Purnamasari, Vita (2021) "Karakterisasi Fisiko-Kimia dan Senyawa Bioaktif, Kajian In-Silico dan In-Vitro Antioksidan dan Antidiabetes Buah Pandan Anggur (Sararanga sinuosa Hemsley) ". Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
"Buah pandan anggur (Sararanga sinuosa Hemsley) digolongkan dalam buah beri, berbentuk ginjal, berwarna putih-kehijauan sampai merah. Buah S. sinuosa segar diketahui dikonsumsi oleh Suku Tepra di Depapre, Kabupaten Jayapura serta masyarakat di Pulau Yapen, Papua. Buah beri secara umum mengandung komponen fungsional yaitu senyawa bioaktif yang memiliki kapasitas untuk memodulasi satu atau lebih proses metabolisme dalam tubuh sehingga bermanfaat bagi kesehatan, diantaranya memperbaiki kondisi diabetes melitus. Informasi mengenai karakteristik fisik dan kimia serta senyawa bioaktif serta pengujian kemampuan ekstrak metanol:air:asam dan ekstrak air buah S. sinuosa menghambat aktivitas enzim α-glukosidase dan α-amilase belum pernah dilaporkan sebelumnya. Informasi mengenai karakteristik fisik, kimia, senyawa bioaktif dan aktivitas antidiabetes buah S. sinuosa penting diketahui untuk dasar pemanfaatannya sebagai pangan fungsional. panjang dan berat tandan rata-rata masing-masing 1,38 ± 0,01 kg dan 16,02 ± 0,88 m. Sedangkan berat buah, diameter polar dan diameter ekuatorial diantara selama pemasakan buah masing-masing putih-kehijauan (0,97 ± 0,04 g; 16,78 ± 1,06 mm; 10,83 ± 0,73), oranye-merah (1,10 ± 0,03 g; 18,00 ± 0,91 mm; 11,32 ± 0,73 mm) dan merah (1,33 ± 0,03 g; 18,49 ± 0,92 mm; 11,59 ± 0,54 mm). Selama pemasakan buah S. sinuosa berubah dari hijau menjadi merah yang ditunjukkan dengan perubahan nilai a* dan b*. Hal ini diperkuat dengan penurunan nilai hue angle. Perubahan warna beri menjadi lebih gelap pada akhir periode pemasakan yang ditunjukkan dengan penurunan lightness (L*). Parameter tekstur buah S. sinuosa yaitu hardness, cohesiveness, gumminess, springiness dan chewiness mengalami perubahan selama pemasakan buah. Buah S. sinuosa lebih keras, chewy, springy, cohesive dan gummy jika dibandingkan strawberry. Sedangkan dibandingkan anggur, parameter tekstur buah S. sinuosa lebih keras namun menunjukkan cohesiveness, chewiness dan springiness yang lebih rendah. Pemasakan buah mempengaruhi karakteristik kimia buah S. sinuosa. Analisa proksimat (berdasarkan berat basah buah) selama pemasakan buah S. sinuosa menunjukkan kadar air (86,39-87,44%), kadar abu (0,72-0,57%) dan serat kasar (11,41-1,54%) menurun ketika buah berkembang menjadi oranye-merah dan merah. Sedangkan kadar total karbohidrat (by different) meningkat secara signifikan dari 10,72% menjadi 11,97% selama pemasakan buah. Kadar protein (0,56-0,63%) dan kadar lemak (0,49-0,43%) menunjukkan tidak terdapat perbedaan selama pemasakan buah. Karakter kimia buah S. sinuosa selama pemasakan buah S. sinuosa seperti total asam (1,78-2,58%) mengalami penurunan. Sedangkan total padatan terlarut (12,56-13,59%) dan pektin (0,14-0,47%) mengalami kenaikan selama pemasakan buah S. sinuosa. pH (3,86-3,91) buah S. sinuosa tidak mengalami perubahan selama pemasakan buah. Lima asam organik teridentifikasi pada buah S. sinuosa yaitu asam askorbat, asam malat, asam laktat, asam sitrat dan asam asetat. Asam askorbat adalah asam