Radikal bebas Antioksidan TINJAUAN PUSTAKA

2.4 Radikal bebas

Radikal bebas adalah atom atau senyawa yang kehilangan pasangan elektronnya Kumalaningsih, 2006. Radikal bebas adalah atom atau molekul yang tidak stabil dan sangat reaktif karena mengandung satu atau lebih elektron tidak berpasangan pada orbital terluarnya. Untuk mencapai kestabilan atom atau molekul, radikal bebas akan bereaksi dengan molekul di sekitarnya untuk memperoleh pasangan elektron Maulida, 2010. Radikal bebas dapat dihasilkan dari metabolisme tubuh sendiri, dan bisa pula lewat eksternal seperti lingkungan sekitar kita Iswari, 2011. Rangkaian reaksi yang membentuk radikal bebes dapat dibagi menjadi tiga langkah yang berbeda yaitu inisiasi, propagasi, terminasi. Inisiasi adalah proses awal dimana jenis radikal tertentu akan bereaksi dengan asam lemak dalam tubuh membentuk radikal alkil R • . Tahap selanjutnya propagasi dimana radikal alkil dapat bereaksi dengan oksigen menghasilkan radikal peroksil ROO • kemudian radikal peroksil selanjutnya bereaksi dengan asam lemak tubuh membentuk peroksida lipid ROOHdan radikal alkil R • . Pada tahap terminasi radikal peroksil dapat bereaksi dengan sesama peroksil menghasilkan senyawa yang tidak bersifat radikal, radikal alkil juga dapat bereaksi dengan sesamanya membentuk senyawa yang tidak radikal, peroksil dapat bereaksi dengan alkoksil membentuk senyawa yang tidak radikal. Berikut gambaran rangkaian pembentukan radikal bebas dalam tubuh: 1. Inisiasi X • + RH R • + X H 2. Propagasi R • + O2 ROO • ROO • + RH ROOH + R • Universitas Sumatera Utara 3. Terminasi ROO ̇ • + ROO • ROOR non radikal ROO • + R • ROOR non radikal R • + R • R 2 non radikal Keterangan: R • : Radikal Alkil ROOH : Lipid Peroksida ROO • : Radikal Peroksida X • : Jenis Radikal Bebas RH : Asam Lemak Dalam Tubuh Cui K et al, 2004,di dalam Roking,2007.

