Pengujian Aktivitas Antiagregasi Platelet dari Senyawa Hasil Hidrolisis Komponen Prekursor Flavor Bawang-Bawangan oleh Enzim Alliinase dan Senyawa-Senyawa Sintetis Turunan Vinildithiin
----. ｾ＠
:;d,-
of ｾ＠
ifl/
&, CZ;j_!. cSilfl lasv '0
Ｙ［ｾ＠
S/
fJwrruv
ｾ＠
cnow, '0 ｾ＠
eru:k
:;d,-
of ｾ＠
ｾ＠
(cSilruJl'linuy Ｙ＿ｊｾＩ＠
ext; ｾ＠
tIuv MYUt
ｾ＠
/'f1R/!.
tIuv ＹＺＬｾ＠
'0 Sft'/
ifl/ tIuv MYUt....
SKRIPSI
PENGUJIAN AKTIVITAS ANTIAGREGASI PLATELET DAR I SENYAWA
HASIL HIDROLISIS KOMPONEN PREKURSOR FLAVOR BAWANGBAWANGAN OLEH ENZIM ALLIINASE DAN SENYAWA-SENYAWA
SINTETIS TURUNAN VINILDITHIIN
Oleh:
ERLIANTI
F.31.0313
1999
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOG OR
BOG OR
ERLIANTI, F. 31.0313. Pengujian Aktivitas Antiagregasi Platelet dari Senyawa Hasil
Hidrolisis Komponen Prekursor Flavor Bawang-bawangan oleh Enzim Alliinase dan
Senyawa-Senyawa Sintetis Turunan Vinildithiin. Dibawah Bimbingan Dr. Ir. C.
Hanny Wijaya, MAgr.
RINGKASAN
Bawang-bawangan dikenal memiliki aktivitas antiagregasi platelet yang tinggi.
Kemampuan bawang-bawangan sebagai senyawa penghambat agregasi platelet,
erat kaitannya dengan kandungan senyawa sulfurnya.
Senyawa sulfur terbentuk
akibat hidrolisis prekursor flavor S-alk(en)yl-L-sistein sulfoksida (SACS) oleh enzim
alliinase pada saat jaringan tanaman terluka yang akan menghasilkan senyawa
dialk(en)yl thiosulfinat. Selanjutnya dengan degradasi non-enzimatik, senyawa ini
akan berubah dengan cepat menjadi turunan sekunder seperti alk(en)yl polysulfida,
vinildithiin dan ajoene.
Aktivitas antiagregasi platelet senyawa sulfur dari bawang masih dilakukan per
komponen dengan kondisi yang berbeda, sehingga tidak diperoleh suatu informasi
yang menyeluruh mengenai komponen-komponen aktif (senyawa sulfur) yang
berperan pada homogenat bawang.
Pada penelitian ini dibuat sistem model
simulasi reaksi prekursor flavor sintetis S-propil-L-sistein sulfoksida (SPCS) dan Smetil-L-sistein sulfoksida (SMCS) dengan enzim alliinase hasil isolasi dari bawang
merah untuk diteliti lebih lanjut mengenai aktivitas antiagregasi dari komponenkomponen yang terbentuk pada tahapan reaksi ini.
Vinildithiin diketahui mempunyai kemampuan antiagregasi platelet cukup
besar, namun senyawa ini memiliki sifat yang kurang menguntungkan yaitu
berbentuk cair, berbau menyengat dan kurang stabil, sehingga perlu dikembangkan
turunan-turunannya secara sintetis dan diketahui memiliki karakteristik yang lebih
baik, misalnya lebih stabil dan berbentuk padat.
Pengujian aktivitas antiagregasi
senyawa-senyawa turunan tersebut perlu dilakukan untuk mengetahui hubungan
antara struktur senyawa tersebut dengan aktivitas antiagregasinya.
Dengan penelitian ini diharapkan dapat diperoleh informasi senyawa-senyawa
mana saja yang berpotensi sebagai antiagregasi platelet dan lebih lanjut dapat
digunakan sebagai ingridient fungsional untuk mencegah terjadinya berbagai
penyakit yang disebabkan oleh agregasi platelet.
Uji aktivitas antiagregasi dilakukan secara in vitro, dengan menggunakan
darah kelinci dan alat aggregometer. Hasil hidrolisa S-metil-L-sistein sulfoksida dan
S-propil-L-sistein sulfoksida ternyata rnampu menghambat agregasi platelet pada
konsentrasi tertentu, dimana aktivitas antiagregasi dari hasil hidrolisis S-propil-Lsistein sulfoksida (SPCS) cenderung lebih besar dibandingkan dengan hasil
hidrolisis S-metil-L-sistein sulfoksida (SMCS). Sedangkan prekursor flavornya atau
senyawa awalnya, baik S-metil-L-sistein sulfoksida dan S-propil-L-sistein sulfoksida
tidak menunjukkan kemampuan antiagregasi platelet.
Senyawa-senyawa turunan 3,4-dihidro-3-vinil-1,2-dithiin dengan letak thiin
(atom sulfur pada rantai siklik) pada posisi 1 dan 2 atau mempunyai ikatan S-S,
menunjukkan
antiagregasi yang lebih besar dibandingkan senyawa turunan
｡ｫｴｩｶｾｳ＠
dengan letak thiin yang berjauhan.
