EKDISTERON, HORMON UNTUK MOULTING

 

 

 

 

 

EKDISTERON (20-Hydroxyecdysone atau 20E) ialah suatu hormon ekdisteron yang terjadi secara alami yang mengontrol ecdysis, pergantian kulit (moulting) dan meta-morfosis dari arthropoda. Oleh karena itu ini merupakan salah satu hormon moulting paling umum pada serangga, kepiting, dst. Ekdisteron juga suatu fitoekdisteroid yang dihasilkan oleh berbagai tanaman, termasuk Cyanotis vaga, di mana tujuannya ialah mungkin mengganggu perkembangan dan reproduksi hama serangga. Pada arthropoda, 20–hydroxyecdysone bertindak melalui reseptor ecdysone. Meskipun mamalia yang kekurangan reseptor ini, 20-hydroxyecdysone dapat mempengaruhi sistem biologis in vitro mamalia (termasuk manusia), tetapi ada ketidakpastian apakah in vivo atau efek fisiologis terjadi. 20–Hydroxyecdysone adalah unsur dari beberapa suplemen yang bertujuan untuk meningkatkan kinerja fisik, tetapi tidak ada bukti klinis untuk efek ini.^[1] Rumus molekul 20-Hydroxyecdysone adalah C₂₇H₄₄O₇; dengan berat molekul, 480,63 gr/mol.

20-Hydroxyecdysone (rumus molekul C₂₇H₄₄O₇; Berat moleku, 480,63 g/mol)

Sumber Pada Arthropoda

Sumber utama 20-hydroxyecdysone pada larva adalah kelenjar prothoracic, kelenjar cincin, usus, dan lemak tubuh. Jaringan ini mengubah kolesterol makanan ke dalam bentuk hormon 20-hydroxyecdysone dewasa. Untuk sebagian besar jaringan-jaringan kelenjar hilang pada orang dewasa dengan pengecualian dari lemak tubuh, yang dipertahankan sebagai selubung dari jaringan lipida yang mengelilingi otak dan organ-organ perut.

Pada wanita dewasa merupakan sumber substansial dari produksi 20-hydroxyecdysone. Pria dewasa yang tersisa dengan, sejauh yang saat ini dikenal, salah satu sumber 20–hydroxyecdysone yang merupakan jaringan lemak tubuh. Jaringan memproduksi hormon ini mengekspresikan reseptor ecdysone seluruh pembangunan, kemungkinan menunjukkan mekanisme umpan balik fungsional.

Aktivitas Ecdysteroid pada Arthropoda

Ekdisteroid adalah jenis hormon steroid pada serangga yang berasal dari modifikasi enzimatik kolesterol oleh enzim p450. Hal ini terjadi dengan mekanisme yang mirip dengan sintesis steroida pada vertebrata. Ecdysone dan 20–hydroxyecdysone mengatur pergantian kulit larva, onset pembentukan puparium, dan metamorfosis. Bahwa sanya hormon ini hidrofobik, mereka melintasi membran lipida dan menembus jaringan dari suatu organisme. Memang, reseptor utama sinyal hormon ini – reseptor ecdysone – adalah protein intraselular.

Pada Manusia dan Mamalia Lain

Sebagai Suplemen

20-Hydroxyecdysone dan ecdysteroid lain dipasarkan sebagai bahan dalam suplemen gizi untuk berbagai olahraga, khususnya binaraga. Namun, bukti untuk mendukung penggunaan tersebut, terbatas. Sebuah penelitian yang komprehensif, dirancang untuk menemukan kekuatan atau memperbaiki atletik dari 20-hydroxyecdysone yang dipublikasikan pada 2006. Penelitian ini mengamati untuk perbaikan dalam latihan yang sebenarnya dilakukan dan diuji untuk per-baikan/peningkatan indikator kimia seperti komposisi tubuh dan testosteron bebas/tersedia. Penelitian ini menyimpulkan bahwa suplementasi smpai dengan 200 mg per hari tidak berpengaruh.

Sebagai Alat Riset

20-Hidroksiekdison dan ekdisteroid lain yang digunakan dalam penelitian biokimia sebagai zat yang mempengaruhi pada hewan transgenik, dimana gen baru diperkenalkan menjadi binatang sehingga ekspresi berada di bawah kendali dari reseptor ecdysone yang diperkenalkan.

Menambahkan atau menghilangkan ekdisteroida dari diet binatang itu kemudian memberikan cara mudah untuk mengubah gen yang disisipkan atau mematikan (lihat reseptor ekdison).

Pada dosis biasa, 20-hidroksiekdison menunjukkan memiliki sedikit atau tanpa pengaruh terhadap hewan yang tidak  memiliki gen ekstra yang disisipkan; hal ini juga membuat bioavailabilitas tinggi ketiga diasup secara oral, sehingga bermanfaat untuk menentukan apakah transgen telah berlangsung dengan efektif. ^{Untuk penggunaan dalam terapi gen, mungkin perlu untuk menyelidiki lebih teliti sumber-sumber alami ekdisteroid pada manusia (yang tampaknya meliputi fitoekdisteroida diet, flora usus, infeksi cacing, dan penyakit lainnya).}

Ada beberapa bukti in vitro untuk memperlihatkan bahwa 20 -hidroksiekdison yang memiliki akibat pada beberapa macam-macam sel darah seperti limfosit dan neutrofil, dan mungkin bertindak sebagai satu immunomodulator.

KUERSETIN, SENYAWA ALAM ANTI-INFLAMASI DAN ANTIOKSIDAN

Kuersetin, suatu  flavonol, ialah suatu flavonoid tanaman yang ditemukan dalam buah-buahan, sayuran, daun dan biji-bijian. Kuersetin juga digunakan sebagai bumbu atau ramuan dalam suplemen, minuman atau makanan.

