PENDAHULUAN
Metabolit sekunder adalah berbagai macam reaksi yang produknya tidak secara langsung terlibat dalam pertumbuhan normal. Dalam hal ini metabolit sekunder berbeda dengan bahan metabolit intermediet yang memang merupakan produk dari metabolisme normal.
Pada tanaman kedelai terkandung suatu senyawa yang merupakan senyawa metabolit sekunder, yaitu senyawa isoflavon. Kandungan isoflavon pada kedelai berkisar 2–4 mg/g kedelai. Senyawa isoflavon ini pada umumnya berupa senyawa kompleks atau konjugasi dengan senyawa gula melalui ikatan glukosida. Jenis senyawa isoflavon ini terutama adalah genistin, daidzin, dan glisitin. Bentuk senyawa demikian ini mempunyai aktivitas fisiologis kecil.
Senyawa ini terdistribusi secara luas pada bagian-bagian tanaman, baik pada akar, batang, daun, maupun buah, sehingga senyawa ini secara tidak disadari juga terikut dalam menu makanan sehari-hari. Bahkan, karena sedemikian luas distribusinya dalam tanaman maka dikatakan bahwa hampir tidak normal apabila suatu menu makanan tanpa mengandung senyawa flavonoida/isoflavon ini. Hal tersebut menunjukkan bahwa senyawa flavonoida tidak membahayakan bagi tubuh dan bahkan sebaliknya dapat memberikan manfaat pada kesehatan.
Selama proses pengolahan, baik melalui proses fermentasi maupun proses non-fermentasi, senyawa isoflavon dapat mengalami transformasi, terutama melalui proses hidrolisa sehingga dapat diperoleh senyawa isoflavon bebas yang disebut aglikon yang lebih tinggi aktivitasnya. Senyawa aglikon tersebut adalah genistein, glisitein, dan daidzein.
Masyarakat Indonesia yang secara tradisi telah lama mengkonsurnsi kedelai dalam bentuk produk-produk olahan seperti tahu, tempe, tauco, dan kecap, banyak diuntungkan dalam berbagai faktor karena produk tersebut mengandung nilai gizi tinggi, khususnya sebagai sumber protein; harganya relatif murah; mengandung senyawa aktif, khususnya isoflavon yang banyak mempunyai aktivitas fisiologis; serta produk yang dikonsumsi merupakan produk hasil olahan sehingga telah terjadi proses dekomposisi senyawa isoflavon kompleks menjadi senyawa isoflavon aglikon yang aktif.
Bentuk-bentuk produk olahan makanan tersebut sekaligus merupakan sumber isoflavon potensial untuk menunjang kesehatan tubuh kita. Berdasarkan hal tersebut maka mengkonsumsi kedelai dalam bentuk produk olahan terfermentasi lebih dianjurkan.
PEMBAHASAN
Kedelai Sebagai Sumber Senyawa Isoflavon
Senyawa isoflavon merupakan senyawa metabolit sekunder yang banyak disintesa oleh tanaman. Di berbagai antara tanaman, kandungan isoflavon yang lebih tinggi terdapat pada tanaman Leguminoceae, khususnya pada tanaman kedelai. Pada tanaman kedelai, kandungan isoflavon yang lebih tinggi terdapat pada biji kedelai, khususnya pada bagian hipokotil (germ) yang akan tumbuh menjadi tanaman. Sebagian lagi terdapat pada kotiledon yang akan menjadi daun pertama dari tanaman.
Kandungan isoflavon pada kedelai berkisar 2--4 mg/g kedelai. Senyawa isoflavon ini pada umumnya berupa senyawa kompleks atau konjugasi dengan senyawa gula melalui ikatan glukosida. Jenis senyawa isoflavon ini terutama adalah genistin, daidzin, dan glisitin. Bentuk senyawa demikian ini mempunyai aktivitas fisiologis kecil.
Selama proses pengolahan, baik melalui proses fermentasi maupun proses non-fermentasi, senyawa isoflavon dapat mengalami transformasi, terutama melalui proses hidrolisa sehingga dapat diperoleh senyawa isoflavon bebas yang disebut aglikon yang lebih tinggi aktivitasnya. Senyawa aglikon tersebut adalah genistein, glisitein, dan daidzein.
