BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Uraian Tumbuhan 2.1.1 Sistematika tumbuhan Sistematika tumbuhan pepaya adalah sebagai berikut (Herbarium Bandungense, 2012; Anonim, 2008). Kingdom/ Kerajaan Subkingdom Divisi Kelas Bangsa/ Ordo Suku/ Suku Marga/ Genus Jenis/ Spesies : Plantae : Tracheobionta (tumbuhan berpembuluh) : Magnoliophyta (tumbuhan berbunga) : Magnoliopsida (dikotil) : Violales : Caricaceae : Carica : Carica papaya 2.1.2 Habitat tumbuhan Di Indonesia tanaman pepaya tersebar dimana-mana bahkan telah menjadi tanaman perkarangan. Sentra penanaman buah pepaya di Indonesia adalah daerah Jawa barat (kabupaten Sukabumi), Jawa Timur (kabupaten Malang), Pasar Induk Kramat Jati DKI, Yogyakarta (Sleman), Lampung Tengah, Sulawesi Selatan (Toraja), Sulawesi Utara (Manado). Pepaya merupakan tanaman yang berasal dari Amerika Tengah dan Hindia Barat bahkan kawasan sekitar Meksiko dan Coasta Rica. Tanaman pepaya banyak ditanam orang, baik di daerah tropis maupun sub
tropis, di daerah-daerah basah dan kering atau di dataran dan pegunungan (sampai 1000 m di atas permukaan laut) (Prihatman, 2000). 2.1.3 Nama lain Di indonesia Tanaman papaya dikenal dengan berbagai nama diantaranya: Sumatra : Kabaelo, peute, pastelo, embetik, botik, bala, sikailo, kates, kepaya, kustela, papaya, pepaya, singsile, batiek, kalikih, pancene, pisang, katuka, pisang patuka, pisang pelo, gedang, punti kayu. Jawa : Gedang, ketela gantung, kates, gedhang. Kalimantan : Bua medung, pisang malaka, buah dong, majan, pisang mentela, gadang, bandas. Nusa Tenggara : Gedang, kates, kampaja, kalu jawa, padu, kaut panja, kalailu, paja, kapala, hango, muu jawa, muku jawa, kasi. Sulawesi : Kapalay, papaya, pepaya, keliki, sumoyori, unti jawa, tangan-tangan nikare, kaliki, rianre. Maluku : Tele, palaki, papae, papaino, papau, papaen, papai, papaya, sempain, tapaya, kapaya. Papua : Sampain, asawa, menam, siberiani, tapaya (Iman, 2009) 2.1.4. Morfologi tumbuhan Pepaya (Carica papaya) merupakan tumbuhan yang berbatang tegak dan basah. Pepaya menyerupai palma, bunganya berwarna putih dan buahnya yang masak berwarna kuning kemerahan, rasanya seperti buah melon. Tinggi pohon pepaya dapat mencapai 8 sampai 10 meter dengan akar yang kuat. Helaian daunnya menyerupai telapak tangan manusia. Apabila daun pepaya tersebut dilipat menjadi dua bagian persis di tengah, akan nampak bahwa daun pepaya
tersebut simetris. Rongga dalam pada buah pepaya berbentuk bintang apabila penampang buahnya dipotong melintang(anonim, 2006). Pepaya adalah monodioecious (berumah tunggal sekaligus berumah dua) dengan tiga kelamin: tumbuhan jantan, betina, dan banci (hermafrodit). Tumbuhan jantan dikenal sebagai "pepaya gantung", yang walaupun jantan kadang-kadang dapat menghasilkan buah pula secara "partenogenesis". Buah ini mandul (tidak menghasilkan biji subur), dan dijadikan bahan obat tradisional. Bunga pepaya memiliki mahkota bunga berwarna kuning pucat dengan tangkai atau duduk pada batang. Bunga jantan pada tumbuhan jantan tumbuh pada tangkai panjang. Bunga biasanya ditemukan pada daerah sekitar pucuk (Anonim a, 2011). Pepaya Jantan yaitu pepaya yang memiliki bunga majemuk yang bertangkai panjang dan bercabang-cabang. Bunga pertama terdapat pada pangkal tangkai. Ciri-ciri bunga jantan ialah putih/bakal buah yang rundimeter yang tidak berkepala, benang sari tersusun dengan sempurna(anonim a, 2011). 