ＲＭｶｩｮｬＨＴｈＩＱＬＳ､ｾｨ＠
Disamping
ｾｵ＠
aktivitas
antiagregasi juga diperkuat dengan adanya gugus sulfoksida, seperti pada senyawa
3,4-dihidro-3-vinil-1 ,2-dithiin-1-oksida;
dithiin-2-oksida;
trans-3,4-dihidro-3
cis-3,4-dihidro-3-isopropenil-5-metil-1,2isopropenil-5-metil-1,2-dithiin-2-oksida;
dihidro-3-isopropenil-5-metil-1 ,2-dithiin-1-oksida;
oksida
dan
3,4-
2-isopropenil-5-metil-1 ,3-dithiin-1-
2-isopropenil-5-metil-1,3-dithiin-3-oksida.
Aktivitas
antiagregasi
senyawa-senyawa terse but cenderung lebih besar dibandingkan dengan senyawa
3,4-dihidro-3-isopropenil-5-metil-1,2-dithiin dan 2-isopropenil-5-metil-4H-1,3-dithiin
yang tidak mempunyai gugus sulfoksida.
Senyawa
3,4-dihydro-3-isopropenyl-5-metil-1 ,2-dithiin-1-oksida
mempunyai
karakteristik yang paling menguntungkan karena selain aktivitas antiagregasinya
relatif lebih tinggi, senyawa ini juga mempunyai bentuk padat (kristal), tidak
berwarna dan tidak berbau, sehingga lebih memudahkan dalam penggunaannya.
PENGUJIAN AKTIVITAS ANTIAGREGASI PLATELET DARI SENYAWA
HASI\. HIDROLISIS KOMPONEN PREKURSOR FLAVOR BAWANGBAWANGAN OLEH ENZIM ALLIINASE DAN SENYAWA-SENYAWA
SINTETIS TURUNAN VINILDITHIIN
Oleh:
ERLIANTI
F.31.0313
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1999
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGaR
BOGaR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGUJIAN AKTIVITAS ANTIAGREGASI PLATELET DARI SENYAWA
HASIL HIDROLISIS KOMPONEN PREKURSOR FLAVOR BAWANGBAWANGAN OLEH ENZIM ALLIINASE DAN SENYAWA-SENYAWA
SINTETIS TURUNAN VINILDITHIIN
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada jurusan teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
ERLIANTI
F. 31.0313
Dilahirkan pada tanggal 7 Februari 1977
di Pagar-Alam
Tanggallulus: 2 Februari 1999
MenyetujLli,
Bogor, I)", Februan 1999
ｾ＠
Dr. Ir. C. Hanny Wijaya. MAgr
Dosen Pembimbing
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Bapa Yang Maha Kasih atas
berkat, karunia dan rahmat-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar
ｓ｡ｾｮ＠
Teknologi Pertanian pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas
Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesamya kepada:
1. Ibu Dr. Hanny Wijaya, MAgr, selaku dosen pembimbing yang telah banyak
membantu, membimbing dan memberikan nasehat dan saran yang sangat
berharga kepada penulis selama penulis melakukan studi si IPB.
2. Bapak Ir. Sutrisno Koswara dan Ibu Ir. Hanifah Nuryani Lioe, selaku dosen
penguji, atas kesediannya menguji dan saran untuk penyempumaan skripsi ini.
3. Papa, Mama, Cece dan Aan tercinta, atas kasih sayang, doa dan dukungannya
yang tiada henti kepada penulis.
4. Koko Chu dan Om Yang sebagai penganti Papa dan Mama selama penulis
menjalani studi di IPB, terima kasih atas doa dan bantuannya.
5. Bapak
ｈ｡ｾ､ｩＬ＠
yang sering kerepotan, terima kasih atas bantuan, saran dan
dukungan yang sangat besar kepada penulis.
6. Ternan-ternan di Pondok Joglo, khususnya A'Pauw, atas bantuan, saran dan
comforting word-nya; Christine, Mila, Danang, Marwin, Fredy, Asug, Basri, Emy
dan Mente unluk persahabalan dan dukungannya; dan juga ternan-ternan
lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
7. Henny, Siska dan Susi, ternan satu bimbingan, thanks alas bantuan, saran,
penghiburan dan dukungannnya.
8. Ternan-ternan TPG A'31: Rery (ternan curhat), Vivi (Gigabas!!), Sylvia, Susan,
Susilo, Tino, Imel, Harry dan Rudy atas persahabatan dan keceriaan selama
studi di TPG.
9. Mbak Dewi dan Pak Maman, atas bantuannya selama penulis melakukan
penelitian di RSCM-Jakarta.
Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari sempuma, untuk itu penulis
sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun terutama untuk kelanjutan
peneltian ini. Akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang
membutuhkan.
Penulis
Bogar, Februari 1999
ii
DAFTAR lSI
Halaman
KATAPENGANTAR. ..... '" .................. '" ............................................. .
DAFTAR ISI. ............... " ... .................................................................
iii
DAFTAR TABEL................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR............... ............ ...................................................
vi
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG... ............ .....................................................
1
B. TUJUAN PENELITIAN.................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. AGREGASI PLATELET.................................... ......... ......... .........
4
B. KOMPONEN BIOAKTIF...............................................................
8
1. S-Alk(en)yl-L-sistein-sulfoksida dan Dialk(en)yl Thiosulfinat... .........
8
2. Vinildithiin................................. .............................................
11
C. Enzim Alliinase........................... ..................... ......... .................
14
1. Ekstraksi Enzim.....................................................................
15
2. Immobilisasi Enzim................................................ ............ .....
17
III. BAHAN DAN METODE
A. BAHAN DAN ALAT. ................... ' ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
18
B. METODE PENELITIAN........................ ......... ..............................
18
1. Persiapan Enzim Allinase (C-S Lyase).............................. .........
19
2. Hidrolisis S-Alkyl-L-sistein-sulfoksida ........................................
20
3. Persiapan Plasma Kaya Platelet (PKP) dan Plasma Miskin Platelet
(PMP) ................................. ...............................................
20
4. Analisa Antiagregasi Platelet.. ...................... '" ...... ............ .......
21
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Enzim Alliinase......... ......... ......... ......... ............ ......... ......... ........
23
B. Aktivitas Antiagregasi.................................................................
25
1. S-Alkyl-L-Sistein-Sulfoksida dan hasil Hidrolisanya......... ...............
28
2. Senyawa-Senyawa Sintetis Turunan Vinildithiin..................... .......
34
iii
v. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN ...................................................................... .
42
B. SARAN .................................................................................. .
43
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................... .
44
iv
DAFTAR TABEL
Tabel1
Aktivitas antiagregasi dimetil thiosulfinat... ... ... ...... ... ... ... ... ........
Halaman
31
Tabel2
Aktivitas antiagregasi dipropil thiosulfinat... ... ... ... ... ...... ... ... ... ....
31
Tabel3
Aktivitas antiagregasi platelet 3,4-dihidro-3-isopropenil- 5-metil1,2-dithiin (48-1) dan 2-isopropenil-5-metil-4H-1,3 dithiin (48-2}.....
35
Aktivitas antiagregasi platelet 3,4-dihidro-3-vinil-1,2-dithiin-1oksida (46-2) dan 2-viniI-4H-1,3-dithiin-3-oksida (45-1}...............
35
Antiagregasi platelet senyawa turunan vinildithiin-oksida... ... ... ....
35
Tabel4
Tabel5
v
DAFTAR GAM BAR
Gambar 1
Halaman
7
Agregasi platelet melalui jalur pembentukan tromboxane A2
(TXA2) ........................ ' ........... '" ......... '" .......................... .
Penguraian enzimatik prekursor S-alk(en)il-L-sistein sulfoksida
oleh alliinase................................................... ......... ..........
9
Gambar 3
.Mekanisme pembentukan vinildithiin dari allisin ...... '" ... ... ... ... ...
12
Gambar 4
Tahapan reaksi sintesa turunan vinildithiin... ...... ... ... ... ......... .....
14
Gambar 5
Persia pan sampel pada analisa agregasi platelet... ... ... ... ... ... ... ..
22
Gambar 6
Pola penghambatan agregasi platelet darah kelinci (a) dan
manusia (b) oleh ekstrak bawang dengan penginduksi ADP.........
28
Kurva agregasi maksimum S-propil-L-sistein sulfoksida, S-metil-Lsistein sulfoksida............................................................ ....
32
Kurva. agregasi maksimum dipropil thiosulfinat dan dimetil
thiosulfinat... ............... '" ................................. '" ... ... ... ... ... .
33
Gambar 2
Gambar 7
Gambar 8
Gambar 9
Kurva agregasi maksimum 3,4-dihidro-3-isopropenil-5-metil-1,2dithiin (48-1) dan 2-isopropenil-5-metil-4H-1 ,3-dithiin (48-2) ........ .
Gambar 10
Kurva agregasi maksimum 3,4-dihidro-3-vinil-1,2-dithiin-1-oksida
(46- 2) dan 2-vinil-4H-1 ,3-dithiin-3-oksida (45-1) ..................... ,.'
39
Kurva agregasi maksimum cis-3,4-dihidro-3-isopropeniI-5-metil1,2-dithiin-2-oksida (37-1); trans-3,4-dihidro-3 isopropenil- 5-metil1,2-dithiin-2-oksida (37-2); dan 3,4-dihidro-3-isopropenil-5-metil1,2-dithiin-1-oksida (37-3) .. , ..... , .. , ........ , ..... , ........... , ........ , ....
40
Kurva agregasi maksimum 2-isopropenil-5-metil-1,3-dithiin-2oksida (35-1) dan 2-isopropenil-5-metil-1,3-dithiin-1-oksida (35-2).
41
Gambar 11
Gambar 12
VI
38
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Bawang-bawangan (Allium sp.), umumnya digunakan sebagai bahan
penyedap makanan karena dapat memberikan cita rasa yang khas. Beberapa
jenis bawang-bawangan terutama bawang putih (Allium sativum L.) dan bawang
merah (Allium cepa L.) begitu akrab dengan kehidupan masyarakat Indonesia
karena hampir semua masyarakat menggunakan bawang sebagai bumbu masak
dan juga sebagai bahan obat-obatan tradisional.
Beberapa penelitian menyebutkan bahwa konsumsi bawang putih atau
merah dapat mencegah terjadinya penyakit-penyakit yang berhubungan dengan
pembekuan darah pada sistem pembuluh darah seperti stroke, hiperlipidemia,
hiperkolesterolemia dan arterosklerosis (Bordia et al.,1978 dan Block,1985).
