Aktivitas Antioksidan Sari Buah Tomat Kaya Antioksidan Lycopene Sebagai Agen Kemopreventif Penyakit Kanker Menggunakan Sari Buah Jeruk Nipis (Citrus Aurantifolia) Sebagai Pengawet

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SARI BUAH TOMAT KAYA

ANTIOKSIDAN

LYCOPENE

SEBAGAI AGEN

KEMOPREVENTIF PENYAKIT KANKER MENGGUNAKAN

SARI BUAH JERUK NIPIS

(CITRUS AURANTIFOLIA)

SEBAGAI PENGAWET

TESIS

OLEH:

ROLINA ZAHHARA TAMBUNAN

127051008

PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU PANGAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SARI BUAH TOMAT KAYA

ANTIOKSIDAN

LYCOPENE

SEBAGAI AGEN

KEMOPREVENTIF PENYAKIT KANKER MENGGUNAKAN

SARI BUAH JERUK NIPIS

(CITRUS AURANTIFOLIA)

SEBAGAI PENGAWET

TESIS

OLEH:

ROLINA ZAHHARA TAMBUNAN

127051008

Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains

Pada Program Studi Magister Ilmu Pangan Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara

PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU PANGAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

Judul Tesis

:

Aktivitas Antioksidan Sari Buah

Tomat Kaya Antioksidan

Lycopene

Sebagai Agen Kemopreventif

Penyakit Kanker Menggunakan Sari

Buah Jeruk Nipis (

Citrus

Aurantifolia

) Sebagai Pengawet

Nama

:

Rolina Zahhara Tambunan

NIM

:

127051008

Program Studi

:

Magister Ilmu Pangan

Menyetujui

Komisi Pembimbing,

(Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP)

Ketua

Anggota

(Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc)

Ketua Program Studi,

Dekan,

(Dr. Ir. Elisa Julianti, M.Si)

(Prof. Dr. Ir. Darma Bakti, MS)

PERNYATAAN ORISINALITAS

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SARI BUAH TOMAT KAYA

ANTIOKSIDAN

LYCOPENE

SEBAGAI AGEN

KEMOPREVENTIF PENYAKIT KANKER MENGGUNAKAN

SARI BUAH JERUK NIPIS

(CITRUS AURANTIFOLIA)

SEBAGAI PENGAWET

TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya Tesis ini

adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap

satuannya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, Februari 2015

Rolina Zahhara Tambunan

NIM. 127051008

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama Lengkap

: Rolina Zahhara Tambunan

Tempat / Tgl lahir

: Sumbul, Kab. Dairi, 28 Agustus 1982

Alamat Rumah

: Jl. Menteng 7 Gang Kenanga No. 1 Medan

HP

: 081269670305

Email

: rolina_zt@yahoo.com

Instansi Tempat Kerja

: UPT. PTPH Medan, Dinas Pertanian

Provinsi Sumatera Utara

Alamat Kantor

: Jl. Jend. Besar Dr. Abdul Haris Nasution

No.4 Pangkalan Mansyhur - Medan

DATA PENDIDIKAN

SD Negeri 030332 Sumbul

Tahun 1988 – 1994

SMP Negeri 1 Sumbul

Tahun 1994 – 1997

SMU Negeri 1 Sumbul

Tahun 1997 – 1998

SMU Negeri 4 Medan

Tahun 1998 – 2000

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SARI BUAH TOMAT KAYA ANTIOKSIDAN LYCOPENE SEBAGAI AGEN KEMOPREVENTIF PENYAKIT KANKER MENGGUNAKAN SARI BUAH JERUK NIPIS

(CITRUS AURANTIFOLIA) SEBAGAI PENGAWET

ABSTRAK

Buah tomat (Solanum lycopersicum syn. Lycopersicum esculentum) dari tanaman yang berasal dari keluarga Solanaceae, memiliki kandungan vitamin A dan C serta senyawa antioksidan yang baik untuk kesehatan terutama likopen. Likopen merupakan senyawa karotenoid yang terdapat pada sayuran dan buah-buahan berwarna merah kekuningan. Penggunaan agen kemopreventif dari bahan alam menjadi suatu alternatif mengurangi jumlah penderita kanker di dunia. Agen kemopreventif yang diteliti berupa sari buah tomat kaya antioksidan likopen menggunakan sari jeruk nipis sebagai pengawet, diaplikasikan pada tikus percobaan yang sudah diinduksi bahan karsinogen senyawa Acrylamide yang dapat menginduksi kanker. Analisis aktivitas antioksidan dilakukan dengan mengamati pengaruh sari buah tomat kaya antioksidan likopen pada histopatologi hati tikus dengan metode pewarnaan hematoxylin eosin dan pengaruh enzim Cu.Zn - SOD (Cupper Zink - Superoksida Dismutase) dengan pewarnaan immunohistokimia.

Pada panjang gelombang 503 nm diperoleh rata-rata kandungan antioksidan Lycopene tomat segar sebesar 64,2582 mg/Kg dengan waktu inkubasi 30 menit, sedangkan kadar likopen sebelum pasteurisasi adalah sebesar 74,8454 mg/Kg. Semakin tinggi konsentrasi sari jeruk nipis yang ditambahkan pada sari buah tomat, kadar vitamin C semakin meningkat. Kadar asam askorbat paling tinggi pada penyimpanan 3 minggu adalah 110,6520 mg/100 g dengan konsentrasi pengawet sari jeruk nipis sebesar 1%. Semakin tinggi konsentrasi sari jeruk nipis kadar likopen semakin meningkat dan semakin lama penyimpanan kadar antioksidan likopen semakin menurun. Kadar likopen terbaik terdapat pada penyimpanan 2 minggu yaitu sebesar 85,2148 mg/Kg pada konsentrasi pengawet sari jeruk nipis 1%.

Terdapat beberapa kerusakan pada sel hati untuk kelompok kontrol positif (K+), kelompok perlakuan pertama (P1) dan perlakuan kedua (P2) dimana masing-masing kelompok diberikan diet senyawa karsinogen Acrylamide sebanyak 2,0740 mg per hari selama 11 hari. Fotomikrograf lobulus hati tikus dari kontrol positif menunjukkan sel hati tikus mengalami degenerasi parenkimatosa, sel binuklear, inti hepatosit pecah, inti terdisolusi (karyolisis), inti sel membesar (hipertropi), sel Kupffer terhipotrofi, terjadi infiltrasi sel mononuklear, dan sel pecah atau nekrosis, serta terlihat adanya pendarahan pada sel hepatosit. Lobulus hepar pada kelompok tikus kontrol negatif yaitu tikus yang diberi sari buah tomat kaya likopen memiliki warna coklat tua yang sangat dominan. Antioksidan eksogen likopen tomat mengambil alih fungsi antioksidan endogen SOD sebagai lini pertahanan terdepan untuk mencegah kerusakan komponen makromolekul sel sehingga persediaan enzim endogen SOD menjadi lebih banyak.

ANTIOXIDANT ACTIVITY OF TOMATO JUICE RICH IN LYCOPENE ANTIOXIDANT AS CANCER CHEMOPREVENTIVE AGENTS USING

CITRUS AURANTIFOLIA JUICE AS A PRESERVATIVE

ABSTRACT

The fruit of tomato (Solanum lycopersicum Lycopersicum esculentum SYN.) plant from Solanaceae family that originated, has a content of vitamins A and C as well as antioxidant compounds that are good for health especially lycopene. Lycopene is a carotenoid compounds found in red yellowish vegetables and fruits. The use of natural materials as chemo preventive agent becomes an alternative to reduce cancer patients number in the world. The chemo preventive agents that have been scrutinized was antioxidant-rich tomato juice using lime juice as preservative, applied on rats which had been induced by carcinogens i.e Acrylamide compounds that can cause cancer. Analysis of antioxidant activity is done by observing the effect of lycopene antioxidant-rich tomato juice on rat liver histopathology using hematoxylin eosin staining method and influence of the Cu-Zn SOD enzyme (Cupper Zink-superoxide Dismutase) using immunohistochemistry staining.

Lycopene antioxidant content of fresh tomato was obtained 64,2582 mg/Kg at the wavelength 503 nm with an incubation time of 30 minutes. Lycopene levels before pasteurization was 74,8454 mg/Kg. The higher addition of lime juice concentration, the higher of tomato juice acid, the higher level of ascorbic acid for 3 weeks was 110,6520 mg/100 g with 1% lemon juice. The higher the concentration of lime juice, the lycopene level was increase and the longer the storage time, the levels of lycopene antioxidant was decrease. The best lycopene level was found in the best storage of 2 weeks which was equal to 85,2148 mg/Kg at the preservatives concentration of lemon juice of 1%.

There were some damage fount in the liver cells of positive control group (K+), the first treatment group (P1) and the second treatment group (P2) where each group was given a diet of Acrylamide as a carcinogen compound of 2,0740 mg per day for 11 days. Rat liver lobules photomicrograph of the positive control showed that the rat liver cells had parenchymatous degeneration, binuclear hepatocyte nuclei, cells rupture, core dissolution (caryolysis), cell nucleus enlarges (hypertrophy), hypotrophied Kupffer cell, mononuclear cell infiltration occurred, and ruptured cell or necrosis, as well as the visible presence of bleeding on hepatocyte cells. Liver lobules on negative control group (K-) of rats that was fed with tomato juice rich in lycopene which has a dominant very dark brown color. Exogenous antioxidants of tomatoes lycopene had taken over the function of endogenous antioxidants of SOD as the front line of defense to prevent components damage of cell macromolecule so that SOD endogenous enzyme became more available.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan pertolonganNya penulis dapat menyelesaikan Thesis ini. Thesis berjudul Aktivitas Antioksidan Sari Buah Tomat Kaya Antioksidan Lycopene Sebagai Agen Kemopreventif Penyakit Kanker Menggunakan Sari Buah Jeruk Nipis (Citrus Aurantifolia) Sebagai Pengawet, yang dibimbing oleh Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP, dan Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Thesis ini banyak mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak baik berupa doa, pikiran dan tenaga sehingga proposal ini dapat penulis selesaikan sedemikian adanya. Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ibu Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP, dan Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc sebagai pembimbing saya, yang telah banyak meluangkan waktu dan tenaganya selama pelaksanaan penelitian dan untuk penyempurnaan Thesis ini.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua saya, Ayahanda Pontas Tambunan dan Ibunda Humara Napitupulu, suami tercinta Frenky Sinaga, dan Ananda tercinta Khahral Zefanya J.T. Sinaga yang telah memberikan semangat dan motivasi hingga thesis ini dapat diselesaikan dengan baik.

Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Ibu Nafiah dan dr. Chrestella SpPA di Laboratorium Patologi Anatomi, Fakultas Kedokteran USU, Prof. Dr. Syafruddin dan Zais di Laboratorium Fisiologi Hewan Biologi FMIPA

USU yang sudah banyak membantu dalam pelaksanaan penelitian ini. Ucapan terimakasih kepada teman, kakak, abang, dan adik di Jurusan Magister Ilmu Pangan dan semua pihak yang sudah membantu. Semoga thesis ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan dan peneliti selanjutnya.

