Antioksidan

Antioksidan merupakan molekul yang mampu memperlambat atau mencegah proses oksidasi molekul lain. Oksidasi adalah reaksi kimia yang dapat menghasilkan radikal bebas, sehingga memicu reaksi berantai yang dapat merusak sel. Antioksidan seperti tiol atau asam askorbat (vitamin C) mengakhiri reaksi berantai ini.

Model pengisian ruang antioksidan glutation. Bola kuning merupakan atom sulfur yang memberikan aktivitas antioksidan, manakala bola merah, biru, putih, dan kelabu mewakili atom oksigen, nitrogen, hidrogen, dan karbon secara berturut.

Untuk menjaga keseimbangan tingkat oksidasi, tumbuhan dan hewan memiliki suatu sistem yang kompleks dari tumpangsuh antioksidan, seperti glutation dan enzim (misalnya: katalase dan superoksida dismutase) yang diproduksi secara internal atau dapat diperoleh dari asupan vitamin C, vitamin A dan vitamin E.

Antioksidan secara nyata mampu memperlambat atau menghambat oksidasi zat yang mudah teroksidasi meskipun dalam konsentrasi rendah. Antioksidan juga sesuai didefinisikan sebagai senyawa-senyawa yang melindungi sel dari efek berbahaya radikal bebas oksigen reaktif jika berkaitan dengan penyakit, radikal bebas ini dapat berasal dari metabolisme tubuh maupun faktor eksternal lainnya. Radikal bebas adalah spesi yang tidak stabil karena memiliki elektron yang tidak berpasangan dan mencari pasangan elektron dalam makromolekul biologi. Protein, lipid, dan DNA dari sel manusia yang sehat merupakan sumber pasangan elektron yang baik. Kondisi oksidasi dapat menyebabkan kerusakan protein dan DNA, kanker, penuaan, dan penyakit lainnya. Komponen kimia yang berperan sebagai antioksidan adalah senyawa golongan fenolik dan polifenolik. Senyawa-senyawa golongan tersebut banyak terdapat di alam, terutama pada tumbuh-tumbuhan, dan memiliki kemampuan untuk menangkap radikal bebas. Antioksidan yang banyak ditemukan pada bahan pangan, antara lain vitamin E, vitamin C, dan karotenoid.

Antioksidan banyak digunakan dalam suplemen makanan dan telah diteliti untuk pencegahan penyakit seperti kanker atau penyakit jantung koroner. Meskipun studi awal menunjukkan bahwa suplemen antioksidan dapat meningkatkan kesehatan, pengujian lanjutan masih sangat diperlukan, termasuk beta-karoten, vitamin A, dan vitamin E secara tunggal atau dalam kombinasi yang berbeda menunjukkan bahwa suplementasi tidak berpengaruh pada tingkat kematian. Uji klinis acak konsumsi antioksidan termasuk beta karoten, vitamin E, vitamin C dan selenium menunjukkan tidak ada pengaruh pada risiko kanker atau mengalami peningkatan risiko kanker. Suplementasi dengan selenium atau vitamin E tidak mengurangi risiko penyakit kardiovaskular. Dengan contoh-contoh ini, stres oksidatif dapat dianggap sebagai penyebab atau konsekuensi dari beberapa penyakit, mendorong pengembangan obat berbasis antioksidan potensial untuk mengobati penyakit.

Antioksidan memiliki banyak kegunaan industri, seperti pengawet dalam makanan dan kosmetik, serta untuk mencegah degradasi karet dan bensin.

Efek kesehatan

Hubungan dengan diet

Meskipun beberapa tingkat vitamin antioksidan dalam diet diperlukan demi kebugaran, masih ada keraguan besar benarkah suplemen antioksidan memiliki aktivitas anti-penyakit; dan jika mereka benar-benar menguntungkan, antioksidan apa yang diperlukan dan berapa jumlahnya. Memang, beberapa penulis berpendapat bahwa hipotesis yang mengatakan antioksidan dapat mencegah penyakit kronis kini telah dibantah dan bahwa ide tersebut sesat sejak awal. Sebaliknya, polifenol diet dalam konsentrasi kecil mungkin tidak memiliki peran antioksidan yang dapat mempengaruhi komunikasi antar sel, sensitivitas reseptor, aktivitas enzim inflamasi atau regulasi gen.