Baghurst (1977) dan Apitz-Castro et al. (1983) yang melakukan penelitian
terhadap sifat fisiologi senyawa aktifnya (sulfur), menemukan bahwa ekstrak dan
essential oil dari bawang putih dan bawang merah mampu mengurangi
kecenderungan platelet beragregasi, baik secara in vitro maupun in vivo.
Kemampuan bawang-bawangan sebagai senyawa penghambat agregasi
platelet, erat kaitannya dengan kandungan senyawa sulfurnya. Senyawa sulfur
inilah yang bertanggung jawab terhadap flavor pada bawang.
Pada awalnya
senyawa sulfur terbentuk akibat hidrolisis prekursor flavor S-alk(en)yl-L-sistein
sulfoksida (SACS) oleh enzim alliinase pada saat jaringan tanaman terluka.
Hidrolisis prekursor flavor SACS oleh alliinase akan menghasilkan senyawa
dialk(en)yl thiosulfinat, selanjutnya dengan degradasi non-enzimatik, senyawa ini
akan berubah dengan cepat menjadi turunan sekunder seperti alk(en)yl
polysulfida, vinildithiin dan ajoene.
Salah satu senyawa dialk( en )yl thiosulfinat yang berhasil diisolasi dari
bawang putih, yaitu diallil thiosulfinat (allisin) yang merupakan thiosulfinat tidak
jenuh dari bawang putih, diketahui dapat menghambat agregasi platelet yang
diinduksi dengan zat penginduksi ADP (Kyriakides, 1985 dan Lawson et aI.,
1992). Demikian juga halnya dengan senyawa-senyawa sulfur yang terbentuk
2
akibat degradasi non-enzimatik dari thiosulfinat seperti ajoene (Apijz-Castro et aI.,
1986 dan Block, 1985), metil allil trisulfida (Ariga et ai., 1981), diallil trisulfida
(Apitz-Castro et aI., 1983 dan Lawson et ai., 1992), vinildithiin (Block et aI., 1986
dan Lawson et aI., 1992) dari bawang putih dan cepaene, Zwiebelane dari
bawang merah (Bayer et aI., 1989).
Aktivitas antiagregasi platelet senyawa sulfur dari bawang masih dilakukan
per komponen dengan kondisi 'yang berbeda, sehingga tidak diperoleh suatu
informasi yang menyeluruh mengenai komponen-komponen aktif (senyawa
sulfur) yang berperan pada homogenat bawang. Pada penelitian ini dibuat sistem
model simulasi reaksi prekursor flavor sintetis dengan enzim alliinase hasil isolasi
dari bawang merah untuk diteJiti lebih lanjut aktivitas antiagregasi dari komponenkomponen yang terbentuk pada tahapan-tahapan reaksi ini.
Disisi lain, salah satu senyawa sulfur yang terbentuk akibat degradasi nonenzimatis dari allisin
Ｈ､ｩ｡ｬｾ＠
thiosulfinat) adalah vinildithiin.
Menurut Yu et al
(1989), vinildithiin lebih banyak terbentuk pada pH rendah. Vinildithiin diketahui
mempunyai kemampuan antiagregasi platelet cukup besar dan berpotensi
dimanfaatkan
untuk mencegah atau
mengobati
berbagai
penyakit yang
berhubungan dengan penggumpalan darah atau agregasi platelet.
Namun
senyawa ini memiliki sifat yang kurang menguntungkan yaitu berbentuk cair,
berbau menyengat dan kurang stabil, sehingga per1u dikembangkan turunanturunannya secara sintetis dan diketahui memiliki karakteristik yang lebih baik,
misalnya lebih stabil dan berbentuk padat.
Pengujian aktivitas antiagregasi
senyawa-senyawa turunan tersebut per1u dilakukan untuk mengetahui hubungan
antara struktur senyawa tersebut dengan aktivitas antiagregasinya.
B. TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas antiagregasi platelet
secara in-vitro dari komponen-komponen (senyawa sulfur) yang terbentuk dari
model simulasi reaksi hidrolisis prekursor flavor S-metil-L-sistein sulfoksida dan
S-propil-L-sistein sulfoksida sintetis oleh alliinase berdasarkan proses alami yang
terjadi pada bawang-bawangan.
3
Selain itu juga dilakukan pengujian aktivitas antiagregasi dari senyawasenyawa sintetis turunan vinildithiin sebagai usaha untuk mengetahui apakah ada
hubungan
antara struktur senyawa vinildithiin
antiagregasinya.
tersebut
dengan aktivitas
Diharapkan dengan penelitian ini dapat diperoleh informasi
senyawa-senyawa mana saja yang berpotensi sebagai antiagregasi platelet dan
lebih lanjut dapat digunakan sebagai ingridient fungsional untuk mencegah
terjadinya penyakit degeneratif yang berkaitan dengan agregasi platelet.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A.AGREGASIPLATELET
Trombosis adalah pembentukan suatu massa abnormal akibat proses
penggumpalan pada sistem pembuluh darah mahluk hidup.
tersebut dinamakan trombus.
