AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK TUMBUHAN PAKU EKOR KUDA (Equisetum debile L.) TERHADAP PEROKSIDASI LIPID PLASMA DARAH MENCIT

Transkripsi

1 TESIS AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK TUMBUHAN PAKU EKOR KUDA (Equisetum debile L.) TERHADAP PEROKSIDASI LIPID PLASMA DARAH MENCIT RIANA DYAH SURYANINGRUM NIM PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOLOGI PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2016

2 AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK TUMBUHAN PAKU EKOR KUDA (Equisetum debile L.) TERHADAP PEROKSIDASI LIPID PLASMA DARAH MENCIT Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister Pada Program Magister, Program Studi Ilmu Biologi, Program Pascasarjana Universitas Udayana RIANA DYAH SURYANINGRUM NIM PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOLOGI PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2016 ii

3 LEMBAR PENGESAHAN TESIS INI TELAH DISETUJUI TANGGAL 28 APRIL 2016 Pembimbing I, Pembimbing II, Dra. Ni Made Puspawati, M. Phil.Ph.D. Dr.Dra.Ni Putu Adriani A., M.Si. NIP NIP Mengetahui Ketua Program Studi Magister Ilmu Biologi Program Pascasarjana Universitas Udayana, Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana, Ir. Ida Ayu Astarini, M. Sc. Ph. D. Prof.Dr.dr. A.A.Raka Sudewi, Sp.S(K) NIP NIP iii

4 PENETAPAN PANITIA PENGUJI TESIS Tesis ini Telah Diuji pada Tanggal 28 April 2016 Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana No. 1901/UN14.4/HK/2016 Tanggal 25 April 2016 Ketua: Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil, Ph.D. Anggota: 1. Dr. Dra. Ni Putu Adriani Astiti, M.Si. 2. Prof. Ir. I Wayan Kasa, M. Rur. Sc., Ph. D. 3. Dr. Ir. Putu Wrasiati, M. P. 4. Drs. I.B. Made Suaskara, M. Si. iv

5 SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT Saya yang bertandatangan di bawah ini: Nama : Riana Dyah Suryaningrum NIM : Program Studi Judul Tesis : Magister Ilmu Biologi : Aktivitas Antioksidan Ekstrak Tumbuhan Paku Ekor Kuda (Equisetum debile L.) terhadap Peroksidasi Lipid Plasma Darah Mencit Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah tesis ini bebas plagiat. Apabila di kemudian hari terbukti plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 Tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undangan yang berlaku. Denpasar, Mei 2016 Yang membuat pernyataan, Riana Dyah Suryaningrum v

6 UCAPAN TERIMA KASIH Bismillahirrahmanirrahim. Sebelumnya perkenankanlah penulis memanjatkan puji syukur ke hadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya atas berkah dan karunia-nya, tesis ini dapat diselesaikan. Salawat serta salam juga penulis sampaikan kepada Rasulullah SAW. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D., pembimbing utama yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan dan bantuan serta saran dalam penyusunan tesis ini hingga selesai. Terima kasih yang sebesar-besarnya pula penulis sampaikan kepada Dr. Dra. Ni Putu Adriani Astiti, M.Si., selaku pembimbing kedua yang dengan penuh perhatian memberikan bimbingan, saran dan motivasi selama penulis mengikuti program magister hingga dalam penyelesaian tesis ini. Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD untuk kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di Universitas Udayana. Penulis juga berterimakasih kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana yang dijabat oleh Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister Ilmu Biologi di Program Pascasarjana Universitas Udayana. vi