Untuk harapan hidup secara keseluruhan, telah disarankan bahwa stres oksidatif tingkat sedang dapat memperpanjang umur cacing Caenorhabditis elegans, dengan menginduksi respons pelindung untuk peningkatan tingkat spesies oksigen reaktif. Sugesti bahwa harapan hidup meningkat berasal dari peningkatan stres oksidatif dengan hasil yang terlihat pada ragi Saccharomyces cerevisiae, tetapi situasi pada mamalia belum jelas. Namun demikian, suplemen antioksidan tidak terlihat dapat meningkatkan harapan hidup pada manusia.

Meskipun antioksidan telah diteliti mengenai efek potensialnya pada penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer, Parkinson, dan sklerosis lateral amiotropik, tetapi studi-studi ini belum meyakinkan.

Penggolongan antioksidan berdasarkan sumbernya

Berdasarkan asalnya, antioksidan terdiri atas antioksigen yang berasal dari dalam tubuh (endogen) dan dari luar tubuh (eksogen). Adakalanya sistem antioksidan endogen tidak cukup mampu mengatasi stres oksidatif yang berlebihan. Stres oksidatif merupakan keadaan saat mekanisme antioksidan tidak cukup untuk memecah spesi oksigen reaktif. Oleh karena itu, diperlukan antioksidan dari luar (eksogen) untuk mengatasinya.

Antioksidan alami

Antioksidan alami biasanya lebih diminati, karena tingkat keamanan yang lebih baik dan manfaatnya yang lebih luas dibidang makanan, kesehatan dan kosmetik. Antioksidan alami dapat ditemukan pada sayuran, buah-buahan, dan tumbuhan berkayu. Metabolit sekunder dalam tumbuhan yang berasal dari golongan alkaloid, flavonoid, saponin, kuinon, tanin, steroid/ triterpenoid. Quezada et al. (2004) menyatakan bahwa fraksi alkaloid pada daun “Peumus boldus” dapat berperan sebagai antioksidan. Zin “et al”. (2002) menyatakan bahwa golongan senyawa yang aktif sebagai antioksidan pada batang, buah, dan daun mengkudu berasal dari golongan flavonoid. Gingseng yang berperan sebagai antioksidan, antidiabetes, antihepatitis, antistres, dan antineoplastik, mengandung saponin glikosida (steroid glikosida). Uji aktivitas antioksidan yang dilakukan pada daun “Ipomea pescaprae” menunjukkan keberadaan senyawa kuinon, kumarin, dan furanokumarin. Tanin yang banyak terdapat pada teh dipercaya memiliki aktivitas antioksidan yang tinggi.^{[butuh rujukan]} Sementara itu, Iwalokum “et al”.(2007)menyatakan bahwa “Pleurotus ostreatus” yang mengandung triterpenoid, tanin, dan sterois glikosida dapat berperan sebagai antioksidan dan antimikroba

Antioksidan sintetik

Antioksidan sintetis adalah antioksidan yang diperoleh dari hasil sintesis reaksi kimia dan diproduksi untuk tujuan komersial. Contoh antioksidan sintetik adalah sebagai berikut :

- Butil Hidroksi Anisol (BHA) dan Butil Hidroksi Toluen (BHT), ditambahkan pada lemak / minyak goreng agar tidak cepat basi (tengik). Dalam hal ini kita pernah mencium dari bau yang dimiliki oleh minyak goreng lawas yang dimana terbilang sangatlah memiliki bau. Hal itu dapat diartikan bahwa minyak itu sendiri telah memiliki oksidasi dengan udara dimana zat antioksidan itu akan melakukan asam lemak yang tak jenuh yang dimana akan berada pada bagian minyak maupun lemak sehingga tidak akan teroksidasi dari cahaya.

Penggolongan antioksidan berdasarkan mekanisme kerjanya

Berdasarkan mekanisme kerjanya, antioksidan dibedakan menjadi antioksidan primer yang dapat bereaksi dengan radikal bebas atau mengubahnya menjadi produk yang stabil, dan antioksidan sekunder atau antioksidan preventif yang dapat mengurangi laju awal reaksi rantai serta antioksidan tersier. Mekanisme kerja antioksidan seluler menurut Ong et al. (1995) antara lain, antioksidan yang berinteraksi langsung dengan oksidan, radikal bebas, atau oksigen tunggal; mencegah pembentukan jenis oksigen reaktif; mengubah jenis oksigen rekatif menjadi kurang toksik; mencegah kemampuan oksigen reaktif; dan memperbaiki kerusakan yang timbul.

