1. Komisi Pembimbing
-
Prof. Dr. Ir. Deddv Muchtadi, M.S.
.nerua
Prof. Dr. Drh. Diokowoerio Sastradipradia
Anggota
2. Ketua Program Studi llmu Pangan
-V&L:
Prof. Dr. Ir. Bettv Sri Laksmi Jenie, M.S.
Tanggal Lulus : 4 Mei 2004
I/-L.
Dr. Drh. Tutik ~ r e s d i y a t i
Anggota
3. Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
DAYA ANTI-ATEROSKLEROSIS Zn-TURUNAN KLOROFIL
DARl DAUN SINGKONG (Manihot esculenta Crantz)
PADA KELlNCl PERCOBAAN
OLEH :
ALSUHENDRA
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Doktor
pada
Program Studi llmu Pangan
SEKOLAHPASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2004
dikembangkan, sehingga dapat membuka wawasan dan cakrawala berpikir penulis
secara lebih integral.
3. Dr. drh. Tutik Wresdiyati, selaku anggota komisi pembimbing, yang telah memberikan
masukan, arahan, bimbingan dan nasehat tentang keilmuan, sehingga dapat
memperkaya pengalaman penulis dalam menghadapi berbagai tantangan yang akan
dihadapi di masa datang.
4. Prof. Dr. Ir. Latifah K. Darusman, selaku penguji luar komisi pada ujian tertutup dan
terbuka, atas segala masukan dan tambahan bagi kelengkapan disertasi penulis,
sehingga disertasi yang penulis buat menjadi lebih kaya dan fokus pada bidangnya.
5. Prof. Dr. Sjamsul Arifin Achmad, selaku penguji luar komisi pada ujian terbuka, atas
segala masukan dan tambahan keilmuan yang telah memperkaya disertasi ini.
6. Bapak drh. I Ketut Mudite Adnyane, M.Si dan adik-adik Hera, Sofi, Lusi, dan Vivi atas
bantuannya dalam pengambilan organ kelinci serta pelaksanaan pewarnaan dan
pemotretan slide.
7. Bapak drh. Endi Ridwan, Bapak Endang, Bapak Pandi dan rekan-rekan dari Puslitbang
Gizi Bogor, atas bantuannya selama pemeliharaan kelinci dan analisis profil lipid
darah.
8. Para teknisi dan laboran di beberapa laboratorium PAU Pangan dan Gizi IPB, Balitbio
Bogor dan Pusat Studi Satwa Primata IPB atas bantuannya selama pelaksanaan
penelitian.
9. Bagian Program URGE DiMi, PT. lndofood Sukses Makmur, dan Yayasan Supersemar
atas bantuan dana perndidikan (beasiswa) dan dana penelitian selama penulis
mengikuti S3 di Sekolah Pascasarjana IPB.
10.Teman-teman IPN senasib sepenanggungan selama mengikuti perkuliahan di PS llmu
Pangan Sekolah Pascasarjana IPB.
11.Ayahnda Juar, lbunda Jawaher (alm.) dan saudara-saudara di Padang serta Amak,
Apak dan saudara-saudara di Solok, atas do'a dan dorongan kepada penulis untuk
dapat menyelesaikan pendidikan ini dengan baik.
12.lsteri dan anak-anak tersayang, atas do'a, dorongan, kesabaran dan kasih sgyang
yang diberikan, sehingga dapat menambah semangat penulis untuk dapat
menyelesaikan pendidikan di Sekolah Pascasajana IPB.
Mudah-mudahan Allah S W membalas segala kebaikan yang telah dilakukan.
Bogor, Juni 2004
Penulis
iii
,
Penulis dilahirkan pada tanggal 23 Januari 1971 di Padang, Sumatera Barat.
Penulis merupakan anak ke delapan dari delapan bersaudara, dari Bapak Juar St.
Bagindo dan Ibu Jawaher (almarhumah).
Penulis menyelesaikan Sekolah Dasar pada tahun 1984 di SD lnpres I PJKA
Padang. Selanjutnya penulis memasuki SMP Negeri 5 Padang hingga selesai pada tahun
1987.