Massa abnormal
Pada kondisi tubuh normal, trombus dapat larut
dengan spontan tetapi apabila tidak larut, kemungkinan trombus akan terlepas
dan terbawa oleh darah ke paru-paru. Jika hal ini
ｴ･ｾ｡､ｩ＠
pada pembuluh arteri,
trombus akan menghambat sirl
:;d,-
of ｾ＠
ifl/
&, CZ;j_!. cSilfl lasv '0
Ｙ［ｾ＠
S/
fJwrruv
ｾ＠
cnow, '0 ｾ＠
eru:k
:;d,-
of ｾ＠
ｾ＠
(cSilruJl'linuy Ｙ＿ｊｾＩ＠
ext; ｾ＠
tIuv MYUt
ｾ＠
/'f1R/!.
tIuv ＹＺＬｾ＠
'0 Sft'/
ifl/ tIuv MYUt....
SKRIPSI
PENGUJIAN AKTIVITAS ANTIAGREGASI PLATELET DAR I SENYAWA
HASIL HIDROLISIS KOMPONEN PREKURSOR FLAVOR BAWANGBAWANGAN OLEH ENZIM ALLIINASE DAN SENYAWA-SENYAWA
SINTETIS TURUNAN VINILDITHIIN
Oleh:
ERLIANTI
F.31.0313
1999
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOG OR
BOG OR
ERLIANTI, F. 31.0313. Pengujian Aktivitas Antiagregasi Platelet dari Senyawa Hasil
Hidrolisis Komponen Prekursor Flavor Bawang-bawangan oleh Enzim Alliinase dan
Senyawa-Senyawa Sintetis Turunan Vinildithiin. Dibawah Bimbingan Dr. Ir. C.
Hanny Wijaya, MAgr.
RINGKASAN
Bawang-bawangan dikenal memiliki aktivitas antiagregasi platelet yang tinggi.
Kemampuan bawang-bawangan sebagai senyawa penghambat agregasi platelet,
erat kaitannya dengan kandungan senyawa sulfurnya.
Senyawa sulfur terbentuk
akibat hidrolisis prekursor flavor S-alk(en)yl-L-sistein sulfoksida (SACS) oleh enzim
alliinase pada saat jaringan tanaman terluka yang akan menghasilkan senyawa
dialk(en)yl thiosulfinat. Selanjutnya dengan degradasi non-enzimatik, senyawa ini
akan berubah dengan cepat menjadi turunan sekunder seperti alk(en)yl polysulfida,
vinildithiin dan ajoene.
Aktivitas antiagregasi platelet senyawa sulfur dari bawang masih dilakukan per
komponen dengan kondisi yang berbeda, sehingga tidak diperoleh suatu informasi
yang menyeluruh mengenai komponen-komponen aktif (senyawa sulfur) yang
berperan pada homogenat bawang.
Pada penelitian ini dibuat sistem model
simulasi reaksi prekursor flavor sintetis S-propil-L-sistein sulfoksida (SPCS) dan Smetil-L-sistein sulfoksida (SMCS) dengan enzim alliinase hasil isolasi dari bawang
merah untuk diteliti lebih lanjut mengenai aktivitas antiagregasi dari komponenkomponen yang terbentuk pada tahapan reaksi ini.
Vinildithiin diketahui mempunyai kemampuan antiagregasi platelet cukup
besar, namun senyawa ini memiliki sifat yang kurang menguntungkan yaitu
berbentuk cair, berbau menyengat dan kurang stabil, sehingga perlu dikembangkan
turunan-turunannya secara sintetis dan diketahui memiliki karakteristik yang lebih
baik, misalnya lebih stabil dan berbentuk padat.
Pengujian aktivitas antiagregasi
senyawa-senyawa turunan tersebut perlu dilakukan untuk mengetahui hubungan
antara struktur senyawa tersebut dengan aktivitas antiagregasinya.
Dengan penelitian ini diharapkan dapat diperoleh informasi senyawa-senyawa
mana saja yang berpotensi sebagai antiagregasi platelet dan lebih lanjut dapat
digunakan sebagai ingridient fungsional untuk mencegah terjadinya berbagai
penyakit yang disebabkan oleh agregasi platelet.
Uji aktivitas antiagregasi dilakukan secara in vitro, dengan menggunakan
darah kelinci dan alat aggregometer. Hasil hidrolisa S-metil-L-sistein sulfoksida dan
S-propil-L-sistein sulfoksida ternyata rnampu menghambat agregasi platelet pada
konsentrasi tertentu, dimana aktivitas antiagregasi dari hasil hidrolisis S-propil-Lsistein sulfoksida (SPCS) cenderung lebih besar dibandingkan dengan hasil
hidrolisis S-metil-L-sistein sulfoksida (SMCS). Sedangkan prekursor flavornya atau
senyawa awalnya, baik S-metil-L-sistein sulfoksida dan S-propil-L-sistein sulfoksida
tidak menunjukkan kemampuan antiagregasi platelet.
Senyawa-senyawa turunan 3,4-dihidro-3-vinil-1,2-dithiin dengan letak thiin
(atom sulfur pada rantai siklik) pada posisi 1 dan 2 atau mempunyai ikatan S-S,
menunjukkan
antiagregasi yang lebih besar dibandingkan senyawa turunan
｡ｫｴｩｶｾｳ＠
dengan letak thiin yang berjauhan.