Penelitian tentang Kuersetin

Beberapa studi laboratorium menunjukkan kuersetin mungkin memiliki sifat-sifat anti-inflamasi dan antioksidan, dan itu telah diselidiki untuk potensi dengan jangkauan lus yang bermanfaat bagi kesehatan.

Kuersetin telah menunjukkan dapat meningkatkan pemborosan energi pada tikus, tetapi hanya untuk jangka waktu yang singkat (kurang dari 8 minggu). Pengaruh kuersetin terhadap toleransi latihan pada tikus telah dikaitkan dengan meningkatnya biogenesis mitokondria.

Masyarakat Kanker Amerika mengatakan sementara kuersetin “telah dipromosikan sebagai antioksidan yang efektif terhadap berbagai penyakit, termasuk kanker,” dan “beberapa hasil lab baru-baru ini terlihat diperkenalkan, sebagai yang masih belum dapat dipercaya bahwa bukti klinis kuersetin dapat mencegah atau mengobati kanker pada manusia.” Dikonsumsi dalam jumlah tersebut sebagai suatu makanan kesehatan, kuersetin” tidak seperti untuk menyebabkan persoalan-persoalan utama atau manfaat.”

Asupan makanan yang memadai dari buah-buahan  dan sayuran dapat mengurangi risiko kanker. Penelitian menunjukkan kuersetin mempengaruhi mekanisme selular secara in vitro dan, studi dengan hewan, terdapat bukti dari kajian populasi manusia bahwa kuersetin mungkin, dalam sebuah petunjuk yang sangat terbatas, mengurangi risiko kanker tertentu.

Dalam studi laboratorium sel-sel in vitro, kuersetin menghasilkan perubahan yang juga dihasilkan oleh senyawa-senyawa yang menyebabkan kanker (karsinogen), tetapi kajian tersebut tidak melaporkan meningkatkan kanker pada hewan atau manusia. FDA Amerika Serikat belum menyetujui apa pun pengakuan kesehatan atas kuersetin. Ada langkah awal penelitian klinis saat ini tentang kuersetin menunjukkan keamanan dan keberhasilan terhadap sarkoidosis, asma dan penyerapan gula pada obesitas dan diabetes (Februari 2009).

Kuersetin adalah bentuk aglikon dari sejumlah glikosida flavonoid lainnya, seperti halnya rutin dan kuersitrin, ditemukan dalam buah jeruk, gandum dan bawang. Kuersetin membentuk kuersitrin glikosida dan rutin bersama dengan ramnosa dan rutinosa, secara berturut-turut. Kuersetin digolongkan sebagai IARC golongan 3 (tidak ada bukti karsinogenisitas pada manusia).

Terjadinya di Alam

Kuersetin merupakan suatu inhibitor pengangkut auksin polar yang terjadi secara alami.

Makanan-makanan yang kaya dengan kuersetin meliputi teh hitan dan hijau (Camellia sinensis; 2000–2500 mg/kg), capers (1800 mg/kg), lovage (1700 mg/kg), apel (44 mg/kg), bawang, khususnya bawang merah (1910 mg/kg) (konsentrasi kuersetin yang lebih tinggi terjadi pada cincin-cincin terluar), anggur merah, buah jeruk, tomat, brokoli dan sayuran hijau lainnya, dan sejumlah buah berri, termasuk raspberry, bog whortleberry (158 mg/kg, berat segar), lingonberry (yang dibudidaya 74 mg/kg, liar 146 mg/kg), cranberry (yang dibudidaya 83 mg/kg, liar121 mg/kg), chokeberry (89 mg/kg), rowan manis (85 mg/kg), rowanberry (63 mg/kg), sea buckthorn berry (62 mg/kg), crowberry (dibudidaya 53 mg/kg, liar 56 mg/kg), dan buah dari pir kaktus berduri. Sebuah studi baru-baru ini menemukan bahwa tomat yang ditanam secara organik mengandung 79% lebih kuersetin dibandingkan yang “ditanam secara konvensional”. Dari hasil penelitian, ternyata kuersetin juga terdapat dalam daun lengkeng.

Sebuah studi oleh Universitas Queensland, Australia, juga telah menunjukkan adanya kuersetin dalam berbagai macam madu, termasuk madu yang berasal dari bunga pohon eukaliptus dan teh.

Biosintesis

Biosintesis kuersetin diringkas dalam Gambar-10.1 di atas. Fenilalanina (1) dirobah menjadi 4-koumaroil-KoA (2) dalam satu rangkaian tahapan yang dikenal sebagai jalur fenilpropanoid umum menggunakan fenil ammonia-liase, sinnamat-4-hidroksilase, dan 4-koumaroil KoA-ligase. 4-koumaroil-KoA (2) ditambahkan pada tiga molekul malonil-KoA (3) membentuk tetrahidroksikhalkon (4) menggunakan 7,2’-hidroksi, 4’-metoksisoflavanol sintase.

Tetrahidroksikhalkon (4) kemudian dikonversikan menjadi naringenin (5) menggunakan khalkon isomerase. Naringenin (5) kemudian dikonversikan menjadi eriodiktiol (6) menggunakan flavanoid 3’ hidroksilase. Eriodiktiol (6) kemudian dikonversi menjadi dihidrokuersetin (7) dengan flavanon 3-hidroksilase, yang kemudian dikonverkan menjadi kuersetin menggunakan flavanol sintase.

Dari studi in vitro, kuersetin telah menunjukkan aktivitas anti-inflamasi yang signifikan dengan menghalangi sintesis dan pelepasan histamin dan mediator-mediator alergis/inflamator lainnya. Sebagai tambahan, kuersetin mungkin memiliki aktivitas antioksidan dan aksi cadangan vitamin C.