Antioksidan primer

Antioksidan primer berperan untuk mencegah pembentukan radikal bebas baru dengan memutus reaksi berantai dan mengubahnya menjadi produk yang lebih stabil. Contoh antioksidan primer, ialah enzim superoksida dimustase (SOD), katalase, dan glutation dimustase.

Antioksidan sekunder

Antioksidan sekunder berfungsi menangkap senyawa radikal serta mencegah terjadinya reaksi berantai. Contoh antioksidan sekunder diantaranya yaitu vitamin E, Vitamin C, dan β-karoten.

Antioksidan tersier

Antioksidan tersier berfungsi memperbaiki kerusakan sel dan jaringan yang disebabkan oleh radikal bebas. Contohnya yaitu enzim yang memperbaiki DNA pada inti sel adalah metionin sulfoksida reduktase.

Metode pengujian antioksidan

Beberapa metode uji yang digunakan untuk melihat aktivitas antioksidan

Metode DPPH

Salah satu metode yang digunakan untuk pengujian aktivitas antioksidan adalah metode DPPH.^{[butuh rujukan]} Metode DPPH didasarkan pada kemampuan antioksidan untuk menghambat radikal bebas dengan mendonorkan atom hidrogen. Perubahan warna ungu DPPH menjadi ungu kemerahan dimanfaatkan untuk mengetahui aktivitas senyawa antioksidan. Metode ini menggunakan kontrol positif sebagai pembanding untuk mengetahui aktivitas antioksidan sampel. Kontrol positif ini dapat berupa tokoferol, BHT, dan vitamin C. Uji aktivitas antioksidan dengan metode DPPH menggunakan 1,1-difenil-2-pikrilhidra-zil (DPPH) sebagai radikal bebas. Prinsipnya adalah reaksi penangkapan hidrogen oleh DPPH dari senyawa antioksidan, misalnya troloks, yang mengubahnya menjadi 1,1-difenil-2-pikrilhidrazin.

Metode CR

Larutan Ce(IV) sulfat yang diberikan pada sampel akan menyerang senyawa antioksidan. Senyawa antioksidan dapat berperan sebagai pemindah elektron, maka perusakan struktur oleh elektron reaktif yang berasal dari oksidator kuat seperti Ce(IV) tidak terjadi. Metode ini berdasarkan spektrofotometri yang pengukurannya dilakukan pada panjang gelombang 320 nm. Panjang gelombang ini digunakan untuk mengukur Ce(IV) yang tidak bereaksi dengan kuersetin dan senyawa flavonoid lain. Kapasitas reduksi Ce(IV) pada sampel dapat diukur konsentrasi dan pH larutan yang sesuai membuat Ce (IV) hanya mengoksidasi antioksidan, dan bukan senyawa organik lain yang mungkin teroksidasi. Hal ini membuat penentuan panjang gelombang maksimum dan nilai pH larutan penting untuk diketahui dan dijaga selama pengukuran agar tidak terjadi pergeseran panjang gelombang selama pengukuran.

Referensi

1. (Inggris)Schuler P. (1990), "Natural Antioxidant Exploited Comercially", dalam Husdont BJF, Food Antioxidants, New York: Elsevier Applied Science 
2. (Inggris)Halliwel B.; Aeschbach R.; Lolinger J.; Auroma O.I. (1995), "Toxicology", J. Food. Chem., 33: 601 
3. Subeki (1998), "Pengaruh Cara Pemasakan Terhadap Kandungan Antioksidan Beberapa Macam Sayuran serta Daya Serap dan Retensinya Pada Tikus Percobaan", Tesis Program Pascasarjana, Bogor: Institut Pertanian Bogor 
4. (Inggris)Ozyurt D., et.all. (2005), Determination of total antioxidant capacity by a new spectrophotometric method based on Ce(IV) reducing capacity measurement  Parameter |access-date= membutuhkan |url= (bantuan)
5. Ramle S.F.M.; Kawamura F.; Sulaiman O.; Hashim R. (2008), "Study on antioxidant activities, total phenolic compound, and antifungal properties of some Malaysian timbers from selected hardwoods species", International Conference of Environmental Research and Technolog: 472–475 
6. Bjelakovic G.; Nikolova D.; Gluud C. (2013), "Meta-regression analyses, meta-analyses, and trial sequential analyses of the effects of supplementation with beta-carotene, vitamin A, and vitamin E singly or in different combinations on all-cause mortality: do we have evidence for lack of harm?", PloS One, 8 (9): e74558, Bibcode:2013PLoSO...874558B, doi:10.1371/journal.pone.0074558, PMC 3765487 , PMID 24040282 
7. Abner EL; Schmitt FA; Mendiondo MS; Marcum JL; Kryscio RJ (Jul 2011), "Vitamin E and all-cause mortality: a meta-analysis", Current Aging Science, 4 (2): 158–70, doi:10.2174/1874609811104020158, PMC 4030744 , PMID 21235492 
8. Cortés-Jofré M; Rueda JR; Corsini-Muñoz G; Fonseca-Cortés C; Caraballoso M; Bonfill Cosp X (2012), "Drugs for preventing lung cancer in healthy people", The Cochrane Database of Systematic Reviews, 10: CD002141, doi:10.1002/14651858.CD002141.pub2, PMID 23076895 
9. Jiang L; Yang KH; Tian JH; Guan QL; Yao N; Cao N; Mi DH; Wu J; Ma B; Yang SH (2010), "Efficacy of antioxidant vitamins and selenium supplement in prostate cancer prevention: a meta-analysis of randomized controlled trials", Nutrition and Cancer, 62 (6): 719–27, doi:10.1080/01635581.2010.494335, PMID 20661819 
10. Rees K; Hartley L; Day C; Flowers N; Clarke A; Stranges S (2013), "Selenium supplementation for the primary prevention of cardiovascular disease", The Cochrane Database of Systematic Reviews, 1: CD009671, doi:10.1002/14651858.CD009671.pub2, PMID 23440843 
11. Shekelle PG; Morton SC; Jungvig LK; Udani J; Spar M; Tu W; J Suttorp M; Coulter I; Newberry SJ; Hardy M (Apr 2004), "Effect of supplemental vitamin E for the prevention and treatment of cardiovascular disease", Journal of General Internal Medicine, 19 (4): 380–9, doi:10.1111/j.1525-1497.2004.30090.x. Periksa nilai |doi= (bantuan), PMC 1492195 , PMID 15061748 
12. Dabelstein W; Reglitzky A; Schütze A; Reders K (2007), "Automotive Fuels", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, doi:10.1002/14356007.a16_719.pub2, ISBN 3-527-30673-0 
13. Stanner SA; Hughes J; Kelly CN; Buttriss J (May 2004), "A review of the epidemiological evidence for the 'antioxidant hypothesis'", Public Health Nutrition, 7 (3): 407–22, doi:10.1079/PHN2003543, PMID 15153272 
14. Shenkin A (Feb 2006), "The key role of micronutrients", Clinical Nutrition, 25 (1): 1–13, doi:10.1016/j.clnu.2005.11.006, PMID 16376462 
15. Woodside JV; McCall D; McGartland C; Young IS (Nov 2005), "Micronutrients: dietary intake v. supplement use", The Proceedings of the Nutrition Society, 64 (4): 543–53, doi:10.1079/PNS2005464, PMID 16313697 
16. Food, Nutrition, Physical Activity, and the Prevention of Cancer: a Global Perspective. 2015-09-23 di Wayback Machine. World Cancer Research Fund (2007). ISBN 978-0-9722522-2-5.
17. Hail N; Cortes M; Drake EN; Spallholz JE (Jul 2008), "Cancer chemoprevention: a radical perspective", Free Radical Biology & Medicine, 45 (2): 97–110, doi:10.1016/j.freeradbiomed.2008.04.004, PMID 18454943 
18. Williams RJ; Spencer JP; Rice-Evans C (Apr 2004), "Flavonoids: antioxidants or signalling molecules?", Free Radical Biology & Medicine, 36 (7): 838–49, doi:10.1016/j.freeradbiomed.2004.01.001, PMID 15019969 
19. Virgili F; Marino M (Nov 2008), "Regulation of cellular signals from nutritional molecules: a specific role for phytochemicals, beyond antioxidant activity", Free Radical Biology & Medicine, 45 (9): 1205–16, doi:10.1016/j.freeradbiomed.2008.08.001, PMID 18762244 
20. Schulz TJ; Zarse K; Voigt A; Urban N; Birringer M; Ristow M (Oct 2007), "Glucose restriction extends Caenorhabditis elegans life span by inducing mitochondrial respiration and increasing oxidative stress", Cell Metabolism, 6 (4): 280–93, doi:10.1016/j.cmet.2007.08.011, PMID 17908557 
21. Barros MH; Bandy B; Tahara EB; Kowaltowski AJ (Nov 2004), "Higher respiratory activity decreases mitochondrial reactive oxygen release and increases life span in Saccharomyces cerevisiae", The Journal of Biological Chemistry, 279 (48): 49883–8, doi:10.1074/jbc.M408918200, PMID 15383542 
22. Sohal RS; Mockett RJ; Orr WC (Sep 2002), "Mechanisms of aging: an appraisal of the oxidative stress hypothesis", Free Radical Biology & Medicine, 33 (5): 575–86, doi:10.1016/S0891-5849(02)00886-9, PMID 12208343 
23. Sohal RS (Jul 2002), "Role of oxidative stress and protein oxidation in the aging process", Free Radical Biology & Medicine, 33 (1): 37–44, doi:10.1016/S0891-5849(02)00856-0, PMID 12086680 
24. Rattan SI (Dec 2006), "Theories of biological aging: genes, proteins, and free radicals", Free Radical Research, 40 (12): 1230–8, doi:10.1080/10715760600911303, PMID 17090411 
25. Green GA (Dec 2008), "Review: antioxidant supplements do not reduce all-cause mortality in primary or secondary prevention", Evidence-Based Medicine, 13 (6): 177, doi:10.1136/ebm.13.6.177, PMID 19043035 
26. Di Matteo V; Esposito E (Apr 2003), "Biochemical and therapeutic effects of antioxidants in the treatment of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and amyotrophic lateral sclerosis", Current Drug Targets. CNS and Neurological Disorders, 2 (2): 95–107, doi:10.2174/1568007033482959, PMID 12769802 
27. Rao AV; Balachandran B (Oct 2002), "Role of oxidative stress and antioxidants in neurodegenerative diseases", Nutritional Neuroscience, 5 (5): 291–309, doi:10.1080/1028415021000033767, PMID 12385592 
28. Crichton GE, Bryan J, Murphy KJ (Sep 2013). "Dietary antioxidants, cognitive function and dementia--a systematic review". Plant Foods for Human Nutrition. 68 (3): 279–92. doi:10.1007/s11130-013-0370-0. PMID 23881465. 
29. Takeda A, Nyssen OP, Syed A, Jansen E, Bueno-de-Mesquita B, Gallo V (2014). "Vitamin A and carotenoids and the risk of Parkinson's disease: a systematic review and meta-analysis". Neuroepidemiology. 42 (1): 25–38. doi:10.1159/000355849. PMID 24356061. 
30. Harrison FE (2012). "A critical review of vitamin C for the prevention of age-related cognitive decline and Alzheimer's disease". Journal of Alzheimer's Disease. 29 (4): 711–26. doi:10.3233/JAD-2012-111853. PMC 3727637 . PMID 22366772. 
31. (Inggris) Gordon I. 1994. Functional Food, Food Design, Pharmafood. New York: Champman dan Hall.
32. (Inggris)Quezada M, Asencio M, Valle JM, Aguilera JM. 2004. AAntioxidant activity of crude extract, alkaloid fraction, and flavonoid faction from Boldo Peumus boldus Molina) Leaves. “Food Sci” 69: C371-C376.
33. (Inggris)Lee TW, Johnken RM, Allison RR, Brien KF, Dobs LJ. 2005. Radioprotective potential of gingseng. “Mutagenesis” 4:273-243.
34. Agustiningrum D. 2004. Isolasi dan uji aktivitas antioksidan senyawa bioaktif dari daun “Ipomoea pescaprea” [Skripsi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
35. (Inggris)Ong ASH, Niki E, Packer L. 1995. Nutrition, Lipids, and Desease. Hlmn 1-7.ISBN 0-935315-64-0.Illnois: AOCS Champaign Pr.
36. (Inggris)Apak R, Guclu K, Ozyurek M, Celik SE, Karademir SE. 2007. Comparitive evaluation of various total antioksidant capacity assay applied to phenolic compounds with the CUPRAC assay. “Molecules” 12:1496-1547.
37. (Inggris) Ohtani II “et al”. 2000. New antioxidant from the African medicinal herb Thonginia sanguinea'. J Nat Prod 63: 676-679.