Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan Komoditas Unggulan Lokal Pertanian dan Kelautan Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura

Transkripsi

1 AKTIVITAS ANTIOKSIDAN BERAS ORGANIK VARIETAS LOKAL (PUTIH VARIETAS CIANJUR, MERAH VARIETAS SAODAH, HITAM VARIETAS JAWA) ANTIOXIDANT ACTIVITY OF LOCAL VARIETY ORGANIC RICE (WHITE RICE CIANJUR VARIETY, RED RICE SAODAH VARIETY, BLACK RICE VARIETY) Pricilia Monika 1), William Saputrajaya 1), Christian Liguori 1), Paini Sri Widyawati 2), Anita Maya Suteja 2), Thomas Indarto Putut Suseno 2) 1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya 2) Staf Pengajar Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya Jl. Dinoyo Surabaya 60265, wiwiedt@gmail.com ABSTRAK Kesadaran masyarakat akan kesehatan yang terus meningkat mendorong masyarakat untuk mengkonsumsi makanan yang memberikan nilai tambah di bidang kesehatan. Salah satu bahan pangan yang berpotensi sebagai makanan fungsional tersebut adalah beras organik. Beras (Oryza sativa L.) merupakan bahan makanan pokok sebagian besar penduduk di dunia, khususnya di Indonesia. Beras Organik merah, hitam, dan putih memiliki peluang yang cukup besar untuk dikembangkan, terutama beras merah dan hitam yang kaya akan antioksidan. Penelitian ini menggunakan 3 jenis beras organik varietas lokal, yaitu beras putih varietas Cianjur, beras merah varietas Saodah, dan beras hitam varietas Jawa dari Kabupaten Sleman, DI Yogyakarta. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui kandungan senyawa fenolik, flavonoid, dan antosianin serta aktivitas antioksidan ketiga varietas beras organik tersebut sehingga dapat memberi pengetahuan bagi masyarakat tentang keunggulan beras organik varietas lokal. Data menunjukan bahwa rendemen ekstrak terbesar dimiliki beras putih sebesar 10,62%. Total fenol dan flavonoid, kemampuan menangkap radikal DPPH (1,1-difenil-2-pikrilhidrasil), serta kemampuan mereduksi ion besi tertinggi dimiliki beras merah, masing-masing sebesar 37,93 mg EAG/ g sampel dry basis, 0,849 mg EC/ g sampel dry basis, 0,9 mg ekuivalen vitamin E/g sampel dry basis, dan 278,7 mg ekuivalen vitamin E/g sampel dry basis. Kadar total antosianin tertinggi dimiliki oleh beras hitam sebesar 0,0242 mg/g sampel dry basis. Kata kunci: beras organik merah varietas Saodah, beras organik hitam varietas Jawa, beras organik putih varietas Cianjur, aktivitas antioksidan. ABSTRACT The increasing of health awareness of the society motivates them to consume food that gives added values in health. One of comestibles that potential as functional food is organic rice. Rice (Oryza sativa L.) is the staple food of most people in the world, especially in Indonesia. Red, black, and white organic rice have a big chance to be developed, especially the red and black that are rich in antioxidant. This experiment was used three types of local organic rice, i.e. white rice Cianjur variety, red rice Saodah 791

