LAP PENEL Stranas 09
LAPORAN PENELITIAN
STRATEGIS NASIONAL
TAHUN ANGGARAN 2009
PENGEMBANGAN POTENSI SENYAWA
ISOFLAVON DAN DERIVATNYA DALAM
KEDELAI HITAM LOKAL (Glycin soja) SEBAGAI
AGEN KEMOPREVENTIF TERHADAP CELL
LINES KANKER PAYUDARA T47D
Peneliti :
Dra. Eddy Sulistyowati, Apt, MS
Dr. Sri Atun
Retno Arianingrum, M.Si
DIBIAYAI OLEH PROGRAM STRATEGIS NASIONAL
SURAT PERJANJIAN NO. 03/H34.21/KTR.STRANAS/2009
DIREKTORAT JENDRAL PENDIDIKAN TINGGI
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
September, 2009
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN
STRATEGIS NASIONAL
1. Judul :
PENGEMBANGAN POTENSI SENYAWA ISOFLAVON DAN DERIVATNYA
DALAM KEDELAI HITAM LOKAL (Glycin soja) SEBAGAI AGEN
KEMOPREVENTIF TERHADAP CELL LINES KANKER PAYUDARA T47D
2. Bidang Penelitian
3. Lokasi Penelitian
4. Waktu Penelitian
5. Ketua Tim Peneliti
a. Nama Lengkap
b. Jabatan Sekarang
c. Jurusan
d. Fakultas/Lembaga
6. Alamat Kantor/Telp/Fax/E-mail
No. Telp. /Fax
7. Jumlah Dana yang disetujui
: Ketahanan Pangan
: Lab. Organik & Biokimia, Jurdik Kimia, FMIPA,
UNY & Lab. Kedokteran UGM
: 10 bulan
: Dra. Eddy Sulistyowati, Apt, MS
: Lektor
: Pend. Kimia
: FMIPA
: Jurdik Kimia, FMIPA UNY,
Karangmalang, Yogyakarta 55281
: (0274) 586168 psw. 217, 215
Fax : (0274) 540713
: Rp. 100.000.000,
(Seratus juta rupiah)
Yogyakarta, 20 November 2009
Peneliti,
Mengetahui :
Dekan FMIPA UNY
(Dr. Ariswan)
NIP. 131791367
(Dra. Eddy Sulistyowati, Apt, MS)
NIP. 131 121 716
Mengetahui :
Ketua Lembaga Penelitian UNY
(Prof. Sukardi, Ph.D)
NIP. 130 693 813
PRAKATA
Dengan mengucapkan syukur Alhamdulillah hirobbil ‘alamin, penulis panjatkan segala
puji kehadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmad dan karuniaNya, yang karena
izin-Nya, penulis sampai pada tahap penyelesaian laporan penelitian Strategis Nasional tahun
2009.
Secara khusus penulis ingin menyampaikan penghargaan dan rasa terimakasih kepada
berbagai pihak yang telah berperan dalam penyelesaian program ini, kepada :
1. Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian Pada Masyarakat, Direktorat Jendral
Pendidikan
Tinggi,
Departemen
Pendidikan
Dan
Kebudayaan,
yang
telah
mengalokasikan anggaran.
2. Rektor Universitas Negeri Yogyakarta, yang telah memberi kesempatan dan fasilitas
yang diperlukan.
3. Dekan FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta yang telah memberi ijin untuk penelitian.
4. Semua pihak yang telah membantu jalannya penelitian ini hingga selesai.
Mudah-mudahan segala bentuk bantuan yang telah diberikan merupakan amal saleh disisi
ALLah SWT, dan semoga laporan ini bermanfaat bagi yang membutuhkan.
Peneliti
iii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL……………………………………………………………….…….i
HALAMAN PENGESAHAN...........................................................................................ii
PRAKATA.......................................................................................................................iii
DAFTAR ISI....................................................................................................................iv
DAFTAR TABEL.............................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR........................................................................................................vi
DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................................vii
I.
PENDAHULUAN.................................................................................................1
II.
TINJAUAN PUSTAKA........................................................................................5
III.
METODE PENELITIAN....................................................................................11
IV.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN...................................................17
V.