Secara tradisi telah lama mengkonsumsi kedelai dalam bentuk produk-produk olahan seperti tahu, tempe, tauco, dan kecap, banyak diuntungkan dalam berbagai faktor karena produk tersebut mengandung nilai gizi tinggi, khususnya sebagai sumber protein; harganya relatif murah; mengandung senyawa aktif, khususnya isoflavon yang banyak mempunyai aktivitas fisiologis; serta produk yang dikonsumsi merupakan produk hasil olahan sehingga telah terjadi proses dekomposisi senyawa isoflavon kompleks menjadi senyawa isoflavon aglikon yang aktif.
Isoflavon pada Tempe dan Prospek Pemanfaatannya
Tempe adalah salah satu makanan tradisional yang dibuat dari kedelai melalui proses fermentasi kapang, terutama Rhizopus oligosporus. Di Indonesia terdapat berbagai jenis tempe sesuai dengan jenis bahan baku yang digunakan sehingga dijumpai tempe kecipir, tempe kara, tempe benguk, tempe gembus, tempe bongkrek, dan sebagainya. Bila disebut tempe saja, maka pada umumnya diartikan sebagai tempe kedelai.
Tempe merupakan makanan bergizi tinggi sehingga makanan ini mempunyai arti strategis dan sangat penting untuk pemenuhan gizi. Lebih dari itu, tempe mempunyai keunggulan-keunggulan lain, yaitu mempunyai kandungan senyawa aktif, teknologi pembuatannya sederhana, harganya murah, mempunyai citarasa yang enak, dan mudah dimasak.
Senyawa isoflavon merupakan salah satu komponen yang juga mengalami metabolisme. Senyawa isoflavon ini pada kedelai berbentuk senyawa konjugat dengan senyawa gula melalui ikatan -O- glikosidik. Selama proses fermentasi, ikatan -0- glikosidik terhidrolisa, sehingga dibebaskan senyawa gula dan isoflavon aglikon yang bebas. Senyawa isoflavon aglikon ini dapat mengalami transformasi lebih lanjut membentuk senyawa transforman baru.
Transformasi Pembentukan Faktor-II
Faktor-II (6,7,4' tri-hidroksi isoflavon) merupakan senyawa yang sangat menarik perhatian, karena senyawa ini tidak terdapat pada kedelai dan hanya terdapat pada tempe. Senyawa ini terbentuk selama proses fermentasi oleh aktivitas mikroorganisme. Senyawa ini mula-mula ditemukan kembali oleh Gyorgy (1964) pada ekstrak tepung tempe. Perkembangan selanjutnya terbukti bahwa Faktor-II tersebut pada kedelai jumlahnya sangat kecil. Senyawa konjugat/terikat dengan senyawa karbohidrat melalui ikatan glikosidik. Setelah fermentasi oleh Faktor-II, akan dibebaskan walaupun jumlahnya sangat kecil.
Faktor-II dipandang sebagai senyawa yang sangat prospektif sebagai senyawa antioksidan (10 kali aktivitas dari vitamin A atau karboksi kroman dan sekitar 3 kali dari senyawa isoflavon aglikon lainnya pada tempe) serta antihemolitik. Biosintesa Faktor-II dihasilkan melalui demetilasi glisitein oleh bakteri Brevibacterium epidermis dan Micrococcus luteus atau melalui reaksi hidroksilasi daidzein.
Biosintesa Senyawa Flavon/Isoflavon
Flavon/isoflavon yang terdiri atas struktur dasar C6-C3-C6, secara alami disintesa oleh tumbuh-tumbuhan dan senyawa asam amino aromatik fenil alanin atau tirosin. Biosintesa ini berlangsung secara bertahap dan melalui sederetan senyawa antara, yaitu asam sinnamat, asam kumarat, calkon, dan flavon serta isoflavon.
Berdasarkan biosintesa tersebut maka flavon/isoflavon digolongkan sebagai senyawa metabolit sekunder. Pada umumnya, senyawa metabolit sekunder disintesis oleh mikroba tertentu dan tidak merupakan kebutuhan fisiologis pokok dari mikroba itu sendiri, baik untuk pertumbuhan maupun untuk aktivitas kehidupannya. Meskipun tidak dibutuhkan untuk pertumbuhan, senyawa metabolit sekunder dapat juga berfungsi sebagai nutrien darurat untuk mempertahankan hidup. Senyawa metabolit sekunder biasanya terbentuk setelah fase pertumbuhan logaritmik atau pada fase stationer, sebagai akibat keterbatasan nutrien dalam medium pertumbuhannya. Keterbatasan nutrien dalam medium akan merangsang dihasilkanya enzim-enzim yang berperan untuk pembentukan metabolit sekunder dengan memanfaatkan metabolit primer guna mempertahankan kelangsungan hidup. Isoflavon termasuk dalam golongan flavonoid (1,2-diarilpropan) dan merupakan bagian kelompok yang terbesar dalam golongan tersebut. Senyawa isoflavon dalam tanaman kacang-kacangan atau Legummoceae merupakan salah satu karakteristik/sifat yang dapat digunakan untuk identifikasi/klasifikasi tanaman.