2.1.5 Kandungan kimia Berdasarkan penelitian fitokimia dan diuji aktivitas antioksidan bunga jantan segar pepaya gantung (Carica papaya L.) menunjukkan adanya flavonoida, tanin, steroida-triterpenoida, dan karbohidrat (Indrawati, dkk., 2002). 2.1.5.1 Flavonoida Flavonoida merupakan senyawa fenol yang memiliki dua cincin benzen dan dipisahkan oleh satu unit propane dan berasal dari flavon. Flavonoida terdapat pada buah-buahan, sayur-sayuran, dan minuman yang diperoleh dari tanaman asli, dan biasanya ditemukan dalam tanaman dalam bentuk glikosida (Cseke, et al., 2006). Lebih dari 4000 senyawa flavonoida yang berbeda telah diisolasi dan
diidentifikasi hingga saat ini. Kelompok senyawa ini mendapat perhatian karena memiliki beberapa aktifitas biologis termasuk sifat antimutagenik dan antikanker (Ahmad, 2006). Sejumlah penelitian epidemiologi menunjukkan bahwa terdapat korelasi yang jelas antara konsumsi buah dan sayur-sayuran dengan resiko kanker pada organ saluran pencernaan (Shi, et al., 2004). 2.1.5.2 Triterpenoida Terpenoida adalah suatu kelompok produk senyawa alam yang memiliki rangka karbon yang tersusun dari isoprena C5. Sedangkan triterpen yaitu turunan dari terpen dan memiliki kerangka dasar C30 (Galor, et al., 2004). Beberapa kelompok triterpen yang penting yaitu triterpen, steroida, saponin, sterolins, dan glikosida jantung (Cseke, et al., 2006). Triterpen merupakan unsur pokok yang biasanya terdapat pada tanaman dan makanan obat dan secara ekstensif telah diteliti memiliki sifat antiinflamasi. Di Negara-negara Asia beberapa triterpenoida digunakan sebagai agen antiinflamasi dan antikanker (Tobyn, et al., 2011). 2.1.5.3 Tanin Tanin merupakan oligomer yang larut dalam air, memiliki gugus fenol, mampu berikatan atau mempercepat pelarutan protein. Tanin umumnya terdapat pada jaringan kayu, tetapi bisa juga ditemukan pada bagian daun, bunga atau biji (Cseke, et al., 2006). Konsumsi minuman yang mengandung tannin, seperti teh hijau dan anggur merah dilaporkan dapat mengobati atau mencegah beberapa penyakit karena tanin dapat menstimulasi sel fagosit, menghambat tumor. Selain itu juga dapat menghambat mikroba dengan cara membentuk kompleks dengan protein mikroba melalui hidropobisitas, hidrogen dan juga melalui ikatan kovalen (Chattopadhyay, 2006).
2.1.6 Khasiat tumbuhan Hampir seluruh bagian tumbuhan papaya memiliki khasiat. Daun pepaya berkhasiat untuk mengobati batu ginjal, hipertensi, malaria, keputihan, malnutrisi pada anak-anak, dan mengobati nyeri haid (Anonim, 2006). Buah pepaya yang masih mengkal memiliki efek menggugurkan kandungan, sedangkan buah pepaya yang sudah matang berkhasiat untuk melancarkan gangguan sistem pencernaan, selain itu dalam buah pepaya terdapat enzim papain yang berfungsi untuk memecah protein menjadi arginin, dimana, arginin telah diuji laboratorium dapat mencegah kanker payudara. Biji pepaya berkhasiat sebagai obat cacing (Anonim, 2009). Akar tanaman pepaya berkhasiat untuk mengobati rematik, dan gangguan saluran kencing (Anonim, 2006). 2.2 Ekstraksi Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan menggunakan suatu pelarut cair. Senyawa aktif yang terdapat dalam berbagai simplisia dapat digolongkan kedalam golongan minyak atsiri, alkaloida, flavonoida dan lain-lain. Dengan diketahuinya senyawa aktif yang dikandung simplisia akan mempermudah pemilihan pelarut dengan cara ekstraksi yang tepat (Ditjen POM, 2000). Ekstrak adalah sediaan kering, kental atau cair dibuat dengan menyari simplisia nabati atau hewani menurut cara yang cocok, di luar pengaruh cahaya matahari langsung (Ditjen POM,1979).
2.3 Metode ekstraksi Menurut Ditjen POM (2000), beberapa metode ekstraksi: 1. Cara dingin i. Maserasi, adalah proses pengekstrasian simplisia dengan menggunakan pelarut dengan beberapa kali pengocokan atau pengadukan pada temperatur ruangan (kamar). ii. Perkolasi, adalah ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru sampai sempurna yang umumnya dilakukan pada temperatur ruangan. 2. Cara panas i. Refluks, adalah ekstraksi dengan pelarut pada temperatur titik didihnya, selama waktu tertentu dan jumlah pelarut terbatas yang relatif konstan dengan adanya pendingin balik. Umumnya dilakukan pengulangan pada residu pertama sampai 3-5 kali sehingga dapat termasuk proses ekstraksi sempurna. ii. Soxhlet, adalah ekstraksi menggunakan pelarut yang selalu baru yang umumnya dilakukan dengan alat khusus sehingga terjadi ekstraksi kontinu dengan jumlah pelarut relatif konstan dengan adanya pendingin balik. iii. Digesti, adalah maserasi kinetik (dengan pengadukan kontinu) pada temperatur yang lebih tinggi dari temperatur ruangan, yaitu secara umum dilakukan pada temperatur 40-50 o C. iv. Infus, adalah ekstraksi dengan pelarut air pada temperatur penangas air (bejana infus tercelup dalam penangas air mendidih, temperatur terukur 96-98 o C) selama waktu tertentu (15-20 menit).
v. Dekok, adalah infus pada waktu yang lebih lama dan temperatur sampai titik didih air. 2.4 Gen Secara struktur, gen merupakan unit dasar dari materi hereditas yang terdapat dalam kromosom (Rittner, et al., 2004; Gardner, et al., 1984). Sedangkan secara molekuler gen merupakan seluruh rangkaian asam inti yang dibutuhkan untuk pembentukan suatu produk gen fungsional (polipeptida atau RNA) (Lodish, et al., 2003). Pada sel gen memiliki fungsi tertentu, salah satunya disebut dengan proto-onkogen, berfungsi untuk mengatur pembelahan, pertumbuhan, dan mengatur komunikasi satu sel dengan sel lainnya, serta mengatur apoptosis (Postlethwait, et al., 2006; Macdonald, et al., 2004). Selain itu ada juga gen yang berfungsi untuk menghambat proliferasi sel dengan cara menghambat progresi dan diferensiasi sel, disebut dengan tumor supresor gen. Mutasi pada salah satu atau kedua gen tersebut dapat menyebabkan ketidakstabilan gen dan akan menyebabkan terjadinya gangguan pada pertumbuhan dan perkembangan sel (Macdonald, et al., 2004). Gambar 2.1 Mutasi pada Proto-onkogen atau Tumor-supresor gen Sumber gambar (Postlethwait, et al., 2006 )
2.5 Mutasi Gen dan Mutagen 2.5.1 Mutasi gen Mutasi merupakan perubahan turun temurun pada materi genetik yang menimbulkan berbagai bentuk kelainan gen. Secara garis besar terdapat dua tipe mutasi yaitu yang mempenagaruhi gen dan mempengaruhi seluruh kromosom (menyebabkan kerusakan kromosom). Mutasi dapat terjadi secara spontan maupun memalui induksi (Gardner, et al., 1984). Mutasi sebenarnya terjadi pada sel secara terus menerus, namun frekuensinya sangat rendah dalam kondisi normal, dan banyak mutasi yang berbahaya namun beberapa tidak menyebabkan pengaruh apa-apa pada sel (Postlethwait, et al., 2006). Kesalahan pada saat replikasi gen pada molekul Deoxyribo Nucleic Acid (DNA) dapat menyebabkan terjadinya insersi (penyisipan), delesi (penghapusan), dan substitusi (penggantian) satu atau lebih basa akan menimbulkan mutasi (Stansfield, et al., 2003). 2.5.2 Mutagen Mutagen yaitu agen yang dapat menyebabkan terjadinya mutasi dalam sel (Postlethwait, et al., 2006). Agen mutagen tersebut dapat berupa fisika, kimia, radiasi-pengion, sinar uv dan obat-obatan (Stansfield, et al., 2003; Ruddon, 2007; Gardner, et al., 1984). Mutagen yang pertama kali ditemukan yaitu gas mustard yang dikenal sebagai agen pengalkilasi (Gardner, et al., 1984). Beberapa tahun yang lalu, hampir seluruh mutagen kuat diketahui sebagai karsinogen yang dapat menyebabkan kanker (Yuwono, 2010). Mutagen dapat menimbulkan kerusakan DNA sel. Kerusakan DNA dalam sel telur atau sperma manusia dapat menurunkan kesuburan, aborsi spontan, cacat