KESIMPULAN DAN SARAN...........................................................................35
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………………..36
LAMPIRAN
iv
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1
Hasil ekstraksi secara maserasi dengan pelarut metanol kedelai
hitam
18
2
Nilai LC50 dari beberapa fraksi dan senyawa murni dari ekstrak
tempe kedelai hitam terhadap sel kanker payudara T47D
20
3
Nilai LC50 dari beberapa fraksi dan senyawa murni dari ekstrak
tempe kedelai hitam terhadap sel Vero (sel normal)
21
4
Jumlah sel T47 D pada pengamatan 0, 24, 48, dan 72 tanpa
perlakuan (kontrol) dan dengan pemberian F8
24
5
Persamaan kurva log jumlah sel versus waktu pada sel T47 Dpada
berbagai perlakuan dengan penambahan isolate F 8
25
6
Kadar fenol total dan flavonoid total dari kedelai terfermentasi
27
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Halaman
Sistematika Penelitian
Beberapa senyawa isoflavon dan derivatnya dari kedelai
Reaksi metabolisme pembentukan isoflavon dalam kedelai
Kedelai hitam (a); kedelai hitam fermentasi 0 hari (b); 2 hari (c);
4 hari (d); 6 hari (e); dan 8 hari (f)
Grafik hubungan rendemen (%) ekstrak metanol pada kedelai dan
kedelai terfermentasi pada berbagai waktu
Uji sitotoksisitas ekstrak kedelai hitam terhadap sel kanker
payudara T47D
Uji sitotoksisitas ekstrak kedelai hitam terhadap sel Vero
Profil kurva pertumbuhan sel T47 D tanpa perlakuan (kontrol)
dan dengan pemberian isolate F 8 pada pengamatan jam ke 24,
48, dan 72
Hasil pengamatan apoptosis menggunakan pewarnaan etidium
bromide-akridin orange : (A). Sel T47D tanpa perlakuan, dan (B)
Sel T47 D dengan penambaha isolat F 8 127, 643 g/mL
Kromatogram KVC ekstrak metanol kedelai terfermentasi 8 hari
(P1)
Kromatogram KVC ekstrak metanol kedelai terfermentasi 4 hari
(P1)
Kromatogram pemisahan secara KG fraksi etil asetat kedelai
terfermentasi 2 hari
Struktur soyasaponin
Struktur senyawa isolate 2 dan posisi geseran protonnya
Struktur asam p-hidroksibenzoat dan posisi δ proton dan
karbonnya
Perkiraan struktur senyawa isolate 6
vi
4
5
8
17
18
22
23
25
26
27
28
29
30
31
32
33
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Beberapa data spektroskopi
38
vii
PENGEMBANGAN POTENSI SENYAWA ISOFLAVON DAN DERIVATNYA
DALAM KEDELAI HITAM LOKAL (Glycin soja) SEBAGAI AGEN
KEMOPREVENTIF TERHADAP CELL LINES KANKER PAYUDARA T47D
Oleh : Eddy Sulistyowati, Sri Atun, dan Retno Arianingrum
============================================================
Abstrak
Tujuan jangka panjang dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan potensi kedelai hitam
lokal (Glycin soja ) sebagai agen kemopreventif terhadap cell lines kanker. Secara khusus
penelitian ini bertujuan untuk mengetahui waktu fermentasi kedelai hitam local (Glycin soja
var. Malika ) dengan jamur Rhizopus oligosporus (Ragi tempe) yang paling optimal dapat
menghasilkan kandungan senyawa isoflavon dan derivatnya paling tinggi, mengetahui aktivitas
sitotoksiknya terhadap cell lines kanker payudara T47D senyawa isoflavon dan derivatnya dari
ekstrak kedelai (Glycin soja var. Malika ) terfermentasi, mengetahui mekanisme molekuler
sebagai antiproliferatif, apoptosis, dan siklus penghambatan terhadap cell lines kanker payudara
T47D, mengetahui kandungan senyawa fenol total dan flavonoid total dari ekstrak kedelai hitam
lokal terfermentasi, dan mengetahui struktur senyawa isoflavon dan derivatnya yang dapat