Secara in vitro, sel-sel kanker kulit dan prostat yang dikulturkan ditekan (dibandingkan dengan sel-sel non-malignan) ketika diobati dengan kombinasi kuersetin dan ultrasonik.

Ini juga telah diakui bahwa kuersetin dapat menurunkan tekanan darah pada pasien hipertensi dan kegemukan dengan kadar kolesterol LDL yang juga berkurang.

Sebuah studi 8 tahun menemukan adanya tiga flavonol—kaempferol, kuersetin, dan mirisetin—dalam suatu makanan normal dikaitkan dengan berkurangnya risiko kanker hingga 23%, suatu penyakit yang langka tetapi sering kali fatal, pada para perokok tembakau. Tidak ada manfaat bagi pasien yang tidak pernah merokok atau sebelumnya telah berhenti merokok.

Pada tikus, dosis kuersetin oral 12,5−25 mg/kg dapat meningkatkan ekspresi gen dari biomarker mitokondria dan meningkatkan daya tahan latihan.

Sebuah studi in vitro  menunjukkan kombinasi kuersetin dan resveratrol dapat menghalangi produksi sel-sel lemak. Ini berarti dapat dikombinasikan dengan makan buah anggur yang memang kaya akan resveratrol.

Sebuah kajian dengan tikus besar memperlihatkan bahwa kuersetin secara efektif menurunkan gejolak pelepasan niasin (vitamin B₃) dengan segera. Terlepas dari indikasi persiapan dari efek-efek medisinal yang memungkinkan, kuersetin tiada satu pun yang dikonfirmasikan sebagai terapi khas untuk kondisi apa pun, sama sekali ia tidak diakui oleh badan pengatur. Sebuah studi ketersediaan biologis dilakukan pada tikus besar menunjukkan kuersetin yang dicerna dimetabolisir secara luas menjadi asam-asam fenolat non-aktif, dengan lebih dari 96% jumlah yang dicerna dikeluarkan dalam 72 jam, yang menunjukkan bahwa peran-peran fisiologis aktual─bila itu ada, termasuk kuersetin dalam jumlah yang sedikit.

Interaksi Obat

Kuersetin is berlawanan dengan beberapa antibiotika; ia dapat berinteraksi dengan fluorokuinolon (suatu antibiotika), sebagai kuersetin secara bersaing berikatan pada DNA girase bakteri. Apakah ini menghambat atau menambah pengaruh fluorokuinolon adalah tidak tentu.

Kuersetin digambarkan sebagai suatu inhibitor CYP2C9. Sumber-sumber yang tidak konsisten seperti pada apakah kuersetin adalah suatu inhibitor atau inducer CYP3A4. CYP2C9 dan CPY3A4 adalah anggota dari sitokrom P₄₅₀ yang bercampur dengan sistem fungsi oksidase, dan yang demikian adalah enzim-enzim yang termasuk dalam metabolisme senobiotika di dalam tubuh. Pada kasus yang mana pun, kuersetin mungkin mengubah level serum, dan secara potensial, mempengaruhi obat-obat yang dimetabolisir oleh enzim-enzim tersebut.

Pada sapi, ada suatu interaksi sinergistik antara infeksi bovin papillovirus-2 dan pajanan terhadap kuersetin, menaikkan neoplasia kandung empedu, secara klinis terdapat sebagai haematuria enzootic. Efek serupa terlihat pada pajanan terhadap pohon pakis Pteridium aquilinum, dan zat kimia ptakuilosida ditemukan di dalam tanaman ini.

 

 

INULIN, SERAT MAKANAN UNTUK PENDERITA DIABETES

 

Diabetes, insulin dan inulin. Ketiganya saling berhubungan. Diabetes ialah suatu penyakit yang disebabkan oleh tingginya kadar gula darah. Sementara Insulin yang diproduksi di pangkreas adalah suatu hormon polipeptida yang mengatur metabolisme karbohidrat. Selain merupakan “efektor” utama dalam homeostasis karbohidrat, hormon ini juga ambil bagian dalam metabolisme lemak (trigliserida) dan protein – hormon ini bersifat anabolik yang artinya meningkatkan penggunaan protein. Hormon tersebut juga memengaruhi jaringan tubuh lainnya.

Insulin menyebabkan sel (biologi) pada otot dan adiposit menyerap glukosa dari sirkulasi darah melalui transporter glukosa GLUT1 dan GLUT4^[2] dan menyimpannya sebagai glikogen di dalam hati dan otot sebagai sumber energi.

Kadar insulin yang rendah akan mengurangi penyerapan glukosa dan tubuh akan mulai menggunakan lemak sebagai sumber energi.

Insulin digunakan dalam pengobatan beberapa jenis diabetes mellitus. Pasien dengan diabetes mellitus tipe 1 bergantung pada insulin eksogen (disuntikkan ke bawah kulit/subkutan) untuk keselamatannya karena kekurangan absolut hormon tersebut; pasien dengan diabetes mellitus tipe 2 memiliki tingkat produksi insulin rendah atau kebal insulin, dan kadang kala membutuhkan pengaturan insulin bila pengobatan lain tidak cukup untuk mengatur kadar glukosa darah.

Inulin, kata ini memang sepintas mirip dengan insulin. Seolah kata inulin, seperti salah ketik. Tapi ini bukan salah ketik. Inulin, ya… memang begitulah adanya, yang kalau dalam bahasa Inggris ditulis “inulin” juga. Jadi apa itu inulin?

Inulin merupakan sekelompok polisakarida yang terjadi secara alami yang dihasilkan oleh banyak jenis tanaman. Tanaman penghasil inulin yang paling terkenal ialah bunga dahlia dan bengkuang. Inulin adalah satu golongan serat yang dikenal sebagai fruktan. Inulin digunakan oleh beberapa tanaman sebagai tujuan menyimpan energi dan secara khusus dijumpai pada akar atau rimpang (rizoma). Kebanyakan tanaman yang mensintesis dan menyimpan inulin tidak menyimpan bahan-bahan lain seperti kanji. Inulin mempunyai rumus umum C_6nH_10n+2O_5n+1.