Pada tahun yang sama penulis diterima di SMA Negeri 3 Padang dan
menyelesaikan pendidikan pada tahun 1990.
Pada tahun 1990 tersebut penulis
melanjutkan pendidikan ke lnstitut Pertanian Bogor melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB
(USMI), dan diterima sebagai mahasiswa Jurusan Gizi Masyarakat dan Sumberdaya
Keluarga (GMSK) Fakultas Pertanian IPB. Penulis menyelesaikan pendidikan di jurusan
GMSK pada tahun 1995 dan pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa
Program Magister di Program Studi GMSK Program Pascasarjana IPB.
Selama
pendidikan di Program Studi GMSK tersebut penulis mendapat bantuan dana pendidikan
dari Proyek University Research for Graduate Education (URGE) Batch IITahun Anggaran
199511996. Pada tahun 1998 penulis menyelesaikan pehdidikan S2 dan pada tahun 1998
itu juga penulis melanjutkan pendidikan S3 (Doktor) pada Program Studi llmu Pangan,
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Penulis juga
mendapatkan bantuan pendidikan dari URGE Batch V Tahun Anggaran 199811999.
Pada tahun 2001 penulis diangkat sebagai Pegawai Negeri Sipil di lingkungan
Departemen Pendidikan Nasional dengan tugas sebagai Staf Pengajar di Program Studi
Tata Boga, Jurusan llmu Kesejahteraan Keluarga (IKK) Fakultas Teknik, Universitas
Negeri Jakarta.
Penulis menikah dengan Delvianti, SP pada tahun 1998 dan telah
dikaruniai dua orang putera, yaitu Akhdan Al-Anshari Suhendra dan Muhammad Al-Ghifari
Suhendra.
iv
Selama mengikuti program S3, penulis menjadi anggota Persatuan Ahli Teknologi
Pangan lndonesia (PATPI) dan Himpunan Kimia Bahan Alam Indonesia (HKBAI). Karya
ilmiah berjudul "Daya Antihiperkolesterolemia Zinkofilin" yang merupakan bagian dari
disertasi ini telah disajikan dalam seminar nasional PATPl di Malang, tanggal 30-31 Juli
dan diterbitkan sebagai artikel ilmiah dalarn Jurnal Teknologi dan lndustri Pangan Tahun
2003, Vol. XIV NO.2:129-133.
DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR IS1...........................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL ....................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................
.
I PENDAHULUAN................................................................................................
Latar Belakang..............................................................................................
Tujuan Penelitian ..........................................................................................
Hipotesis.......................................................................................................
Kegunaan Penelitian.....................................................................................
.
II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................
Sayuran Daun Hijau ......................................................................................
Komposisi Kimia Sayuran ......................................................................
Manfaat Sayuran ...................................................................................
Klorofil...........................................................................................................
Fungsi Klorofil dalam Transfer Elektron.........................................................
Kompleks Zn-Turunan Klorofil.......................................................................
Manfaat Klorofil dan Senyawa Turunannya...................................................
Manfaat Sebagai Pewama.....................................................................
Manfaat bagi Kesehatan........................................................................
Manfaat Zn bagi Tubuh ...............................................................................
Patogenesis Aterosklerosis...........................................................................
Hubungan Lipoprotein dengan Aterosklerosis........................................
Kejadian Aterosklerosis .........................................................................
vi
X
Sindroma Aterosklerosis pada Hati dan Ginjal .......................................
Faktor Resiko Aterosklerosis .................................................................
Upaya Pencegahan dan Pengobatan Aterosklerosis.....................................
.
111 BAHAN DAN METODA PENELlTlAN..............................................................
..
Rancangan Penel~t~an
...................................................................................
Analisis Statistika ......................................
.
.
................................
.
IV HASlL DAN PEMBAWASAN............................................................................
Penentuan Kandungan Klorofil 10 Jenis Sayuran Hijau dan 2 Jenis Rumput
Pembuatan Bubuk Zn-Turunan Klorofil dari Daun Singkong .........................
Pengamatan Terhadap Profil Lipid Darah. Kejadian Aterosklerosis Pada
Aorta Serta Keadaan Histopatologis Hati Dan Ginjal Kelinci Yang Diberi
Zn-Turunan Klorofil .......................................................................................