Meskipun isoflavon merupakan salah satu senyawa metabolit sekunder, namun ternyata pada mikroba seperti bakteri, algae, jamur, dan lumut tidak mengandung isoflavon, karena mikroba tersebut ternyata tidak mempunyai kemampuan untuk mensintesa. Meskipun demikian, mikroba-mikroba tertentu mampu untuk melakukan transformasi senyawa isoflavon.
Bioaktivitas dan Struktur
Aktivitas fisiologis senyawa isoflavon telah banyak diteliti dan ternyata menunjukkan bahwa berbagai aktivitas berkaitan dengan struktur senyawanya. Aktivitas suatu senyawa ditentukan pula oleh gugus-gugus yang terdapat dalam struktur tersebut. Dengan demikian, dengan cara derivatisasi secara kimia dan secara biologis, dapat dibentuk senyawa-senyawa aktif yang diinginkan. Aktivitas antioksida ditentukan oleh bentuk struktur bebas (aglikon) dari senyawa tersebut.
Selanjutnya, aktivitas tersebut ditentukan oleh gugus -OH ganda, terutama dengan gugus C=0 pada posisi C-3 dengan gugus -OH pada posisi C-2 atau pada posisi C-5. Hasil transformasi isoflavon selama fermentasi tempe daidzein, genistein, glisitein, dan Faktor-II, ternyata memenuhi kriteria tersebut. Sistem gugus fungsi demikian memungkinkan terbentuknya kompleks dengan logam.
Aktivitas estrogenik isoflavon ternyata terkait dengan struktur kimianya yang mirip dengan stilbestrol, yang biasa digunakan sebagai obat estrogenik. Bahkan, senyawa isoflavon mempunyai aktivitas yang lebih tinggi dari stilbestrol. Dan daidzein merupakan senyawa isoflavon yang aktivitas estrogenik-nya lebih tinggi dibandingkan dengan senyawa isoflavon lainnya.
Aktivitas antiinflamasi ditunjukkan oleh gugus C=0 pada posisi C-3 dan gugus -OH pada posisi C-5 yang dapat membenluk kompleks dengan logam besi, seperti quersetin. Sedang aktivitas anti-ulser ditunjukkan oleh struktur gugus -OH yang bersebelahan, seperti pada mirisetin.
Senyawa formononitin dan gliseolin berpotensi untuk membunuh kapang patogen sehingga berpotensi sebagai senyawa pestisida (biopestisida). Di atas disebutkan bahwa senyawa isoflavonoida banyak mempunyai aktivitas biologis. Mekanisme aktivitas senyawa ini dapat dipandang sebagai fungsi "alat komunikasi" (molecular messenger) dalam proses interaksi antar sel yang selanjutnya mempengaruhi proses metabolisma sel atau makhluk hidup yang bersangkutan. Dalam hal ini, dapat secara negatif (menghambat) maupun secara positif (menstimulasi).
Isoflavon juga memiliki fungsi sebagai pengendali pertumbuhan (hormonal) seperti genistein dan daidzein yang juga mempunyai sifat estrogenik. Proteksi terhadap makhluk patogen yang berpotensi untuk membunuh kapang patogen ditunjukkan oleh senyawa formononitin dan gliseolin.
Potensi Pemanfaatan Senyawa Isoflavon untuk Kesehatan
Setelah senyawa flavonoida diperkenalkan oleh Gyorgy pada untuk penyembuhan perdarahan kapiler sub-kutan, senyawa ini makin banyak diteliti untuk terapi. Senyawa flavonoid yang diekstrak dan Capsicum amnuum serta Citrus limon juga dapat menyembuhkan pendarahan kapiler sub-kutan.