Biokimia Inulin

Inulin merupakan polimer yang terdiri dari terutama unit-unit fruktosa, dan secara khas mempunyai sebuah glukosa terminal. Unit-unit fruktosa dalam molekul inulin terikat oleh sebuah ikatan glikosidat  β (2→1). Pada umumnya, inulin tanaman mengandung antara 20 dan beberapa ribu unit fruktosa. Senyawa yang lebih kecil disebut fruktooligosakarida, yang paling sederhana ialah 1-kestosa, yang mempunyai dua unit fruktosa dan satu unit glukosa.

Inulin dinamakan dengan cara yang berikut ini, di mana n adalah jumlah residu fruktosa dan pi ialah singkatan untuk piranosil:

• Inulin dengan sebuah glukosa terminal dikenal sebagai alfa-D-glukopiranosil-[beta-D-fruktofuranosil] (n-1)-D-fruktoranosida, disingkat sebagai GpiFn (GpyFn).
• Inulin tanpa glukosa adalah beta-D-fruktopiranosil-[D-fruktofuranosil](n-1)-D-fruktofuranosida, disingkat seba-gai FpyFn.

Hidrolisis inulin dapat menghasilkan fruktooligosakarida, yang merupakan oligomer dengan tingkat polimerisasi.

Perhitungan Laju Filtrasi Glomerulus

Inulin secara unik diolah oleh nefron dalam mana ia disaring secara sempurna pada glomerulus tetapi tidak satu pun keluarkan  atau pun diserap ulang oleh tubula . Sifat inulin ini memungkin-kan pemeriksaan inulin yang digunakan secara klinis sebagai ukuran sangat akurat dari laju filtrasi glomerulus (GFR)—kecepatan plasma dari arteriola saraf yang disaring pada kapsul Bowman yang diukur dalam mL/menit.

Ini adalah informatif untuk membedakan sifat-sifat inulin dengan yang berasal dari asam para-aminohippurat (PAH). PAH disaring secara bertahap dari plasma pada glomerulus dan tidak diserap-ulang oleh tubula, dengan cara yang identik dengan inulin.  PAH berbeda dari inulin dalam mana fraksi PAH yang mengambil jalan-pintas glomerulus dan masuk ke sel-sel tubula nefron (melalui pembuluh peritubula) yang dikeluarkan secara sempurna. Pemeriksaan PAH renal (ginjal) lantas berguna dalam perhitungan aliran plasma renal (RPF), yang secara empiris adalah waktu aliran darah renal (1-Hematokrit). Dengan catatan, pemeriksaan  PAH adalah cerminan dari RPF saja terhadap porsi ginjal yang sepakat dengan pembentukan urin, dan, dengan demikian, mengabaikan RPF yang sebenarnya dengan kira-kira 10%.

Pengukuran GFR melalui inulin atau sinistrin masih dianggap sebagai gold standard. Namun, hal ini sekarang telah digantikan secara luas dengan yang lain, ipengukuran yang lebih sederhana yang mendekati GFR. Ukuran tersebut, yang meliputi pengukuran substrat seperti EDTA, iso-heksanol, Kromium51 bertanda isotop (dikelatkan dengan EDTA) dan kreatinin, telah bermanfaat yang dikonfirmasikan dengan sejumlah besar pasien dengan penyakit ginjal kronis.

Baik untuk inulin maupun kreatinin, perhitungannya melibatkan konsentrasi dalam urin dan dalam serum. Namun, tidak seperti kreatinin, inulin tidak terdapat secara alami di dalam tubuh. Ini adalah sebuah keuntungan dari inulin (karena jumlah yang diinfus akan diketahui) dan sebuah kerugian (karena suatu infusi diperlukan).

Nasib Secara in vivo

Inulin tidak dapat diurai oleh enzim ptialin dan amilase, yang diadaptasikan pada pencernaan kanji. Akibatnya, inulin lewat melalui banyak sistem pencernaan tetap utuh. Hanya pada kolon saja bakteri memetabolisme inulin, dengan melepaskan CO₂, hidrogen, dan/atau metana dalam jumlah yang signifikan.  Makanan yang mengandung-Inulin dapat agak ber-gas, khususnya, untuk itu tidak terbiasa bagi inulin, dan makanan tersebut harus dikonsumsi dalam jumlah sedang pada pertama kali.

Ada tiga tipe serat makanan, yaitu: yang larut, tidak larut, dan tahan terhadap kanji. Serat tak larut meningkatkan pergerakan material melalui sistem pencernaan dan meningkatkan volume tinja; inulin khususnya sangat membantu bagi penderita sembelit atau ketidak teraturan buang air besar. Serat larut dapat larut dalam air yang membentuk material gelatin. Beberapa serat larut dapat membantu menurunkan tingkat kolesterol dan gula darah. Inulin dianggap merupakan serat larut.

Karena pencernaan normal tidak mengurai inulin menjadi monosakarida, maka ia tidak meningkatkan kadar gula darah, dan oleh karena itu, sangat membantu dalam penatalaksanaan diabetes. Inulin juga merangsang pertumbuhan bakteri di dalam usus. Inulin lewat melalui perut dan usus dua belas jari tanpa dicerna dan sangat tersedia bagi bakteri flora usus. Ini membuat inulin mirip serupa dengan kanji yang resisten dan karbohidrat lain yang dapat difermentasikan. Ini berbeda dengan racikan probiotik yang dimiliki yang berbasis pada bakteri asam laktat (LAB) dalam mana bakteri ini memiliki kondisi kelansungan hidup yang sangat menantang melalui saluran pencernaan sebelum mereka mampu berkoloni di dalam usus.