.
V SIMPULAN DAN SARAN .................................................................................
Simpulan......................................................................................................
Saran ............................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................
DAFTAR TABEL
Halaman
Teks
Penggolongan Sayuran Menurut Bagian dari Tanaman................................
9
Kandungan Klorofil Beberapa Jenis Sayuran.................................................
15
Jenis-jenis Senyawa Turunan Klorofil ............................................................
17
Komposisi Lipoprotein Menurut Densitas.......................................................
33
Faktor Resiko Positif dan Negatif Aterosklerosis..........................................
44
Susunan Ransum Standar per 200 Kg Bahan ...............................................
74
Kandungan Nutrisi Ransum Standar per 100 g Bahan...................................
74
Jenis-jenis Diet Menurut Perlakuan yang Diberikan pada Kelinci...................
77
Kandungan Klorofil10 Jenis Sayuran dan 2 Jenis Rumput Sebagai
Pembanding ..................................................................................................
84
Karakteristik Wama Bubuk Zn-Turunan Klorofil Sebelum dan Setelah
Dipanaskan............................
..........................
.
.
90
Wama Produk Zn-Turunan Klorofil Sebelum dan Setelah Dipanaskan ..........
96
Karakteristik Fisik dan Kimia Bubuk Zn-Turunan Klorofil................................
98
Rata-rata Pertambahan Bobot Badan Kelinci.................................................
106
Rata-rata Konsumsi Ransum Kelinci..............................................................
107
.
.
........
108
Rata-rata Kadar Trigliserida Serum Darah Kelinci..........................................
110
Rata-rata Konsumsi Lemak dan Energi Kelinci ..............................................
111
Rata-rata Kadar HDL Kolesterol Serum Darah Kelinci ...................................
112
Rata-rata Kadar LDL Kolesterol Serum Darah Kelinci.................................
114
20. Rata-rata Rasio Kadar Kolesterol Total dan HDL...........................................
116
21. Klasifikasi Tipe Lesi Aterosklerosis ................................................................
118
Rata-rata Kadar Kolesterol Total Serum Darah Kelinci ....................
'
22 . Nilai Luas Aorta (IELA). Luas Lesi (IA). Luas Lumen (LA) dan Rasio
Ketebalan Maksimum lntima terhadap Ketebalan Maksimum Media
(MXITIMXMT) dari Aorta Kelinci ....................................................................
120
23 . Jumlah Butiran Lemak pada Hati Kelinci........................................................
124
24 . Persentase Penumpukan Protein pada Glomerolus Kelinci ...........................
128
25 . Tmlox Equivalent Antioxidant Capacity (TEAC)Senyawa Klorofil dan
Tuwnannya .................................................................................................
132
DAFTAR GAMBAR
.
No
Halaman
Teks
1.
Rumus Bangun Klorofil a dan b .....................................................................
14
2.
Perubahan Klorofil Menjadi Beberapa Senyawa Turunannya ........................
16
3.
Jalur Perubahan Klorofil yang Umum dan Tidak Umum di Alam ....................
18
4.
Kejadian Seluler dan Molekuler dalam Proses Aterosklerosis........................
38
.
Tahapan Kejadian Atemsklerosis pada Manusia ...........................................
39
6.
Pembentukan Radikal Hidroksil melalui Reaksi Fenton .................................
50
7.
Skema Penelitian Tahap I..............................................................................
65
8.
Skema Penelitian Tahap II.............................................................................
66
9.
Skema Penelitian Tahap Ill dan IV....................... :.........................................
66
10. Diagram Alir Prosedur Pembentukan Zn-Turunan Klorofil..............................
70
11. Tahap Penelitian Pemberian Bubuk Zn-Turunan Klorofil kepada Kelinci........
81
12. Wama Produk Zn-Turunan Klorofil Sabelum Dipanaskan ..............................
95
13. Wama Produk Zn-Turunan Klorofil Setelah Dipanaskan ................................
96
14. Pembentukan Kompleks Zn-Turunan Klorofil.................................................
97
15. lkatan Antara Zn-Turunan Klorofil dengan Molekul Air ...................