Medan, Februari 2014

DAFTAR ISI

ABSTRAK………... i

ABSTRACT……… ii

KATA PENGANTAR ………... iii

DAFTAR ISI ……….. v

DAFTAR TABEL……….. viii

DAFTAR GAMBAR……… ix

DAFTAR LAMPIRAN……….. xi

PENDAHULUAN………..………. 1

Latar Belakang………. 1

Perumusan Masalah……….…. 7

Tujuan Penelitian……….. 8

Hipotesis Penelitian……….. 9

Kegunaan Penelitian………. 10

TINJAUAN PUSTAKA …………..……….. 11

Buah Tomat………. 11

Sistematika Buah Tomat……….. 13

Jenis-jenis Buah Tomat…..……….. 14

Komposisi Kimia Buah Tomat... 17

Perubahan Komposisi Kimia Buah Tomat Selama Pertumbuhan dan Pematangan……… 18

Asam askorbat (Vitamin C)…….……… 19

Sifat fisika dan kimia vitamin C………...………... 20

Kandungan vitamin C buah tomat…..………..……... 23

Antioksidan likopen……..………... 26

Sifat-sifat fisika dan kimia likopen secara umum………... 26

Kandungan Antioksidan Likopen pada Buah Tomat………….. 32

Karotenoid buah tomat……… 38

Sintesis Vitamin C dan Antioksidan Lycopene pada tanaman tomat………. 38 Penanganan pascapanen dalam mempertahankan mutu buah tomat…………... 43 Pemanfaatan buah tomat….……… 47

Antioksidan………..……… 49

Radikal bebas………….……….. 53

Stres oksidatif………..……… 54

Proses pembuatan sari buah tomat……….. 56

Pengaruh Aplikasi Panas terhadap Kandungan Vitamin Tomat 57 Jeruk Nipis (Citrus aurantifolia, Swingle)……….. 59

Mikroba Penyebab Kerusakan dan Keracunan Pangan………... 65

Analisis Kuantitatif Mikrobiologi Pada Bahan Pangan……..… 68

Uji organoleptik……….. 71

Pengujian Aktivitas Antioksidan secara in vivo………. 71

Enzim Superoxide Dismutase (SOD)…...……….. 72

Karsinogen Acrylamide……….. 73

Sifat farmakokinetika akrilamida……….……….. 76

Karsinogenesis……… 77

Kanker dan Proses terjadinya kanker………. 78

METODOLOGI PENELITIAN………... 81

Waktu dan Tempat Penelitian…...………. 81

Bahan Penelitian………...………... 81

Alat Penelitian………...….….………... 81

Rancangan Penelitian……...………... 82

Pelaksanaan Penelitian………... 84

Ekstraksi jus jeruk nipis………….……… 84

Pembuatan sari buah tomat kaya lycopene……… 84

Penentuan pH………... 85

Penentuan total asam sari jeruk nipis dengan titrasi…... 86

Penentuan kadar vitamin C menggunakan metode kolorimetri 86 Penentuan kadar antioksidan lycopene dengan metode spektrofotometri………. 87

Uji aktivitas antioksidan dengan DPPH free radical scavenging assay……….... 88

Pengamatan mutu sari buah tomat secara mikrobiologi……… 89

Penentuan antioksidan lycopene pada tikus secara in vivo…... 90

Palpalasi nodul kanker………... 91

Prosedur pembuatan preparat histologi hati tikus……….. 91

Prosedur pewarnaan Hematoxylin Eosin…...……… 92

Prosedur pewarnaan Immunohistokimia………... 92

Uji organoleptik……...………..…… 94

Analisis data………...……… 94

Bagan penelitian……… 96

HASIL DAN PEMBAHASAN……….. 101

Karakteristik bahan baku dan sari buah tomat…...……… 101

Karakteristik sari buah jeruk nipis………...……….. 101

Karakteristik buah tomat……… 104

Kadar likopen sari buah tomat sebelum pasteurisasi…………. 106

Aktivitas antioksidan sari buah tomat kaya likopen sebelum pasteurisasi………... 107

Kadar vitamin C sari buah tomat...……… 107

Kadar antioksidan lycopene sari buah tomat…..…………... 107

Aktivitas antioksidan sari buah tomat pada berbagai konsentrasi jeruk nipis selama penyimpanan…………... 110

Korelasi kadar vitamin C, kadar likopen, dengan aktivitas Antioksidan...………… 112

Uji TPC………..………....………... 113 Uji in vivo………...………. 114 Pengaruh sari buah tomat kaya antioksidan likopen pada

histologi hati tikus……...

114 Pengamatan enzim Cu.Zn-SOD dengan pewarnaan

Immunohistokimia...

120

KESIMPULAN DAN SARAN...………...……….. 125

DAFTAR PUSTAKA……....………. 128

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Jenis-jenis tomat berdasarkan bentuk buah dan kegunaannya 15

Tabel 2. Kandungan nutrisi tomat segar. 17

Tabel 3. Beberapa perubahan komposisi buah tomat terkait dengan proses pematangan

19

Tabel 4. Komposisi Isomer lycopene pada produk buah tomat dan plasma darah manusia

32

Tabel 5. Kandungan Likopen Buah Segar dan Olahan Tomat 35 Tabel 6. Konsentrasi antioksidan lycopene dari beberapa varietas tomat 37 Tabel 7. Kandungan Karotenoid Buah Tomat dan Produk olahannya 38 Tabel 8. Penggolongan antioksidan berdasarkan cara kerjanya 52 Tabel 9. Aktivitas antimikroba dari ekstrak 62

Tabel 10. Komposisi kimia dari lemon 62

Tabel 11. Produksi jeruk lemon 63

Tabel 12. Karakteristik sari jeruk nipis, buah tomat, dan sari buah tomat sebelum pasteurisasi

101

Tabel 13. Kandungan Asam sitrat pada sari jeruk nipis 102 Tabel 14.Kadar Vitamin C sari jeruk nipis 103 Tabel 15. Kadar Vitamin C buah tomat segar 105 Tabel 16. Kandungan antioksidan lycopene pada buah tomat segar 106 Tabel 17.Kadar Lycopene pada sari buah tomat sebelum pasteurisasi 106 Tabel 18. Kadar antioksidan likopen sari buah tomat pada berbagai konsentrasi jeruk nipis selama penyimpanan

110

Tabel 19. Anova nilai aktivitas antioksidan sari buah tomat pada berbagai konsentrasi sari jeruk nipis selama penyimpanan

112

Tabel 20. Koefisien Regresi Berganda Kadar Vitamin C, Lycopene, dan Aktivitas antioksidan

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. a. Bagian-bagian buah tomat. b. Penampang melintang buah tomat 12 Gambar 2. Struktur molekul asam-asam organik pada buah tomat. (A) Asam

sitrat; (B) Asam malat; (C) Asam asetat; (D) Asam format; (E) Asam laktat; (F) Asam galaktonat

17

Gambar 3. Struktur molekul Vitamin C atau asam askorbat (2-oxo-L-threo- hexono- 1,4-lactone-2,3-enediol)

22

Gambar 4. Bentuk molekul lycopene 27

Gambar 5. Struktur molekul antioksidan paling potensial 28 Gambar 6. Perbandingan suhu ekstraksi terhadap kadar total Lycopene 30 Gambar 7. Jalur Smirnoff-Wheeler untuk biosintesis L-askorbat tumbuhan 36 Gambar 8. Peran hormon tanaman, CO2

pada akumulasi karotenoid selama pematangan buah tomat

, Cahaya, dan saling mempengaruhinya 41

Gambar 9. Buah jeruk nipis (Citrus aurantifolia) 42 Gambar 10. Gugus kromofor dan auksokrom DPPH 64 Gambar 11. Struktur representatif tiga dimensi Superoxide dismutase 72

Gambar 12. Struktur molekul Acrylamide 77

Gambar 13. Skema perkembangan sel kanker (Anonim, 2015) 79

Gambar 14. Bagan Penelitian 97

Gambar 15. Bagan pengamatan hispatologi hati tikus 99 Gambar 16. Bagan pewarnaan immunohistokimia 100 Gambar 17. Hubungan konsentrasi sari jeruk nipis selama penyimpanan dengan kandungan vitamin C sari buah tomat olahan

108

Gambar 18. Hubungan konsentrasi sari jeruk nipis selama penyimpanan terhadap kadar antioksidan likopen sari tomat olahan

110

Gambar 19. Hubungan nilai aktivitas antioksidan sari buah tomat selama penyimpanan terhadap konsentrasi sari jeruk nipis

111

Gambar 20. Grafik hasil perhitungan total plate count pada sari buah tomat menggunakan sari jeruk nipis sebagai pengawet dengan penyimpanan 0, 1, 2, dan 3 Minggu

Gambar 21. Fotomikrograf lobulus hati tikus (Sediaan seksional, Potongan melintang) metode pewarnaan hematoksilin-eosin.

117

Gambar 22. Fotomikrograf lokalisasi Cu.Zn-SOD secara immunohistokimia jaringan hati tikus.

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Kurva standard asam askorbat 137

Lampiran 2. Karakteristik jeruk nipis 138

Lampiran 3. Kadar Vitamin C sari buah tomat 139 Lampiran 4. Kadar antioksidan likopen sari buah tomat pada berbagai

konsentrasi sari jeruk nipis selama penyimpanan

140

Lampiran 5. Aktivitas antioksidan sari buah tomat pada berbagai konsentrasi sari jeruk nipis selama penyimpanan

141

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SARI BUAH TOMAT KAYA ANTIOKSIDAN LYCOPENE SEBAGAI AGEN KEMOPREVENTIF PENYAKIT KANKER MENGGUNAKAN SARI BUAH JERUK NIPIS

(CITRUS AURANTIFOLIA) SEBAGAI PENGAWET

ABSTRAK

Buah tomat (Solanum lycopersicum syn. Lycopersicum esculentum) dari tanaman yang berasal dari keluarga Solanaceae, memiliki kandungan vitamin A dan C serta senyawa antioksidan yang baik untuk kesehatan terutama likopen. Likopen merupakan senyawa karotenoid yang terdapat pada sayuran dan buah-buahan berwarna merah kekuningan. Penggunaan agen kemopreventif dari bahan alam menjadi suatu alternatif mengurangi jumlah penderita kanker di dunia. Agen kemopreventif yang diteliti berupa sari buah tomat kaya antioksidan likopen menggunakan sari jeruk nipis sebagai pengawet, diaplikasikan pada tikus percobaan yang sudah diinduksi bahan karsinogen senyawa Acrylamide yang dapat menginduksi kanker. Analisis aktivitas antioksidan dilakukan dengan mengamati pengaruh sari buah tomat kaya antioksidan likopen pada histopatologi hati tikus dengan metode pewarnaan hematoxylin eosin dan pengaruh enzim Cu.Zn - SOD (Cupper Zink - Superoksida Dismutase) dengan pewarnaan immunohistokimia.

Pada panjang gelombang 503 nm diperoleh rata-rata kandungan antioksidan Lycopene tomat segar sebesar 64,2582 mg/Kg dengan waktu inkubasi 30 menit, sedangkan kadar likopen sebelum pasteurisasi adalah sebesar 74,8454 mg/Kg. Semakin tinggi konsentrasi sari jeruk nipis yang ditambahkan pada sari buah tomat, kadar vitamin C semakin meningkat. Kadar asam askorbat paling tinggi pada penyimpanan 3 minggu adalah 110,6520 mg/100 g dengan konsentrasi pengawet sari jeruk nipis sebesar 1%. Semakin tinggi konsentrasi sari jeruk nipis kadar likopen semakin meningkat dan semakin lama penyimpanan kadar antioksidan likopen semakin menurun. Kadar likopen terbaik terdapat pada penyimpanan 2 minggu yaitu sebesar 85,2148 mg/Kg pada konsentrasi pengawet sari jeruk nipis 1%.

Terdapat beberapa kerusakan pada sel hati untuk kelompok kontrol positif (K+), kelompok perlakuan pertama (P1) dan perlakuan kedua (P2) dimana masing-masing kelompok diberikan diet senyawa karsinogen Acrylamide sebanyak 2,0740 mg per hari selama 11 hari. Fotomikrograf lobulus hati tikus dari kontrol positif menunjukkan sel hati tikus mengalami degenerasi parenkimatosa, sel binuklear, inti hepatosit pecah, inti terdisolusi (karyolisis), inti sel membesar (hipertropi), sel Kupffer terhipotrofi, terjadi infiltrasi sel mononuklear, dan sel pecah atau nekrosis, serta terlihat adanya pendarahan pada sel hepatosit. Lobulus hepar pada kelompok tikus kontrol negatif yaitu tikus yang diberi sari buah tomat kaya likopen memiliki warna coklat tua yang sangat dominan. Antioksidan eksogen likopen tomat mengambil alih fungsi antioksidan endogen SOD sebagai lini pertahanan terdepan untuk mencegah kerusakan komponen makromolekul sel sehingga persediaan enzim endogen SOD menjadi lebih banyak.

