SENYAWA BIOAKTIF
DEFINISI .Senyawa bioaktif merupakan senyawa yang mempunyai efek fisiologis dalam tubuh yang berpengaruh positif terhadap kesehatan manusia .Peran senyawa bioaktif dalam tubuh diperoleh jika senyawa tersebut mencapai lokasi aksinya (site of action)
SENYAWA BIOAKTIF DALAM LEGUME DAN SEREALIA .Isoflavon dalam kedelai .Peptida bioaktif dalam kedelai .Antioksidan dalam serealia dan kacangkacangan .Asam lemak linoleat dan linolenat
1. ISOFLAVON
.Isoflavon merupakan senyawa fenolik dalam kedelai .Kadarnya dapat mencapai 3 mg/g .Ada dalam bentuk: .Aglukon (daidzein, genistein, glycitein) .Glukosida (konjugasi dengan .glukosida yaitu daidzin, genistin, glycitine) .Malonil glukosida .Asetil glukosida
BENTUK LAIN .Lignan .Coumestans .Resorcyclic acid lactones (mikotoksin)
FUNGSI BAGI KESEHATAN .Mencegah penyakit yang terkait hormon .Mencegah kanker payudara, postrat, usus besar .Mencegah penyakit kardiovaskular .Mencegah problem kesehatan tulang .Mencegah sindrom pasca menopause
PENYAKIT KARDIOVASKULAR .Menurunkan kadar lipid serum .Mencegah oksidasi LDL
PENCEGAHAN KANKER .Genistein: protein tyrosine kinase inhibitor .Protein tyrosine kinase: diperlukan pada pertumbuhan sel kanker
HORMONE RELATED DISEASE .Estrogen: phytoestrogen .Less potent
BIOAVALABILITAS .Definisi: kecepatan dan jumlah bahanbahan aktif/senyawa tertentu yang dapat diserap dari produk dan dapat mencapai lokasi aksinya (site of action) .Biasanya dievaluasi dari konsentrasi pada plasma darah dan urin
.Bentuk glukosida tidak diserap utuh tetapi diserap dalam bentuk aglukon .Perlu enzim .glukosidase .Enzim tersebut dari mikroflora usus .Untuk fortifikasi: Bentuk aglukon Enzimatis Fermentasi misal dengan Bifidobacteria
STABILITAS .Stabil terhadap panas .Larut dalam air .Selama pengolahan mengalami intra-konversi dari satu bentuk ke bentuk lain .Dapat mengalami reaksi Maillard
.Isoflavon utama dalam kedelai: daidzin dan genistin .Daidzein mempunyai aktivitas melindungi sel dari proses oksidasi atau stress oksidatif yang menginduksi toksisitas
PRODUK OLAHAN .Kadar isoflavon hampir tidak berubah pada .Tahu .Tempe .Miso .Susu kedelai tanpa pengenceran .Keju kedelai .Lebih rendah pada: .Konsentrat protein kedelai hasil ekstraksi alkohol .Kecap
PRODUK FERMENTASI .Bentuk tidak terkonjugasi .Hasil aktivitas .glukosidase mikroba .Ketersediaan meningkat
DOSIS YANG DIANJURKAN .Dalam bentuk aglukon .Sindrom pasca menopause: 60 mg/hari .Meningkatkan densitas tulang: 60100 mg/hari .Menurunkan LDL kolesterol: 37-62 mg/hari
2. PEPTIDA BIOAKTIF
.Peptida endogen sering berperan seperti hormon .Berinteraksi dengan reseptor hormon .Berperan dalam pengaturan: metabolisme, ekskresi kelenjar, pengaturan tekanan darah .Mempengaruhi Central Nervous System .Hormon berupa peptida sebagian besar hormon yang dihasilkan hypothalamus .Peptida tersebut dapat diperoleh dari makanan
.Hasil hidrolisis protein .Sebagai senyawa pengatur (regulatory compound): aktivitas seperti hormon .Paling banyak berasal dari susu dan produk olahannya .Peptida bioaktif dari kedelai: pencegahan berbagai penyakit kronis
PERAN PEPTIDA BIOAKTIF .Peptida endogen sering berperan sebagai hormon atau neurotransmitter .Berperan penting dalam proses fisiologis .Peptida dapat mempengaruhi CNS .Beberapa jenis hormon hypothalamus merupakan peptida .Peptida bioaktif dapat diperoleh dari makanan dan mempunyai aktivitas seperti hormon