2 variety, and black rice Java variety from Sleman, DI Yogyakarta. The study was conducted to determine total phenol, total flavonoid, and anthocyanin of three types of local organic rice and their antioxidant activity so that the society could have the knowledge about local organic rice. The results showed that white rice had the highest extract yield (10.62%). Red rice had the highest value in total phenolic content, flavonoid content, radical DPPH scavenging activity, and Iron reduction activity, i.e. 37,93 mg GAE/g sample (dry basis), 0,849 mg CE/g sample (dry basis), 0,9 mg TE/g sample (dry basis), and 278,7 mg TE/g sample (dry basis), respectively. The highest amount of anthocyanin content was been belong to black rice ( mg/g sample (dry basis)). Keywords: white rice Cianjur variety, red rice Saodah variety, and black rice Java variety, antioxidant activity. PENDAHULUAN Kesadaran masyarakat akan kesehatan yang terus meningkat mendorong masyarakat untuk mengkonsumsi makanan yang memberikan efek positif terhadap kesehatan, salah satunya adalah beras organik. Menurut Made (2013) komoditas ini memiliki nilai tambah di bidang kesehatan dengan kriteria tidak mudah basi, mempunyai kadar gula rendah dan kadar serat tinggi serta berperan sebagai antioksidan alami yang dapat membantu mereduksi radikal bebas yang berpotensi merusak DNA. Beras (Oryza sativa L.) merupakan bahan makanan pokok sebagian besar penduduk di dunia. Indonesia merupakan salah satu negara dengan konsumsi beras tertinggi di dunia. Tingginya angka konsumsi beras ini disebabkan beras telah menjadi budaya yang tidak dapat dipisahkan dari bangsa Indonesia. Menurut Ahmad (2007) dalam Asrulhoesein (2010) bahwa selama 2 tahun ( ) kebutuhan pasar akan beras organik meningkat sebesar 590,80 kuintal. Namun demikian produksi beras organik di Indonesia belum dapat mencukupi kebutuhan masyarakat. Oleh karena itu saat ini telah banyak dibudidayakan beberapa varietas beras organik baik yang berwarna maupun putih untuk mencukupi kebutuhan pasar. Beras organik putih varietas Cianjur, merah varietas Saodah, dan hitam varietas Jawa merupakan beras organik varietas lokal yang banyak dikembangkan di daerah Sleman, DI Yogyakarta. Selama ini beras tersebut belum dikaji lebih lanjut mengenai kandungan senyawa bioaktif dan aktivitas antioksidannya. Beras dilaporkan memiliki kandungan senyawa bioaktif yang tinggi diantaranya adalah tocopherols, tocotrienols, asam ferulat, gamma-γ-oryzanol, dan senyawa fenolik (Chakuton 2012). Senyawa fenolik pada beras mempunyai aktivitas antioksidan yang tinggi dan mampu menghambat radikal bebas sehingga dapat berperan sebagai anti-karsinogenik, antimutagenik, metal chelators, dan anti-microbial (Proestos et al. 2005, Anli and Vural 2009). Sebagian besar senyawa fenolik yang terkandung di dalam beras berwarna adalah antosianin (Yodmanee, 2011). Antosianin merupakan senyawa fenolik yang termasuk dalam golongan flavonoid. Warna beras organik yang semakin gelap 792

3 menunjukkan bahwa semakin banyak kandungan antosianin di dalamnya dan semakin tinggi aktivitas antioksidannya. Oleh sebab itu penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kandungan senyawa fenolik, flavonoid, dan antosianin pada beras organik varietas lokal (merah varietas Saodah, putih varietas Cianjur, dan hitam varietas Jawa) dan aktivitas antioksidannya (menangkap radikal bebas DPPH dan mereduksi ion besi). BAHAN DAN METODE PENELITIAN Bahan Penelitian Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah Beras Putih varietas Cianjur, Beras Merah varietas Saodah, dan Beras Hitam varietas Jawa. Bahan tersebut diperoleh dari PT. Grahatama Semesta yang berada di Jl. Dr. Wahidin No. 88, Wadas, Kabupaten Sleman, DI. Yogyakarta. Bahan Analisa Bahan-bahan analisa yang digunakan dalam penelitian ini adalah reagen Follin- Ciocalteau 10% (Merck), asam galat (Riedel-de Haen), katekin (Sigma), vitamin E (Sigma), DPPH (diphenil-1-picrylhydrazy) (Aldrich), metanol 99,8% (Fulltime), metanol p.a 100% (J.T. Baker), natrium karbonat (Merck), natrium nitrit (Merck), aluminium klorida (Merck), natrium hidroksida (Merck), HCl (Merck), KCl (Merck), CH 3 COONa (Merck), Buffer Fosfat ph 1 dan 4,5 (Merck), kalium ferri heksasianida (Merck), asam tricloroasetat (Merck), ferri klorida (Merck), akuades, akuabides, dan alkohol 70% (teknis). METODOLOGI PENELITIAN Ekstraksi Sampel Ekstraksi sampel dilakukan berdasarkan metode Chakuton et al. (2012). Setiap sampel ditambahkan pelarut metanol absolut, selanjutnya diekstraksi dengan cara maserasi menggunakan shaking waterbath pada suhu 32 o C selama 1 jam. Lalu filtrat dipisahkan dari residu. Residu yang diperoleh diekstrak kembali sebanyak dua kali dengan perlakuan yang sama dengan ekstraksi yang pertama. Filtrat dikumpulkan dan ditampung dalam botol coklat, selanjutnya diuapkan pelarutnya menggunakan Rotary evaporator dengan suhu 50 o C hingga didapatkan ekstrak pekat sebanyak 3 ml. Ekstrak pekat ini ditampung dalam microcup dan disimpan dalam freezer untuk dianalisa rendemen, total fenol, total flavonoid, total antosianin, kemampuan mereduksi ion besi, dan kemampuan menangkal radikal bebas DPPH. Setiap sampel dilakukan ulangan sebanyak 3 kali. Analisa Rendemen Analisa rendemen dihitung berdasarkan metode Chakuton et al. (2012). Rendemen didapatkan dari perbandingan berat ekstrak hasil evaporasi dengan berat sampel kering dikali dengan 100%. 793