7 Tidak lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada Kepala Laboratorium Kimia Universitas Muhammadiyah Malang, Dr. Dra. Nurul Mahmudati, M. Kes., beserta staf Laboratorium Analisis Pangan Fakultas Teknologi Pertanian dan staf Laboratorium Farmakologi bagian Animal Unit Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, atas bantuan dan motivasinya dalam proses analisis sampel. Juga terima kasih kepada para penguji tesis, yaitu Prof. Ir. I Wayan Kasa, M. Rur. Sc., Ph. D., Dr. Ir. Putu Wrasiati, M. P. dan Drs. I.B. Made Suaskara, M. Si. yang telah memberikan masukan, saran dan koreksi untuk perbaikan tesis ini. Pada kesempatan ini pula penulis ingin menghaturkan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada suami tercinta Muhammad Jakfar Sadiq, S. Pd. yang dengan penuh kesabaran membantu penulis baik secara moril maupun materiil serta anak tercinta Muhammad Rais Al Fatih sebagai sumber motivasi penulis untuk menyelesaikan studi S2 ini. Tak lupa penulis haturkan pula rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada Ayah Mahardjono, SE. dan Ibu Ninik Sri Supartini yang telah mengasuh dan membesarkan penulis, menanamkan semangat untuk meraih pendidikan setinggi-tingginya sehingga memotivasi penulis untuk meraih cita-cita. Serta kepada kedua kakak kandung penulis Dian Maharani Dewi, S.TP dan Yuliana Nur Anggraini, SE. yang telah memberikan dukungan selama penulis menjalani studi S2 ini. Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada segenap direksi dan manajemen Sekolah Highscope Indonesia Bali, lembaga dimana penulis mengabdikan ilmunya serta teman-teman guru yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk menyelesaikan penyususnan tesis ini. Akhirnya vii

8 penulis sampaikan terima kasih kepada teman-teman seangkatan Magister Ilmu Biologi 2011 yang sudah lebih dulu lulus atas bantuan dan motivasinya selama ini. Sukses selalu untuk kalian semua. Semoga Allah SWT. selalu melimpahkan karunia-nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini, serta kepada penulis sekeluarga. Amin. Walhamdulillahirabbilalamin. Denpasar, Mei 2016 Penulis viii

9 ABSTRAK AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK TUMBUHAN PAKU EKOR KUDA (Equisetum debile L.) TERHADAP PEROKSIDASI LIPID PLASMA DARAH MENCIT Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas antioksidan dari ekstrak etanol tumbuhan paku ekor kuda (Equisetum debile L.) dalam menghambat reaksi peroksidasi lemak pada plasma darah mencit. Uji aktivitas antioksidan secara in vitro dilakukan dengan metode DPPH (difenilpikril hidrazil) dan secara in vivo pengukuran kadar MDA (malondealdehid) darah mencit setelah diberikan aktivitas fisik maksimal. Uji aktivitas antioksidan dengan metode DPPH menunjukkan bahwa ekstrak etanol tumbuhan paku ekor kuda miliki aktivitas antioksidan dengan nilai IC 50 1,604 mg/ml atau sebesar ppm. Sedangkan hasil analisis statistik pada pengukuran kadar MDA plasma darah mencit dengan menggunakan berbagai variasi dosis (125 mg/kgbb, 250 mg/kgbb, 375 mg/kgbb dan 500 mg/kgbb) menunjukkan bahwa ekstrak etanol dengan dosis 500 mg/kgbb mampu menurunkan kadar MDA darah mencit secara signifikan dibandingkan dengan kontrol negatif setelah diberi aktivitas fisik maksimal. Kata kunci: Paku ekor kuda, antioksidan, DPPH, peroksidasi lemak. ix

10 ABSTRACT ANTIOXIDANT ACTIVITY OF THE HORSTAIL (Equisetum debile L.) EXTRACT TO THE LIPID PEROXIDATION OF BLOOD PLASMA IN MICE The purpose of this research was to study the antioxidant activity from ethanol extract of horstail (Equisetum debile L.) in the free radical scavenging in mice blood plasma. The antioxidant activity by in vitro test was conducted with the DPPH method and in vivo test for measuring the MDA concentration in mice blood. The antioxidant activity test with the DPPH results showed that the ethanol extract of horstail (Equisetum debile L.) had the antioxidant activity of IC 50 which was mg/ml or 1,604 ppm. The statistical analysis result of the MDA blood plasma in mice with various doses (125 mg/kgbm, 250 mg/kgbm, 375 mg/kgbm and 500 mg/kgbm) showed that the 500 mg/kgbm dose extract was able to reduce the MDA concentration in mice blood significantly, compared with the negative control, which given the most amount of exercise. Keywords: Horstail, antioxidant, DPPH, lipid peroxidation. x

11 RINGKASAN Saat ini ditemukan bahwa ternyata radikal bebas berperan dalam terjadinya berbagai penyakit. Hal ini dikarenakan radikal bebas adalah spesi kimia yang memiliki pasangan elektron bebas di kulit terluar sehingga sangat reaktif dan mampu bereaksi dengan protein, lipid, karbohidrat, atau DNA. Reaksi antara radikal bebas dan molekul itu berujung pada timbulnya suatu penyakit. Peroksidasi molekul lemak mengubah atau merusak struktur molekul lemak. Akibat akhir dari peroksidasi lemak ini adalah terputusnya rantai asam lemak menjadi berbagai senyawa yang bersifat toksik terhadap sel seperti malondialdehid (MDA), etana dan pentana. MDA terdapat di dalam darah dan urin serta digunakan sebagai indikator adanya kerusakan akibat radikal bebas. Reaksi peroksidasi lemak yang terus menerus terjadi dapat menyebabkan berbagai macam penyakit seperti kanker, jantung, dan penyakit degenaratif lainnya. Salah satu tumbuhan paku yang banyak tersebar di Indonesia namun belum banyak belum banyak diketahui potensinya oleh masyarakat adalah tumbuhan paku ekor kuda (Equisetum debile L.). Jenis tumbuhan ini ternyata memiliki potensi sebagai antioksidan yang bermanfaat untuk menangkal radikal bebas dalam tubuh manusia. Pada penelitian ini dilakukan uji aktivitas antioksidan dari ekstrak etanol tumbuhan paku ekor kuda dalam menghambat reaksi peroksidasi lemak pada plasma darah mencit. Uji aktivitas antioksidan dilakukan secara in vitro dan in vivo, yakni dengan metode DPPH dan pengukuran kadar MDA darah mencit yang diberi aktivitas fisik maksimal. Uji fitokimia yang dilakukan terhadap ekstrak etanol tumbuhan paku ekor kuda menunjukkan bahwa ekstrak etanol sampel mengandung senyawa aktif alkaloid, triterpenoid dan steroid. Uji aktivitas antioksidan terhadap ekstrak etanol tumbuhan paku ekor kuda dengan DPPH menunjukkan bahwa ekstrak etanol tumbuhan tersebut memiliki aktivitas antioksidan dengan nilai IC 50 1,604 mg/ml atau sebesar ppm. Pengukuran kadar MDA plasma darah mencit setelah diberikan perlakuan ekstrak etanol dengan variasi dosis 125, 250, 375 dan 500 mg/kgbb memberikan pengaruh yang signifikan (p<0,05) dibandingkan dengan kontrol negative sehingga dilanjutkan dengan uji Least Significance Difference (LSD) untuk melihat perlakuan yang berbeda dengan kontrol negatif. Hasil uji dengan LSD didapatkan bahwa pemberian ekstrak etanol sampel dengan dosis 500 mg/kgbb mampu menurunkan kadar MDA darah mencit dengan rerata kadar MDA 897 mg/l yang sebanding dengan pemberian vitamin C dengan dosis 90 mg/kgbb dengan persentase penurunan sebesar 0,23%. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa ekstrak etanol tumbuhan paku ekor kuda memiliki kemampuan untuk menurunkan kadar MDA darah mencit sehingga dapat menghambat reaksi peroksidasi lemak. xi

12 DAFTAR ISI Halaman SAMPUL DALAM... LEMBAR PRASYARAT GELAR... LEMBAR PENGESAHAN... PENETAPAN PANITIA PENGUJI TESIS... SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT UCAPAN TERIMA KASIH ABSTRAK... ABSTRACT... RINGKASAN... DAFTAR ISI... i ii iii iv v vi ix x xi xii DAFTAR TABEL... xvii DAFTAR GAMBAR... xviii DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR SINGKATAN... xix xx BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 5 xii

13 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan tentang Paku Ekor kuda (Equisetum debile L.) Klasifikasi Morfologi Kandungan Fitokimia Antioksidan dan Radikal Bebas Pengertian Antioksidan Uji Aktivitas Antioksidan dengan Metode DPPH Senyawa Radikal Bebas Mekanisme Kerja Antioksidan Melawan Radikal Bebas Reaksi Peroksidasi Lipid Terjadinya Reaksi Peroksidasi Lipid dan Senyawa MDA Metode Pengukuran Reaksi Peroksidasi Lipid Mekanisme Kerja Antioksidan pada Peroksidasi Lipid Plasma Darah Mencit Sebagai Hewan Coba BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN 3.1 Kerangka berpikir Konsep Penelitian xiii