.
............
103
16. Gambaran Histologis Aorta Kelinci ..............................................................
118
17. Gambaran Jaringan Hati Kelinci ....................................................................
123
18. Gambaran Jaringan Ginjal Kelinci..................................................................
127
5
'
DAFTAR LAMPIRAN
Teks
Halaman
Prosedur Pewarnaan Verhoeff-van Gieson....................................................
Prosedur Pewamaan Hematoxylin.Eosin
.....................................................
155
156
Prosedur Analisis Kolesterol Total Serum ....................................................
157
Prosedur Analisis Trigliserida Serum .............................................................
158
Protiedur Analisis HDL Kolesterol Serum......................................................
159
Prosedur Analisis Kadar Air ..........................................................................
161
Prosedur Analisis Kadar Abu .......................................................................
161
Perhitungan Rendemen.................................................................................
161
Prosedur Analisis Kelarutan........................................................................
162
Prosedur Pengukuran pH ..............................................................................
162
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
.................
Nilai Whiteness (L) Bubuk Zn-Turunan Klorofil ......................
163
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai Greeness (a) Bubuk Zn-Turunan Klorofil................................................
163
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai Yellowness (b) Bubuk Zn-Turunan Klorofil............................................
164
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai Hue (h) Bubuk Zn-Turunan Klorofil ......................................................
164
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai Saturatbn (C) Bubuk Zn-Turunan Klorofil ..............................................
165
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai Total Color Difference (AE) Bubuk Zn-Turunan Klorofil..........................
165
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Rendemen Bubuk Zn-Turunan Klorofil........................................
:.................
166
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar Air Bubuk Zn-Turunan Klorofil .............................................................
166
.
.
Hasil Analisis Ragam'dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar Abu Bubuk Zn-Turunan Klorofil ...........................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Nilai pH Bubuk Zn-Turunan Klorofil..............................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar Seng (Zn) Bubuk Zn-Turunan Klorofil...................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kelarutan Bubuk Zn-Tunrnan Klorofil.............................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Pertambahan Bobot Badan Kelinci ..............................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Konsumsi Ransum Kelinci .............................................................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar Kolesterol Total Serum Darah Kelinci Minggu ke-12............................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar Trigliserida Serum darah Minggu ke-12 ...............................................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar HDL Kolesterol Serum Darat'l Kelinci Minggu ke-12 ............................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Kadar LDL Kolesterol Serum Darah Kelinci Minggu ke-12 .............................
Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Luas Aorta Kelinci..........................................................................................
30. Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Luas Lumen Aorta Kelinci ..............................................................................
172
31. Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Luas Lesi Aorta Kelinc~..................................................................................
173
32. Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Jumlah Butiran Lemak pada Hati Kelinci per Bidang Pandang.......................
173
33. Hasil Analisis Ragam dan Uji Perbandingan Berganda Duncan untuk
Persentase Pengendapan Protein pada Glomerolus Ginjal Kelinci ................
174
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Upaya pemenuhan gizi masyarakat lndonesia menghendaki peningkatan
ketersediaan dan konsumsi pangan, baik di tingkat nasional maupun rumah tangga. Hal
ini dimaksudkan agar sumberdaya manusia yang berkualitas dapat diperoleh, sehingga
kinej a pembangunan manusia Indonesia dapat lebih ditingkatkan. Beberapa penelitian
mutakhir telah memperlihatkan bahwa dari banyak faktor yang berperan dalam
menentukan kualitas sumberdaya manusia, gizi merupakan salah satu faktor yang paling
penting (Syarief, 1997).
Berbagai jenis zat gizi dan atau metabolit sekunder yang diperlukan tubuh dapat
diperoleh dari konsumsi beragam jenis pangan. Dalam susunan menu makanan
masyarakat Indonesia, jenis-jenis pangan yang
diharapkan dapat memberikan
sumbangan zat gizi dan atau metabolit sekunder dapat dilihat dari pola 4 sehat 5
sempuma serta beberapa pesan dalam 13 Pedoman Umum Gizi Seirnbang. Salah satu
dari jenis pangan tersebut adalah sayuran.