ＲＭｶｩｮｬＨＴｈＩＱＬＳ､ｾｨ＠
Disamping
ｾｵ＠
aktivitas
antiagregasi juga diperkuat dengan adanya gugus sulfoksida, seperti pada senyawa
3,4-dihidro-3-vinil-1 ,2-dithiin-1-oksida;
dithiin-2-oksida;
trans-3,4-dihidro-3
cis-3,4-dihidro-3-isopropenil-5-metil-1,2isopropenil-5-metil-1,2-dithiin-2-oksida;
dihidro-3-isopropenil-5-metil-1 ,2-dithiin-1-oksida;
oksida
dan
3,4-
2-isopropenil-5-metil-1 ,3-dithiin-1-
2-isopropenil-5-metil-1,3-dithiin-3-oksida.
Aktivitas
antiagregasi
senyawa-senyawa terse but cenderung lebih besar dibandingkan dengan senyawa
3,4-dihidro-3-isopropenil-5-metil-1,2-dithiin dan 2-isopropenil-5-metil-4H-1,3-dithiin
yang tidak mempunyai gugus sulfoksida.
Senyawa
3,4-dihydro-3-isopropenyl-5-metil-1 ,2-dithiin-1-oksida
mempunyai
karakteristik yang paling menguntungkan karena selain aktivitas antiagregasinya
relatif lebih tinggi, senyawa ini juga mempunyai bentuk padat (kristal), tidak
berwarna dan tidak berbau, sehingga lebih memudahkan dalam penggunaannya.
PENGUJIAN AKTIVITAS ANTIAGREGASI PLATELET DARI SENYAWA
HASI\. HIDROLISIS KOMPONEN PREKURSOR FLAVOR BAWANGBAWANGAN OLEH ENZIM ALLIINASE DAN SENYAWA-SENYAWA
SINTETIS TURUNAN VINILDITHIIN
Oleh:
ERLIANTI
F.31.0313
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1999
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGaR
BOGaR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGUJIAN AKTIVITAS ANTIAGREGASI PLATELET DARI SENYAWA
HASIL HIDROLISIS KOMPONEN PREKURSOR FLAVOR BAWANGBAWANGAN OLEH ENZIM ALLIINASE DAN SENYAWA-SENYAWA
SINTETIS TURUNAN VINILDITHIIN
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada jurusan teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
ERLIANTI
F. 31.0313
Dilahirkan pada tanggal 7 Februari 1977
di Pagar-Alam
Tanggallulus: 2 Februari 1999
MenyetujLli,
Bogor, I)", Februan 1999
ｾ＠
Dr. Ir. C. Hanny Wijaya. MAgr
Dosen Pembimbing
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Bapa Yang Maha Kasih atas
berkat, karunia dan rahmat-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar
ｓ｡ｾｮ＠
Teknologi Pertanian pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas
Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesamya kepada:
1. Ibu Dr. Hanny Wijaya, MAgr, selaku dosen pembimbing yang telah banyak
membantu, membimbing dan memberikan nasehat dan saran yang sangat
berharga kepada penulis selama penulis melakukan studi si IPB.
2. Bapak Ir. Sutrisno Koswara dan Ibu Ir. Hanifah Nuryani Lioe, selaku dosen
penguji, atas kesediannya menguji dan saran untuk penyempumaan skripsi ini.
3. Papa, Mama, Cece dan Aan tercinta, atas kasih sayang, doa dan dukungannya
yang tiada henti kepada penulis.
4. Koko Chu dan Om Yang sebagai penganti Papa dan Mama selama penulis
menjalani studi di IPB, terima kasih atas doa dan bantuannya.
5. Bapak
ｈ｡ｾ､ｩＬ＠
yang sering kerepotan, terima kasih atas bantuan, saran dan
dukungan yang sangat besar kepada penulis.
6. Ternan-ternan di Pondok Joglo, khususnya A'Pauw, atas bantuan, saran dan
comforting word-nya; Christine, Mila, Danang, Marwin, Fredy, Asug, Basri, Emy
dan Mente unluk persahabalan dan dukungannya; dan juga ternan-ternan
lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
7. Henny, Siska dan Susi, ternan satu bimbingan, thanks alas bantuan, saran,
penghiburan dan dukungannnya.
8. Ternan-ternan TPG A'31: Rery (ternan curhat), Vivi (Gigabas!!), Sylvia, Susan,
Susilo, Tino, Imel, Harry dan Rudy atas persahabatan dan keceriaan selama
studi di TPG.
9. Mbak Dewi dan Pak Maman, atas bantuannya selama penulis melakukan
penelitian di RSCM-Jakarta.
Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari sempuma, untuk itu penulis
sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun terutama untuk kelanjutan
peneltian ini. Akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang
membutuhkan.
Penulis
Bogar, Februari 1999
ii
DAFTAR lSI
Halaman
KATAPENGANTAR. ..... '" .................. '" ............................................. .
DAFTAR ISI. ............... " ... .................................................................
iii
DAFTAR TABEL................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR............... ............ ...................................................
vi
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG... ............ .....................................................
1
B. TUJUAN PENELITIAN.................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. AGREGASI PLATELET.................................... ......... ......... .........