Sejumlah makanan tradisional mengandung lebih dari 20 gr per hari inulin atau fruktooligosakarida. Makanan pemburu prasejarah di Gurun Chihuahuan diperkirakan mencapai 135 gr per hari inulin dari tipe fruktan. Banyak makanan yang secara alami tinggi inulinnya atau fruktooligosakarida, seperti cikori, bawang putih, dan bawang bombai, terlihat sebagai “stimulan dari makanan kesehatan” selama berabad-abad.

Inulin juga digunakan dalam uji medis untuk mengukur jumlah total dari volume esktraselular dan menentukan fungsi ginjal.

Inulin secara umum diakui sebagai zat yang aman (GRAS) oleh Badan Pengawasan Obat dan Makanan (FDA) Amerika Serikat.

Sekitar 30–40% orang di Eropa Tengah menderita dari malabsorpsi fruktosa. Inulin adalah suatu fruktan, asupan makanan yang berlebih bisa menimbulkan efek samping minor, seperti meningkatnya flatulensi (gas dalam perut) dan akibat malabsorpsi fruktosa. Ini direkomendasikan bahwa asupan fruktan untuk orang-orang dengan malabsorpsi fruktosa dijaga pada kurang lebih 0,5 gram per saji.

Kegunaan Inulin

Makanan yang diproses

Inulin semakin meningkat digunakan dalam makanan-makanan yang diproses karena inulin mempunyai karakteristik yang dapat beradaptasi secara tidak lazim. Rentang cita-rasa dari rasa manis campuran sampai rasa manis yang rumit (hampir 10% manisnya gula/sukrosa). Inulin dapat digunakan untuk meng-gantikan gula, lemak dan tepung. Ini menguntungkan karena inulin mengandung 25-35% energi makanan dari karbohidrat (kanji, gula). Sementara inulin adalah satu ramuan yang serba guna, ia juga bermanfaat bagi kesehatan.  

Inulin dapat meningkatkan penyerapan kalsium dan barangkali juga penyerapan magnesium, sambil mempromosikan pertumbuhan bakteri usus. Mengenai nutrisi, inulin dianggap suatu bentuk serat larut dan terkadang dikategorikan sebagai prebiotik.

Karena kemampuan tubuh yang terbatas untuk memproses fruktan, maka inulin  mempunyai dampak meningkatkan gula darah yang minimal, dan—tidak seperti fruktosa—tidak insulemik dan tidak menaikkan trigliserida, membuat inulin dianggap cocok untuk penderita diabetes dan berpotensi sangat membantu dalam mengatur gula darah-terkait penyakit. Konsumsi dalam jumlah besar (terutama, orang yang sensitif atau tidak terbiasa) dapat menimbulkan gas dan kembung, dan produk-produk yang mengandung inulin terkadang perlu waspada untuk menambahnya secara bertahap terhadap makanan seseorang.

Penggunaan industri

Inulin yang tidak bisa dihidrolisis dapat juga dikonversi secara langsung menjadi etanol dalam sebuah proses sakarifikasi dan fermentasi bersama, yang bisa mempunyai potensi besar untuk mengubah hasil panen yang tinggi inulin menjadi bahan bakar.

Obat-obatan

Inulin dan analognya sinistrin digunakan untuk membantu mengukur fungsi ginjal dengan menentukan laju filtrasi glomerulus (GFR). GFR ialah volume cairan yang disaring dari pembuluh glomerulus ginjal (renal) pada kapsul Bpwman per satuan waktu. Inulin yang penggunaan utama sebagai yang disekresikan atau diserap ulang dalam berapa pun jumlah yang dapat dinilai pada nefron yang mengizinkan GFR dihitung, yang lebih baik dari total filtrasi renal.

Namun, karena pembatasan klinis, inulin dan sinistrin meskipun ditentukan melalui penanganan yang lebih baik fitur jarang digunakan untuk tujuan ini dan angka kreatinin adalah baku bagi penentuan suatu GFR yang mendekati. Inulin juga digunakan untuk rehidrasi dan remineralisasi yang menyertai pentingnya kehilangan air, seperti diare dan diforesis. Inulin dapat juga digunakan sebagai adjuvan vaksin.

Sumber Inulin Alami

Di Eropa dan Amerika, sebelum penemuan insulin pada 1923, penderita diabetes-serta konsumtif-sering diberikan zat yang disebut Atlantic starch atau diabetic sugar, yang berasal dari inulin, suatu bentuk gula buah yang terjadi secara alami, yang diekstrak dari akar bunga dahlia. Inulin juga banyak terkandung dalam bengkoang. Inulin masih digunakan dalam uji klinis untuk fungsionalitas ginjal.

Bengkuang sebagai Sumber Inulin

Bengkuang atau bengkoang (Pachyrhizus erosus) dikenal dari umbi (cormus) putihnya yang bisa dimakan sebagai komponen rujak dan asinan atau dijadikan masker untuk menyegarkan wajah dan memutihkan kulit. Tumbuhan yang berasal dari Amerika tropis ini termasuk dalam suku polong-polongan atau Fabaceae. Di tempat asalnya, tumbuhan ini dikenal sebagai xicama atau jícama. Orang Jawa menyebutnya sebagai besusu.

 

 

 

 

 

 

 

Gambar-2.

Umbi bengkuang, Pachyrhizus erosus; dari Situgede, Bogor.

Tumbuhan ini membentuk umbi akar (cormus) berbentuk bulat atau membulat seperti gasing dengan berat dapat mencapai 5 kg. Kulit umbinya tipis berwarna kuning pucat dan bagian dalamnya berwarna putih dengan cairan segar agak manis. Umbinya mengandung gula dan pati serta fosfor dan kalsium. Umbi ini juga memiliki efek pendingin karena mengandung kadar air 86-90%. Rasa manis berasal dari suatu oligosakarida yang disebut inulin, yang tidak bisa dicerna tubuh manusia. Sifat ini berguna bagi penderita diabetes atau orang yang berdiet rendah kalori.