organik utama (359,93-199,01 mg/100g bb) pada semua warna tahap pemasakan buah S. sinuosa diikuti asam malat (318,74-176,29 mg/100g bb), asam laktat (239,76-133,70 mg/100 g bb) dan asam asetat (120,37-66,47 mg/100 g bb) serta asam sitrat (121,20-66,65 mg/100g bb). Glukosa adalah gula utama (7,16-8,05 mg/g bb) yang ditemukan selama pemasakan buah S. sinuosa dikuti fruktosa (4,01-4,37 mg/g bb) dan sukrosa (2,05-2,32 mg/g bb). Kalium (88,75-405,65 mg/100g bb) dan kalsium (92,20-56,95 g/100g bb) adalah mineral yang dominan pada semua warna selama pematangan buah S. sinuosa, diikuti fosfor (9,39-9,32 mg/100g bb), besi (0,56-0,65 mg/100g bb), seng (0,20-0,18 mg/100g bb) dan tembaga (0,25-0,22 mg/100g bb). Kadar senyawa bioaktif buah S. sinuosa dipengaruhi pemasakan buahnya. Kadar total fenol dan total flavonoid menurun, sedangkan total antosianin dan karotenoid meningkat selama pemasakan buah. Kadar total fenol, total flavonoid dan total antosianin ekstrak metanol:air:asam, masing-masing 851,31-740,89 mg GAE/100g bb, 204,72-106,35 mg QUE/100g bb dan 18,08-57,03 mg Cya-3-Glu/100g bb, lebih tinggi dibandingkan ekstrak air, masing-masing 600,23-552,78 mg GAE/100g bb, 140,14-96,81 mg QUE/100g bb dan 8,35-11,13 mg Cy-3-Glu/100g bb. Pelargonidin dan cyanidin adalah antosianidin yang terdeteksi pada buah S. sinuosa. Komposisi asam fenolat buah S. sinuosa berturut-turut berdasarkan kadarnya asam galat>asam kafeat>asam ferulat>asam kumarat>asam vanilat>asam p-hidroksibenzoat>asam syringat. Komposisi karotenoid buah S. sinuosa dari kadar tertinggi berturut-turut β-karoten>α-karoten>β-kriptoxanthin>zeaxanthin>lutein. Aktivitas antioksidan buah S. sinuosa dipengaruhi pemasakan buah. Aktivitas scavenging radikal DPPH, scavenging radikal ABTS dan reducing power (RP) ekstrak air buah S. sinuosa terbaik masing-masing ditunjukkan oleh buah warna merah (109,91 ± 0,84 mg GAE/100g bb), buah putih-kehijauan (57,74 mg GAE/100g bb) dan buah warna putih kehijauan (11,77 mg GAE/100g bb). Sedangkan aktivitas scavenging radikal DPPH dan ABTS serta (RP) terbaik ekstrak metanol:air:asam buah S. sinuosa masing-masing ditunjukkan oleh buah warna putih-kehijauan (260,81 mg GAE/100g bb), buah warna putih-kehijauan (2,12 mg GAE/100g bb) dan buah warna merah (27,83 mg GAE/100g bb). Analisa profil senyawa fenolik buah S. sinuosa dilakukan pada buah warna putih-kehijauan dan buah warna merah yang menunjukkan aktivitas antioksidan terbaik. Pada ekstrak air buah warna putih-kehijauan teridentifikasi tentatif asam kafeat, asam ferulat, asam isovanilat, asam syringat, (R)-3-(3,4-dihidroksifenil)laktat, katekol, 7-hidroksikumarin, 3,4-dihidroksibenzaldehida, benzaldehida, p-cumic aldehida, florisobutirofenon dan asetofenon. Sedangkan pada ekstrak air buah warna merah teridentifikasi tentatif asam o-kumarin, asam kafeat, asam sinapinat, asam klorogenat, asam ferulat, asam syringat, asam isovanilat, 7-hidroksikumarin, trans-sinamaldehida, maltol, asetofenon dan guaiacol. Identifikasi tentatif senyawa fenolik pada ekstrak metanol:air:asam buah S. sinuosa warna putih-kehijauan menemukan asam o-kumarin, asam isoferulat, 4-hidroksibenzoat, (2S,3S)-2,3-dihidroksi-2,3-dihidroksibenzoat, asam syringat, asam isovanilat, 4-hidroksibenzil alkohol, turunan