Sayuran telah dikenal luas oleh masyarakat lndonesia karena harganya yang
murah serta mudah didapat. Jenis pangan ini dapat digunakan sebagai salah satu bentuk
masakan atau makanan olahan yang lezat (prepared dishes), meskipun pada beberapa
kelompok masyarakat sayuran lebih suka dikonsumsi dalam bentuk mentah sebagai
lalapan.
Telah diketahui bahwa sayuran dapat menyumbang bebempa zat gizi dan atau
metabolit sekunder, seperti vitamin, mineral, serat pangan dan antioksidan.
Pada
umumnya sayuran mempunyai kadar air yang tinggi, tetapi mengandung protein dan
lemak dalam jumlah relatif rendah. Sayuran merupakan sumber karbohidrat yang dapat
dicema (pati dan gula) dan yang tidak dapat dicema tubuh (serat pangan).
Konsumsi sayuran telah dikaitkan dengan menurunnya insiden serta angka
mortalitas akibat penyakit kanker. Sayuran juga dapat mencegah timbulnya penyakit
degeneratif, melengkapi zat gizi yang kurang, memelihara kesehatan tubuh secara umum,
memperlambat proses penuaan, memelihara sistem kekebalan tubuh, mengatasi stres
serta membantu menghambat perkembangan penyakit (Karyadi, 1996).
Perlindungan terhadap
berbagai
penyakit
seperti
penyakit
degeneratif
dimungkinkan oleh adanya antioksidan dalam sayuran. Antioksidan merupakan substansi
yang dapat menghambat atau mengurangi kerusakan oksidati suatu molekul. Di dalam
tubuh manusia antioksidan berperan dalam manangkap atau menghancurkan radikal
bebas, sehingga tubuh terlindung dari kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas
yang tidak terkontrol.
Sebagai molekul yang sangat labil radikal bebas dapat membentuk kompleks
dengan molekul lain untuk menghasilkan senyawa baru. Radikal bebas dibentuk melalui
dua cara, yaitu secara endogen, sebagai respon normal dari rantai proses biokimia di
dalam tubuh, serta secara eksogen atau diperoleh dari lingkungan (Supari, 1996).
Beberapa radikal bebas di dalam tubuh, seperti anion superoksida (023, singlet oksigen
('02)~
dan radikal bebas hidroksil ('OH), dapat digunakan oleh sel fagositik (phagocytic
cells) untuk membunuh mikroba, sel kanker dan virus (Roitt, 1991). Namun, radikal bebas
tersebut dapat pula menyerang, menyebabkan kerusakan atau menghancurkan sel-sel
tubuh yang sehat jika terdapat dalam jumlah tidak terkontrol. Oksidasi lipoprotein densitas
rendah (Low Density LypoproteinlLDL) merupakan salah satu contoh akibat banyaknya
radikal bebas di dalam tubuh yang pada tahap selanjutnya dapat menimbulkan terjadinya
penyakit aterosklerosis.
Kerusakan karena serangan radikal bebas secara umum dapat menyebabkan
timbulnya suatu penyakit atau kematian sel hidup, meningkatkan resiko timbulnya kanker
dan penyakit jantung, mengurangi umur harapan hidup dan menurunkan kualitas hidup
(Setright, 1993).
Penyakit-penyakit lain yang mungkin terjadi adalah aterosklerosis,
stroke, infark miokardiak, artritis, inflamasi, shock, traumatic injuv pada otak dan spinal
cord (Gutteridge & Halliwell, 1994), lesi iskhemik perfusi, lesi vaskuler serebral, parkinson,
alzheimer, penuaan, emfisemia, dan diabetes (Nabet, 1996).