4
B. KOMPONEN BIOAKTIF...............................................................
8
1. S-Alk(en)yl-L-sistein-sulfoksida dan Dialk(en)yl Thiosulfinat... .........
8
2. Vinildithiin................................. .............................................
11
C. Enzim Alliinase........................... ..................... ......... .................
14
1. Ekstraksi Enzim.....................................................................
15
2. Immobilisasi Enzim................................................ ............ .....
17
III. BAHAN DAN METODE
A. BAHAN DAN ALAT. ................... ' ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
18
B. METODE PENELITIAN........................ ......... ..............................
18
1. Persiapan Enzim Allinase (C-S Lyase).............................. .........
19
2. Hidrolisis S-Alkyl-L-sistein-sulfoksida ........................................
20
3. Persiapan Plasma Kaya Platelet (PKP) dan Plasma Miskin Platelet
(PMP) ................................. ...............................................
20
4. Analisa Antiagregasi Platelet.. ...................... '" ...... ............ .......
21
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Enzim Alliinase......... ......... ......... ......... ............ ......... ......... ........
23
B. Aktivitas Antiagregasi.................................................................
25
1. S-Alkyl-L-Sistein-Sulfoksida dan hasil Hidrolisanya......... ...............
28
2. Senyawa-Senyawa Sintetis Turunan Vinildithiin..................... .......
34
iii
v. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN ...................................................................... .
42
B. SARAN .................................................................................. .
43
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................... .
44
iv
DAFTAR TABEL
Tabel1
Aktivitas antiagregasi dimetil thiosulfinat... ... ... ...... ... ... ... ... ........
Halaman
31
Tabel2
Aktivitas antiagregasi dipropil thiosulfinat... ... ... ... ... ...... ... ... ... ....
31
Tabel3
Aktivitas antiagregasi platelet 3,4-dihidro-3-isopropenil- 5-metil1,2-dithiin (48-1) dan 2-isopropenil-5-metil-4H-1,3 dithiin (48-2}.....
35
Aktivitas antiagregasi platelet 3,4-dihidro-3-vinil-1,2-dithiin-1oksida (46-2) dan 2-viniI-4H-1,3-dithiin-3-oksida (45-1}...............
35
Antiagregasi platelet senyawa turunan vinildithiin-oksida... ... ... ....
35
Tabel4
Tabel5
v
DAFTAR GAM BAR
Gambar 1
Halaman
7
Agregasi platelet melalui jalur pembentukan tromboxane A2
(TXA2) ........................ ' ........... '" ......... '" .......................... .
Penguraian enzimatik prekursor S-alk(en)il-L-sistein sulfoksida
oleh alliinase................................................... ......... ..........
9
Gambar 3
.Mekanisme pembentukan vinildithiin dari allisin ...... '" ... ... ... ... ...
12
Gambar 4
Tahapan reaksi sintesa turunan vinildithiin... ...... ... ... ... ......... .....
14
Gambar 5
Persia pan sampel pada analisa agregasi platelet... ... ... ... ... ... ... ..
22
Gambar 6
Pola penghambatan agregasi platelet darah kelinci (a) dan
manusia (b) oleh ekstrak bawang dengan penginduksi ADP.........
28
Kurva agregasi maksimum S-propil-L-sistein sulfoksida, S-metil-Lsistein sulfoksida............................................................ ....
32
Kurva. agregasi maksimum dipropil thiosulfinat dan dimetil
thiosulfinat... ............... '" ................................. '" ... ... ... ... ... .
33
Gambar 2
Gambar 7
Gambar 8
Gambar 9
Kurva agregasi maksimum 3,4-dihidro-3-isopropenil-5-metil-1,2dithiin (48-1) dan 2-isopropenil-5-metil-4H-1 ,3-dithiin (48-2) ........ .
Gambar 10
Kurva agregasi maksimum 3,4-dihidro-3-vinil-1,2-dithiin-1-oksida
(46- 2) dan 2-vinil-4H-1 ,3-dithiin-3-oksida (45-1) ..................... ,.'
39
Kurva agregasi maksimum cis-3,4-dihidro-3-isopropeniI-5-metil1,2-dithiin-2-oksida (37-1); trans-3,4-dihidro-3 isopropenil- 5-metil1,2-dithiin-2-oksida (37-2); dan 3,4-dihidro-3-isopropenil-5-metil1,2-dithiin-1-oksida (37-3) .. , ..... , .. , ........ , ..... , ........... , ........ , ....
40
Kurva agregasi maksimum 2-isopropenil-5-metil-1,3-dithiin-2oksida (35-1) dan 2-isopropenil-5-metil-1,3-dithiin-1-oksida (35-2).
41
Gambar 11
Gambar 12
VI
38
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Bawang-bawangan (Allium sp.), umumnya digunakan sebagai bahan
penyedap makanan karena dapat memberikan cita rasa yang khas. Beberapa
jenis bawang-bawangan terutama bawang putih (Allium sativum L.) dan bawang
merah (Allium cepa L.) begitu akrab dengan kehidupan masyarakat Indonesia
karena hampir semua masyarakat menggunakan bawang sebagai bumbu masak
dan juga sebagai bahan obat-obatan tradisional.
Beberapa penelitian menyebutkan bahwa konsumsi bawang putih atau
merah dapat mencegah terjadinya penyakit-penyakit yang berhubungan dengan
pembekuan darah pada sistem pembuluh darah seperti stroke, hiperlipidemia,
hiperkolesterolemia dan arterosklerosis (Bordia et al.,1978 dan Block,1985).