4 Analisa Total Fenol Total fenol dalam sampel dianalisa berdasarkan metode Zubair et al. (2012) Setiap ekstrak ditambahkan 1 ml Folin Ciocalteu 10% dimasukkan dalam labu takar 10 ml, lalu dihomogenkan dan didiamkan selama 3-5 menit. Selanjutnya ditambahkan 2 ml Na 2 CO 3 7.5% dan akuades hingga 10 ml dan dihomogenkan kembali. Absorbansi sampel diukur pada λ=760 nm setelah 30 menit diruang gelap. Total fenol dinyatakan dengan mg ekuivalen asam galat/gram sampel dry basis. Analisa Total Flavonoid Total flavonoid sampel dianalisa berdasarkan metode Kassim et al. (2011). Ekstrak sampel dimasukan dalam labu takar 10mL dan ditambahkan 0.15 ml NaNO2 5% dan 4 ml akuades kemudian pendiaman selama 5 menit. Lalu ditambahkan 0.3 ml AlCl 3 5% dan didiamkan selama 6 menit. Selanjutnya ditambahkan 2 ml NaOH 0.1M dan akuades hingga tanda. Pengukuran absorbansi pada λ=510nm. Total flavonoid dinyatakan dengan mg ekuavalen (+)- katekin/gram sampel dry basis. Analisa Total Antosianin Total antosianin sampel dianalisa berdasarkan ph differensial metode Lee et al. (2005). 4 ml larutan ph 1 dan ph 4.5 dimasukan dalam masing-masing tabung reaksi yang berbeda dan ditambahkan ekstrak sampel. Pengukuran absorbansi sampel dilakukan pada pada λ 530 nm dan 700 nm setelah 15 menit. Total antosianin dinyatakan dalam mg/g sampel dry basis. Analisa Kemampuan Reduksi Ion Besi Kemampuan sampel mereduksi ion besi dianalisa berdasarkan metode Sreeramulu et al. (2009). 2.5 ml Buffer Fosfat ph 6.6 dan 2.5 ml K 3 Fe(CN) 6 ) dimasukan dalam tabung reaksi dan ditambahkan ekstrak sampel. Selanjutnya campuran dihomogenkan dan diinkubasi pada suhu 50 o C selama 20 menit. Penghomogenan setelah penambahan 2.5 ml TCA 10% dan disentrifugasi dengan selama 10 menit. 2.5 ml supernatan ditambahkan dengan 2.5 ml akuabides dan 0.5 ml FeCl 3 0.1%, lalu dihomogenkan dan diukur absorbansinya pada λ= 700 nm. Analisa Kemampuan Menangkap Radikal Bebas DPPH Kemampuan mereduksi sampel dianalisa berdasarkan metode Sompong et al. (2011). 3 ml larutan DPPH (4 mg/100 ml) dimasukkan dalam tabung reaksi dan ditambahkan ekstrak sampel. Selanjutnya sampel dihomogenkan dan diukur absorbansinya pada λ=515 nm setelah 30 menit diinkubasi. Kemampuan menangkap radikal bebas DPPH dinyatakan dengan persentase inhibisi. 794