ANTIOXIDANT ACTIVITY OF TOMATO JUICE RICH IN LYCOPENE ANTIOXIDANT AS CANCER CHEMOPREVENTIVE AGENTS USING

CITRUS AURANTIFOLIA JUICE AS A PRESERVATIVE

ABSTRACT

The fruit of tomato (Solanum lycopersicum Lycopersicum esculentum SYN.) plant from Solanaceae family that originated, has a content of vitamins A and C as well as antioxidant compounds that are good for health especially lycopene. Lycopene is a carotenoid compounds found in red yellowish vegetables and fruits. The use of natural materials as chemo preventive agent becomes an alternative to reduce cancer patients number in the world. The chemo preventive agents that have been scrutinized was antioxidant-rich tomato juice using lime juice as preservative, applied on rats which had been induced by carcinogens i.e Acrylamide compounds that can cause cancer. Analysis of antioxidant activity is done by observing the effect of lycopene antioxidant-rich tomato juice on rat liver histopathology using hematoxylin eosin staining method and influence of the Cu-Zn SOD enzyme (Cupper Zink-superoxide Dismutase) using immunohistochemistry staining.

Lycopene antioxidant content of fresh tomato was obtained 64,2582 mg/Kg at the wavelength 503 nm with an incubation time of 30 minutes. Lycopene levels before pasteurization was 74,8454 mg/Kg. The higher addition of lime juice concentration, the higher of tomato juice acid, the higher level of ascorbic acid for 3 weeks was 110,6520 mg/100 g with 1% lemon juice. The higher the concentration of lime juice, the lycopene level was increase and the longer the storage time, the levels of lycopene antioxidant was decrease. The best lycopene level was found in the best storage of 2 weeks which was equal to 85,2148 mg/Kg at the preservatives concentration of lemon juice of 1%.

There were some damage fount in the liver cells of positive control group (K+), the first treatment group (P1) and the second treatment group (P2) where each group was given a diet of Acrylamide as a carcinogen compound of 2,0740 mg per day for 11 days. Rat liver lobules photomicrograph of the positive control showed that the rat liver cells had parenchymatous degeneration, binuclear hepatocyte nuclei, cells rupture, core dissolution (caryolysis), cell nucleus enlarges (hypertrophy), hypotrophied Kupffer cell, mononuclear cell infiltration occurred, and ruptured cell or necrosis, as well as the visible presence of bleeding on hepatocyte cells. Liver lobules on negative control group (K-) of rats that was fed with tomato juice rich in lycopene which has a dominant very dark brown color. Exogenous antioxidants of tomatoes lycopene had taken over the function of endogenous antioxidants of SOD as the front line of defense to prevent components damage of cell macromolecule so that SOD endogenous enzyme became more available.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Tomat (Solanum lycopersicum syn. Lycopersicum esculentum) adalah salah satu jenis tanaman hortikultura yang banyak dikenal masyarakat, hampir setiap hari digunakan sebagai bahan makanan baik dalam masakan sayuran, sambal, jus buah, dan sebagai produk olahan tomat. Buah tomat (Solanum lycopersicum syn. Lycopersicum esculentum) merupakan tanaman yang berasal dari keluarga Solanaceae, memiliki kandungan vitamin A dan C serta senyawa likopen yang baik untuk kesehatan. Secara keseluruhan kandungan buah tomat per 100 gram adalah 30 kilo kalori, vitamin C 40 mg, vitamin A 1500 SI, sejumlah zat besi, kalsium, magnesium, kalium, yodium, zink, fluoride, dan asam organik. Manfaat mengkonsumsi jus tomat secara rutin dapat mengurangi risiko kanker terutama kanker prostat dan dapat mengurangi resiko penyakit jantung serta membuat jantung dan pembuluh darah lebih kuat. Mengkonsumsi jus tomat setiap hari juga dapat membantu dalam pengontrolan berat badan karena dapat menekan rasa lapar. Khasiat jus tomat yang lain dapat merangsang metabolisme tubuh, membuat sistem kekebalan tubuh lebih kuat, selain sebagai anti oksidan yang baik untuk tubuh. Aktivitas antioksidan dari ekstrak buah tomat dalam metanol memiliki nilai IC50 yaitu kekuatan antioksidan untuk menonantifkan radikal

bebas sebanyak 50% adalah sebesar 44,06 μg/ml lebih rendah dari vitamin C

sebesar 3,63 μg/ml (Fatricia et al., 2012; Bardwaj et al., 2013).

Indonesia merupakan Negara yang memiliki banyak tanaman kaya dengan fitokimia yang dapat menurunkan kejadian kanker, salah satunya adalah senyawa

likopen. Likopen merupakan senyawa karotenoid yang terdapat pada sayuran dan buah-buahan berwarna merah kekuningan. Beberapa studi in vitro likopen menunjukkan adanya aktivitas antioksidan poten sehingga dapat disimpulkan bahwa likopen adalah senyawa penting yang dapat menjadi agen kemopreventif penyakit kanker potensial. Sumber likopen terbesar dapat diperoleh dari buah tomat. Beberapa studi epidemiologi memperlihatkan adanya penurunan resiko kanker prostat pada pria yang mengkonsumsi likopen dari buah tomat. Selain likopen, polifenol yang terdapat dalam tomat juga memiliki kemampuan antioksidan yang dapat memadamkan radikal bebas. Hasil penelitian ini memberi kemungkinan bahwa dengan mengkonsumsi tomat dapat memberikan proteksi terhadap kerusakan oksidatif yang secara potensial mencegah mutasi pada fase inisiasi dan progresi kanker. Pada artikel review berjudul Lycopene in Oral Health

yang dibuat tahun 2013 dinyatakan bahwa likopen menunjukkan kemampuan yang lebih tinggi dalam mengikat oksigen tunggal. Likopen memiliki warna yang kuat dan tidak beracun, sehingga likopen sangat berguna sebagai agen pewarna. Pigmen tomat yang berwarna merah mengandung lycopene, yaitu zat antioksidan yang dapat menghancurkan radikal bebas dalam tubuh akibat rokok, polusi dan sinar ultra violet. Selain itu lycopene dilaporkan dapat mencegah kerusakan sel yang dapat mengakibatkan kanker leher rahim, prostat, kolon dan pankreas. Likopen memiliki multi fungsi pada tubuh dengan melindungi tubuh sejak awal dari kanker mulut seperti leukoplakia dan juga mencegah kerusakan jaringan periodontal. (Bardwaj et al, 2013)

Kanker merupakan salah satu penyakit mematikan dan salah satu penyebab kematian terbanyak penduduk dunia. Berdasarkan data Riset Kesehatan

Dasar (2007), di Indonesia pengidap kanker mencapai 10,2% dari proporsi total kejadian penyakit tidak menular sekaligus menjadi penyebab kematian ketujuh akibat penyakit. Data dari Union Internationale Contre le Cancer (UICC) dan

World Health Organization (WHO) menyebutkan, pada tahun 2004 angka kematian akibat kanker diperkirakan mencapi 7 juta orang, dua kali lebih banyak dari angka kematian yang disebabkan HIV/AIDS. Tahun 2007 UICC melaporkan bahwa sebanyak 8 juta penduduk dunia meninggal akibat menderita kanker atau sekitar 13% dari total kematian akibat penyakit yang terjadi dan diperkirakan akan terus meningkat hingga mencapai 11,8 juta kematian pada tahun 2030. UICC juga memperkirakan jumlah penderita kanker di negara berkembang pada tahun 2020 bisa mencapai 10 juta orang, dengan 16 kasus baru setiap tahunnya. Angka kematian akibat penyakit kanker diperkirakan juga akan terus bertambah, karena kecenderungan pasien memulai pengobatan ketika penyakit kankernya sudah pada stadium lanjut. Salah satu yang menjadi perhatian dunia saat ini adalah anak-anak yang menderita penyakit kanker. Karena penyakit kanker ternyata menjadi penyebab kematian tertinggi dari 160.000 anak yang diagnosa menderita kanker. Angka kematian anak-anak akibat kanker di Negara berkembang mencapi 60 persen, sementara di negara maju 25 persen. (Anonim, 2010). Di Indonesia, penyakit kanker menjadi salah satu masalah kesehatan yang cukup penting, karena angka kejadian dan jumlah kematian akibat kanker terus meningkat setiap tahunnya. Dari hasil Munas terakhir Yayasan Kanker Indonesia, ditetapkan 10 jenis kanker yang angka kejadiannya cukup besar di Indonesia, yaitu kanker leher rahim, kanker payudara, kanker hati, kanker paru, kanker kulit, kanker nasofaring, kanker kolorektal, limfoma malignum, leukemia dan trofoblas ganas.

Tingginya angka kematian akibat kanker dari tahun ke tahun tidak dapat lagi dipandang hanya dengan sebelah mata. Menurut Dr. Mellissa S Luwia, MHA, ketua panitia hari kanker sedunia 2006 di Indonesia, persoalan penyakit kanker di Indonesia karena kurangnya pemahaman masyarakat bahwa sebenarnya kanker bisa disembuhkan bila diketahui sejak dini dan segera diobati. Ini terbukti dari banyaknya penderita kanker yang berhasil sembuh, karena penyakitnya terdeteksi sejak dini dan disiplin menjalani pengobatan. Penggunaan agen kemopreventif dari bahan alam menjadi suatu alternatif mengurangi jumlah penderita kanker di dunia. Agen kemopreventif merupakan agen yang dapat mencegah dan menghambat proses perkembangan kanker serta membantu memulihkan kondisi kesehatan penderita kanker. Berbagai usaha untuk menanggulangi tingginya angka tersebut terus dilakukan baik oleh para peneliti, tenaga medis, dan akademisi yang salah satunya melalui kegiatan penelitian. Berbagai kegiatan penelitian mengenai kanker pada umumnya dilakukan dengan mengunakan objek percobaan yang dikenal sebagai hewan model. Pada umumnya hewan model yang digunakan untuk studi mengenai kanker adalah tikus. Agen kemopreventif yang diteliti diaplikasikan pada tikus percobaan yang sudah diinduksi bahan karsinogen senyawa Acrylamide yang dapat menyebabkan kanker. Tikus akan dikorbankan untuk dilakukan analisis aktivitas antioksidan mencegah kanker dengan menganalisis kadar SOD (Superoksida Dismutase). SOD adalah kelompok metaloenzim yang berperan sebagai antioksidan vital dan melakukan perlindungan primer menentang efek toksik radikal superoksida pada organisme aerobik. Aktivitas SOD pada semua organ menurun secara signifikan setelah likopen diaplikasikan. (Hu Weilian et al., 2013).

Palozza et al., (2011) melaporkan bukti peran lycopene sebagai reduktor dalam proliferasi sel, diferensiasi dan apoptosis. Lycopene mencegah kerusakan oksidatif sel dan berpengaruh dalam pertumbuhan sel serta modulasi lycopene

redoks sensitif target molekular pada signaling sel. Trejo-Solis et al., (2013) mengemukakan penelitian secara in vivo mengungkapkan bahwa pengobatan dengan lycopene dapat menghambat pertumbuhan tumor di hati, paru-paru, prostat, payudara, dan usus besar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsumsi saos tomat lebih efektif meningkatkan bioavailabilitas likopen dalam tubuh dibandingkan dengan mengkonsumsi tomat segar. Likopen ditemukan dalam sel mukosa dalam jumlah yang lebih besar pada individu yang mengkonsumsi saos tomat, hal ini dapat mencerminkan kadar likopen dalam plasma. Hal tersebut menunjukkan bahwa keberadaan likopen akan meningkat dalam produk olahan tomat dibandingkan dalam tomat segar (Intan, 2007). Berdasarkan penelitian Rao dan Agarwal (1999) bahwa masyarakat disarankan untuk mengkonsumsi rata-rata 1,86 mg likopen per hari dan dibawah angka tersebut dinyatakan kekurangan likopen, dosis yang dianjurkan adalah mengkonsumsi 200 gram tomat agar mampu mengurangi risiko terkena kanker. (Sulistyowati, 2006)

Buah tomat mudah rusak karena mengandung banyak air, dan tumbuh dekat tanah. Pada musim panen, jumlah tomat sangat melimpah sehingga harga tomat menjadi turun, hal ini menyebabkan kerugian di kalangan petani. Buah tomat mempunyai masa simpan yang singkat sehingga tidak dianjurkan menyimpan buah tomat segar dalam waktu yang lama. (Komar et al., 2012)

Sari buah adalah cairan yang terdapat secara alami dalam buah-buahan. Sari buah lebih mudah untuk dicerna dan lebih tahan lama dengan kualitas setara dengan kualitas buahnya. Beberapa penentu kualitas sari buah adalah kekentalan, kekeruhan, dan kadar padatan terlarutnya. Pada prinsipnya dikenal 2 (dua) macam sari buah, yang pertama adalah sari buah encer yang dapat langsung diminum, yaitu cairan buah yang diperoleh dari pengepresan daging buah, dilanjutkan dengan penambahan air dan gula pasir. Sari buah yang kedua adalah sari buah pekat/konsentrat yaitu cairan yang dihasilkan dari pengepresan daging buah dan dilanjutkan dengan proses pemekatan, baik dengan cara pendidihan biasa maupun dengan cara lain seperti penguapan dengan hampa udara. Konsentrat ini tidak dapat langsung diminum, tetapi harus diencerkan terlebih dahulu dengan air (Anonim, 2014; Dewanti et al., 2010).