PEPTIDA BIOAKTIF DARI PANGAN .Umumnya mengandung AA 9-20, ada perkecualian seperti lunasin (antikanker) yang mempunyai AA 43 .Sumber utama: susu, sumber lain: telur, ikan, serealia (gandum, beras, barley, jagung, kedelai) .Populasi yang mengkonsumsi kedelai tinggi: insiden kanker rendah, terkait peptida bioaktif
JENIS-JENIS PEPTIDA BIOAKTIF SUMBER PREPARASI AKTIVITAS Isolat protein kedelai Pepsin, papain, khimotripsin, crude enzymes Antioksidan Konsentrat protein kedelai Pepsin, tripsin Hipokolesterolemik Tepung kedelai/gandum Papain atau pronase Growth promoting Protein kedelai Termolase Antikanker Tepung kedelai tanpa lemak Alkalase Hypotensive Protein kedelai Protease D3 Hypotensive Kedelai Protease dari B. substilis Antihipertensi Glisinin Peptida dari glisinin Hipokolesterolemik Konglisinin
Peptida dari .atau . konglisinin Stimulasi kekebalan Pasta kedelai hasil fermentasi Fermentasi Antihipertensi Gandum Pepsin, tripsin, khimotripsin ACE inhibitor Protein jagung (.zein) Termolisin ACE inhibitor
AKTIVITAS BIOLOGI PEPTIDA BIOAKTIF KEDELAI
1. ANTIHIPERTENSI .Paling banyak diteliti .Mempunyai aktivitas antihipertensi dengan cara menghambat Angiotensin Converting Enzyme (ACE) .Produk hasil fermentasi kedelai seperti kecap, nato, tempe: sumber peptida bioaktif penghambat ACE
ACE .ACE merupakan dipeptidilkarboksipeptidase yang berasosiasi dengan pengaturan tekanan darah .ACE mengkonversi angiotensin I (dekapeptida) menjadi angiotensin II (oktapeptida) yang bersifat vasoconstrictor sehingga tekanan darah meningkat
2. HIPOKOLESTEROLEMIK .Menurunkan trigliserida dan kolesterol .Senyawa yang berperan: isoflavon dan protein kedelai .Mekanisme belum jelas .Hipotesis: protein kedelai berikatan dengan asam empedu sehingga menghambat reabsorpsi lemak
3. ANTIOBESITAS .Kedelai telah lama digunakan untuk mengendalikan obesitas .Protein kedelai telah diformulasikan pada berbagai produk pangan untuk mengendalikan obesitas menggantikan protein pada beberapa produk pangan
Peran protein kedelai dalam menurunkan obesitas: .Menurunkan rasa lapar .Meningkatkan kecepatan metabolisme .Meningkatkan kehilangan berat .Menurunkan deposisi trigliserida .Meningkatkan metabolisme lipida dan mengurangi timbunan lemak
Efek rasa kenyang Peptida menstimulasi rasa kenyang dengan cara Mengaktivasi opioid dan kholesistokinin (CCK)-A Berinteraksi dengan mukosa usus halus sehingga menurunkan rasa lapar dan memperlambat pengosongan perut
4. ANTIOKSIDAN .Beberapa jenis AA seperti Tir, Trp, His, Lis, Met bersifat antioksidan .Sifat antioksidan peptida tergantung dari strukturnya dan proses hidrolisis .Mis: Pro-His-His bersifat antioksidatif: pengkelat logam, hydroxil sequencher, oxygen sequencher .Contoh: kefir dari susu kedelai bersifat antioksidatif
5. ANTIKANKER .Protein kedelai: aktivitas antikanker .Contoh: .Kunitz trypsin inhibitor: menghambat perkembangan sel kanker rahim .Isolat protein kedelai bersifat antiproliferatif .Hipotesis: peptida yang bersifat hidrofobik dari kedelai bersifat antikanker
6. STIMULASI KEKEBALAN .Peptida kedelai mempunyai sifat sebagai stimulan kekebalan .Beta konglisinin menstimulasi aktivitas phagositosis