5 HASIL DAN PEMBAHASAN Rendemen Ekstraksi senyawa bioaktif pada beras dilakukan menggunakan pelarut metanol absolut. Hal ini disebabkan metanol lebih efektif dalam mengekstraksi komponen bioaktif pada beras dibandingkan dengan air destilasi, heksan, dan etil asetat (Chakuton et al. 2012). Komponen-komponen bioaktif dalam beras umumnya memiliki gugus hidroksil yang bersifat polar. Rendemen masing-masing ekstrak beras dapat dilihat pada Gambar 1 Gambar 1. Rendemen pada ekstrak berbagai varietas beras organik Rendemen yang diperoleh pada sampel beras putih > hitam > merah. Tingginya rendemen beras putih diduga akibat beberapa senyawa non-fenolik yang polar juga ikut terekstrak, hal ini disebabkan ketiadaan aleuron pada beras putih mempermudah terlarutnya senyawa-senyawa tersebut dalam metanol. Kandungan Senyawa Bioaktif Total Fenol Analisis kandungan total senyawa fenolik dilakukan untuk mengetahui besar kandungan senyawa bioaktif, yang berpotensi mempunyai aktivitas antioksidan. Senyawa fenolik yang ada dalam beras antara lain asam galat, asam prokatekuat, asam p-hidroksi bensoat, guaiakol, p-kresol, o-kresol dan 3,5-silenol (Vichapong et al. 2010). Reduksi reagen Folin-Ciocalteau oleh senyawa fenolik menyebabkan larutan berubah warna menjadi biru. Semakin banyak senyawa fenolik yang terkandung mengakibatkan semakin besar intensitas biru yang terbentuk. 795

6 Gambar 2. Total fenol pada ekstrak berbagai varietas beras organik Data dalam Gambar 2. menunjukkan bahwa beras merah memiliki kandungan total fenol tertinggi (37,93 mg GAE/g sampel) dibandingkan kedua varietas beras yang lain. Total fenol beras putih yang terendah diduga karena beras putih mengalami penyosohan sehingga hanya endosperm saja yang tersisa, padahal sebagian besar fenolik terkandung pada aleuron dan bran (Chakuton et al., 2012). Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Vichapong et.al. (2010) menunjukan bahwa senyawa total fenol yang terdapat pada beras yang memiliki pigmen warna jauh lebih besar dibandingkan dengan beras tanpa pigmen. Total Flavonoid Flavonoid merupakan salah satu kelompok senyawa fenolik terbesar yang memiliki rangka utama berupa tiga cincin aromatik (Halim 2012). Flavonoid terbagi dalam enam famili berdasarkan pola substitusinya, termasuk antosianin, flavon, isoflavon, flavonol, flavanon, dan flavanol (Ghosh et al. 2009). Data Gambar 3. menunjukkan bahwa kandungan flavonoid tertinggi terdapat pada beras merah (2,123 mg CE/g sampel), sedangkan beras hitam memiliki total flavonoid sebesar 0,745 mg CE/g sampel dan beras putih tidak memiliki kandungan flavonoid. Kandungan flavonoid dalam beras berbanding lurus dengan kandungan total fenolnya. Gambar 3. Total flavonoid pada ekstrak berbagai varietas beras organik 796

7 Total Antosianin Antosianin merupakan bagian dari flavonoid yang berperan sebagai pigmen dan bersifat antioksidatif. Senyawa antosianin dalam bentuk sianidin-3- glukosida dan peonidin-3-glukosida serta turunannya merupakan senyawa yang dapat memberikan warna pada beras (Escribano et al. 2004, Wang et al. 2008). Pigmen dalam beras berwarna tersebut berperan penting dalam mereduksi resiko kanker dan penyakitpenyakit degeneratif lain karena kemampuan menangkap radikal bebas yang dimilikinya (Sutharut dan Sudarat, 2012). Pengujian total antosianin dinyatakan dalam satuan ekuivalen sianidin-3-glukosida. Hal ini dikarenakan sekitar 93% dari total antosianin pada beras hitam dan beras merah berbentuk sianidin-3-glukosida (Sutharut dan Sudarat 2012). Hasil pengujian pada Gambar 4. menunjukkan bahwa total antosianin tertinggi dimiliki beras hitam (0,0242 mg/g sampel) diikuti beras merah (0,0025 mg/g sampel), sedangkan beras putih tidak memiliki antosianin. Total antosianin beras merah lebih rendah dari beras hitam, namun total flavonoidnya lebih besar. Berdasarkan total flavonoidnya dapat disimpulkan bahwa antosianin merupakan flavonoid terbesar penyusun beras organik hitam. Gambar 4. Total antosianin pada ekstrak berbagai varietas beras organik Aktivitas Antioksidan Aktivitas Penangkal Radikal Bebas DPPH Aktivitas penangkal radikal bebas oleh komponen bioaktif dalam beras dibuktikan dengan intensitas warna ungu DPPH yang berkurang setelah diberi sampel ekstrak beras. Dungir et al. (2012) menyatakan bahwa proses penangkalan radikal bebas dapat terjadi melalui pengambilan atom hidrogen dari senyawa antioksidan oleh radikal bebas sehingga radikal bebas bermuatan netral. 797