Mekanisme aktivitas senyawa ini dapat dipandang sebagai fungsi "alat komunikasi" (molecular messenger) dalam proses interaksi antar sel, yang selanjutnya dapat berpengaruh terhadap proses metabolisme sel atau makhluk hidup yang bersangkutan. Dalam hal ini, pengaruh tersebut dapat bersifat negatif (menghambat) maupun bersifat positif (menstimulasi).
Jenis senyawa isoflavon di alam sangat bervariasi. Di antaranya telah berhasil diidentifikasi struktur kimianya dan bahkan telah diketahui fungsi fisiologisnya dan telah dapat dimanfaatkan untuk obat-obatan. Berbagai potensi senyawa isoflavon untuk keperluan kesehatan antara lain:
1. Anti-inflammasi
Berbagai senyawa flavonoid telah banyak diteliti dan bahkan beberapa senyawa sudah diproduksi sebagai obat anti-inflammasi.
Apiginin dan luteolin diekstraksi dari tanaman Chamomilla recutita yang terkenal mempunyai potensi anti-inflammasi dan banyak digunakan baik sebagai obat tradisional maupun obat resmi yang telah diformulasikan oleh industri farmasi. Kedua senyawa flavonoida tersebut mampunyai aktivitas anti-inflamasi serupa dengan indomethacin, yaitu jenis obat anti-inflammasi yang telah banyak dipasarkan. Dari hasil penelitiannya, dapat dicatat pula bahwa senyawa flavonoid tersebut harus dalam keadaan "bebas" atau aglikon. Artinya, tidak dalam keadaan terikat dengan senyawa lain, misalnya dalam bentuk ikatan glikosida.
Di samping senyawa flavonoida alami, terdapat pula senyawa flavonoid sintesis atau semi-sintesis yang berpotensi sebagai obat anti-inflammasi, yaitu O-ß- hidroksiethil rutin dan derivat quercetin.
Mekanisme anti-inflammasi terjadi melalui efek penghambatan pada jalur metabolisme asam arakhidonat, pembentukan prostaglandin, pelepasan histamin, atau aktivitas "radical scavenging" suatu molekul. Melalui mekanisme tersebut, sel lebih terlidung dari pengaruh negatif, sehingga dapat meningkatkan viabilitas sel. Senyawa flavonoida lain yang dapat berfungsi sebagai anti-inflamasi adalah toksifolin, biazilin, haematoksilin, gosipin, prosianidin, nepitrin, dan lain-lain.
2. Anti-tumor/Anti-kanker
Senyawa flavonoida dan isoflavonoida banyak disebut berpotensi sebagai antitumor/antikanker. Proses pembentukan penyakit kanker dapat dibagi dalam 2 (dua) fase, yaitu fase inisiasi dan fase promosi. Senyawa flavonoida seperti quercetin dan kaemferol terbukti sebagai senyawa mutagenik pada sel-sel prokariotik dan eukariotik. Karena sifat inilah maka senyawa-senyawa flavonoida tersebut semula diduga sebagai inisiator terbentuknya sel tumor. Hal ini berkenaan dengan realitas bahwa semua inisiator bersifat mutagenik (menyebabkan mutasi pada DNA atau kerusakan irreversibel). Namun, dugaan tersebut ternyata salah mengingat tidak terbukti pada tikus. Bahkan, senyawa flavonoida tersebut terbukti menghambat aktivitas senyawa promotor terbentuknya tumor, sehingga senyawa-senyawa di atas disebut sebagai antitumor.
Dari sejumlah senyawa flavonoida dan isoflavonoida tersebut, yang banyak disebut-sebut berpotensi sebagai antitumor/antikanker adalah genestein yang merupakan isoflavon aglikon (bebas). Potensi tersebut antara lain menghambat perkembangan sel kanker payudara dan sel kanker hati. Penghambatan sel kanker oleh senyawa flavon/isoflavon ini terjadi khususnya pada fase promosi.
Genestein yang merupakan salah satu komponen isoflavon tersebut juga terdapat pada kedelai dan tempe. Penghambatan sel kanker oleh genestein ini diterangkan melalui mekanisma sebagai berikut:
ü Penghambatan pembelahan/proliferasi sel (baik sel normal, sel yang terinduksi oleh faktor pertumbuhan sitokinin, maupun sel kanker payudara yang terinduski dengan nonil-fenol atau bi-fenol A) yang diakibatkan oleh penghambatan pembentukan membran sel, khususnya penghambatan pembentukan protein yang mengandung tirosin.