Umumnya sari buah yang beredar di masyarakat saat ini menggunakan bahan pengawet kimiawi yang memiliki efek samping merugikan kesehatan. Sari jeruk nipis (Citrus aurantifolia) mengandung zat herbal yang jika ditambahkan pada sari buah akan mampu menghambat pertumbuhan mikroba. Jeruk nipis mempunyai kandungan minyak atsiri dan asam organik yang berfungsi sebagai antibakteri. Asam askorbat adalah antioksidan paling penting pada sari buah jeruk nipis dan dapat mencegah stress oksidatif. Flavanone, flavone dan flavonol merupakan tiga jenis flavonoid yang terbentuk pada jeruk nipis. Banyak penelitian melaporkan tentang antioksidan pada sari buah dan bagian lemon yang dapat dikonsumsi dari sumber dan varietas yang berbeda. Larrauri et al., (1996) juga membandingkan serat kulit jeruk nipis dan jeruk (orange) dengan α- tocopherol

Perumusan Masalah

Likopen tidak disintesis di dalam tubuh manusia tetapi fluktuasi keberadaannya dalam serum dan sangat mempengaruhi kesehatan manusia. Oleh karena itu dibutuhkan inovasi produk untuk mengefisiensikan konsumsi likopen bagi masyarakat luas maupun penderita kanker. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsumsi olahan tomat seperti saos tomat lebih efektif meningkatkan bioavailabilitas likopen dalam tubuh dibandingkan mengkonsumsi tomat segar. Likopen ditemukan dalam sel mukosa dalam jumlah yang relatif lebih besar pada individu yang mengkonsumsi saos tomat, dapat mencerminkan kadar likopen dalam plasma (Allen et al., 2002). Hal tersebut menunjukkan bahwa keberadaan likopen akan meningkat dalam produk olahan dibandingkan dalam produk tomat segar.

Berbagai jenis olahan sari buah yang beredar di masyarakat saat ini ditemukan menggunakan bahan pengawet kimiawi yang memiliki efek samping merugikan kesehatan, sehingga diperlukan cairan jeruk nipis (Citrus aurantifolia) yang merupakan zat herbal yang ditambahkan pada sari buah karena berkaitan dengan kemampuannya dalam menghambat pertumbuhan mikroba. Jeruk nipis mempunyai kandungan minyak atsiri yang berfungsi sebagai antibakteri, oleh karena itu peneliti tertarik melakukan olahan tomat menjadi sari buah tomat yang dikemas menggunakan gelas cup bahan PP atau Polypropylene. Formulasi sari buah tomat dibuat sedemikian rupa sehingga sari buah tomat memiliki mutu yang baik dan aman untuk dikonsumsi. Sari buah tomat kaya antioksidan lycopene

sangat diperlukan sebagai agen kemopreventif penyakit kanker, sehingga perlu dilakukan pengujian terhadap aktivitas antioksidan sari buah tomat kaya

antioksidan Lycopene secara in vivo pada tikus percobaan di laboratorium. Daya awet jeruk nipis terhadap sari buah tomat diamati dengan melakukan pengujian mutu mikrobiologis sari buah secara berkala.

Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Berapa besar konsentrasi sari buah jeruk nipis paling optimal dapat mengawetkan sari buah tomat namun masih kategori baik untuk dikonsumsi.

b. Berapa besar konsentrasi antioksidan Lycopene pada sari buah tomat paling optimal sebagai agen kemopreventif penyakit kanker yang diinduksi pada tikus percobaan.

Tujuan Penelitian

Penelitian berjudul Aktivitas Antioksidan Sari Buah Tomat Kaya

Lycopene sebagai agen kemopreventif penyakit kanker menggunakan sari buah jeruk nipis (Citrus Aurantifolia) sebagai pengawet alami ini dilakukan dalam 2 (dua) tahap dengan masing-masing tahap bertujuan untuk:

Tahap pertama:

a. Melakukan uji mutu buah tomat segar sebagai bahan baku olahan sari buah tomat, meliputi pH, total asam, kadar Vitamin C, kadar Lycopene.

b. Menentukan uji mutu sari buah jeruk nipis sebagai pengawet sari buah tomat meliputi pH, total asam, kadar asam sitrat, aktivitas antioksidan.

c. Menentukan konsentrasi sari buah jeruk nipis yang tepat untuk memperpanjang masa simpan sari buah tomat.

d. Menentukan aktivitas antioksidan sari buah tomat kaya Lycopene dengan metode DPPH.

Tahap kedua:

a. Menentukan kadar SOD hati tikus putih yang diinduksi dengan acrylamide

pada berbagai konsentrasi sari buah tomat kaya Lycopene.

b. Sari buah tomat dengan penambahan pengawet alami jeruk nipis dapat menurunkan kejadian kanker secara mikroskopik.

Hipotesis Penelitian

Dari uraian di atas disusun hipotesis penelitian sebagai berikut:

Penelitian tahap pertama:

H0 : Sari buah jeruk nipis tidak dapat meningkatkan masa simpan sari buah tomat dengan aktivitas antioksidan yang masih kuat.

H1 : Sari buah jeruk nipis dapat meningkatkan masa simpan sari buah tomat dengan aktivitas antioksidan yang semakin melemah.

Penelitian tahap kedua:

H0 : Sari buah tomat kaya antioksidan lycopene tidak dapat menurunkan kejadian kanker pada tikus yang diinduksi dengan acrylamide dengan kadar antioksidan endogen enzim SOD (Superoxide dismutase) hati tikus masih tinggi.

H1 : Sari buah tomat kaya antioksidan lycopene dapat menurunkan kejadian kanker pada tikus yang diinduksi dengan acrylamide dengan kadar antioksidan endogen enzim SOD (Superoxide dismutase) hati tikus menurun.

Kegunaan Penelitian

Penelitian ini berguna untuk menjadi media pembelajaran efektif dalam memperoleh pengetahuan mengenai potensi olahan buah tomat sebagai agen kemopreventif penyakit kanker melalui serangkaian pengujian-pengujian di laboratorium. Ditinjau dari aspek praktis, penelitian ini bermanfaat dalam menghasilkan sari buah tomat kaya antioksidan Lycopene sebagai alternatif produk minuman kesehatan bagi industri minuman dimana pengawet yang diaplikasikan pada sari buah diekstrak dari buah jeruk nipis sehingga tubuh tidak memiliki resiko terpapar pengawet kimia.

TINJAUAN PUSTAKA

Buah Tomat

Tomat (Solanum lycopersicum syn. Lycopersicum esculentum) adalah tumbuhan keluarga Solanaceae, berasal dari Amerika Tengah dan Selatan, dari Meksiko sampai Peru. Kata tomat berasal dari bahasa Aztek, salah satu suku Indian yaitu xitomate atau xitotomate. Tanaman tomat menyebar ke seluruh Amerika, terutama ke wilayah yang beriklim tropik, sebagai gulma. Penyebaran tanaman tomat ini dilakukan oleh burung yang makan buah tomat dan kotorannya tersebar kemana-mana. Penyebaran tomat ke Eropa dan Asia dilakukan oleh orang Spanyol. Tomat ditanam di Indonesia sesudah kedatangan orang Belanda. Dengan demikian, tanaman tomat sudah tersebar ke seluruh dunia, baik di daerah tropik maupun subtropik. (Pracaya, 2012)

Buah tomat terdiri dari beberapa bagian yaitu perikarp, plasenta, funikulus, dan biji. Anatomi buah tomat dapat dilihat pada Gambar 1. Perikarp meliputi eksokarp, mesokarp, dan endocarp. Eksokarp adalah lapisan terluar dari buah dan sering mengandung zat warna buah terdiri dari dinding pericarp dan kulit buah. Perikarp meliputi dinding luar dan dinding radial (septa) yang memisahkan rongga lokula. Mesokarp adalah lapisan yang paling dalam berupa selaput terdiri dari parenkim dengan ikatan pembuluh (jaringan tertutup) dan lapisan bersel tunggal yaitu lokula. EndoKarp adalah lapisan paling dalam terdiri dari biji, plasenta, dan columella (Rančićet al, 2010).

a. Bagian-bagian buah tomat b. Penampang melintang buah tomat

Gambar 1. a. Bagian-bagian buah tomat. b. Penampang melintang buah tomat (Anonim, 2015)

Epidermis pada buah atau sayuran yang berbentuk buah biasanya dibentuk oleh sel - sel yang sangat kecil sehingga menyerupai dinding tebal yang kompak tanpa ruang antar sel kecuali pada bagian stomata dan lentisel. Bentuk sel epidermis bervariasi tergantung pada spesies dan varietas. Pada buah tomat, varietas yang tahan terhadap retakan memiliki sel epidermis berbentuk datar, sementara pada varietas yang mudah mengalami keretakan kulit, sel epidermisnya berbentuk bundar (Rančićet al, 2010).

Buah tomat plum (Solanum lycopersicum L. varroma) memiliki 2 karpel. Bagian buah tomat terdiri dari daging (perikarp dan kulit) dan pulp (plasenta dan jaringan lokula). Perikarp biasanya tebal dan berair. Pulp menyumbang kurang dari sepertiga dari massa buah segar. Kolumela (bagian dalam) adalah badan steril yang merupakan sumbu pusat tubuh buah dewasa barupa sekat dalam yang menonjol dan berwarna putih. Plasenta merupakan tempat melekatnya bakal biji pada dinding ovarium buah. Rongga lokula merupakan rongga yang dikelilingi

oleh perikarp, septa dan kolumela daerah ini berisi membran agar – agar yang bersifat kenyal dan berair (Rančićet al, 2010).

Sebagian besar pembelahan sel dalam pericarp berlangsung selama 10 – 14 hari pertama setelah berbunga. Kulit buah (exocarp) terdiri dari lapisan epidermis luar ditambah 2 - 4 lapisan sel hypodermal berdinding tebal dengan kolenkim seperti bahan pengental. Dalam proses perkembangan awal buah, plasenta mulai memperluas ke lokula untuk menyerap biji dalam 10 hari pertama dan mengisi seluruh rongga lokula dalam beberapa hari berikutnya. Pada buah yang belum matang terbentuk plasenta dan setelah matang terbentuk lokula. Cairan intraseluler dapat terakumulasi dalam lokula dan protoplas tetap utuh (Rančićet al, 2010).