2.5 Antioksidan

Antioksidan adalah senyawa yang mempunyai struktur molekul yang dapat memberikan elektronnya kepada molekul radikal bebas dan dapat memutus reaksi berantai dari radikal bebas Kumalaningsih, 2006. Ciri utama senyawa antioksidan adalah kemampuannya dalam meredam radikal bebas. Radikal bebas merupakan senyawa yang mengandung elektron tidak berpasangan yang bertindak sebagai akseptor elektron. Radikal bebas ini berbahaya karena sangat reaktif mencari pasangan elektronnya. Radikal bebas ini memerlukan elektron yang berasal dari pasangan elektron molekul sekitarnya. Radikal bebas yang terbentuk dalam tubuh akan menghasilkan radikal bebas yang baru melalui reaksi berantai yang akhirnya jumlahnya terus bertambah dan menyerang tubuh, proses ini akan berlangsung secara berantai dan menyebabkan kerusakan biologi Kalt et al, 1999. Radikal bebas dapat terbentuk akibat hilangnya maupun penambahan elektron dilintasannya pada saat terputusnya ikatan kovalen atom dan molekul bersangkutan sehingga menyebabkan instabilitas dan bersifat sangat reaktif. Susunan elektron yang tidak lengkap Universitas Sumatera Utara menyebabkan atom atau molekul sangat terpengaruh oleh medan magnet. Energi untuk memutuskan ikatan kovalen berasal dari panas, radiasi elektromagnetik atau reaksi redoks berlebihan. Hilang atau bertambahnya satu elektron pada molekul lain menyebabkan terjadinya radikal bebas baru dan mengakibatkan perubahan dramatis secara fisik dan kimiawi dalam tubuh manusia. Mula-mula diransang initiation terjadinya radikal bebas, kemudian radikal bebas cenderung bertambah banyak membentuk propagasi rantai reaksi dengan molekul lain. Senyawa reaksi berantai ini mempunyai massa paruh yang lebih panjang dan potensial menyebabkan kerusakan sel. Fase inisiasi dan propagasi dapat dinetralisir oleh antioksidan yang berasal dari endogen dan eksogen Kosasih, 2004. Menurut Kosasih 2004, antioksidan tubuh dikelompokkan menjadi tiga yaitu : 1. Antioksidan primer yang berfungsi untuk mencegah pembentuk senyawa radikal baru karena dapat merubah radikal bebas yang ada menjadi molekul yang berkurang dampak negatifnya, sebelum radikal bebas ini sempat bereaksi. Contoh : enzim superoksida dismutase SOD yang berfungsi sebagai pelindung hancurnya sel-sel dalam tubuh karena radikal bebas. 2. Antioksidan sekunder adalah senyawa yang berfungsi menangkap senyawa serta mencegah terjadinya reaksi berantai. Contoh: Vitamin E, C dan beta karoten yang diperoleh dari berbagai buah. 3. Antioksidan tersier adalah senyawa yang memperbaiki kerusakan sel-sel dan jaringan yang disebabkan radikal bebas. Contoh: Enzim metionin sulfoksidan reduktase untuk memperbaiki DNA pada inti sel. Universitas Sumatera Utara Berdasarkan sumbernya antioksidan terbagi atas,yaitu : a. Antioksidan alami Merupakan antioksidan yang merupakan hasil dari ekstraksi bahan alami. Antioksidan alami dalam makanan dapat berasal dari senyawa antioksidan yang sudah ada dari 1 atau 2 komponen makanan, senyawa antioksidan yang terbentuk dari reaksi-reaksi selama proses pengolahan, senyawa antioksidan yang diisolasi dari sumber alami dan ditambahkan ke makanan sebagai bahan tambahan pangan. b. Antioksidan sintetik Adalah antioksidan yang diperoleh dari hasil reaksi kimia. Contoh antioksidan sintetik yang diijinkan untuk makanan dan sering digunakan, yaitu butil hidroksi anisol BHA, butil hidroksi toluen BHT, propil galat, tert-butil hidroksi quinon TBHQ, dan tokoferol. Antioksidan-antioksidan tersebut merupakan antioksidan alami yang telah diproduksi secara sintesis untuk tujuan komersial. Pengukuran aktivitas antioksidan dapat dilakukan dengan beberapa metode yaitu: 1. Metode DPPH 2,2-diphenyl-1-pikril-hydrazyl DPPH merupakan suatu radikal bebas yang stabil karena mekanisme delokalisasi elektron bebas oleh molekulnya, sehingga molekul ini tidak mengalami reaksi dimerisasi yang sering terjadi pada sebagian besar radikal bebas lainnya. Delokalisasi juga memberikan efek warna ungu pada panjang gelombang 517 nm dalam pelarut etanol Hirota et al, 2000. DPPH sering digunakan sebagai salah satu metode untuk mengukur aktivitas antioksidan. Prinsipnya adalah reaksi penangkapan hidrogen oleh DPPH dari zat antioksidan Apak et al, 2007. DPPH yang berperan sebagai radikal bebas akan bereaksi dengan senyawa antioksidan, sehingga DPPH akan berubah menjadi diphenil pycril hydrazine yang bersifat non-radikal mekanisme reaksinya ditunjukkan pada Gambar 2.9. Meningkatnya jumlah diphenil pycril hydrazine akan ditandai dengan berubahnya warna ungu pada larutan menjadi warna kuning pucat Molyneux, 2004. Universitas Sumatera Utara Pengukuran aktivitas antioksidan dilakukan dengan inkubasi DPPH dengan ekstrak selama 30 menit sehingga menghasilkan larutan ungu yang lebih memudar kemudian dilakukan pengukuran panjang gelombang pada 517 nm Mosquera, 2007. Gambar 2.9 Mekanisme Penghambatan Radikal DPPH Hasil dari metode DPPH umumnya dibuat dalam bentuk IC 50 Inhibitor Concentration 50, yang didefinisikan sebagai konsentrasi larutan substrat atau sampel yang akan menyebabkan tereduksi aktivitas DPPH sebesar 50. Semakin besar aktivitas antioksidan makan nilai IC 50 akan semakin kecil. Suatu senyawa antioksidan dinyatakan baik jika nilai IC 50 -nya semakin kecil Molyneux, 2004. 3. Metode FRAP Ferric Reducing Antioxidant Power Pengujian aktivitas antioksidan dengan metode FRAP Ferric Reducing Antioxidant Power didasarkan atas kemampuan senyawa antioksidan dalam mereduksi senyawa besiIII-tripridil-triazin menjadi besiII-tripiridil triazin pada pH 3,6. Pengukuran FRAP memberikan urutan respon yang samadengan metode CUPRAC. Namun hasilnyamenunjukkan aktivitas yang lebih kecildibandingkan dengan data pengujianCUPRAC ataupun DPPH. Hal ini didugakarena larutan FRAP bersifat kurang stabilsehingga harus dibuat secara in time dan harussegera dipergunakan Widyastuti, 2010. Reaksinya sebagai berikut : FeTPTZ 2 3+ + AgOH FeTPTZ 2 2+ + H + + Ag=O Universitas Sumatera Utara Menurut Ou et al. 2002, pengukuranantioksidan dengan metode FRAP dapatberjalan akurat apabila dilakukan padasenyawaan antioksidan yang bisa mereduksiFeIIITPTZ pada kodisi reaksi secaratermodinamika dan memiliki laju reaksi yangcukup cepat. Selain itu, antioksidan yangteroksidasi dan semua produk reaksisekundernya harus tidak memiliki serapanmaksimum pada absorbansi 598 nm atauserapan FeIITPTZ Widyastuti, 2010. 4. Metode CUPRAC Cupric Ion Reducing Antioxidant Capacity Prinsip dari uji CUPRAC Cupric Ion Reducing Antioxidant Capasity adalah pembentukan kelat oleh bis neukropin besi II menggunakan pereaksi redoks kromogenik pada pH 7. Absorbansi dari pembentukan kelat CuI merupakan hasil reaksi redoks dengan mereduksi polifenol yang diukur pada panjang gelombang 450 nm. Untuk spektrum CuI Ne diperoleh dengan mereaksikan asam askorbat berbagai konsentrasi reagen, pH dan waktu oksidasi pada suhu kamar dan peningkatan suhu pada percobaan dapat berasal dari sumber lain. Reaksinya sebagai berikut : nCuNc 2 2+ + AROHn nCuNc 2 + + AR=On + nH + Kelebihan dari metode CUPRAC adalah pereaksi yang digunakan cukup cepat bekerja, selektif, lebih stabil, mudah didapatkan dan mudah untuk diaplikasikan Erawati, 2002. Beberapa nilai IC 50 untuk senyawa antioksidan mgmL: : Asam askorbat :1,96+-0,013 Alpa-tokoferol :7,3+-0,308 Sayur-sayuran :4,7 Gamma oryzanol :50+-0,0408 Pohon pinus OPC :4,0–13,5 Quercetin :2,457+-0,192 Asam ferulat FRAC :31,3 +-0,327 Hesperidin :500 Ronald,2004 Universitas Sumatera Utara

2.6 Spektrofotometri UV-Vis