Umbi bengkuang biasa dijual orang untuk dijadikan bahan makanan berupa rujak, asinan, manisan, atau dicampurkan dalam masakan tradisional seperti tekwan. Umbi bengkuang sebaiknya disimpan pada tempat kering bersuhu 12 °C hingga 16 °C. Suhu lebih rendah mengakibatkan kerusakan. Penyimpanan yang baik dapat membuat umbi bertahan hingga 2 bulan.

Tanam-tanaman yang mengandung konsentrasi tinggi inulin lainnya meliputi:

• Elecampane (Inula helenium)
• Coneflower Echinacea spp
• Dandelion (Taraxacum officinale)
• Wild Yam (Dioscorea spp.)
• Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus)
• Chicory (Cichorium intybus)
• Jicama (Pachyrhizus erosus)
• Burdock (Arctium lappa)
• Costus Saussurea lappa
• Mugwort Artemisia vulgaris
• Bawang (Allium cepa)
• Bawang putih (Allium sativum)
• Agave (Agave spp.)
• Leopard’s-Bane Arnica montana
• Yacón (Smallanthus sonchifolius spp.)
• Camas (Camassia spp.)

ASAM JENGKOLAT TIDAK HANYA DARI JENGKOL

ASAM jenkolat adalah asam amino non-protein yang mengandung belerang yang terjadi secara alami dan terdapat di dalam biji jengkol dari legume jengkol (Archidendron jiringa). Senyawa ini terdiri dari dua radikal sistein yang terikat melalui satu gugus metilen antara unsur-unsur belerang, atau asam 2-amino-3-[(2-amino-3-hidroksi-3-oksopropil)sulfanilmetilsulfanil] propanoat. Asam amino ini beracun bagi manusia, terutama menyebabkan nefrotoksisitas.

Nama IUPAC-nya: Asam (2R)-2-Amino-3-[[(2R)-2-amino-3-hidroksi-3-eksopropil] sulfanilmetilsulfanil]propanoat. Nama lainnya adalah: Djengkolat; asam jengkolat; S,S’-Metilena-bisistein. Sifat-sifatnya antara lain adalah:

·         Rumus molekul: C₇H₁₄N₂O₄S₂

·         Berat molekul: 254,33 g/mol

·         Kelarutan dalam air: 1,02 gr L⁻¹ (pada 30±0,5°C)

Keracunan

Toksisitas asam jengkolat pada manusia muncul dari kurangnya kelarutan di bawah kondisi asam setelah konsumsi biji jengkol. Pengendapan asam amino ini menjadi kristal yang menyebabkan iritasi mekanis dari tubula renal dan saluran kencing, yang menimbulkan gejala-gejala seperti perut tidak tenang, loin pains, kolik yang parah, pusing, muntah-muntah, disuria, hematuria kasar, dan oliguria, yang terjadi 2 sampai 6 jam setelah makan biji jengkol. Analisis urin dari pasien menyatakan eritrosit, sel-sel epitel, protein, dan kristal serupa-jarum dari asam jengkolat. Urolithiasis juga dapat terjadi, dengan asam jengkolat seperti nukleus. Pada anak-anak muda asam jengkolat juga telah dilaporkan yang menimbulkan rasa sakit pembengkakan genitalia.

Pengobatan untuk keracunan ini memerlukan hidrasi untuk mengalirkan dan alkalinisasi urin oleh natrium bikarbonat. Lebih lanjut, keracunan ini dapat dicegah ketika mengonsumsi biji jengkol dengan merebusnya sebelum dimakan, karena dengan perebusan dapat menghilangkan asam jengkolat dari bijinya. Jadi makan biji jengkol mentah, meskipun asyik, tak perlu dilakukan, karena berbahaya bagi kesehatan ginjal dan saluran kencing.

Penemuan dan Sintesis

Asam jengkolat pertama kali diisolasi oleh Van Veen dan Hyman dari urin orang yang berasal dari Jawa yang suka makan biji jengkol dan menderita keracunan ini. Mereka kemudian berhasil mengisolasi kristal asam jengkolat dari biji jengkol yang diolah dengan Ba(OH)₂ pada 30°C untuk jangka waktu yang diperpanjang.

Asam jengkolat kemudian dilaporkan terdapat sebanyak-banyaknya 20 gram dalam setiap kilogram biji jengkol kering, dan hal ini juga telah dilaporkan terdapat pada tingkat yang lebih kecil dalam biji tanaman leguminosa lainnya seperti Leucaena esculenta (2,2 gr/kg) dan Pithecolobium ondulatum (2,8 gr/kg).

Du Vigneaud dan Patterson menyusun untuk mensintesis asam jengkolat melalui kondensasi metilen klorida dengan 2 mol L-sistein dalam larutan ammonia dan menunjukkan bahwa senyawa sintetik mereka identik dengan asam jengkolat yang terjadi secara alami. Kemudian, Armstrong dan du Vigneaud menyiapkan asam jengkolat melalui kombinasi langsung 1 mol formaldehida dengan 2 mol L-sistein dalam larutan asam kuat.

VANILLIN, PENGUAT RASA AROMA VANILA

Vanillin merupakan suatu aldehida fenolat, senyawa organik dengan rumus molekul C₈H₈O₃. Gugus fungsionalnya meliputi aldehida, eter, dan fenol. Senyawa ini merupakan komponen utama dari ekstrak biji vanilla. Ia juga dijumpai dalam biji kopi gongseng atau dipanggang dan pinus merah China. Vanillin sintetik, selain dari ekstrak vanilla alami, terkadang digunakan sebagai bahan penguat-rasa dalam makanan, minuman dan produk farmasi.

Vanillin serta etilvanillin digunakan oleh industri makanan.  Etil ini lebih mahal tetapi mempunyai cita rasa lebih kuat. Ia berbeda dari vanillin yang mempunyai satu gugus etoksi (–O–CH₂CH₃) selain dari gugus metoksi (–O–CH₃).

“Ekstrak vanilla” alami merupakan campuran dari beberapa ratus senyawa yang berbeda sebagai tambahan untuk vanillin. Cita-rasa vanilla tiruan adalah suatu larutan vanillin murni, biasanya berasal dari sintetik. Disebabkan kelangkaan dan mahal-nya  ekstrak vanilla alami, maka telah lama tertarik untuk membuat yang sintetik dari komponen yang dominan ini. Sintesis vanilla komersial pertama dimulai dengan yang lebih mudah tersedia dari senyawa alam, yaitu eugenol. Kini, vanillin tiruan terbuat baik dari guaiacol atau dari lignin, konstituen kayu yang merupakan hasil-samping dari industri bubur kayu (pulp).

Cita-rasa vanilla tiruan berbasis-lignin diakui memiliki profil yang lebih kaya cita-rasa dibandingkan cita-rasa berbasis-minyak, perbedaannya adalah sehubungan dengan adanya asetovanillon dalam produk yang berasal dari lignin, suatu pengotor yang tidak dijumpai dalam vanillin yang disintesis dari guaiacol.

Nama IUPAC senyawa ini adalah: 4-Hidroksi-3-metoksibenzaldehida. Nama lainnya adalah: Matil vanillin, Vanilin, dan Vanillat aldehida.

Sifat-sifat

Rumus molekul                       C₈H₈O₃

Berat molekul                          152,15 gr/mol

Penampilan                              Zat padat putih atau kuning cerah

(biasanya berbentuk)

Densitas                                  1,056 g/cm³, padat

Titik lebur                                80–81°C (353–354 K)

Titik didih                               285°C (558 K)

Kelarutan^[1]                              1 gr/100 ml pada 25 ^oC (dalam air);

3,6 Mol (dalam THF);

2,3 Mol (dalam etanol);

4,16 Mol (dalam metanol)

Titik nyala                               147 ^oC

Produksi

Produksi alami

Vanillin alami diekstrak dari biji polong Vanilla planifola, suatu vining anggrek asli Meksiko, tetapi kini tumbuh di area-area tropis seluruh dunia. Madagaskar  seyogyanya produser terbesar vanillin alami.

Sebagaimana yang dipanen, biji polong yang hijau mengandung vanillin dalam bentuk β-D-glikosidanya; polong hijaunya tidak mengandung citarasa atau bau vanilla.

Setelah dipanen, cita-rasa mereka berkembang melalui proses pengawetan berbulan-bulan lamanya, rinciannya yang bervariasi antara daerah-daerah yang memproduksi-vanilla, tetapi dalam kondisi yang luas ini prosesnya sebagai berikut:

Pertama, biji polong direndam dalam air panas, untuk mengambil dari proses jaringan hidup. Kemudian, selama 1–2 minggu, polong ini dijemur di bawah sinar matahari dan diembunkan: selama satu hari, polong ini dijemur di bawah matahari, dan setiap malam, dibungkus dengan kain dan dikemas dalam kotak kedap udara supaya berkeringat. Selama proses ini, polongnya menjadi berwarna coklat gelap, dan enzim-enzim dalam polong itu melepaskan vanillin sebagai molekul bebasnya.

Terakhir, polong ini dikeringkan dan selanjutnya dituakan selama beberapa bulan, selama mana waktu cita-rasanya berkembang lebih lanjut. Beberapa metoda telah dijelaskan untuk mengawetkan vanilla dalam beberapa hari yang lebih baik daripada berbulan-bulan, meskipun mereka tidak berkembang secara luas dalam industri vanilla alami, dengan berfokus pada produksi produk yang premium melalui metida yang ditetapkan, rada lebih baik pada inovasi-inovasi yang bisa mengubah profil cita-rasa produknya.

Vanillin diperkirakan untuk sekitar 2% berat kering dari biji vanilla yang diawetkan, dan adalah pemimpin di antara sekitar 200 senyawa cita-rasa lainnya yang dijumpai dalam vanilla.

Sintesis kimia

Kebutuhan akan bahan cita rasa vanilla telah lama disuplai dari biji vanilla. Selama 2001, kebutuhan tahunan akan vanilla adalah 12.000 ton, tetapi hanya 1800 ton dari vanillin alami yang dihasilkan. Sisanya dihasilkan melalui sintesis kimia. Vanillin pertama kali disintesis dari eugenol (dijumpai dalam minyak cengkeh) pada 1874-1875, kurang dari 20 tahun setelah ia pertama kali diidentifikasi dan diisolasi. Vanillin secara komersial dihasilkan dari eugenol hingga tahun 1920-an. Kemudian ia disintesis dari “cairan coklat” yang mengandung lignin, suatu hasil-samping dari proses sulfit untuk pembuatan bubur kayu.

konter dengan tidak sengaja,bahkan menganggapnya menggunakan bahan limbah, proses lignin ini tidak lebih lama populernya disebabkan keprihatinan akan lingkungan, dan dewasa ini paling banyak vanillin dihasilkan dari bahan baku petrokimia, yaitu guaiakol.Beberapa jalur terdapat untuk mensintesis vanillin dari guaiakol.

 

 

 

 

Sekarang, paling signifikan dari itu ialah proses dua tahap yang dipraktekkan oleh Rhodia sejak 1970-an, dalam mana guaiakol (1) bereaksi dengan asam glioksilat melalui substitusi aromatik elektrofilik. Hasilnya, asam vanillilmandelat (2) yang kemudian dikonversi melalui Asam 4-hidroksi-3-metoksi-fenilglioksilat (3) menjadi vanillin (4) melalui dekarboksilasi oksidatif.