Pada kenyataannya radikal bebas dapat menimbulkan bahaya patologis bagi
tubuh. Oleh karena itu, antioksidan yang bertindak sebagai penangkap atau penghancur
radikal bebas haws dikonsumsi setiap hari dalam jumlah cukup. Efektivitas antioksidan
dalam mencegah atau rnengurangi terjadinya reaksi oksidasi di dalam tubuh yang pada
akhimya dapat berakibat pada terjadinya penyakit kardiovaskuler dan kanker telah
dilaporkan oleh banyak peneliti. Penelitian di daerah Linxlian, China Tengah selama lebih
dari 5 tahun memperlihatkan bahwa orang-orang yang rnengkonsumsi formula antioksidan
mengandung p-karoten, vitamin El dan selenium organik setiap hari mempunyai resiko
terkena kanker lambung yang lebih rendah, turun sampai 21%, kanker oesofagus turun
sampai 4%, dan penurunan tingkat kematian dari penyebab lainnya turun sampai 9%
(Setright, 1993). Kadar antioksidan dalam darah yang rendah berhubungan dengan
meningkatnya resiko penyakit kardiovaskuler dan serangan jantung, tetapi resiko tersebut
dapat diturunkan dengan suplementasi vitamin E (Gey et el., 1993; Stocker, 1999) dan
likopen (Rissanen, 2000).
Antioksidan dapat diperoleh sebagai antioksidan alami atau sintesis dari pangan
dan suplemen pangan. Mengkonsumsi pangan kaya antioksidan, terutama dari sayuran
dan buah-buahan dapat meningkatkan kadar antioksidan di dalam jaringan tubuh.
Sayuran atau buah-buahan mengandung antioksidan, baik sebagai zat gizi maupun
metabolit sekunder. Beberapa zat gizi yang berperan sebagai antioksidan adalah vitamin
A, vitamin C, vitamin El vitamin B2, karotenoid, Zn, Cu, Se, protein gliadin dan ovalbumin.
Sementara itu, antioksidan alamiah yang tidak dikategorikan sebagai zat gizi bagi manusia
antara lain amin biogenik, fenol, polifenol, tanin, dan komponen tetrapirolik (terutama
klorofil dan pirofeofitin) (Nabet, 1996).
Dari berbagai antioksidan yang terdapat dalam sayuran atau buah-buahan,
kemampuan klorofil sebagai antioksidan alami mulai banyak dipelajari peneliti. Pada
dasamya klorofil hampir seialu dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia melalui konsumsi
sayuran hijau. Jika konsumsi sayuran hijau adalah sekitar 26.75 g sehari (Abuhendra,
1998), dan rata-rata terdapat 1.5 mg klorofillg sayuran hijau, maka dalam sehari konsumsi
klorofil oleh masyarakat Indonesia adalah sekitar 40.1 mg. Nilai ini temyata jauh lebih
rendah dibandingkan dengan anjuran konsumsi harian (Acceptable Daily Intake) klorofil
untuk orang dewasa dengan berat badan 60 kg menurut Komite Ahli Aditif Pangan
(JECFA) FAOMIHO, yaitu 450 mg/orang/hari (Chiu, Kong & Ooi, 2003).
Klorofil sebenamya merupakan pigmen tanaman yang paling penting karena
terlibat dalam proses fotosintesis serta transformasi cahaya matahari menjadi energi
kimia. Namun, sekarang telah diketahui bahwa klorofil dan beberapa senyawa turunannya
dapat memberikan manfaat bagi manusia, seperti sebagai pewama makanan dan sebagai
bahan penghilang aroma yang kurang sedap pada tubuh. Beberapa penelitian
memperlihatkan bahwa klorofil dan turunannya memiliki kemampuan sebagai antioksidan
dan antikanker (Breinholt et al., 1995; Hasegawa et al., 1995; Keller et el., 1996 & Tassetti
et a/., 1997). Klorofil juga telah ditemukan mempunyai aktivitas sebagai zat antiinflamasi
(Okai & Okai, 1997) serta antigenotoksik (Nagishi, Rai & Hayatsu, 1997).
Penelitian Vlad et el. (1995) sacara in vivo menggunakan tikus perwbaan
memperlihatkan efek anti-aterosklerosis dari cuprofilin, yaitu suatu kompleks an.tara
turunan klorofil dengan ion tembaga (cu2'). Pada penelitian tersebut ditemukan bahwa
cuprofilin mampu menurunkan kadar kolesterol, trigliserida dan lipid serum darah tikus
secara nyata. Oleh karena itu, tampaknya klorofil atau senyawa turunannya mempunyai
potensi sebagai komponen anti-aterosklerosis pada hewan percobaan.