Sistematika Buah Tomat

Sistematika buah tomat adalah sebagai berikut:

Kerajaan : Plantae (tidak termasuk) Eudicots

Divisi : Spermatophyta

Anak divisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Ordo : Solanales

Famili : Solanaceae

Genus : Solanum

Nama binomial : Solanum lycopersicum

Sinonim : Lycopersicon lycopersicum / Lycopersicon esculentum

(Wikipedia, 2014)

Jenis-Jenis Buah Tomat

Umumnya jenis-jenis tomat didasarkan pada ketinggian tanaman, penampilan, dan kegunaannya. Berdasarkan ketinggian tanamannya, jenis tomat dibagi menjadi 3 golongan utama, yaitu (Faujiah, 2014) :

a. Determinate

Golongan ini merupakan yang terpendek diantara tanaman tomat, yakni hanya berkisar antara 50-80 cm saja. Golongan ini tidak bisa tumbuh tinggi karena ujung tanamannya diakhiri dengan rangkaian bunga. Jenis ini relatif memiliki umur sangat pendek sehingga dapat cepat dipanen.

b. Intermediate

Pohon Tomat dengan golongan ini termasuk relatif tinggi dan dapat tumbuh hingga mencapai 2 m. Namun demikian, meskipun batang tanamannya relatif tinggi umurnya hanya berkisar 4 bulan saja.

c. Hybrida

Golongan ini merupakan hasil persilangan antara golongan determinate dengan intermediate. Karena merupakan persilanngan antara keduanya, varietas ini memiliki sifat dari keduanya.

Selain dikelompokkan berdasarkan bentuk fisik tanamannya, jenis Beberapa jenis tomat yang lazim dikenal di masyarakat dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Jenis-jenis tomat berdasarkan bentuk buah dan kegunaannya

NO Jenis tomat Keterangan

1 Tomat Plum Tomat ini mirip buah plum.

Bentuknya bulat lonjong, dagingnya banyak sekali mengandung air dan memiliki permukaan kulit yang tipis. Umumnya dipakai untuk tumisan dan masakan yang membutuhkan waktu memasak yang relatif lama seperti membuat saos tomat dan diolah sebagai

2 Tomat Beef Tomat beef ini memiliki bentuk yang paling besar jika dibandingkan dengan jenis lainnya. Karena ukurannya yang besar tomat jenis ini sering kali digunakan untuk membuat sandwich atau hamburger. Tapi tidak jarang juga para chef

menggunakannya untuk bahan tumisan atau masakan lain yang memerlukan tomat dalam ukuran besar.

3 Tomat ceri

Tomat ini bentuknya kecil agak lonjong. Ketika masih muda warnanya hijau pucat dan ketika sudah masak warnanya berubah menjadi orange ke merahan. Rasanya dagingnya cukup manis, dan mengandung juice yang cukup banyak. Umumnya digunakan sebagai pelengkap salad atau dimakan dalam keadaan segar.

4 Tomat hijau Sesuai dengan namanya, tomat ini berwarna hijau, teksturnya agak keras karena memiliki kandungan

air yang sedikit. Sebenarnya tomat hijau adalah tomat yang dipanen sebelum masak.

Biasanya digunakan sebagai bahan tumisan karena rasanya yang cenderung segar.

5 Tomat pear Jens tomat ini memang mirip

dengan buah pear (seperti air mata yang jatuh) hanya saja bentuknya jauh lebih kecil dari buah Pear. Memiliki warna beraneka ragam, mulai dari merah, orange, dan kuning dan rasanya cukup manis. Umumnya dikonsumsi langsung atau ditambahkan sebagai bahan pelengkap salad. Tomat jenis ini kurang populer di Indonesia.

6 Tomat anggur Tomat Anggur merupakan varian tomat yang paling kecil diantara lainnya. Berbeda dengan tomat ceri yang cenderung lebih lonjong, bentuk tomat anggur cenderung lebih bulat dan lebih kecil.

Karena rasanya yang cukup manis, tomat anggur sering kali dikonsumsi secara langsung ataupun digunakan sebagai salad. Sering kali ketika di jual warnanya kuning dan merah. Tomat jenis ini juga jarang dijumpai di Indonesia.

Komposisi Kimia Buah Tomat

Varietas-varietas tomat memiliki jumlah zat terlarut dalam air bervariasi dari 4,5 sampai 7 % dengan fruktosa dan glukosa merupakan zat paling dominan. Kandungan nutrisi buah tomat dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Kandungan nutrisi tomat segar.

Nutrien Kandungan

per 100 g

Nutrien Kandungan

per 100 g

Analisis Proksimat Asam Amino

Air (g) 93,76 Triptofan (g) 0,006

Energi (kkal) 21 Treonin (g) 0,021

Protein (g) 0,85 Isoleusin (g) 0,020

Total lemak (g) 0,33 Leusin (g) 0,031

Karbohidrat (g) 4,64 Lisin (g) 0,031

Serat (g) 1,1 Metionin (g) 0,007

Abu (g) 0,42 Kistin (g) 0,011

Mineral Fenilalanin (g) 0,022

Kalsium (mg) 5 Tirosin (g) 0,015

Zat besi (mg) 0,45 Valin (g) 0,022

Magnesium (mg) 11 Arginin (g) 0,021

Fosfor (mg) 24 Histidin (g) 0,013

Kalium (mg) 222 Alanin (g) 0,024

Natrium (mg) 9 Asam aspartat (g) 0,118

Seng (mg) 0,09 Asam glutamat (g) 0,313

Tembaga (mg) 0,074 Glisin (g) 0,021

Mangan (mg) 0,105 Prolin (g) 0,016

Selenium (mg) 0,4 Serin (g) 0,023

Vitamin

Asam Lemak

Tiamin (mg) 0,059 Tak jenuh tunggal (g) 0,050

Riboflavin (mg) 0,048 Tak jenuh ganda (g) 0,135

Niasin (mg) 0,628

Asam pantotenat (mg) 0,247

Vit. A (IU) 623

Tokoferol (mg) 0,34

(Sumber:Kailaku et al., 2014)

Asam organik yang paling dominan pada tomat adalah asam sitrat. Selain asam sitrat, asam malat adalah asam organik yang paling berkontribusi terhadap cita rasa buah tomat. Struktur kimia asam-asam organik dari buah tomat terdapat pada Gambar 2. Asam-asam lain yang telah terdeteksi adalah asam asetat, format,

trans-asonitat, laktak, galakturonat, dan α-okso. Pada keseluruhan kematangan buah mulai dari berwarna hijau tua hingga merah, keasaman meningkatkan mencapai nilai maksimum dan kemudian menurun. Keasaman maksimum ditemukan pada breaker dan tahap berwarna pink. Keasaman buah tomat sangat penting untuk rasa dan penting juga dalam proses pengolahan karena butirat, mikroorganisme termofilik, dan pembusuk anaerobik tidak dapat berkembang ketika pH di bawah 4,3. Namun ketika pH lebih dari 5, spora mikroorganisme sulit untuk dibunuh. (Salunkhe et al, 1974)

Perubahan Komposisi Kimia Buah Tomat Selama Pertumbuhan dan Pematangan

Komposisi kimia tomat segar tergantung pada beberapa faktor yaitu kultivar, kedewasaan, cahaya, suhu, musim, iklim, kesuburan tanah, irigasi, dan perlakuan petani. Konsentrasi relatif komponen-komponen kimia dari buah tomat yang penting dalam menilai kualitas buah tomat adalah warna, tekstur, penampilan, nilai gizi, dan aroma. Buah tomat Moscow memiliki kadar air 94%

(A) (B) (C)

(D) (E) _(F)

Gambar 2. Struktur molekul asam-asam organik pada buah tomat. (A) Asam sitrat; (B) Asam malat; (C) Asam asetat; (D) Asam format; (E) Asam laktat; (F)

pada tahap merah matang. Perubahan komposisi berhubungan dengan pematangan buah tomat disajikan dalam Tabel 3.

Tabel 3. Beberapa perubahan komposisi buah tomat terkait dengan proses pematangan

Tahap kedewasaan

Komposisib

matang

Hijau Breaker Pink Merah Merah

Bahan kering (%) 6.40 6.20 5.81 5.80 6.20

Keasaman tertitrasi (%) 0.285 0.310 0.295 0.270 0.285

Asam organik (%) 0.058 0.127 0.144 0.166 0.194

Asam askorbat (mg %) 14.5 17.0 21.0 23.0 22.0

Klorofil (µg %) 45.0 25.0 9.0 0.0 0.0

β-Karoten (µg %) 50.0 242.0 443.0 10.0 0.0

Lycopene (µg %) 8.0 124.0 230.0 374.0 412.0

Penurunan gula (%) 2.40 2.90 3.10 3.45 3.65

Pektin (%) 2.34 2.20 1.90 1.74 1.62

Pati (%) 0.61 0.14 0.136 0.18 0.07

Votatiles (ppb) 17.0 17.9 22.3 24.6 31.2 Volatile reducing 248 290 251 278 400 substances (µeq. %)

Asam amino (µmole %) _c 2358 3259 2941 2723

Nitrogen protein 9.44 10.00 10.27 10.27 6.94

(rag N/g)

a kultivar Fireball, selain kultivar V. R. Moscow untuk kandungan asam amino. b Dinyatakan dalam basis berat segar.

c Nilai tidak dilaporkan . (Sumber: Salunkhe et al, 1974)

Asam askorbat (Vitamin C)

Vitamin C adalah salah satu vitamin paling penting untuk nutrisi manusia yang tersedia pada buah-buahan dan sayuran. Faktor "antiscorbutic" buah-buahan segar, yang mencegah perkembangan khas Simptom skurvi pada manusia, adalah turunan karbohidrat dikenal sebagai vitamin C atau asam askorbat. (Zhang, 2013). L-Asam askorbat (AA) merupakan bentuk aktif biologis yang utama dari vitamin C. Asam askorbat teroksidasi secara reversibel menjadi bentuk L-asam dehidroaskorbat (DHA), juga menunjukkan aktivitas biologis.

Vitamin C (asam askorbat) adalah suatu mikronutrien esensial yang diperlukan dalam fungsi metabolisme tubuh yang normal. Vitamin C mudah

teroksidasi, dan sebagian besar fungsinya dalam organisme hidup bergantung pada kebutuhan sel. Tubuh manusia tidak dapat menghasilkan asam askorbat, sehingga harus diperoleh sepenuhnya melalui diet seseorang. Kekurangan vitamin C dalam tubuh manusia akan mengakibatkan timbulnya penyakit yang disebut dengan scurvey, gejalanya meliputi terjadinya pendarahan, rasa sakit pada sendi dan kelelahan. Asupan harian vitamin C sangat kecil yaitu 10 - 15 mg/hari untuk orang dewasa yang diperlukan untuk mencegah defisiensi dan scurvey. (Rahman

et al, 2007)

Sifat fisika dan kimia Vitamin C

Sifat-sifat fisika Vitamin C adalah sebagai berikut: Rumus kimia : C6H8O

Massa molar : 176.12 g mol−1 6

Penampilan : Padatan putih kekuningan

Densitas : 1,65 g/cm3

Kelarutan dalam air : 33 g/100 ml Kelarutan dalam etanol : 2 g/100 ml Kelarutan dalam gliserol : 1 g/100 ml Kelarutan dalam propilena glikol : 5 g/100 ml

Kelarutan lain : tidak larut dalam solven dietil eter, kloroform, benzena, minyak, dan lemak Keasaman (pKa) : 4,20 (pertama), 11,6 (gugus hidroksil atom

Sifat-sifat kimia vitamin C adalah sebagai berikut (Sudarmadji, 2003): a. Membentuk garam dengan logam.

b. Sifat asam ditentukan oleh ionisasi grup enol pada atom karbon.

c. Pada pH rendah vitamin C lebih stabil daripada pH tinggi (bersifat stabil terhadap asam, tidak stabil terhadap basa)

d. Vitamin C mudah teroksidasi, lebih-lebih bila terdapat katalisator Fe, Cu, enzim askorbat oksidase, sinar, temperatur yang tinggi. Larutan encer vitamin C pada pH kurang dari 7,5 masih stabil apabila tidak ada katalisator seperti diatas. Oksidasi vitamin C akan terbentuk asam dehidroaskorbat.

e. Vitamin C dapat berbentuk asam L-askorbat dan asam L-dehidroaskorbat. Keduanya mempunyai keaktifan sebagai vitamin C. Asam askorbat sangat mudah teroksidasi secara reversibel menjadi asam L-dehidroaskorbat. Asam L-dehidroaskorbat secara kimia sangat labil dan dapat mengalami perubahan lebih lanjut menjadi asam L-diketogulonat yang tidak memiliki keaktifan vitamin C lagi (Winarno, 2002).