Pada Oktober 2007 Mayu Yamamoto dari Pusat Medis Internasional Jepang meraih Hadiah Nobel untuk pengembangan satu cara untuk mengekstrak vanillin dari kotoran sapi.

 

Kegunaan

Penggunaan terbesar vanillin ialah sebagai bahan penambah cita-rasa, biasanya dalam makanan-makanan manis. Industri Es-krim dan cokelat bersama-sama 75%  meliputi pasarnya untuk vanillin sebagai bahan cita-rasa, dengan jumlah yang lebih sedikit digunakan dalam konfeksi gula-gula dan kue kering.

Vanillin juga digunakan dalam industri minyak wangi, dalam parfum, dan untuk menopengi bau tak-sedap atau rasa dalam obat-obatan, pakan hewan ternak, dan produk-produk pembersih.

Vanillin telah digunakan sebagai zat kimia “antara” dalam produksi farmasetikal dan zat-zat kimia mmurni lainnya. Pada 1970, lebih dari separuh produksi vanillin dunia digunakan dalam sintesis zat-zat kimia lain, tetapi selama 2004 penggunaan ini diperkirakan hanya untuk 13% dari pasar tersebut untuk vanillin.

Selain itu, vanillin dapat digunakan sebagai tujuan umum noda untuk pengembangan lempeng kromatografi lapis tipis (TLC) untuk membantu dalam memvisualisasi komponen-komponen dari campuran reaksi. Noda ini menghasilkan satu rentang warna untuk komponen-komponen yang berbeda tersebut.

SEJARAH VANILLIN

 

Vanilla dibudidayakan sebagai bahan penambah cita-rasa oleh orang-orang Mesoamerika sebelum Kolumbia; pada saat penaklukan mereka oleh Hernán Cortés, Aztecs menggunakannya sebagai bahan penambah cita-rasa untuk cokelat. Orang Eropa menjadi sadar akan kedua kedua: coklat dan vanilla sekitar tahun 1520.^[4]

Vanillin pertama kali diisolasi sebagai zat yang relatif murni pada 1858 oleh Nicolas-Theodore Gobley, yang memperolehnya melalui penguapan ekstrak vanilla hingga kering, dan merekristalisasi menghasilkan  zat padat dari air panas. Pada 1874, ilmuwan Jerman Ferdinand Tiemann dan Wilhelm Haarmann menyimpulkan struktur kimianya, pada waktu yang sama penemuan sintesis untuk vanillin dari koniferin, suatu glikosida dari isoeugenol yang dijumpai dalam kulit kayu rindu (pine bark). Tiemann dan Haarmann mendirikan sebuah perusahaan, Haarmann & Reimer (kini bagian dari Symrise) dan dimulai produksi vanillin secara industri menggunakan proses mereka di Holzminden (Jerman). Pada 1876, Karl Reimer mensintesis vanillin (2) dari guaiacol (1).

Pada akhir abad ke-19, vanillin semi sintetik berasal dari eugenol yang dijumpai dalam minyak cengkeh yang tersedia secara komersial.

Sintesis Vanillin oleh Reimer

Vanillin sintetik menjadi lebih tersedia secara signifikan padatahun 1930-an, ketika produksi dari minyak cengkeh digantikan oleh produksi dari limbah yang mengandung lignin yang dihasilkan oleh proses pembuburan dengan sulfit untuk membuat bubur kayu untuk industri kertas. Pada 1981, tunggal menjadikan bubur dan pabrik kertas yang mensuplai 60% dari pasar dunia untuk vanillin sintetik di Ontario. Bagaimanapun, perkembangan berikutnya pada industri bubur kayu telah membuat limbah ligninnya kurang menarik dalam industri sebagai bahan baku untuk sitensis vanillin. Sementara beberapa vanillin masih dibuat dari limbah lignin, kebanyakan vanillin sintetik dewasa ini disintesis dalam prodses dua-tahap dari prekursor pentokimia, guaiakol dan asam glioksilat.

Diawali pada tahun 2000, Rhodia mulai memasarkan vanillin biosintetik yang dibuat oelh aksi mikroorganisme terhadap asam ferulat yang diekstrak dari butir beras.Pada harga Rp 5.974.500/kg (dengan kurs Rp 8.535/dolar), produk ini, dijual di bawah nama merek dagang Rhovanil Natural, bukanlah biaya kompetitif dengan vanillin petrokimia, yang dijual sekitar $15/kg (Rp 128.000/kg) Bagaimanapun, kecuali vanillin yangdisintesis dari lignin atau guaiakol, itu dapat dilabel sebagai bahan penambah cita-rasa alami.

Kejadian

Vanillin paling terkenal sebagai cita-rasa dasar dan senyawa aroma dalam vanilla. is most prominent as the principal flavor and aroma compound in vanilla. Buah polong vanilli yang diawetkan mengandung hampir 2% berat kering vanillin; pada polong yang diawetkan dengan mutu tinggi, vanillin relatif murni mungkin tampak sebagai abu atau “beku” di luar polongnya.

Pada konsentrasi yang lebih rendah, vanillin berkontribusi pada citarasa dan profil aroma dari bahan makanan karena berbeda dengan minyak zaitun, mentega,buah rasberri dan leci. Usia dalam oak barrel (anggur) mengabarkan  vanillin pada bebera anggur dan semangat. Pada makanan lain, perlakuan panas meningkatkan vanillin dari zat-zat kimia lain. Dengan cara ini, vanillin berkontribusi atas citarasa dan aroma kopi, sirup mapel, dan produk-produk biji-bijian utuh meliputi jagung tortilla dan oatmeal.