8 Gambar 5. Kemampuan menangkal radikal bebas DPPH berbagai varietas jenis beras Kemampuan penghambatan terhadap radikal bebas DPPH terbesar dimiliki oleh beras merah, diikuti dengan beras hitam dan beras putih. Hal ini beraeri komponen fenolik yang terdapat dalam beras merah mempunyai kemampuan mendonorkan atom hidrogen kepada radikal bebas difenil pikrilhidrasil yang berwarna ungu berubah menjadi senyawa non radikal difenil pikrilhidrasin yang berwarna kuning. Kemampuan menangkap radikal bebas ini ditunjukkan oleh kadar total fenol dan total flavonoid dalam beras merah paling tinggi. Dengan demikian ada korelasi positif antara kadar total fenol dan total flavonoid dengan kemampuan menangkap radikal bebas DPPH. Ada dugaan senyawa fenolik dalam beras merah sebagaian besar mempunyai aktivitas antioksidan melalui mekanisme mendonorkan atom hidrogen pada radikal bebas. Reduksi Ion Besi Ion besi merupakan salah satu senyawa pro-oksidan. Ion Fe 3+ dapat mengoksidasi substrat dan berpotensi memunculkan radikal bebas baru. Hal ini juga dikemukakan oleh Halliwell dan Gutteridge (1990) bahwa Fe mampu meningkatkan kadar radikal bebas. Antioksidan dapat berperan sebagai substrat yang akan teroksidasi lebih dulu karena sifatnya lebih reaktif. Pengujian reduksi ion besi dilakukan untuk mengetahui kemampuan antioksidan dalam beras organik untuk menetralkan ion besi. 798

9 Gambar 6. Kemampuan mereduksi ion besi pada berbagai jenis beras Ekstrak beras merah memiliki kemampuan mereduksi ion besi yang paling tinggi dibandingkan beras hitam dan beras putih. Kemampuan mereduksi ion besi ditentukan oleh jumlah electron atau proton yang dapat didonorkan oleh senyawa antioksidan terhadap ion besi (III) menjadi ion besi (II). Kemampuan mereduksi ion besi oleh senyawa antioksidan dalam beras merah berkorelasi positif dengan total fenol dan total antosianin. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa rendemen ekstrak beras organik putih varietas Cianjur paling tinggi, namun aktivitas antioksidan beras organik merah varietas Saodah berdasarkan kemampuan menangkap radikal DPPH dan mereduksi ion besi paling tinggi dibandingkan kedua varietas beras yang lain, yang berkorelasi positif dengan kadar total fenol dan total flavonoid. Antosianin merupakan senyawa flavonoid terbesar penyusun beras organik hitam varietas Jawa. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada Kementrian Riset dan Teknologi (Kemanristek) atas dana penelitian yang diberikan melalui Proyek Insentif Riset Sinas tahun

10 DAFTAR PUSTAKA Chakuton K, Puangpropintag D, Nakornriab M Phytochemical content and antioxidant activity of colored and non-colored Thai rice cultivars. Journal Asian Journal of Plant Sciences 11: Dungir SG, Dewa GK, Vanda SK Aktivitas antioksidan ekstrak fenolik dari kulit buah manggis (Garcinia mangostana L.). Jurnal MIPA UNSRAT online 1(1): Escribano-Bailon MT, Santos-Buelga C, Rivas-Gonzalo C Anthocyanins in cereals. Journal of Chromatography 1054 (1-2): Ghosh D, Scheepens A Review: Vascular action of polyphenols. Molecular Nutrition & Food Research 53: Halim FY Identifikasi potensi antioksidan minuman coklat dari kakao Lindak (Theobroma cacao L.) dengan berbagai cara preparasi: metode ferric reducing antioxidant power (FRAP). Skripsi: Unika Widya Mandala Surabaya. Halliwell B, Gutteridge JMC Role of free radical and catalytic metal ions in human disease. American of Journal Medicine 91:3C-4S Sutharut J, Sudarat J Total anthocyanin content and antioxidant activity of germinated colored rice. International Food Research Journal 10(1): Vichapong J, Sookserm M, Srijesdaruk V, Swatsitang P, Srijaranai S High performance liquid chromatographic analysis of phenolic compounds and their antioxidant activities in rice varieties. LWT-Food Science Technology 43: Wang LS, Stoner GD Anthocyanins and their roles in cancer prevention. Cancer Letters 269: Yodmanee S, Karrila TT, Pakdeechanuan P Physical, chemical and antioxidant properties of pigmented rice grown in Southern Thailand. International Food Research Journal 18: