Antioksidan adalah senyawa yang dapat menunda atau menghambat proses oksidasi lipid atau molekul lain melalui inhibisi proses inisiasi atau propagasi reaksi rantai oksidatif.[1],[2] Menurut Halliwell, antioksidan adalah substansi yang ketika pada konsentrasi rendah dibandingkan terhadap substrat yang bisa dioksidasi, secara signifikan akan memperlambat atau mencegah oksidasi substrat tersebut.[6] Oksidasi adalah reaksi kimia yang mentransfer elektron dari suatu substansi kepada agen pengoksidasi. Reaksi oksidasi bisa melibatkan produksi radikal bebas yang bisa membentuk rantai reaksi yang membahayakan.[2] Antioksidan bersifat menangkal radikal bebas dan bisa menterminasi rantai reaksi yang membahayakan tersebut dengan cara mengeliminasi intermediet radikal serta bisa menghambat reaksi oksidasi lain dengan membiarkan dirinya sendiri teroksidasi.[2],[3] Oleh sebab itu, antioksidan biasanya adalah agen pereduksi misalnya tiol atau fenol.[3]
Antioksidan bisa ditemui pada buah-buahan, sayuran, dan biji-bijian dalam bentuk vitamin, mineral, karotenoid, dan polifenol.[3],[4] Senyawa antioksidan seperti asam fenolat, polifenol, dan flavonoid meredam radikal bebas, seperti peroksida atau peroksil lipid dan oleh karena itu dapat menghambat mekanisme yang menyebabkan penyakit degeneratif.[5]
Antioksidan merupakan suatu senyawa yang dapat menunda dan mencegah kerusakan yang disebabkan oleh proses oksidasi. Antioksidan ini mampu mengubah sel-sel tubuh menjadi pengaman untuk melawan radikal bebas sebagai penyebab berbagai penyakit. Antioksidan dapat menghambat oksidasi melalui 2 jalur:
Melalui penangkapan radikal bebas ( free radical scavenging ). Antioksidan jenis ini disebut dengan antioksidan primer. Termasuk dalam jenis ini adalah senyawa-senyawa fenolik seperti galat dan flavonoid.
Tanpa melibatkan penangkapan radikal bebas. Antioksidan ini disebut dengan antioksidan sekunder yang mekanismenya melalui pengikatan logam dan menyerap sinar ultraviolet (Pokorny et al., 2007).
Definisi antioksidan
Antioksidan adalah suatu zat yang diperlukan tubuh untuk menetralisir radikal bebas dan mencegah kerusakan yang ditimbulkan oleh radikal bebas terhadap sel normal. Antioksidan menstabilkan radikal bebas dengan melengkapi kekurangan elektron yang dimiliki radikal bebas, dan menghambat terjadinya reaksi pembentukan radikal bebas yang dapat menimbulkan stress oksidatif (Holistic Health Solution, 2011).
Penggolongan dan sumber antioksidan
Antioksidan dapat digolongkan kedalam dua kelas :
Antioksidan preventif, yang mengurangi kecepatan inisiasi (permulaan) rantai reaksi, dan
Antioksidan pemutus rantai yang akan memotong perbanyakan reaksi berantai (Holistic Health Solution, 2011).
Antioksidan preventif mencakup enzim katalase serta peroksidasi lain yang bereaksi dengan ROOH, dan zat-zat khelasi ion. Antioksidan pemutus-rantai sering berupa senyawa fenol atau amin aromatik. Sumber-sumber antioksidan dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu antioksidan sintetik (antioksidan yang diperoleh dari hasil sintesa reaksi kimia) dan antioksidan alami (antioksidan hasil ekstraksi bahan alami).
Beberapa contoh antioksidan sintetik yang diijinkan penggunaanya untuk makanan dan penggunaannya telah sering digunakan, yaitu butil hidroksi anisol (BHA), butil hidroksi toluen (BHT), propil galat dan tert-butil hidoksi quinon (TBHQ). Senyawa antioksidan alami tumbuhan umumnya adalah senyawa fenolik atau polifenolik yang dapat berupa golongan flavonoid, kumarin dan tokoferol. Golongan flavonoid yang memiliki aktivitas antioksidan meliputi flavon, flavonol, isoflavon, katekin, flavonol dan kalkon (Windono et al., 2001).
Antioksidan merupakan senyawa pemberi elektron (elektron donor) atau reduktan. Antioksidan mencegah terjadinya oksidasi atau menetralkan senyawa yang telah teroksidasi dengan cara menyumbangkan hidrogen dan atau elektron (Silalahi, 2006). Senyawa ini mampu menginaktivasi berkembangnya reaksi oksidasi, dengan cara mencegah terbentuknya radikal atau dengan mengikat radikal bebas dan molekul yang sangat reaktif. Antioksidan tubuh dikelompokkan menjadi 3 yakni :
Antioksidan primer bekerja dengan cara mencegah terbentuknya radikal baru sebelum radikal ini sempat bereaksi, misalnya enzim superoksida dismutase yang berfungsi sebagai pelindung hancurnya sel-sel dalam tubuh karena radikal bebas.
Antioksidan sekunder yang berfungsi menangkap senyawa serta mencegah terjadinya reaksi berantai, misalnya vitamin E, vitamin C dan betakaroten yang diperoleh dari buah-buahan dan sayur-sayuran.
Antioksidan tersier yang memperbaiki kerusakan sel-sel dan jaringan yang disebabkan radikal bebas, misalnya enzim metionin sulfoksidan reduktase untuk memperbaiki DNA pada inti sel (Kumalaningsih, 2006).
Antioksidan yang ada di alam dibagi atas tiga macam yaitu:
Antioksidan yang dibuat oleh tubuh kita sendiri berupa enzim pada tubuh manusia, contohnya: enzim superoksida dismutase.
Antioksidan alami merupakan antioksidan yang dapat diperoleh dari tanaman atau hewan berupa tokoferol, vitamin C, betakaroten, flavonoid dan senyawa fenolik yang berfungsi menangkap radikal bebas serta mencegah terjadinya reaksi berantai sehingga tidak terjadi kerusakan yang lebih besar.
Antioksidan sintetik, dibuat dari bahan-bahan kimia yang biasanya ditambahkan ke dalam bahan pangan untuk mencegah terjadinya reaksi autooksidasi. Senyawa antioksidan sintetik yang secara luas digunakan adalah Butylated Hydroxyanisole (BHA), Butylated Hydroxytoluen (BHT), propil galat (Kumalaningsih, 2006).
Antioksidan Sintetik
Antioksidan sintetik biasanya ditambahkan ke dalam bahan pangan yang mengandung lemak untuk mencegah terjadinya reaksi autooksidasi. Banyaknya dikembangkan senyawa antioksidan sintetik dikarenakan antioksidan alami seperti vitamin E dan vitamin C sangat peka oleh berbagai proses pada pengolahan senyawa lemak, seperti suhu yang tinggi pada penggorengan atau pemanggangan. Senyawa antioksidan sintetik yang secara luas digunakan adalah Butylated Hydroxyanisole (BHA), Butylated Hydroxytoluen (BHT), propil galat. (Branen, et.al., 2002).
Butylated Hydroxytoluen(BHT)
Butylated Hydroxytoluen mempunyai berat molekul 220,35 dengan rumus bangun C15H24O. Butylated Hydroxytoluen mengandung tidak kurang dari 99,0% C15H24O. Pemerian: Hablur padat, putih, bau khas, lemah. Kelarutan: Tidak larut dalam air dan propilen glikol, mudah larut dalam etanol, kloroform dan eter. Penyimpanan dalam wadah tertutup baik (Ditjen POM, 1995).
Molekul antioksidan terbagi atas antioksidan yang larut dalam air, dan yang larut dalam lemak. Antioksidan yang larut dalam air, bekerja pada cairan dalam dan luar sel. Sementara itu, antioksidan yang larut dalam lemak, utamanya bekerja di dalam membran sel. Ada ribuan jenis senyawa yang dapat bertindak sebagai antioksidan. Masing-masing memiliki peranannya, dan dapat bekerjasama dengan senyawa antioksidan lain untuk melindungi tubuh. Selain itu, masing-masing senyawa antioksidan tidak dapat saling bertukar manfaat, sehingga penting bagi kita untuk mengonsumsi makanan sehat yang bervariasi. Ini adalah beberapa molekul dengan sifat antioksidan, yang mungkin juga sering kamu dengar, serta sejumlah kelompok makanan yang bisa dikonsumsi.
Vitamin A, yang terkandung dalam susu, mentega, telur, dan hati.
Vitamin E, yang bisa ditemukan di kacang-kacangan dan biji-bijian, seperti kacang almond, biji bunga matahari, hazelnut, dan kacang tanah.
Vitamin C, yang banyak terkandung dalam berbagai buah dan sayuran. Misalnya kelompok buah beri, kiwi, jeruk, pepaya, brokoli, tomat, bunga kol, dan sayur kale.
Beta-karoten, yang terkandung dalam banyak buah dan sayuran. Misalnya, buah persik, aprikot, pepaya, mangga, wortel, kentang manis, bayam, dan sayur kale.
Selenium, yang bisa didapatkan dengan mengonsumsi pasta, roti, gandum, jagung, dan nasi. Selain itu, senyawa antioksidan ini juga bisa ditemukan pada daging sapi, ikan, kalkun, ayam, telur, dan keju.
Lutein. Kita bisa memperoleh manfaatnya dengan mengonsumsi sayuran hijau, seperti sayur kale dan sayur bayam. Lutein juga bisa ditemukan pada brokoli, jagung, pepaya, dan jeruk.
Likopen, yang terkandung dalam buah dan sayuran berwarna merah atau merah muda. Dengan mengonsumsi anggur, semangka, aprikot, dan tomat, yang kayak likopen.
Mangan, yang bisa didapatkan dari biji-bijian, gandum, sayuran hijau, teh, dan kacang polong.
Katekin, yang bisa didapatkan dengan menyeduh teh hijau.
Zeanxantin. Kita dapat memperoleh molekul antioksidan ini di brokoli, sayur bayam, sayur kale, kuning telur, serta anggur.
Polifenol. Kita bisa memperolehnya dari berbagai kelompok makanan, seperti cengkeh, cokelat hitam, buah beri-berian, apel, ceri, plum, kacang polong, kacang almond, kacang kenari, sayur bayam, bawang merah, tempe, tofu, teh hijau, dan teh hitam.
Mekanisme pertahanan sel terhadap radikal bebas dikenal sebagai mekanisme antioksidan, yang mencakup :
Enzim antioksidan untuk mengeluarkan spesies oksigen reaktif, vitamin, dan scavenger (penyapu) radikal bebas antioksidan, kompartemensi sel, dan mekanisme perbaikan (repair). Enzim penyapu yang yang bersifat antioksidan mengeluarkan atau menyingkirkan superoksida dan hidrogen peroksida.
Vitamin E, vitamin C, dan mungkin karotenoid, yang disebut sebagai vitamin antioksidan, dapat menghentikan reaksi berantai radikal bebas.
Mekanisme pertahanan kompartemensi. Mekanisme pertahanan terhadap radikal bebas dengan pemisahan spesies dan tempat yang terlibat dalam pembentukan spesies oksigen reaktif dari bagian sel lainnya. Sebagai contoh, besi, yang memacu pembentukan ion hidroksil secara nonenzimatik, berikatan erat dengan protein tempat besi tersebut tersimpan, yaitu ferritin, dan tidak dapat bereaksi dengan spesies oksigen reaktif. Juga enzim-enzim yang proses kerjanya menghasilkan H2O2 yang terdapat di dalam peroksisom dengan kandungan enzim antioksidan yang tinggi.
Mekanisme perbaikan ( repair ). Mencakup mekanisme perbaikan DNA, pengeluaran asam lemak yang teroksidasi dari lemak membran, dan perbaikan protein dan asam amino yang teroksidasi melalui degradasidan resintesis protein.
Enzim-enzim Antioksidan
Pertahanan enzimatik terhadap spesies oksigen reaktif meliputi superoksida dismutase, glutation peroksidase, dan katalase.
Superoksida dismutase (SOD)
Superoksida dismutase (nomor klasifikasi EC 1.15.1.1) mengkonversi 2 molekul superoksida menjadi hidrogen peroksida dan oksigen. 10,24-30 Dismutasi anion superoksida menjadi hidrogen peroksida dan O2 oleh superoksida dismutase sering disebut sebagai pertahanan primer terhadap stress oksidatif karena superoksida merupakan inisiator kuat berbagai reaksi berantai. H2O2 yang dihasilkan bersifat kurang reaktif, dan karenanya kurang toksik dibandingkan superoksida. SOD mengakselerasi reaksi detoksifikasi ini sekitar 10,000 kali dibandingkan reaksi yang tidak dikatalisasi. Dismutasi superoksida:
O2- + O2- SOD O2 + H2O2
SOD merupakan enzim yang mengandung senyawa logam yang aktivitas antioksidannya bergantung pada mangan, tembaga (Cu2+), atau seng ( zinc , Zn) yang terikat padanya.28,29 Enzim ini banyak terdapat di dalam sitosol dan mitokondria. Pada mamalia, enzim-mangan banyak terdapat di mitokondria, sedangkan enzim yang banyak terdapat di sitosol adalah enzim yang mengandung seng atau tembaga.
Glutation reduktase dan glutation peroksidase
Sistem glutation peroksidase terdiri dari beberapa komponen, termasuk glutation peroksidase dan glutation reduktase dan kofaktor glutation (GSH) dan NADPH. Glutation peroksidase (nomor klasifikasi EC ) berperan dalam proses reduksi H2O2 dan peroksida lemak oleh glutation (GSH). Gugus sulhidril pada glutation (GSH) berfungsi sebagai donor elekron, dan dioksidasi menjadi bentuk disulfida (GSSG). Bila gugus disulfida telah terbentuk, gugus tersebut harus direduksi kembali menjadi bentuk sulfhidril oleh glutation reduktase. Glutation memerlukan NADPH sebagai kofaktor yang berperan mendonorkan elektron. Sel memiliki 2 glutation peroksidase, salah satunya memerlukan selenium untuk aktivitasnya.