asam 5-metilsalisilat, 4-hidroksibenzaldehida, floroglucinol dan asetofenon. Sedangkan identifikasi tentatif senyawa fenolik pada buah S. sinuosa warna merah menemukan asam klorogenat, asam 4-metoksisinamat, asam isovanilat, turunan asam 5-metoksisalisilat, 7-hidroksikumarin, maraniol, trans-sinamaldehida, sinamaldehida, 3,4-dihidroksibenzaldehida, guaiacol dan asetofenon. Aktivitas scavenging radikal bebas dan reduktor diprediksi probabilitasnya menjadi aktif pada kisaran 50%<Pa>70%. Buah S. sinuosa juga diprediksi mempunyai aktivitas antidiabetes, melalui penghambatan enzim α-amilase, α-glukosidase, aldose reduktase dan NADPH oksidase berdasarkan profil senyawa fenoliknya. Penghambatan α-amilase dan α-glukosidase berperan memperlambat pencernaan karbohidrat dan penyerapan glukosa. Sedangkan penghambatan aldose reduktase dan NADPH oksidase berperan masing-masing menghambat pembentukan sorbitol dan ROS yang berkontribusi pada pembentukan AGE (Advance Glycation End Prosuct). Diprediksi juga interaksi senyawa fenolik buah S. sinuosa dengan human serum albumin (HSA). Protein, termasuk HSA, dapat terglikasi karena hiperglikemia. Glikasi HSA diketahui merupakan prekursor awal produk akhir glikasi lanjutan (AGE), yang menyebabkan perubahan pada berbagai protein dan organel seluler. AGE berkontribusi dalam komplikasi akibat diabetes mellitus. Hasil docking molekuler menunjukkan sebagian besar senyawa fenolik buah S. sinuosa diprediksi dapat berinteraksi dengan situs katalitik (ortosterik) dan/atau situs alosterik enzim α-amilase, α-glukosidase, aldose reduktase dan NADPH oksidase. Senyawa fenolik buah S. sinuosa dengan Pa >40% diprediksi berinteraksi dengan situs katalitik HSAmy dan HPA pada Asp197 dan/atau Asp300 dan/atau Glu233 melalui ikatan hidrogen, kecuali asam vanilat, asam syringat, asam isovanilat, benzaldehida pada HSAmy dan asam isovanilat, asam syringat pada HPA. Prediksi interaksi dengan α-glukosidase Saccharomyces cerevisiae menunjukkan afinitas pengikatan yang kuat (-8,2 sampai -9,9 kkal/mol) ditunjukkan asam klorogenat dan antosianin (kecuali pelargonidin-3,5-diglukosida) yang berikatan pada residu asam amino situs ortosterik dan situs alosterik. Asam klorogenat, pelargonidin 3-glukosida dan pelargonidin 3-arabinosida buah S. sinuosa diprediksi berperan menggantikan substrat C-MGAM dengan afinitas pengikatan yang tinggi dan berpotensi mempunyai situs pengikatan yang mirip dengan acarbose. Sedangkan cyanidin-3-glukosida (-8,9 kkal/mol) dan cyanidin-3-rutinosida (-9,6 kkal/mol) diprediksi mempunyai kemampuan berinteraksi dengan situs alosterik dan ortosterik N-SI dengan afinitas yang tinggi. Senyawa fenolik pada buah S. sinuosa yang diprediksi menunjukkan selektifitas terhadap AR dan spesifik mencegah pengikatan glukosa tanpa menganggu fungsi detoksifikasinya adalah pelargonidin-3-glukosida, cyanidin-3-glukosida dan cyanidin-3-rutinosida. Berdasarkan jumlah interaksi senyawa fenolik buah S. sinuosa dengan residu asam amino yang menyusun domain protein sitoplasma p47phox (1NG2) serta domain PB I heterodimer p40phox dan p67phox (1OEY) serta afinitas pengikatannya, diprediksi asam isoferulat, pelargonidin 3,5-diglukosida, pelargonidin 3-rutinosida, pelargonidin 3-glukosida, pelargonidin 3-arabinosida, cyanidin 3-glukosida, cyanidin 3-rutinosida, pelargonidin 3-malonilglukosida dan cyanidin 3-malonilglukosida diprediksi berpotensi menghambat aktifasi NOX2 melalui pengikatannya dengan tiga protein sitoplasma aktifator NOX2. Asam vanilat, (2S,3S)-2,3-dihidroksi-2,3-dihidrobenzoat, asam p-hidroksibenzoat, asam galat, asam isoferulat, asam p-kumarat, asam klorogenat, asam kafeat, asam syringat, asam o-kumarin, asam sinapinat, asam 4-metoksisinamat, asam 3,4-dihidroksifenilpropionat, 7-hidroksikumarin, maraniol, trans-sinamaldehida, florogluinol, florisobutirofenon, asam 5-metoksisalisilat, asam ferulat, 3,4-dihidroksibenzaldehida, maltol, guaiacol, katekol, 4-hidroksibenzaldehida dan 4-hidroksibenzil alkohol menunjukkan interaksinya dengan residu asam amino situs glikasi nonenzimatik HSA (Lys199 dan/atau Lys195 atau Arg197) pada subdomain IB dan IIA (sub domain favorit glukosa) sehingga diprediksi mampu menghambat interaksi gula dengan HSA. amilase dan α-glukosidase merupakan target penting dalam pengelolaan diabetes mellitus sehingga digunakan dalam uji in vitro. Hasil penelitian tahap III menunjukkan aktivitas % penghambatan SCM α-glukosidase dan human salivary α-amilase ekstrak air buah S. sinuosa dipengaruhi oleh tahap pemasakan buahnya. Buah S. sinuosa warna putih-kehijauan menunjukkan % penghambatan terbaik (93,24 ± 0,46) untuk SCM α-glukosidase, sedangkan buah warna merah menunjukkan % penghambatan terbaik (50,56 ± 0,71) untuk human salivary α-amilase. Asam kafeat, asam ferulat, asam isovanilat, asam syringat, (R)-3-(3,4-dihidroksifenil)laktat, 7-hidroksikumarin (umbelliferone), 3,4-dihidroksibenzaldehida, 4-hidroksibenzaldehida, benzaldehida, p-cumic aldehyde, katekol dan florisobutirofenon yang terdeteksi sementara pada buah S. sinuosa warna putih-kehijauan diprediksi berperan dalam aktivitas penghambatan enzim α-glukosidase melalui analisa in silico. Sedangkan asam o-kumarat, asam kafeat, asam sinapinat, asam ferulat, 7-hidroksikumarin (umbelliferone), trans-sinamaldehida dan guaiacol yang teridentifikasi tentatif pada buah S. sinuosa warna merah berdasarkan analisa in silico diprediksi berperan dalam aktivitas penghambatan enzim α-amilase. Enzim α-glukosidase di usus serta enzim α-amilase di saliva dan pankreas berperan dalam pencernaan karbohidrat. Penghambatan kedua enzim merupakan pendekatan terapi yang memperlambat pencernaan karbohidrat dan penyerapan glukosa, sehingga dapat menstabilkan tingkat gula darah, mencegah dan/atau menurunkan hiperglikemia. Oleh karena itu, kontrol terhadap α-amilase dan α-glukosidase merupakan aspek penting dalam terapi diabetes mellitus tipe 2."
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | 062110 |
| Subjects: | 300 Social sciences > 338 Production |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Keteknikan Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian |
| Depositing User: | Unnamed user with username santoso |
| Date Deposited: | 23 Oct 2021 03:34 |
| Last Modified: | 30 Sep 2024 06:16 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/185275 |
![[thumbnail of -Vita Purnamasari.pdf]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
-Vita Purnamasari.pdf Download (26MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |