Antioksidan dan teknologi kultur in vitro

Penggunaan sel tanaman dan teknik kultur jaringan telah banyak dimanfaatkan untuk memproduksi metabolit sekunder, baik dalam skala kecil (penelitian) maupun industri dengan kapasitas yang cukup besar terutama penggunaan bioreaktor. Penelitian-penelitian yang telah banyak dilakukan meliputi penggunaan sel tanaman yang bermanfaat menghasilkan produk kimia bermanfaat dan bagaimana mengontrol metabolisme dari sel tersebut sehingga memperoleh senyawa metabolit sekunder target. Kultur sel tanaman dilakukan melalui perbanyakan kalus, sehingga diharapkan mampu mensintesis, terutama mengakumulasikan beberapa jenis metabolit sekunder khususnya senyawa yang berkhasiat obat seperti senyawa alkaloid saponin, kardenolid, antraquinon, polifenol, dan terpen.

Selama beberapa dekade penelitian yang berkaitan dengan produk alami kimia tumbuh dengan pesat. Kasus-kasus penyakit degeneratif maupun antiaging yang disebabkan aktifitas radikal bebas terutama oleh stress dan polutan mendorong berbagai penelitian mengenai penggunaan senyawa antioksidan.

Apa antioksidan ?

Antioksidan adalah senyawa yang mampu mencegah atau menunda reaksi oksidasi pada substrat dalam konsentrasi yang lebih rendah bila dibandingkan dengan substrat yang teroksidasi tersebut. Reaksi perombakan dari oksigen reaktif/ reactive oxygen species (ROS) adalah mekanisme yang memungkinkankita memahami reaksi antioksidan. Melalui reaksi pengikatan logam atau penghambatan dengan bantuan enzim mampu mencegah bertambahnya reaksi radikal bebas. Sebenarnya secara seluler di dalam sel terdapat antioksidan endogen, yaitu antioksidan yang diproduksi sendiri oleh sel seperti asam askorbat, asam ureat, glutation, tokoperol, dan lain-lain. Aktivitas antioksidan pada produk metabolit sekunder secara luas telah dikenal melalui teknik in vitro dan beberapa telah diketahui mekanisme reaksinya.

Mengapa harus in vitro?

Sember bahan alam yang telah digunakan sebagai bahan baku antioksidan telah banyak digunakan seperti produk pertanian dan hortikultura (jagung, wortel, tomat apel daun teh damlain-lain) atau tanaman obat seperti pinus, curcuma, suren dan lain-lain Bahkan industri dari minuman keras di beberapa negara di eropa dan minyak zaitun telah menggunakan produk buangan (waste product) sebagai bahan baku industri senyawa antioksidan.

Lalu mengapa harus dengan in vitro? Saat ini ilmu dan teknik biotechnology berkembang dengan pesat khususnya dalam memproduksi metabolit sekunder agar lebih ekonomis dan mampu mengatasi permasalahan dalam budidaya konvensional. Bila dibandingkan dengan teknik pertanian konvensional, bioteknologi memang memiliki beberapa keunggulan yaitu ekstraksi dan pemurnian yang lebih mudah, beberapa senyawa tidak ditemukan di alam, tidak bergantung pada faktor cuaca dan iklim, lebih mudah mengontrol proses biosintesisnya, dan yang terakhir ekplorasi melalui rekayasa genetika lebih memungkinkan dilakukan bila dibandingkan dengan apabila kita mengintroduksi GMO ke lingkungan.

Metode apa yang digunakan ?

Dari beberapa penelitian kultur jaringan, pada isolasi metabolit sekunder, aktivitas antioksidan jarang sekali diperhatikan oleh peneliti. Pengetahuan tentang sifat antioksidan sebuah senyawa seringkali datang dari penelitian yang bertemakan etnobotani tanaman obat terutama dalam hal konservasi. Pengujian senyawa antioksidan bergantung pada bentuk senyawaan yang kita teliti. Metode sederhana dilakukan dengan uji warna menggunakan colorimetry yang mendeteksi perubahan pengurangan logam, uji dengan radikal bebas sintesis (2,2 &prime-azinobis-(3-3thilbenzothiazolene-6-sulfonate) dan DPHH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl free radical).

Di bawah ini beberapa spesies yang digunakan, senyawa yang dihasilkan, dan sistem kultur yang digunakan dalam beberapa penelitian kultur in vitro:

Spesies Metabolit sekunder Sistem kultur
Ajuga reptans Antosianin Kultur sel bunga
Anchusa officinalis Asam Rosmarinat Suspensi sel
Arachis hypogea Piceatannol (stilbene) Kalus
Carthamus rinctorius Kinobeon A Suspensi sel
Sausurea involucrata Apigenin Hairy root over expression culrure
Stevia rebaudiana Baicalin, wogonoside Suspensi sel
Vitis vinifera Procyanidins Suspensi sel
Withania somnifera Withanoloid Kalus, bioreaktor