lahir, dan penyakit keturunan, selain itu mutagen juga dapat menyebabkan tumor baik pada hewan maupun manusia (Wisaksono, 2002; Macdonald, et al., 2004). Karsinogen kimia dapat dibedakan menjadi beberapa kategori di antaranya yaitu karsinogen yang bekerja langsung dan prokarsinogen. Karsinogen yang bekerja secara langsung memiliki sifat elekrofilik alami yang dapat bereaksi dengan secara nukleofilik dengan residu protein pada sel dan asam inti (RNA dan DNA) membentuk ikatan kovalen dengan karsinogen. Contoh karsinogen kimia yang bekerja langsung adalah siklofosfamid (Franco, et al., 2002). Siklofosfamid merupakan obat kanker yang dapat digunakan untuk beberapa jenis kanker. Obat ini akan diubah di dalam hati menjadi dua senyawa aktif yaitu akrolein dan fosforamid, dimana kedua senyawa inilah yang akan menghambat pertumbuhan sel, dengan cara berinteraksi dengan DNA sel kanker (Anonim, 2000). 2.6 Uji Mikronuklei Secara In vivo Mikronukleus adalah fragmen kromosom atau kromosom utuh yang tertinggal dalam sitoplasma selama mitosis. Pada beberapa spesies, kita dapat mengukur pembentukan mikronukleus darah perifer secara spontan (Batista- Gonzalez, et al., 2006). Mikronukleus atau jamaknya mikronuklei adalah anak inti sel berbentuk bulat kecil yang berada di sekitar sitoplasma sel limfosit dan mempunyai ukuran kurang lebih 1/5 bagian dari inti sel induknya (limfosit). Para peneliti menganggap bahwa terbentuknya mikronuklei ini berasal dari fragmen asentrik atau kromosom yang tertinggal pada waktu sel melakukan mitosis sebagai hasil kerusakan atau cacat pada perlengkapan benang kromosom,
sehingga mikro nuklei ini mulai terbentuk pada stadium telofase (Lusiyanti, dkk., 1999). Gambar 2.2 Pembentukan Mikronukleus Sumber gambar (Durling, 2008) Genotoksisitas yaitu proses terjadinya ineteraksi suatu agen dengan DNA dan target sel lain yang mengontrol materi genetik. Bebarapa agen genotoksik (penginduksi) seperti paparan radiasi sinar gamma, logam (Kadmium dan Arsen), dan beberapa obat kanker seperti siklofosfamid. Asam inti dapat mengalami kerusakan karena diinduksi oleh siklofosfamid, dan kerusakan inilah yang akan memicu terjadinya mutasi yang pada akhirnya menimbulkan sitotoksisitas, karsinogenisitas, dan teratogenisitas (Arafa, et al., 2008). Uji mikronuklei secara in vivo adalah satu metode yang penting untuk menilai sifat genotoksisitas suatu senyawa. Uji mikronuklei secara invivo sebagian besar dilakukan pada tikus. Sel eritrosit adalah salah satu jenis sel yang paling cocok untuk dilakukan pengukuran pada penginduksian mikronuklei, karena kurangnya inti utama sel tersebut. Inti utamanya diekstruksi selama pematangan eritroblast (Durling, 2008). Uji mikronukleus digunakan untuk mendeteksi kerusakan kromosom atau gangguan proses mitosis sel eritroblast yang disebabkan oleh suatu senyawa penginduksi tertentu. Sampel yang dianalisa adalah sel darah merah pada sumsum tulang dan atau sel darah perifer hewan, biasanya hewan pengerat (OECD, 1997).