14 3.3 Hipotesis Penelitian BAB IV METODE PENELITIAN 4.1 Rancangan Penelitian Lokasi dan Waktu Penelitian Ruang Lingkup Penelitian Penentuan Sumber Data Variabel Penelitian Bahan Penelitian Instrumen Penelitian Prosedur Penelitian Preparasi Sampel Uji Fitokimia Analisis Total Fenol Uji Aktivitas Antioksidan dengan DPPH Pemberian Perlakuan Antioksidan pada Mencit Analisis Data BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Penyiapan Sampel dan Uji Fitokimia Ekstraksi Tumbuhan Equisetum debile L Uji Fitokimia terhadap Ekstrak Etanol Equisetum debile L Pengukuran Aktivitas Antioksidan dengan Metode DPPH xiv

15 5.3 Penentuan Kandungan Fenolik Total Analisis Kadar MDA Plasma Darah Mencit BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xv

16 DAFTAR TABEL Halaman 2.1 Metode yang Digunakan untuk Mendeteksi dan Mengukur Peroksidasi Lipid Non Enzimatik Data Biologik Mencit Normal Hasil Uji Fitokimia Ekstrak Etanol Equisetum debile L Nilai % Inhibisi dan IC50 Ekstrak Etanol Equisetum debile L Hasil Uji Normalitas Kadar MDA Kelompok Sebelum dan Setelah Perlakuan Hasil Uji Homogenitas Kadar MDA Kelompok Sebelum dan Setelah Perlakuan Data Rerata Kadar MDA Plasma Darah Mencit Sebelum dan Sesudah Perlakuan 40 xvi

17 DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1 Sketsa Tumbuhan Paku Ekor Kuda (Equisetum sp.) Batang Equisetum debile L. yang berwarna hijau (kanan) dan sorusnya yang berbentuk strobilus (kiri) Reaksi Penghambatan Antioksidan Primer terhadap Radikal Lipid Antioksidan Bertindak sebagai Prooksidan pada Konsentrasi Tinggi Mekanisme Reaksi antara Antioksidan dan DPPH Struktur Kimia Asam Galat Grafik Persentase Penurunan Kadar MDA Plasma Darah Mencit Setelah Perlakuan Grafik Rerata Kadar MDA Plasma Darah Mencit Sebelum dan Sesudah Perlakuan. 42 xvii

18 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1: Uji Fitokimia terhadap Ekstrak Etanol Tumbuhan Paku Ekor Kuda 52 Lampiran 2: Perhitungan Nilai IC 50 pada Ekstrak Etanol Tumbuhan Paku Ekor Kuda 53 Lampiran 3: Perhitungan Total Fenol Ekstrak Etanol Tumbuhan Paku Ekor Kuda 54 Lampiran 4: Data Pengukuran Kadar MDA Plasma Darah Mencit 55 Lampiran 5: Hasil Uji Statistik Ekstrak Etanol Tumbuhan Paku Ekor Kuda terhadap Kadar MDA Darah Mencit 56 Lampiran 6: Hasil Uji Beda Nyata 59 Lampiran 7: Perhitungan Persentase Penurunan Kadar MDA Plasma Darah Mencit Setelah Perlakuan.. 60 xviii

19 DAFTAR SINGKATAN BHA BHT DPPH EDTA GC GC-MS HPLC MDA NDGA PG PUFA TBA TBHQ UV : Butil Hidroksi Anisol : Butil Hidroksi Toluena : 1,1 Difenil-2-Pikrilhidrasil : Asam Etilen Diamin Tetraasetat : Gas Chromatography : Gas Chromatography Mass Spectrometri : High Performance Liquid Chromatography : Malondialdehid : Nordihidroquairetic Acid : Propil Galat : Poly Unsaturated Fatty Acid : Thio Barbituric Acid : Tertiery Buthylhidroquinone : Ultraviolet xix

20