diisolasi dari kedelai hitam lokal (Glycin soja var. Malika ) terfermentasi. Metode penelitian
yang dilakukan adalah dengan melakukan eksperimen di laboratorium menggunakan kultur cell
lines kanker payudara T47D yang dikembangkan di laboratorium Kedokteran UGM. Aktivitas
antiproliferasi dilakukan dengan MTT Cell Proferation Kit menggunakan metode kolorimetri
yang diukur berdasarkan pembentukan warna pada λ 570 nm dari cell kontrol dan akibat
perlakuan penambahan sampel pada berbagai variasi konsentrasi. Uji apoptosis dilakukan
dengan menggunakan pengecatan DNA seluler dan uji aktivitas siklus penghambatan sel
dilakukan dengan uji doubling time. Hasil penelitian ini diperoleh kesimpulan bahwa waktu
fermentasi kedelai hitam lokal (Glycin soja var. Malika ) dengan jamur Rhizopus oligosporus
(Ragi tempe) yang paling optimal dapat menghasilkan senyawa fenol dan flavonoid total adalah
6 hari. Aktivitas sitotoksiknya terhadap cell lines kanker payudara T47D ditunjukkan oleh
ekstrak metanol kedelai fermentasi 6 hari dan senyawa isolate 1 (F8), sedangkan senyawa
genestein dan genestein glukosida tidak diuji aktivitasnya karena jmlahnya sangat sedikit. Hasil
uji doubling time dari F8 menunjukkan aktivitas penurunan waktu pembelahan sel kanker
payudara T47D dan menyebabkan sel mengalami apoptosis. Kedelai hitam fermentasi 6 hari
menunjukkan kandungan senyawa fenol total dan flavonoid total paling tinggi.Hasil isolasi dan
identifikasi struktur ekstrak kedelai fermentasi pada berbagai waktu diperoleh 4 senyawa yang
berbeda, yaitu senyawa yang diduga soyasaponin; asam p-hidroksibenzoat, genestein, dan
genestein glikosida.
Kata kuci : kedelai hitam; Glycin soja; sel kanker payudara T47D
vii
STRATEGIS NASIONAL
TAHUN ANGGARAN 2009
PENGEMBANGAN POTENSI SENYAWA
ISOFLAVON DAN DERIVATNYA DALAM
KEDELAI HITAM LOKAL (Glycin soja) SEBAGAI
AGEN KEMOPREVENTIF TERHADAP CELL
LINES KANKER PAYUDARA T47D
Peneliti :
Dra. Eddy Sulistyowati, Apt, MS
Dr. Sri Atun
Retno Arianingrum, M.Si
DIBIAYAI OLEH PROGRAM STRATEGIS NASIONAL
SURAT PERJANJIAN NO. 03/H34.21/KTR.STRANAS/2009
DIREKTORAT JENDRAL PENDIDIKAN TINGGI
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
September, 2009
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN
STRATEGIS NASIONAL
1. Judul :
PENGEMBANGAN POTENSI SENYAWA ISOFLAVON DAN DERIVATNYA
DALAM KEDELAI HITAM LOKAL (Glycin soja) SEBAGAI AGEN
KEMOPREVENTIF TERHADAP CELL LINES KANKER PAYUDARA T47D
2. Bidang Penelitian
3. Lokasi Penelitian
4. Waktu Penelitian
5. Ketua Tim Peneliti
a. Nama Lengkap
b. Jabatan Sekarang
c. Jurusan
d. Fakultas/Lembaga
6. Alamat Kantor/Telp/Fax/E-mail
No. Telp. /Fax
7. Jumlah Dana yang disetujui
: Ketahanan Pangan
: Lab. Organik & Biokimia, Jurdik Kimia, FMIPA,
UNY & Lab. Kedokteran UGM
: 10 bulan
: Dra. Eddy Sulistyowati, Apt, MS
: Lektor
: Pend. Kimia
: FMIPA
: Jurdik Kimia, FMIPA UNY,
Karangmalang, Yogyakarta 55281
: (0274) 586168 psw. 217, 215
Fax : (0274) 540713
: Rp. 100.000.000,
(Seratus juta rupiah)
Yogyakarta, 20 November 2009
Peneliti,
Mengetahui :
Dekan FMIPA UNY
(Dr. Ariswan)
NIP. 131791367
(Dra. Eddy Sulistyowati, Apt, MS)
NIP. 131 121 716
Mengetahui :
Ketua Lembaga Penelitian UNY
(Prof. Sukardi, Ph.D)
NIP. 130 693 813
PRAKATA
Dengan mengucapkan syukur Alhamdulillah hirobbil ‘alamin, penulis panjatkan segala
puji kehadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmad dan karuniaNya, yang karena
izin-Nya, penulis sampai pada tahap penyelesaian laporan penelitian Strategis Nasional tahun
2009.
Secara khusus penulis ingin menyampaikan penghargaan dan rasa terimakasih kepada
berbagai pihak yang telah berperan dalam penyelesaian program ini, kepada :
1. Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian Pada Masyarakat, Direktorat Jendral
Pendidikan
Tinggi,
Departemen
Pendidikan
Dan
Kebudayaan,
yang
telah
mengalokasikan anggaran.
2. Rektor Universitas Negeri Yogyakarta, yang telah memberi kesempatan dan fasilitas
yang diperlukan.
3. Dekan FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta yang telah memberi ijin untuk penelitian.
4. Semua pihak yang telah membantu jalannya penelitian ini hingga selesai.
Mudah-mudahan segala bentuk bantuan yang telah diberikan merupakan amal saleh disisi
ALLah SWT, dan semoga laporan ini bermanfaat bagi yang membutuhkan.
Peneliti
iii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL……………………………………………………………….…….i
HALAMAN PENGESAHAN...........................................................................................ii
PRAKATA.......................................................................................................................iii
DAFTAR ISI....................................................................................................................iv
DAFTAR TABEL.............................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR........................................................................................................vi
DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................................vii
I.
PENDAHULUAN.................................................................................................1
II.
TINJAUAN PUSTAKA........................................................................................5
III.
METODE PENELITIAN....................................................................................11
IV.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN...................................................17
V.
KESIMPULAN DAN SARAN...........................................................................35
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………………..36
LAMPIRAN
iv
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1
Hasil ekstraksi secara maserasi dengan pelarut metanol kedelai
hitam
18
2
Nilai LC50 dari beberapa fraksi dan senyawa murni dari ekstrak
tempe kedelai hitam terhadap sel kanker payudara T47D
20
3
Nilai LC50 dari beberapa fraksi dan senyawa murni dari ekstrak
tempe kedelai hitam terhadap sel Vero (sel normal)
21
4
Jumlah sel T47 D pada pengamatan 0, 24, 48, dan 72 tanpa
perlakuan (kontrol) dan dengan pemberian F8
24
5
Persamaan kurva log jumlah sel versus waktu pada sel T47 Dpada
berbagai perlakuan dengan penambahan isolate F 8
25
6
Kadar fenol total dan flavonoid total dari kedelai terfermentasi
27
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Halaman
Sistematika Penelitian
Beberapa senyawa isoflavon dan derivatnya dari kedelai
Reaksi metabolisme pembentukan isoflavon dalam kedelai
Kedelai hitam (a); kedelai hitam fermentasi 0 hari (b); 2 hari (c);
4 hari (d); 6 hari (e); dan 8 hari (f)
Grafik hubungan rendemen (%) ekstrak metanol pada kedelai dan
kedelai terfermentasi pada berbagai waktu
Uji sitotoksisitas ekstrak kedelai hitam terhadap sel kanker
payudara T47D
Uji sitotoksisitas ekstrak kedelai hitam terhadap sel Vero
Profil kurva pertumbuhan sel T47 D tanpa perlakuan (kontrol)
dan dengan pemberian isolate F 8 pada pengamatan jam ke 24,
48, dan 72
Hasil pengamatan apoptosis menggunakan pewarnaan etidium
bromide-akridin orange : (A). Sel T47D tanpa perlakuan, dan (B)
Sel T47 D dengan penambaha isolat F 8 127, 643 g/mL
Kromatogram KVC ekstrak metanol kedelai terfermentasi 8 hari
(P1)
Kromatogram KVC ekstrak metanol kedelai terfermentasi 4 hari
(P1)
Kromatogram pemisahan secara KG fraksi etil asetat kedelai
terfermentasi 2 hari
Struktur soyasaponin
Struktur senyawa isolate 2 dan posisi geseran protonnya
Struktur asam p-hidroksibenzoat dan posisi δ proton dan
karbonnya
Perkiraan struktur senyawa isolate 6
vi
4
5
8
17
18
22
23
25
26
27
28
29
30
31
32
33
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Beberapa data spektroskopi
38
vii
PENGEMBANGAN POTENSI SENYAWA ISOFLAVON DAN DERIVATNYA
DALAM KEDELAI HITAM LOKAL (Glycin soja) SEBAGAI AGEN
KEMOPREVENTIF TERHADAP CELL LINES KANKER PAYUDARA T47D
Oleh : Eddy Sulistyowati, Sri Atun, dan Retno Arianingrum
============================================================
Abstrak
Tujuan jangka panjang dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan potensi kedelai hitam
lokal (Glycin soja ) sebagai agen kemopreventif terhadap cell lines kanker. Secara khusus
penelitian ini bertujuan untuk mengetahui waktu fermentasi kedelai hitam local (Glycin soja
var. Malika ) dengan jamur Rhizopus oligosporus (Ragi tempe) yang paling optimal dapat
menghasilkan kandungan senyawa isoflavon dan derivatnya paling tinggi, mengetahui aktivitas
sitotoksiknya terhadap cell lines kanker payudara T47D senyawa isoflavon dan derivatnya dari
ekstrak kedelai (Glycin soja var. Malika ) terfermentasi, mengetahui mekanisme molekuler
sebagai antiproliferatif, apoptosis, dan siklus penghambatan terhadap cell lines kanker payudara
T47D, mengetahui kandungan senyawa fenol total dan flavonoid total dari ekstrak kedelai hitam
lokal terfermentasi, dan mengetahui struktur senyawa isoflavon dan derivatnya yang dapat
diisolasi dari kedelai hitam lokal (Glycin soja var. Malika ) terfermentasi. Metode penelitian
yang dilakukan adalah dengan melakukan eksperimen di laboratorium menggunakan kultur cell
lines kanker payudara T47D yang dikembangkan di laboratorium Kedokteran UGM. Aktivitas
antiproliferasi dilakukan dengan MTT Cell Proferation Kit menggunakan metode kolorimetri
yang diukur berdasarkan pembentukan warna pada λ 570 nm dari cell kontrol dan akibat
perlakuan penambahan sampel pada berbagai variasi konsentrasi. Uji apoptosis dilakukan
dengan menggunakan pengecatan DNA seluler dan uji aktivitas siklus penghambatan sel
dilakukan dengan uji doubling time. Hasil penelitian ini diperoleh kesimpulan bahwa waktu
fermentasi kedelai hitam lokal (Glycin soja var. Malika ) dengan jamur Rhizopus oligosporus
(Ragi tempe) yang paling optimal dapat menghasilkan senyawa fenol dan flavonoid total adalah
6 hari. Aktivitas sitotoksiknya terhadap cell lines kanker payudara T47D ditunjukkan oleh
ekstrak metanol kedelai fermentasi 6 hari dan senyawa isolate 1 (F8), sedangkan senyawa
genestein dan genestein glukosida tidak diuji aktivitasnya karena jmlahnya sangat sedikit. Hasil
uji doubling time dari F8 menunjukkan aktivitas penurunan waktu pembelahan sel kanker
payudara T47D dan menyebabkan sel mengalami apoptosis. Kedelai hitam fermentasi 6 hari
menunjukkan kandungan senyawa fenol total dan flavonoid total paling tinggi.Hasil isolasi dan
identifikasi struktur ekstrak kedelai fermentasi pada berbagai waktu diperoleh 4 senyawa yang
berbeda, yaitu senyawa yang diduga soyasaponin; asam p-hidroksibenzoat, genestein, dan
genestein glikosida.
Kata kuci : kedelai hitam; Glycin soja; sel kanker payudara T47D
vii