Pada makanan, pH mempengaruhi stabilitas asam askorbat dengan stabilitas maksimal pada pH antara 4 dan 6. Pemanasan menyebabkan kehilangan asam askorbat tergantung pada derajat pemanasan, luas permukaan yang kontak dengan air, oksigen, pH, dan adanya logam transisi. Hal tersebut menunjukkan bahwa pemanasan dapat menurunkan kandungan vitamin C pada suatu bahan. Struktur molekul vitamin C dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Struktur molekul Vitamin C atau asam askorbat (2-oxo-L-threo-hexono-

1,4-lactone-2,3-enediol) (Wikipedia, 2015)

Vitamin C merupakan antioksidan utama yang larut dalam air di dalam tubuh. Itu menurunkan tekanan darah dan level kolesterol. Analisis telah menunjukkan bahwa asupan vitamin C yang memadai efektif dalam menurunkan risiko berkembangnya kanker payudara, leher rahim, kolon, rektum, paru-paru, mulut, prostat dan perut. Vitamin C bersifat non-toksik untuk menjaga kesehatan tubuh seperti pita suara terjaga baik, untuk mencegah flu, tubuh manusia harus mampu memenuhi ketersediaan vitamin C. (Rahman et al, 2007)

Terdapat beberapa metode analisis untuk menentukan kandungan Vitamin C pada buah-buhan atau sayuran, yaitu : metode titrimetri, metode biologi, metode elektrokimia, dan metode kromatografi. Semua metode memiliki keterbatasan yang besar dalam penggunaannya untuk berbagai tujuan yang berbeda. Sangat sulit untuk memilih metode yang unik untuk menentukan kandungan total vitamin dalam produk makanan, sampel biologi dan farmasi. Karena masing-masing sampel memiliki karakteristik dan sifat spesifik dalam proses ekstraksi, pemurnian, gangguan senyawa-senyawa lain (seperti warna, kehadiran komponen pengoksidasi dan reduksi). Meskipun beberapa metode untuk penentuan asam askorbat sudah tersedia namun sangat sedikit metode bekerja untuk penentuan kedua bentuk asam askorbat (asam askorbat dan asam dehydroascorbic). Hal ini

dikarenakan kedua bentuk vitamin c, askorbat asam dan dalam bentuk yang teroksidasi yaitu asam dehidroaskorbat memiliki sifat kimia, sifat optik, dan sifat elektrokimia yang berbeda. Misalnya, metode resmi AOAC (2000) berdasarkan titrasi AA dengan 2,6 – dikloroindofenol dalam larutan asam tidak aplikatif pada semua matrik. Zat-zat yang terdapat pada buah-buahan secara alami seperti tanin, beta tanin, Cu(II), Fe(II), dan Co(II) teroksidasi oleh dye. Selain itu, metode hanya berlaku jika bahan memiliki konsentrasi DHA yang rendah. (Rahman et al, 2007)

Pada pada pH yang tinggi, asam askorbat mengalami reaksi hidrolisis oksidasi yang bersifat destruktif sehingga cincin lakton dari asam askorbat terbuka dan aktivitas vitamin akan hilang. Proses ini terjadi secara alami pada buah-buahan dan sejumlah asam diketogulonat yang ada pada buah-buah-buahan. Struktur asam askorbat sangat mirip dengan struktur glukosa, beberapa glukosa dapat diekstrak dari asam askorbat sampel. Karena strukturnya mirip, jika menggunakan metode DNPH, glukosa dapat juga berwarna membentuk kompleks dengan DNPH (dinitrofenil hidrazin) sebagai asam askorbat. (Rahman et al, 2007)

Kandungan Vitamin C Buah Tomat

Tanaman tomat adalah tanaman yang memiliki siklus hidup singkat, tanaman ini tumbuh setinggi satu sampai tiga meter. Dari antara tanaman sayuran, tanaman tomat paling banyak dibudidayakan, hampir semua lokasi pertanian di dunia menanam tanaman ini. Tanaman tomat dapat tumbuh dengan baik pada suhu 20 – 27°C, jika ditanaman pada suhu >30°C atau < 10°C maka pembentukan buah pada tanaman ini akan terhambat. Tanaman tomat tumbuh subur pada tanah berdrainase baik, dimana pH optimum tanah adalaha 6,0 -7,0. Tanaman tomat

dapat ditanam untuk rotasi tanam di lahan persawahan. Tanaman tomat yang banyak dibudidayakan adalah buah tomat segar berwarna merah dengan variasi dalam bentuk dan ukuran, chery-buah kecil, dan prosesing buah dengan warna merah yang kuat dan tinggi dalam kandungan bahan padat, sangat sesuai sebagai bahan dalam pembuatan pasta, sup atau saos. (Warianto, 2011)

Syarat tumbuh tanaman tomat terutama faktor cahaya dan suhu mempengaruhi komposisi dan kualitas buah tomat. Terdapat penelitian yang memperkirakan perbedaan kualitas tanaman tomat yang tumbuh pada lingkungan dengan intensitas cahaya dan suhu lokasi pertanaman berbeda yaitu di tempat terbuka dan di dalam polyhouse dengan naungan jaring saat cuaca mendung di musim hujan. Hasil penelitian mengungkapkan bahwa buah-buahan yang dipanen dari lahan memiliki rasio total soluble solid TSS : titratable acidity TA (11.73), keasaman (0.49%), jumlah gula (2,5%), asam askorbat (147 mg/Kg), TSS (5.76oB) dan kandungan Likopen (87 mg/Kg) lebih tinggi dari buah-buahan yang ditanam pada kondisi dilindungi. Namun, lingkungan di polyhouse mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman tomat sepanjang pertambahan tinggi tanaman (1,4 m) dan jumlah cabang. Produksi buah yang diperoleh dari polyhouse

lebih tinggi (2.6 kg/tanaman) daripada lahan terbuka (1,5 kg/ tanaman). Oleh karena itu, kedua kondisi lingkungan menguntungkan dalam beberapa aspek. Parameter ekonomi penting seperti berat buah dan hasil lebih baik pada kondisi terlindungi tetapi parameter nutrisi seperti kandungan vitamin C dan antioksidan

lycopene lebih tinggi dari pertanaman buah tomat pada kondisi terbuka selama musim hujan. (Rana et.al., 2014)

Buah tomat adalah sumber yang kaya asam askorbat (vitamin C). Berdasarkan berat segar, kandungan vitamin C rata-rata sekitar 25 mg/100 g. Namun, nilai-nilai bervariasi sesuai dengan kultivar. Cahaya berpengaruh pada kandungan asam askorbat selama pertumbuhan. Kandungan asam askorbat mengalami sedikit perubahan selama pematangan buah. Dari beberapa hasil penelitian menyimpulkan bahwa terdapat peningkatan konsentrasi asam askorbat selama pematangan. Kultivar tomat mengalami proses pematangan pada laju yang lebih cepat yang ditunjukkan mengandung sejumlah vitamin c yang lebih tinggi dibandingkan dengan buah tomat yang matang pada laju yang relatif lambat. (Salunkhe et al, 1974)

Secara signifikan jumlah asam askorbat yang lebih tinggi ditemukan di lapangan terbuka yaitu sebesar 14,50 mg 100 g-1 daripada buah-buahan yang tumbuh di polybag di dalam rumah yaitu sebesar 12,82 mg 100 g-1. Biosintesis asam askorbat sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan budidaya, intensitas cahaya mempengaruhi kandungan asam askorbat dalam buah tomat. Selain kondisi iklim, genotip memiliki efek yang besar pada kandungan asam askorbat pada buah tomat. Penelitian yang pernah dilakukan memperoleh kandungan asam askorbat buah-buahan bervariasi antara 10 dan 30 mg/100 g asam askorbat pada buah segar di lingkungan terlindungi dan di lahan terbuka. Kandungan asam askorbat pada buah ‘Carmem’ adalah 4,80 dan 5,65 mg/100g berat buah segar yang dihasilkan pada rumah kaca dan di lahan. Meskipun tidak penting untuk sintesis asam askorbat, Luminositas dapat mempengaruhi akumulasi selama pertumbuhan tanaman dan buah. Asam askorbat disintesis dari gula hasil fotosintesis. Produksi gula adalah fungsi dari tingkat fotosintetik tanaman, yang

pada gilirannya, adalah fungsi intensitas Luminositas. Pada produksi gula, suatu substrat digunakan dalam sintesis asam askorbat. (Rana et.al., 2014)

Kandungan gula buah tomat yang diproduksi di lahan terbuka memiliki kandungan lebih tinggi (25 g/Kg) daripada buah-buahan yang diproduksi di lahan terlindungi (19,2 g/Kg). Hal ini terjadi dikarenakan intensitas cahaya dan aktivitas tumbuhan berfotosintesis lebih besar pada lingkungan terbuka. Disamping intensitas cahaya dan faktor-faktor iklim lingkungan yang berbeda, kelembaban udara relatif tinggi dapat mengurangi transpirasi tanaman dan mendorong penyerapan air oleh buah melalui pembuluh xylem meningkat, sehingga terjadi pengenceran konsentrasi molekul organik pada buah-buahan. Hal ini menyebabkan buah-buahan yang tumbuh di lingkungan dilindungi kurang beraneka rasa dan memiliki kandungan padatan terlarut lebih rendah, kandungan gula dan asam askorbat dari dari buah-buahan yang tumbuh di lahan menjadi berkurang. (Rana et.al., 2014)

Antioksidan Likopen

Sifat-sifat fisika dan kimia likopen secara umum

Likopen atau yang sering disebut sebagai α-karoten adalah suatu karotenoid pigmen merah terang, suatu fitokimia yang banyak ditemukan dalam buah tomat dan buah-buahan lain yang berwarna merah. Pada penelitian makanan dan phytonutrien yang terbaru, likopen merupakan senyawa yang paling banyak diteliti. Karotenoid ini telah dipelajari secara ekstensif dan ternyata merupakan antioksidan yang sangat kuat dan memiliki kemampuan anti-kanker. Nama likopen diambil dari penggolongan buah tomat, yaitu Lycopersicon esculantum.

Gambar 4. Bentuk molekul lycopene

(Maulida dan Zulkarnaen., 2010)

Secara struktural, likopen terbentuk dari delapan unit isoprena. Bentuk molekul likopen dapat dilihat pada Gambar 4. Bagian warna hitam menunjukkan unsur Karbon sedangkan bagian putih menunjukkan unsur Hidrogen. Banyaknya ikatan ganda pada likopen menyebabkan elektron untuk menuju ke transisi yang lebih tinggi membutuhkan banyak energi sehingga likopen dapat menyerap sinar yang memiliki panjang gelombang tinggi (sinar tampak) dan mengakibatkan 8 unit isopren warnanya menjadi merah terang. Jika likopen dioksidasi, ikatan ganda antarkarbon akan patah membentuk molekul yang lebih kecil yang ujungnya berupa (–C=O). Meskipun ikatan (–C=O) merupakan ikatan yang bersifat kromophorik (menyerap cahaya), tetapi molekul ini tidak mampu menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang tinggi sehingga lycopene yang teroksidasi akan menghasilkan zat yang berwarna pucat atau tidak berwarna. Elektron dalam ikatan rangkap akan menyerap energi dalam jumlah besar untuk menjadi ikatan jenuh, sehingga energi dari radikal bebas yang merupakan sumber penyakit dan penuaan dini dapat dinetralisir oleh lycopene.

1 2 3 4

8 7

6 5

Likopen

α – tokoferol

Trans β

karoten

β –

kriptosantin

Zeasantin

Lutein

Gambar 5. Struktur molekul antioksidan paling potensial (Nguyen dan Schwartz, 1999)

Diantara berbagai antioksidan yang telah ditemukan, likopen adalah antioksidan yang paling potensial dengan urutan : likopen > tokoferol > karoten > kriptozantin > zeasantin > karoten > lutein (Schierle, 1997; Yeum, 1996; Nguyen, 1999). Struktur molekul dari masing- masing antiokidan dapat dilihat pada Gambar 5. Likopen bersifat antioksidan dengan cara melindungi sel dari kerusakan reaksi oksidasi singlet oksigen (singlet oxygen quenching) dan oksidator lain. Singlet oksigen adalah molekul oksigen yang sangat reaktif karena berada pada tingkat energi yang tinggi. Spesi tersebut terbentuk dalam sistem biologi (sel) dan memiliki waktu hidup pendek, spesi ini berasal dari oksigen di udara (yaitu oksigen triplet dengan spin elektron sejajar dan bersifat para magnetik, lebih stabil daripada oksigen singlet dengan spin berpasangan) yang masuk ke dalam tubuh manusia melalui jalur pernapasan. Oleh enzim dalam sel, oksigen diubah menjadi radikal hidroksi, peroksida dan senyawa reaktif yang lain. Diperkirakan dalam sistem biologi, reaksi dengan spesi oksigen reaktif ini memegang peran penting dalam etiologi beberapa penyakit kronis, termasuk diantaranya penyakit jantung koroner. Likopen sangat baik untuk perokok ringan ataupun perokok pasif. Asap rokok diketahui mengandung nitrogen oksida cukup tinggi. Nitrogen oksida dapat bereaksi dengan oksigen udara membentuk radikal nitrogen dioksida yang sangat berbahaya. Kehadiran likopen secara in vitro sangat efektif untuk melindungi limfosit dari radikal bebas nitrogen dioksida. Efektivitas likopen pada tomat maupun buah-buahan lain yang berwarna merah, jauh lebih baik daripada suplemen likopen. Hal itu disebabkan oleh mekanisme sinergi dengan komponen-komponen lain pada buah-buahan, seperti vitamin A dan Vitamin C. (Arab dan Steck, 2000)

Sayuran dan buah yang berwarna merah seperti tomat, semangka, jeruk besar merah muda, jambu biji, pepaya, strawberry, gac (buah asli dari Vietnam), dan rosehip (buah biji bunga mawar) merupakan sumber utama likopen. Sumber lain adalah bakteri seperti Blakeslea trispora. Tidak seperti vitamin C yang akan hilang atau berkurang apabila buah atau sayur dimasak, lycopene justru akan semakin kaya pada bahan makanan tersebut setelah dimasak atau disimpan dalam waktu tertentu. Misalnya, likopen dalam pasta tomat empat kali lebih banyak dibanding dalam buah tomat segar. Hal ini disebabkan likopen sangat tidak larut dalam air dan terikat kuat dalam serat. Likopen merupakan suatu antioksidan yang sangat kuat, kemampuannya mengendalikan singlet oksigen (oksigen dalam bentuk radikal bebas) 100 kali lebih efisien daripada vitamin E atau 12500 kali dari pada gluthation. Singlet oksigen merupakan prooksidan yang terbentuk akibat radiasi sinar ultra violet dan dapat menyebabkan penuaan dan kerusakan kulit. Selain sebagai anti penuaan kulit, lycopene juga memiliki manfaat untuk mencegah penyakit kardiovascular, kencing manis, osteoporosis, infertiliti, dan kanker (kanker kolon, payudara, endometrial, paru-paru, pankreas, dan terutama kanker prostat). Ini semua diakibatkan banyaknya ikatan rangkap dalam molekulnya. Sebagai antioksidan, likopen dapat melindungi DNA, di samping sel darah merah, sel tubuh, dan hati. (Hu Weilian et al., 2013)

Sifat Fisis Likopen

Nama kimia senyawa likopen adalah 2,6,10,14,19,23,27,31 – oktametil -2,6,8,10,12,14,16,18,20, 22,24,26,30-dotriakontatridekene. Nama umum adalah

Ψ,Ψ-karoten, all-trans-karoten, dan (semua-E)-likopen. Berat molekul likopen: 536,873 gram/mol, warna likopen: merah terang, bentuk; kristal, titik leleh: 172-173 ºC, titik didih : terdekomposisi; Likopen tidak larut dalam air, tetapi larut dalam n-Hexane dan hidrokarbon suku rendah lain, metilen klorida, dan ester suku rendah yang terbentuk dari alkohol dan asam karboksilat. Struktur molekul antioksidan likopen dapat dilihat pada Gambar 6.

Likopen bereaksi dengan oksigen bebas sesuai dengan reaksi berikut: Sifat Kimia Likopen

C40H56

Lycopene teroksidasi oleh zat-zat oksidator membentuk molekul yang lebih kecil dengan bentuk (R-C=O) sesuai reaksi:

+ n On → (n+1) R-C-O

C40H56

(sumber : id.wikipedia.org, diakses Februari 2014; Rath, 2009)

→R-C=O

Kondisi pemrosesan makanan dapat menghasilkan isomerisasi parsial dari semua trans-lycopene menjadi isomer-isomer cis serta pada saat oksidasi dengan pembentukan epoksida. Likopen terdapat pada buah tomat secara alami menjalani isomerisasi selama proses pengolahan buah tomat menjadi produk-produk yang bervariasi. Hal ini juga telah ditunjukkan bahwa plasma darah manusia mengandung isomer-isomer likopen yang umum. Informasi komposisi isomer likopen dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Komposisi Isomer lycopene pada produk buah tomat dan plasma darah manusia

Sample All-trans- 5-cis- 9-cis- 13-cis- & Isomer cis-

Lycopene Lycopene Lycopene 15-cis-Lycopene Lycopene lain

(% lycopene total)

Tomat merah

Segar* 94 – 96 3 – 5 0 – 1 1 <1

Tomat masak Olahan bahan

pangan 35 – 96 4 – 27 <1 – 14 <1 – 7 <1 – 22

Plasma darah

manusia** 32 – 46 20 – 31 1 – 4 8 – 19 11 – 28

*Hasil tidak dipublikasi pada rujukan Schierle et al., 1996 **Empat sampel digunakan bersama dan empat sampel sebagai donor tunggal Sumber: Olempska-Beer Z. et al, 2006

Kandungan Antioksidan Likopen pada Buah Tomat

Tomat mengandung likopen yang tinggi. Likopen ini merupakan pigmen tomat berwarna merah, termasuk ke dalam golongan karotenoid. Telah banyak penelitian yang mengungkapkan manfaat likopen terhadap kesehatan. Likopen diketahui mempunyai kemampuan sebagai antioksidan dan dapat melindungi tubuh terhadap berbagai macam penyakit seperti kanker dan penyakit jantung. Tomat yang dihancurkan atau dimasak merupakan sumber likopen yang lebih baik dibandingkan dengan tomat mentahnya. Sebagai contoh, jumlah likopen dalam jus tomat bisa mencapai lima kali lebih banyak daripada pada tomat segar, para peneliti menduga, tomat yang dimasak atau dihancurkan dapat mengeluarkan likopen lebih banyak, sehingga mudah diserap tubuh.

Likopen terdapat pada bagian dinding sel tomat. Oleh karena itu, pemasakan dengan sedikit minyak dapat melepaskan komponen ini. Sebagai tambahan, pemasakan tomat dengan minyak zaitun (olive oil) memudahkan tubuh menyerap likopen dengan lebih baik (Ahuja et al., 2003). Komponen fenolik merupakan metabolit sekunder tanaman yang cukup potensial pada tomat,

meskipun dalam jumlah yang lebih sedikit. Kelompok fenolik yang paling banyak adalah flavonoid. Flavonoid sangat bermanfaat bagi kesehatan tubuh yaitu sebagai antioksidan yang dapat mencegah kanker. Baru-baru ini diketahui bahwa puree tomat (hancuran tomat), mengandung sejumlah kecil senyawa yang disebut rutin. Senyawa rutin tersebut dapat diserap dan dimanfaatkan dengan baik oleh tubuh. (Wresdiyati et al., 2008)

Senyawa fenolik adalah salah satu kelompok utama fitokimia pangan yang ditemukan dalam buah-buahan, sayuran dan biji-bijian, merupakan metabolit sekunder yang dapat dibagi dalam kelompok yang berbeda, yaitu, flavonoid (misalnya antosianin, flavanol, flavon, atau isoflavon), asam fenolik, tanin, stilben dan lignan. Beberapa senyawa ini ditemukan di alam sebagai glikosida dan/atau sebagai ester dan/atau metil eter. Fenolik telah ditemukan bertindak sinergis dengan lycopene dalam mencegah kerusakan sel. Senyawa fenolik telah dikenal secara luas pada varietas-varietas tomat dari negara-negara yang berbeda, termasuk tomat yang dimodifikasi secara genetik. (Barros et al., 2013)

Kandungan likopen pada buah tomat yang setelah dipanen adalah 11,6 – 55,7 mg/Kg tomat segar. Penelitian sebelumnya menemukan bahwa tomat adalah sumber karoten rata-rata 6,1 mg/Kg, jumlah lutein 0,77 mg/Kg dan likopen terdapat sebanyak 27,18 mg/Kg. Penelitian yang lain memperoleh kandungan likopen lebih rendah pada varietas tomat yang berbeda diperoleh total karoten sebesar 33,75 – 87,74 %. porsi likopen paling rendah ditunjukkan varietas Oranye F1. Kandungan likopen tertinggi terdapat pada varietas F1 Bambino. Kandungan likopen setelah konversi per bahan kering mulai 25,85 – 90,87 mg/100 g.

dihitung sekitar 85,02% dari kandungan total karoten. Kandungan likopen terendah pada bahan kering ditemukan pada varietas F1 Orange. Likopen varietas ini menunjukkan 33,75% dari total karoten. (Mendelova et al., 2013)

Kandungan likopen pada sari buah tomat yang dipanasi adalah 22,5 – 56,2 mg/Kg. kandungan tertinggi likopen ditemukan pada sari buah yang disiapkan dari satu varietas Sejk F1 dan kandungan likopen paling rendah ditetapkan pada varietas Orange F1. Pada pengujian lain diperoleh kandungan likopen 46,9 – 67,5 mg/Kg. (Mendelova et al., 2013)

Dalam monitoring kandungan likopen pada varietas tomat yang berbeda dan setelah varian pemupukan yang berbeda. Mereka menemukan bahwa suplemen nutrisi dengan kandungan sulfur yang ditingkatkan dimanifestasi dengan kandungan likopen yang lebih tinggi pada buah dengan 44,5% untuk varietas Proton dan 32,15% untuk varietas Sejk. (Mendelova et al., 2013)

Kapasitas antioksidan total dari suatu tanaman dipengaruhi oleh jenis tanah, kimia tanah, nutrisi tanaman, kondisi iklim, serangan hama. Makanan organik dihasilkan tanpa penggunaan bahan kimia selama produksi, pengolahan atau penyimpanan. Makanan organik memiliki jumlah fitonutrisi lebih baik dibandingkan makanan yang ditanam secara konvensional. 1) jika tanaman diserang hama, hal itu akan memicu suatu mekanisme pertahanan tanaman dan membawa sintesis fitonutrien. Fitonutrien biasanya adalah antioksidan, bermanfaat untuk kesehatan tanaman serta kesehatan manusia. 2) pupuk kimia yang digunakan dalam pertanian konvensional meningkatkan pertumbuhan

tanaman, mengakibatkan penurunan produksi metabolit sekunder tanaman seperti fitokimia. (Soltoft M, 2010)

Tabel 5. Kandungan Likopen Buah Segar dan Olahan Tomat

Bahan Kandungan Likopen (mg/100g)

Pasta tomat 42.2

Saus spaghetti 21.9

Sambal 19.5

Saus tomat 15.9

Jus tomat 12.8

Sup tomat 7.2

Saus seafood 17.0

Semangka 4.0

Pink grapefruit 4.0

Tomat mentah 8.8

Sumber : Tsang (2005) ; Arab dan Steck (2000)

Pada suhu menguntungkan (22-25ºC), biosintesis lycopene dirangsang oleh Luminositas, yaitu sekitar 25% lebih intens di lapangan terbuka. Namun dalam penelitian yang sudah dilakukan tidak ada variasi kandungan Likopen yang signifikan di bawah kondisi budidaya lahan terlindungi dengan lahan terbuka. Genotip mempengaruhi kandungan "lycopene" buah, sedangkan lingkungan tidak mempengaruhi karakteristik ini. (Rana et.al., 2014). Kandungan antioksidan likopen pada beberapa buah segar dan olahan tomat dapat dilihat pada Tabel 5.