PROSES PEMBUATAN
1.HIDROLISIS ENZIMATIS DAN KIMIAWI .2 metode utama yaitu hidrolisis asam dan enzimatis .Hidrolisis asam: Sederhana Murah Kontrol sulit Dapat menyebabkan kerusakan AA
Hidrolisis enzimatis .Mudah dikontrol .Tidak menyebabkan kerusakan AA .Paling banyak digunakan .Jenis enzim menentukan jenis peptida yang dihasilkan .Enzim yang digunakan: tripsin, subtilisin, khimotripsin, termolisin, pepsin, proteinase K, papain, dan plasmin .Dapat dikombinasikan dengan asam .Dapat merupakan kombinasi beberapa enzim
2. FERMENTASI .Merupakan cara efektif untuk menghasilkan peptida bioaktif .Peptida tsb dihasilkan oleh aktivitas mikroba pada produk fermentasi atau oleh enzim yang dihasilkan mikroba .Contoh: .Peptida ACE inhibitor yaitu Ala-Phe-His dihasilkan pada fermentasi nato .ACE inhibitor dihasilkan pada fermentasi kecap dan tempe
3. SINTESIS .Merupakan cara yang efektif untuk skala besar .Tiga cara sintesis adalah: 1.Sintesis kimiawi: paling banyak digunakan 2.Rekombinasi DNA: untuk peptida dengan residu AA banyak. Kelemahan kesulitan rekoveri dan ekstraksi 3.Enzimatis: terbatas pada sekuen pendek
ISOLASI DAN PEMURNIAN .Isolasi dan purifikasi menggunakan metode yang umum digunakan untuk protein .Karena ukuran dan BM kecil: modifikasi proses .Salting outdan ekstraksi pelarut biasa digunakan sebelum purifikasi
3. ANTIOKSIDAN
Peroksidasi dalam tubuh .Dalam biomembran terjadi proses biologis yang menghasilkan produk oksigen reaktif seperti H2O2, O2..Tubuh mempunyai enzim yang berperan dalam stress oksidatif yaitu glutation peroksidase dan superoksida dismutase .Pada keadaan tertentu, pertahanan seluler tubuh terhadap stress oksidatif tidak cukup .Diperlukan antioksidan dari makanan
Penyakit terkait peroksidasi .Peroksidasi lemak dalam membran menyebabkan kerusakan struktur membran dan rusaknya organela dalam sel .Reseptor yang terdapat dalam membran dapat dilepaskan atau diinaktivasi .Efek sekunder peroksidasi lemak adalah inisiasi reaksi radikal bebas yang diturunkan dari peroksida yang berdifusi dalam sel atau ditransportasikan lewat aliran darah.
.Produk peroksidasi lemak, mempunyai kemampuan berikatan kovalen dengan asam nukleat dan menginduksi perubahan DNA. .Stress oksidatif dapat merusak berbagai biomolekul dan protein serta DNA merupakan target yang pertama. .Peningkatan kerusakan oksidatif berperan pada sebagian besar penyakit .Peroksidasi lemak mengaktivasi proses kematian sel melalui degradasi
Penyakit terkait radikal bebas .Aterosklerosis .Penyakit jantung Iskemia .Penuaan (aging) .Kanker .Penyakit kardiovaskular .Katarak .Alzheimer .dll
Antioksidan dan penyakit neurodegeneratif .Ada hubungan antara stress oksidatif sistemik dengan penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer .Alzheimer disebabkan oleh kerusakan sel-sel syaraf pada sistem syaraf pusat (CNS=Central Nervous System) .CNS sensitif terhadap kerusakan oksidatif karena mengandung PUFA tinggi .Daidzein dapat melindungi otak dari stress oksidatif
.Proteksi tubuh terhadap radikal bebas .Radikal bebas: .Penyakit: karsinogenesis, kardiovaskular .Aging Antioksidan
ANTIOKSIDAN DALAMSEREALIA DAN LEGUME 1.Fenol, asam fenolat dan turunannya 2.Flavonoid 3.Tochols 4.Fosfolipid 5.Asam amino dan peptida 6.Asam fitat 7.Pigmen
DISTRIBUSI Serealia banyak terdapat pada: .Hull dan aleuron: fenol, flavonoid, pigmen, dll .Germ: fosfolipid, tochols Legume banyak terdapat pada: .Kulit .Embrio
FENOL, ASAM FENOLAT, DAN TURUNANNYA Serealia: .Asam fenolat seperti ferulat, kafeat, phidroksibenzoat, asam p-kaumarat, dll .Kadar kurang dari 0,02% (bk) Legume: .Asam klorogenat, isoklorogenat, kafeat, ferulat, pkaumarat, dll .Fenol merupakan antioksidan primer yang berperan mengakhiri reaksi radikal bebas atau menstabilisasi radikal bebas (akseptor radikal bebas)
FLAVONOID .Merupakan fenol yang terdapat dalam tanaman .Senyawa yang termasuk flavonoid adalah flavon, isoflavon, katekin, flavonon, dan chalones .Merupakan antioksidan primer
TOCHOLS .Yang termasuk dalam kategori tocholsadalah tokoferol dan tokotrienol .Serealia dan legume kaya akan tochols .Merupakan antioksidan primer yang dapat diregenerasi oleh vitamin C
FOSFOLIPID .Banyak terdapat dalam legume dan serealia .Sinergis dengan antioksidan lain seperti tokoferol dan flavonoid .Pada proses pengolahan minyak kacang dihilangkan .Efek negatif: pembentukan warna gelap pada minyak
ASAM FITAT .Kadar dalam serealia dan legume dapat mencapai 1-3% (bk) .Merupakan 50-90% bentuk fosfor dalam biji .Mekanisme antioksidan: pengkelat logam prooksidan
PIGMEN .Pada serealia: karotenoid terutama xantofil dan karoten seperti pada jagung .Pada legume: antosianin seperti pada kacang jogo .Karotenoid: sequencher singlet oksigen .Klorofil pada legume: prooksidan
ANTIOKSIDAN PADA SEREALIA JENIS ANTIOKSIDAN JENIS ANTIOKSIDAN Barley Asam fenolat Flavonoid Tochols Fosfolipida Beras Asam fenolat (termasuk oryzanol) Asam fotat Tochols Fosfolipida Jagung Fenol Tochols Fosfolipida Karotenoid Rye Asam fenolat Asam fitat Fosfolipida Tochols Millet Asam fenolat Flavon Tochols
Fosfolipida Asam fitat Sorghum Asam fenolat Flavonoid Tochols Fosfolipida Karotenoid Oat Kaya antioksidan Asam fenolat Tochols Fosfolipida Taraxantin dan xantofil Gandum Asam fenolat Flavonoid Tochols Fosfolipida Asam fitat
Antioksidan dalam legume JENIS LEGUME ANTIOKSIDAN Kedelai Asam fenolat Flvonoid Tochols Fosfolipida Asam amino dan peptida Kapri Asam fenolat Tokoferol Fosfolipida Kacang tanah Fosfolipida Flavonoid Tokoferol
PRODUK TRADISIONAL .Tempe dan miso .Aktivitas antioksidan: .Isoflavon: Potensi pada lipid/aqueous system Tidak efektif terhadap minyak .Baru diisolasi: asam 3-hidroksiantranilat (HAA) Strong antioxidative activity pada rabbit erythrocyte membrane ghost systems
3. NUTRACEUTICAL LIPIDS .Asam oleat: kacang tanah .Asam linoleat: kacang kedelai .Asam linolenat : kacang kedelai, kacang merah
ASAM OLEAT .Asam lemak omega-9 .Menurunkan kadar kolesterol .Menurunkan resiko CHD
ASAM LINOLEAT .Disintesis menjadi asam arakhidonat .Asam arakhidonat merupakan penyusun fosfolipid membran otak .Menurunkan kadar LDL kolesterol
ASAM ALFA LINOLENAT .Diubah menjadi EPA dan DHA .Fungsi EPA dan DHA: .Menurunkan kadar TG plasma .Menurunkan agregasi platelet .Mempengaruhi metabolisme eikosanoid: PG, TX, LT: vasodilator, anti inflammatory .Perkembangan otak dan retina
Prostaglandin Tromboksan Leukotrien Prostasiklin
prostaglandin Leukotrien Tromboksan Prostasiklin