ü Penghambatan aktivitas enzim DNA isomerase II
ü Penghambatan regulasi siklus sel
ü Sifat antioksidan dan anti-angiogenik yang disebabkan oleh sifat reaktif terhadap senyawa radikal bebas
ü Sifat mutagenik pada gen endoglin (gen transforman faktor pertumbuhan betha atau TGFß). Mekanisme ini dapat berlangsung apabila konsentrasi genestein lebih besar dari 5 µM.
Secara umum menunjukkan bahwa yang isoflavon berfungsi sebagai antikanker adalah suatu realita bahwa di negara-negara ASEAN dan Jepang di mana konsumsi kedelai relatif tinggi dibandingkan dengan negara lain, misalnya Amerika dan Australia, penyakit kranker payudara, kanker prostat, dan uterus lebih rendah.
3. Anti-virus
Senyawa flavonoid sebagai anti-virus mula-mula diketemukan pada senyawa quercetin yang berefek "propilaktik" apabila diberikan pada tikus putih yang terinfeksi intraserebral dengan berbagai lenis virus. Pengaruh anti-virus apabila dikaitkan dengan strukturnya maka terlihat adanya korelasi di mana sifat antivirus terutama ditunjukkan oleh senyawa aglikon. Sebaliknya, senyawa isoflavon dalam bentuk ikatan o-glikosida tidak mempunyai efek antivirus (eg: rutin dan naringin).
Mekanisme penghambatan senyawa flavonoida pada virus diduga terjadi melalui penghambatan sintesa asam nukleat (DNA atau RNA) dan pada translasi virion atau pembelahan dari poliprotein. Percobaan secara klinis menunjukkan bahwa senyawa flavonoida tersebut berpotensi untuk penyembuhan pada penyakit demam yang disebabkan oleh rhinovirus, yaitu dengan cara pemberian intravena dan juga terhadap penyakit hepatitis-B. Sementara itu, berbagai percobaan lain untuk pengobatan penyakit liver masih terus berlangsung.
4. Anti-allergi
Senyawa flavonoida khellin (dimethoxy-methyl-furano-chromone) yang terdapat pada tanaman Ammi visnaga, telah berhasil diformulasikan menjadi obat (FPL-670: disodium kromoglikat), antara lain untuk penyakit asma, rhinitis, konjunctivitis, dan gastro-intestinal.
Aktivitas anti-allergi bekerja melalui mekanisme sebagai berikut:
Penghambatan pembebasan histamin dari sel-sel "mast", yaitu sel yang mengandung granula histamin, serotinin, dan heparin.
Penghambatan pada enzim oxidative nukleosid-3', 5' siklik monofosfat fosfodiesterase, fosfatase alkalin, dan penyerapan Ca.
Berinteraksi dengan pembentukan fosfoprotein.
Senyawa-senyawa flavonoid lainnya yang digunakan sebagai anti-allergi antara lain adalah terbukronil, proksikromil, dan senyawa kromon.
5. Anti-kolesterol
Efek isoflavon terhadap penurunan kolesterol telah terbukti tidak saja pada binatang percobaan seperti tikus dan kelinci, tetapi juga pada manusia. Efek yang lebih luas terbukti pula pada perlakuan terhadap tepung kedelai, di mana tidak saja kolesterol yang turun, tetapi juga trigliserida VLDL (very low density lipoprotein) dan LDL (low density lipoprotein). Di sisi lain, tepung kedelai dapat meningkatkan HDL (high density lipoprotein). Faktor-II (6,7,4' tri-hidroksi isoflavon) merupakan senyawa isoflavon yang paling besar pengaruhnya.
Mekanisme lain penurunan kolesterol oleh isoflavon diterangkan melalui pengaruh terhadap peningkatan katabolisme sel lemak untuk pembentukan energi, yang berakibat pada penurunan kandungan kolesterol.
KESIMPULAN
Mengingat potensi kandungan isoflavon pada kedelai dan produk-produk turunannya, maka pengembangan produk dalam bentuk makanan fungsional/makanan kesehatan dipandang sebagai upaya terobosan yang mempunyai arti strategis, baik ditinjau dan segi tekno-ekonomi maupun dan segi kesehatan. Berdasarkan potensi senyawa isoflavon maka berbagai jenis produk dapat didesain, baik kandungan maupun bentuknya, sesuai dengan tujuan pembuatan produk. Untuk itu, penelitian terapan dan investasi diperlukan untuk realisasi pengembangan produk-produk tersebut.
0 komentar:
Posting Komentar