Meskipun telah terbukti mampu betperan sebagai komponen yang memberikan
fungsi tertentu bagi tubuh %taubersifat fungsional (functional food), seperti menurunkan
kadar kolesterol darah dan sebagai antioksidan, banyak penelitian yang masih mencoba
mempelajari efek biologis dan fisiologis klorofil, terutama dalam bentuk turunannya. Salah
satu turunan klorofil yang belum banyak dipelajari efeknya bagi tubuh adalah seng-turunan
klorofil (Zn-turunan klorofil). Seng-turunan klorofil merupakan suatu kompleks antara ion
zn2+ dengan turunan klorofil, seperti feofitin dan pirofeofitin, yang dibuat dengan cara
mengganti ion ~ g yang
~ 'terdapat pada inti porfirin klorofil asal dengan ion zn2'.
Beberapa penelitian telah memperlihatkan bahwa Zn-turunan klorofil merupakan
salah satu senyawa turunan klorofil yang dianggap bertanggung jawab terhadap
pembentukan wama hijau yang lebih cerah pada sayuran. Garam Zn dengan sengaja
ditambahkan ke dalam larutan blanching pada proses pengalengan sayuran komersial (di
Amerika Serikat dikenal sebagai Veri-Gmen) karena mampu mempertahankan dan
meningkatkan wama sayuran hijau yang dikalengkan, seperti kacang polong, buncis dan
bayam. Wama yang dihasilkan bahkan lebih stabil dibandingkan dengan wama klorofil
asal (von Elbe et al., 1986; Canjura et a/, 1999).
Walaupun kompleks Zn dengan turunan klorofil telah dimanfaatkan dalam proses
pengolahan pangan, pengaruh kompleks ini terhadap keadaan biokimia dan patologis
tubuh belum pemah dilaporkan. Untuk itu, pada penelitian ini dipelajari pengaruh tersebut
dengan menggunakan hewan percobaan.
Dari berbagai hasil penelitian yang telah dilaporkan terlihat bahwa klorofil
mempunyai potensi besar sebagai komponen fungsional pangan. Apalagi sampai saat ini
belum ada laporan tentang efek toksik dari klorofil atau senyawa turunannya pada
manusia (Benitez & Wens, 1996). Namun demikian, penelitian tentang aspek keamanan
dan sifat menguntungkan dari klorofil perlu terus dilakukan, apalagi jika dilihat bahwa
klorofil selama ini memang telah menjadi bagian dari susunan makanan yang dikonsumsi
sehari-hari oleh masyarakat Indonesia. Hal penting yang juga haws dilakukan adalah
penentuan kandungan klorofil berbagai jenis sayuran Indonesia, sehingga dapat diketahui
potensi sayuran sebagai sumber klorofil utama bagi tubuh.
Pada penelitian ini dipelajari kandungan klorofil berbagai jenis sayuran, cara
pembuatan turunan klorofil dalam bentuk kompleks Zn-turunan klorofil, peranan klorofil
sebagai senyawa anti-aterosklerosis, serta manfaat klorofil dalam mencegah tejadinya
gangguan atau kelainan pada hati dan ginjal hewan percobaan. Hal ini didasarkan pada
belum banyaknya inforrnasi tentang manfaat turunan klorofil tersebut, terutama yang
berkaitan dengan daya anti-aterosklesosis.
Saat ini penyakit aterosklerosis telah menjadi perhatian besar para ilmuwan karena
penyakit ini merupakan penyebab kematian utama, baik di Indonesia maupun dunia.
Aterosklerosis dapat menyebabkan timbulnya berbagai penyakii seperti penyakit jantung
koroner (PJK) dan stroke. Gambaran global WHO (1993) menunjukkan bahwa pada
tahun 1990 tercatat sebanyak 10.9 juta kematian di negara berkembang, dan lebih dari 5.3
juta kematian disebabkan oleh PJK dan stroke. Sementara itu, hasil Survei Kesehatan
Rumah Tangga Indonesia tahun 1972 menunjukkan bahwa PJK menduduki peringkat ke11 sebagai penyebab kematian, tetapi meningkat menjadi peringkat ke-3 pada tahun
1980. Sejak tahun 1992 hingga sekarang PJK ternyata telah menjadi penyebab kematian
utama di Indonesia, terutama di wilayah kota besar (Tumbelaka, 2000). Tejadinya
keadaan ini diduga berkaitan dengan transisi pola makan masyarakat Indonesia, yaitu dari
pola makan tradisional yang banyak mengandung karbohidrat dan sayuran ke pola barat
yang lebih banyak lemak, protein, gula dan garam, tetapi rendah serat pangan. Oleh
karena itu, berbagai upaya untuk mencegah timbulnya penyakit atemsklerosis ini harus
terus dilakukan, sehingga derajat kesehatan masyarakat Indonesia menjadi lebih baik.
Salah satu yang dapat dilakukan adalah dengan mempelajari daya anti-aterosklerosis dari
turunan klomfil dalam bentuk Zn-turunan klorofil, sehingga dapat dimanfaatkan menjadi
bahan dalam mencegah berbagai akibat yang ditimbulkan oleh aterosklerosis.
TuJuan Penelitian
Tuluan Umum
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kemampuan Zn-turunan
klorofil sebagai komponen fungsional pangan, melalui bentuk molekul utuh atau
metabolitnya, dalam mencegah terjadinya aterosklerosis dan kelainan histologis hati dan
ginjal kelinci percobaan.
Tuluan Khusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah untuk :
1. Menentukan kandungan klorofil beberapa jenis sayuran hijau.
2.
Mempelajari pembuatan kompleks Zn-turunan klorofil melalui penggantian ion
Mg2'
dalam klorofil asal dengan ion zn2' pada beberapa konsentrasi ion zn2'.
3.
Mempelajari beberapa karakteristik fisik kompleks Zn-turunan klorofil yang dihasilkan.
4.
Mempelajari manfaat Zn-turunan klorofil sebagai komponen fungsional pangan dalam
mencegah kejadian aterosklerosis pada kelinci percobaan yang diberi ransum
mengandung Zn-turunan klorofil.
5.
Mempelajari manfaat Zn-turunan klorofil sebagai komponen fungsional pangan dalam
mencegah kelainan histopatologis hati dan ginjal kelinci percobaan yang diberi
ransum mengandung Zn-tunman klorofil.
Hipotesis
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah :
Penggantian ion M ~ dalam
~ ' klorofil dengan ion zn2' menghasilkan kompleks Znturunan klorofil yang mempunyai karakteristik berbeda dengan klorofil asal.
Perbedaan jumlah ion 2n2' yang ditambahkan untuk menggantikan ion ~ g ~ '
memberikan pengaruh berbeda
pula terhadap stabilitas dan kecerahan warna
kompleks Zn-turunan klorofil yang dihasilkan.
Kompleks Zn-turunan klorofil mempunyai kemampuan dalam mencegah kenaikan
kadar kolesterol darah kelinci percobaan.
Kompleks Zn-turunan klorofil dapat rrlencegah pembentukan lesi aterosklerosis pada
aorta kelinci percobaan.
Kompleks Zn-turunan klorofil dapat mencegah terjadinya periemakan hati dan
pengendapan protein pada ginjal kelinci percobaan.
Kegunaan Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat berguna untuk :
Memberikan informasi tentang kandungan klorofil dari beberapa jenis sayuran hijau,
sehingga dapat memperkaya daftar komposisi bahan makanan yang ada di Indonesia.
Memberikan informasi tentang daya anti-aterosklerosis Zn-turunan klorofil, sehingga
dapat dikembangkan preparat kesehatan yang mengandung Zn-turunan klorofil
dengan khasiat sebagai pencegah penyakit aterosklerosis.
Memberikan inforrnasi tentang keamanan konsumsi Zn-turunan klorofil melalui
pengaruhnya terhadap organ tubuh kelinci yang penting dan sensitif, yaitu hati dan
ginjal.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Savuran Daun Hiiau
Sayuran merupakan salah sat