Dalam penelitian pengambilan likopen dari buah tomat dilakukan dengan proses ekstraksi dengan menggunakan solven campuran aseton, n-heksan, dan etanol. Dalam pengujian likopen dalam produk tomat dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa metode seperti HPLC, spektrofotometer atau melalui pengukuran warna. Semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu ekstraksi, maka

vs suhu pada Gambar 7 menunjukkan pengaruh suhu terhadap kadar Lycopene

yang diperoleh pada proses ekstraksi. (Maulida et al., 2010)

Gambar 7. Perbandingan suhu ekstraksi terhadap kadar total Lycopene

(Sumber: Maulida et al., 2010)

Kandungan antioksidan lycopene pada beberapa kultivar buah tomat

Warna buah tomat menunjukkan indeks kematangan selama proses pematangan.

Pada kultivar-kultivar merah terdapat 10 sampai 14 kali peningkatan konsentrasi karotenoid terutama likopen. Pada proses pematangan, likopen merupakan 80-90% dari komponen total pigmen yang tersedia. (Garcia et al., 2006). Tabel 6 menyajikan data kandungan antioksidan likopen pada beberapa kultivar tomat dimana kandungan likopen tertinggi mencapai 146,8 mg/Kg berat tomat segar. Masing-masing kultivar memiliki gen pembawa sifat yang berbeda-beda sehingga kandungan karotenoid menjadi bervariasi.

Tabel 6. Konsentrasi antioksidan lycopene dari beberapa varietas tomat Cultivar Lokasi Lycopene (mg/kg berat segar)

1999 2000 2001

H 9280 Colusa 76.1 94.9 89.4

Fresno 96.8 90.5

C. Costa 61.2

S.Joaquin 109.3

Stanislaus 101.1

Yolo 99.9 92.2 89.6

HyPeel 45 Colusa 78.6 84.9 78.7

Fresno 96.8 87.5

C. Costa 68.1

S.Joaquin 109.3

Stanislaus 97.5

Yolo 95.2 92.8 80.2

CXD 199 Colusa 113.6 103.8 92.7

Fresno 112.5 126.8 91.1

Kern 134.6 146.8

Merced 102.5 145.1

Stanislaus 109.9 88.4

San Joaquin 110.0 126.2 99.2

Sutter 111.0 101.9

Yolo 130.7 101.0

H 8892 Colusa 111.5 82.2 89.7

Fresno 110.4 100.3 84.9

Kern 114.8 109.7

Merced 108.6 129.4

Stanislaus 116.1 79.2

San Joaquin 106.6 127.3 94.3

Sutter 99.4 99.9

Yolo 97.4 108.7 98.7

H 9665 Colusa 105.1 85.3 88.0

Fresno 101.3 106.4 80.8

Kern 100.3 113.0

Merced 106.6 119.0

Stanislaus 102.9 82.9

San Joaquin 98.4 120.4 89.5

Sutter 91.5 92.7

Yolo 95.6 110.6 90.5

Halley 3155 Colusa 101.4 92.0 84.7

Fresno 99.8 109.1 81.2

Kern 87.3 117.6

Merced 102.8 131.0

Stanislaus 103.4 95.6

San Joaquin 98.8 119.8 82.7

Sutter 90.4 101.3

Yolo 88.1 120.4 91.0

Keterangan: H 9280 dan HyPeel 45 : kultivar awal musim. CXD 199, H 8892, H 9665 dan Halley 3155 : kultivar pertengahan musim. (Sumber: Garcia, 2006)

Karotenoid Buah Tomat

Dalam tomat dan produk tomat, lycopene adalah karotenoid dengan konsentrasi tertinggi, tetapi tomat juga mengandung karetotenoid lain, termasuk fitoen, fitofluen, dan karotenoid provitamin A. Kandungan karotenoid buah tomat dan produk olahannya tertera pada Tabel 7.

Tabel 7. Kandungan Karotenoid Buah Tomat dan Produk olahannya

Karotenoid Produk Tomat

Tomat mentah Catsup Jus tomat Saus tomat Sup tomat (µg/100 g)

β-Carotene*

α-Carotene

449 560 270 290 75

* Lycopene

101 0 0 0 0

* Lutein

2573 17007 9037 15152 5084

Zeaxanthin*

Phytoene 1860 3390 1900 2950 1720

123 0 60 0 1

Phytofluene 820 1540 830 1270 720

*USDA Nutrient Data Bank Numbers (NDB No.): Tomat Mentah,11529; Saus, 11935; Jus Tomat, 11540; Saus Tomat, 11549; Sup Tomat, 06359.

(Sumber: Campbell et al., 2004)

Sintesis Vitamin C dan Antioksidan Lycopene pada tanaman tomat

Sebagian besar hewan dan tanaman mampu mensintesis vitamin C, melalui urutan langkah berbasis enzim yang mengkonversi monosakarida menjadi vitamin C. Pada tanaman, hal ini dicapai melalui konversi mannose atau galaktosa menjadi asam askorbat. (Wikipedia, 2015). Kontrol transkripsional jumlah asam askorbat dalam buah diselidiki dengan menggabungkan sumber-sumber genetik dan genomik yang sedang tersedia pada tomat.

Vitamin C merupakan suatu antioksidan, bersama komponen lainnya pada sistem antioksidan, melindungi tanaman dari kerusakan oksidatif yang dihasilkan dari metabolisme aerob, fotosintesis dan polutan seperti ozon, logam berat dan

tekanan saline stress. Selain itu, asam askorbat terdapat sebagai suatu kofaktor untuk enzim-enzim metabolik umum mencakup suatu proses perkembangan fundamental tanaman dan suatu reduktan dengan peran beberapa enzim metabolisme yang terlibat dalam proses perkembangan dasar tanaman dan reduktan seluler dikenal dengan peran intim dan komprehensif dalam respon terhadap tekanan lingkungan. Beberapa studi juga menunjukkan bahwa asam askorbat endogen berperan dalam mendorong pertumbuhan dan perkembangan tanaman dengan melibatkan suatu array kompleks jaringan signaling yang dimediasi secara fitohormon yang berikatan bersama tekanan lingkungan berbeda. Selain bertindak sebagai antioksidan dan reduktan selular, asam askorbat mempengaruhi transisi dari fase vegetatif ke fase reproduktif dan tahap akhir perkembangan. Molekul ini dapat terlibat dalam berbagai fenomena perkembangan dan juga bekerja melawan tekanan yang nyata dalam mengatur pertumbuhan dan perkembangan tanaman menjadi lebih baik. (Mazid et al., 2011) Askorbat memiliki fungsi dalam fotosintesis yaitu sebagai kofaktor enzim (termasuk sintesis etilen, Giberelin dan anthocyanin). Peran utama askorbat dalam fotosintesis adalah bertindak dalam reaksi peroksidase Mehler dengan APX untuk mengatur keadaan redoks pembawa elektron fotosintetik dan sebagai suatu kofaktor untuk violaxanthin deepoxidase, enzim yang terlibat dalam siklus

xanthophyll fotoproteksi dimediasi. Akumulasi askorbat pada daun meningkat, intensitas cahaya selama berlangsungnya ekspresi dan aktivitas PDB-L-galaktosa fosforilase (GGP, juga VTC2), enzim berperan dalam fotosintesis. Peran askorbat selama fotosintesis mungkin termasuk modulasi hidrogen dan oksigen singlet,

enzim kofaktor dalam siklus xanthophyll dan, secara spekulatif, donor elektron fotosistem II selama fotoinhibisi. (Mazid et al., 2011)

Asam askorbat terjadi di semua jaringan tanaman, biasanya menjadi lebih tinggi dalam sel-sel fotosintetik dan meristems dan beberapa buah-buahan. Konsentrasi dilaporkan tertinggi di daun dewasa dengan kloroplas berkembang sepenuhnya. Asam askorbat sebagian besar tetap tersedia dalam bentuk yang lebih sedikit pada daun dan kloroplas kondisi fisiologis normal. Sekitar 30-40% total asam askorbat (sebagai askorbat) adalah dalam kloroplas dan stromal dengan konsentrasi setinggi 50 mM. (Mazid et al., 2011)

Asam askorbat dalam tanaman ditemukan dengan konsentrasi yang tinggi dalam jaringan tanaman (misalnya 1-5 mM pada daun dan 25 mM pada kloroplas) dan tanaman adalah sumber utama vitamin c dalam makanan manusia. Jalur biosintesis untuk asam gula ini belum diselesaikan pada tanaman hingga tahun 1998 dan semua gen yang mengkodekan enzim sampai tahun 2007. Telah diketahui untuk beberapa lama bahwa tanaman dapat mudah mensintesis asam askorbat dari L-galaktono-1,4-lakton melalui mitokondria L-galactono-1,4-laktone dehidrogenase. Namun, sebelumnya diperkirakan bahwa prekursor untuk galaktono-1,4-lakton dalam tanaman adalah asam D-galakturonik. Sintesis L-galactono-1,4-laktone dari asam D-galakturonat akan memerlukan inversi kerangka karbon Heksosa yang telah ditunjukkan untuk tidak terjadi dalam tanaman dari 14C-glukosa. 14C-glukosa diubah menjadi asam askorbat melalui D-mannose dan galaktosa intermediat daripada D-galaktosa. D-D-mannose dan L-galaktosa dikonversi internal oleh PDB-D-mannose-3,5-epimerase dan kedua

monosakarida ini prekursor efisien asam askorbat dalam tanaman. Jalur Smirnoff-Wheeler untuk biosintesis L-askorbat tumbuhan dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Jalur Smirnoff-Wheeler untuk biosintesis L-askorbat tumbuhan

Komposisi dan kandungan karotenoid sebagian ditentukan oleh fluktuasi genetik. Pada daun tanaman, lycopene adalah intermediat metabolik dalam biosintesis xanthophylls, dan biasanya tidak terdeteksi. Sebaliknya, terakumulasi di kromoplas beberapa buah, termasuk tomat dan semangka. Pada Gambar 9 dijelaskan regulasi proses metabolisme karoten. Klorofil sebagai warna hijau

D-Glukosa-6-P D-Fruktosa-6-P D-Manosa-6-F

D-Manosa-1-P

L-Galaktosa-1-P

L-Galaktosa

GDP-L-Galaktosa _GDP-D-Manosa

L-Galakton-1,4-Lakton

Lampiran 5. Aktivitas antioksidan sari buah tomat pada berbagai konsentrasi sari Jeruk nipis selama penyimpanan

Aktivitas antioksidan sari buah tomat

Sari Buah Tomat

T simpan

(minggu) % Jeruk Nipis

Aktivitas antioksidan

C1T1 0 0.00% 44.7245%

C2T1 0 0.50% 36.4260%

C3T1 0 1.00% 36.8330%

C1T2 1 0.00% 47.0544%

C2T2 1 0.50% 40.4097%

C3T2 1 1.00% 31.3099%

C1T3 2 0.00% 61.2191%

C2T3 2 0.50% 59.5817%

C3T3 2 1.00% 59.4485%

C1T4 3 0.00% 70.5524%

C2T4 3 0.50% 68.5118%

C3T4 3 1.00% 67.3768%

Anova aktivitas antioksidan sari buah tomat

Sum of Squares Df Mean Square F Sg. Between Groups 6116,802 11 556,073 12,479 0,000 Within Groups 1069,422 24 44,559

Lampiran 6. Dokumentasi Penelitian

a. Dislokasi dan pembedahan tikus

b. Persiapan pengamatan hispatologi tikus dan pewarnaan immunohispatologi