Baghurst (1977) dan Apitz-Castro et al. (1983) yang melakukan penelitian
terhadap sifat fisiologi senyawa aktifnya (sulfur), menemukan bahwa ekstrak dan
essential oil dari bawang putih dan bawang merah mampu mengurangi
kecenderungan platelet beragregasi, baik secara in vitro maupun in vivo.
Kemampuan bawang-bawangan sebagai senyawa penghambat agregasi
platelet, erat kaitannya dengan kandungan senyawa sulfurnya. Senyawa sulfur
inilah yang bertanggung jawab terhadap flavor pada bawang.
Pada awalnya
senyawa sulfur terbentuk akibat hidrolisis prekursor flavor S-alk(en)yl-L-sistein
sulfoksida (SACS) oleh enzim alliinase pada saat jaringan tanaman terluka.
Hidrolisis prekursor flavor SACS oleh alliinase akan menghasilkan senyawa
dialk(en)yl thiosulfinat, selanjutnya dengan degradasi non-enzimatik, senyawa ini
akan berubah dengan cepat menjadi turunan sekunder seperti alk(en)yl
polysulfida, vinildithiin dan ajoene.
Salah satu senyawa dialk( en )yl thiosulfinat yang berhasil diisolasi dari
bawang putih, yaitu diallil thiosulfinat (allisin) yang merupakan thiosulfinat tidak
jenuh dari bawang putih, diketahui dapat menghambat agregasi platelet yang
diinduksi dengan zat penginduksi ADP (Kyriakides, 1985 dan Lawson et aI.,
1992). Demikian juga halnya dengan senyawa-senyawa sulfur yang terbentuk
2
akibat degradasi non-enzimatik dari thiosulfinat seperti ajoene (Apijz-Castro et aI.,
1986 dan Block, 1985), metil allil trisulfida (Ariga et ai., 1981), diallil trisulfida
(Apitz-Castro et aI., 1983 dan Lawson et ai., 1992), vinildithiin (Block et aI., 1986
dan Lawson et aI., 1992) dari bawang putih dan cepaene, Zwiebelane dari
bawang merah (Bayer et aI., 1989).
Aktivitas antiagregasi platelet senyawa sulfur dari bawang masih dilakukan
per komponen dengan kondisi 'yang berbeda, sehingga tidak diperoleh suatu
informasi yang menyeluruh mengenai komponen-komponen aktif (senyawa
sulfur) yang berperan pada homogenat bawang. Pada penelitian ini dibuat sistem
model simulasi reaksi prekursor flavor sintetis dengan enzim alliinase hasil isolasi
dari bawang merah untuk diteJiti lebih lanjut aktivitas antiagregasi dari komponenkomponen yang terbentuk pada tahapan-tahapan reaksi ini.
Disisi lain, salah satu senyawa sulfur yang terbentuk akibat degradasi nonenzimatis dari allisin
Ｈ､ｩ｡ｬｾ＠
thiosulfinat) adalah vinildithiin.
Menurut Yu et al
(1989), vinildithiin lebih banyak terbentuk pada pH rendah. Vinildithiin diketahui
mempunyai kemampuan antiagregasi platelet cukup besar dan berpotensi
dimanfaatkan
untuk mencegah atau
mengobati
berbagai
penyakit yang
berhubungan dengan penggumpalan darah atau agregasi platelet.
Namun
senyawa ini memiliki sifat yang kurang menguntungkan yaitu berbentuk cair,
berbau menyengat dan kurang stabil, sehingga per1u dikembangkan turunanturunannya secara sintetis dan diketahui memiliki karakteristik yang lebih baik,
misalnya lebih stabil dan berbentuk padat.
Pengujian aktivitas antiagregasi
senyawa-senyawa turunan tersebut per1u dilakukan untuk mengetahui hubungan
antara struktur senyawa tersebut dengan aktivitas antiagregasinya.
B. TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas antiagregasi platelet
secara in-vitro dari komponen-komponen (senyawa sulfur) yang terbentuk dari
model simulasi reaksi hidrolisis prekursor flavor S-metil-L-sistein sulfoksida dan
S-propil-L-sistein sulfoksida sintetis oleh alliinase berdasarkan proses alami yang
terjadi pada bawang-bawangan.
3
Selain itu juga dilakukan pengujian aktivitas antiagregasi dari senyawasenyawa sintetis turunan vinildithiin sebagai usaha untuk mengetahui apakah ada
hubungan
antara struktur senyawa vinildithiin
antiagregasinya.
tersebut
dengan aktivitas
Diharapkan dengan penelitian ini dapat diperoleh informasi
senyawa-senyawa mana saja yang berpotensi sebagai antiagregasi platelet dan
lebih lanjut dapat digunakan sebagai ingridient fungsional untuk mencegah
terjadinya penyakit degeneratif yang berkaitan dengan agregasi platelet.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A.AGREGASIPLATELET
Trombosis adalah pembentukan suatu massa abnormal akibat proses
penggumpalan pada sistem pembuluh darah mahluk hidup.
tersebut dinamakan trombus.
Massa abnormal
Pada kondisi tubuh normal, trombus dapat larut
dengan spontan tetapi apabila tidak larut, kemungkinan trombus akan terlepas
dan terbawa oleh darah ke paru-paru. Jika hal ini
ｴ･ｾ｡､ｩ＠
pada pembuluh arteri,
trombus akan menghambat sirl