anti oks id an

ANTIOKSIDAN

SETYANINGRUM ARIVIANI

Setyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

Antioxidant

Antioksidan adalah senyawa-senyawa yang dapat menghambat, mencegah atau menunda reaksi oksidasi bahan-bahan yang mudah teroksidasi. Dalam bidang pangan, antioksidan adalah senyawa atau zat yang bila ditambahkan dalam lemak atau makanan berlemak dapat menghambat oksidasi dan oleh karena itu dapat memperpanjang daya simpan. Antioksidan adalah zat-zat yang, apabila ada dalam konsentrasi yang lebih rendah daripada konsentrasi zat-zat yang dapat dioksidasi, secara nyata dapat menunda atau menghambat oksidasi substrat tersebut (Halliwel & Gutteridge, 1989).


Radikal bebas (Free Radicals) Radikal

bebas dapat didefinisikan sebagai setiap species yang mampu berada secara independen dan memiliki satu atau lebih elekron tak-berpasangan, yaitu elektron yang sendirian dalam orbital (Auroma, D.I.,1994. Free radical and antioxidant; strategies in sports. J. Nutr. Biochem. 5 : 370-375.). The conventional radical dot () designated the presence of one or more of the unpaired electrons.

Ex.: superoxide O2- , OH, ROO(peroxyl), CCl3, NOSetyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

PENGGOLONGAN ANTIOKSIDAN (Menurut Ingold) Antioksidan

Primer Antioksidan Sekunder


Primary

(Chain-Breaking) Antioxidants Adalah senyawa-senyawa yang dapat bereaksi dengan radikal lipida dan menkonversikannya menjadi produkproduk yang lebih stabil.

Secondary

(Preventive) Antioxidants Menghambat atau mengurangi laju inisiasi dengan berbagai cara/ mekanisme. Setyaningrum ArivianiProdi ITP 2012

Pada keadaan normal, radikal lipida yang ada dalam jumlah banyak terutama adalah alkylperoxy radical, ROO , yang merupakan agen pengoksidasi dan segera tereduksi menjadi anion-nya, dan kemudian dikonversi menjadi suatu hidroperoksida oleh suatu ELECTRON DONOR, atau yang dikonversi menjadi hidroperoksida oleh suatu HYDROGEN DONOR, AH .+e

H+

ROO ---- ROO- ------ ROOH ROO + AH -------- ROOH + A

Adapun alkyl radical umumnya adalah agen pereduksi dan dapat dinetralkan oleh electron acceptor.-e

R ------- R+ ------- Alkene + H+Setyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

Reaksi umum Antioksidan

pangan mencegah/ menghambat autoksidasi lipida, yang paling umum dengan donasi atom H secara cepat ke radikal lipida dg. reaksi: ROO + AH Atau RO + AH ROOH + A ROH + A


Suatu molekul akan berperan sbg. antioksidan primer jika

Mudah mendonasikan atom hidrogen ke radikal lipida,

dan Bila radikal yg terbentuk dari antioksidan lebih stabil daripada radikal lipida, atau dikonversikan menjadi produk lain yang lebih stabil.

Phenol tidak aktif sebagai antioksidan, tetapi substitusi gugus alkil pada posisi 2, 4, atau 6 akan meningkatkan densitas elektron pada gugus OH dengan suatu inductive effect dan karenanya meningkatkan reaktivitasnya dengan radikal lipida. Contoh : 2-t-butyl-4-methoxyphenol (BHA).Setyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

Efektivitas

antioksidan turunan 1,2dihydroxybenzene meningkat karena adanya stabilisasi radikal phenoxy melalui adanya ikatan hidrogen intramolekular. Antioksidan fenolik efektif untuk memperpanjang periode induksi jika minyak belum rusak parah, tetapi jika sudah rusak parah maka tidak efektif.Setyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

Characteristics of Hydrogen Donating Antioxidants

The major hydrogen donating antioxidants are monohydroxy or polyhydroxy phenolic compounds with various ring substitutions. The antioxidant free radical does not initiate another free radical due to the stabilization of delocalization of radical.


Pengaruh konsentrasi antioksidan terhadap laju autoxidasi tergantung Struktur

antioksidan Kondisi oksidasi Sample yang dioksidasi Kadang aktivitas antioksidan hilang atau bahkan menjadi prooksidan. (Why ?)


Sebagai pro-oksidan: Karena

keterlibatannya dalam tahap inisiasi bila konsentrasinya tinggi: AH + O2 A + HOO

AH + ROOH RO + H2O + A


Ascorbic acid can act as a prooxidant by converting the reducing ferric to ferrous ion, which become more active catalysts of oxidation in the aqueous system.


Mechanism of Tocopherol Antioxidant

Transfer of phenolic hydrogen Scavenging of singlet oxygen Regeneration of tocopherol in the presence of ascorbate


TocopherolA chain breaking antioxidant competes with polyunsaturated lipid for the lipid peroxyl radicals.-TocopherolLipid radicals

-Tocopheryl semiquinone

Lipid radicals

-Tocopheryl quinone


ANTIOKSIDAN SEKUNDER Singlet

oxygen quenchers Metal chelators Enzymes Oxygen scavengers and Reducing agents Lain-lain:

Fosfolipid MRPs


Ascorbic Acid Hydrogen donation to lipid radicals Quenching of singlet oxygen Removal of molecular oxygen Regenerate tocopherol radicals ProoxidantSetyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

Reduce ferric iron to ferrous iron

Faktor yang mempengaruhi aktivitas antioksidan:1.

Faktor fisik: Panas, irradiasi, tekanan oksigen, luas permukaan kontak oksigen


2.Faktor substrat komposisi asam lemak, komponen minor (antioksidan), FFA, Logam


3. Fisikokimia => polar paradoks

The observation that the more polar antioxidants are more active in pure lipids, and the non-polar antioxidants are more active in a polar substrate, e.g. emulsions, liposomes, has been described by the term polar paradox. In the bulk oil the hydrophilic antioxidants are oriented in the oilair interface providing optimal protection of the lipids against oxygen radicals, while hydrophobic antioxidants dissolve in the homogeneous lipid phase. The opposite situation with hydrophobic antioxidant concentration in the oilwater interface is encountered in the emulsion system, where the hydrophobic antioxidants are more efficient.


Sinergisme

Sinergisme terjadi bila campuran dua (atau

lebih) antioksidan memberikan aktivitas yang lebih tinggi dari pada jumlah aktivitas masing-masing antioksidan kalau ditambahkan sendiri-sendiri. Kadang antiksidan primer dengan antioksidan primer, contoh BHA dan BHT. Atau, antioksidan primer dengan antioksidan sekunder, misalnya BHA dengan EDTA.Setyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

Sinergisme antara BHA dan BHTAOM Perbedaan Stability* (jam)Kontrol (lard) BHT 0.01% BHA 0.01% BHT 0.01% dan BHA 0.01% 11 53 46 102 42 35 91 91-(42+35) = 14

Sinergisme

*Stability by Active Oxygen TestSetyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

EVALUASI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN


UJI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN Prinsip

metode pengujian aktivitas antioksidan umumnya berdasarkan mekanisme peroksidasi lipida Stabilitas Oksidatif lipida Maka berikut ini diterangkan skema dasar peroksidasi asam linoleat sebagai contoh asam lemak tak jenuh (PUFA).


1

2

3

4


Metode-metode Pengujian1. Conjugated Diena (Diena Terkonjugasi) Prinsip : Hidroperoksida dan produk-produk degradasi lipida lain menunjukkan karakteristik absorpsi UV pada 232-234nm karena adanya conjugated diena. Karena lipida awal tidak memiliki absorpsi pada panjang gelombang tsb., maka tingkat absorbansi itu dapat mencerminkan tingkat peroksidasi lipida yang diuji.Setyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

Cara: asam linoleat atau minyak ditambahkan sample antioksidan (dan kontrol) diinkubasi pada suhu tertentu. Setelah itu diambil sedikit, dilarutkan dalam cyclohexane, setelah di-vortex langsung ditera absorbansinya pada 232-234nm. Makin tinggi absorbansi dianggap makin tinggi tingkat kerusakan oksidatif minyak tersebut. Kelebihan : pengukuran absorpsi UV amat sederhana dan mudah. Kekurangan/ kelemahan: banyak zat/bahanbahan biologis termasuk antioksidan menunjukkan absorpsi yang kuat juga pada panjang gelombang tsb.Setyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

2. Konsumsi Oksigen (Oxygen consumption, Oxygen up take)

Prinsip: pada waktu lipida mengalami oskidasi, molekul oksigen tertambahkan pada lipida, khususnya pada step 3. Minimal ada 2 metode untuk mengestimasi konsumsi oksigen:1. Pengukuran konsentrasi O2 yang menurun dlm larutan atau atmosfer dlm sistem tertutup dengan alat, mis., elektroda oksigen untuk mengukur konsentrasi O2 dlm larutan aqueous, atau alat pengukur tekanan untuk mengukur tekanan O2 atmosfer campuran reaksi. Kelebihan: mudah dan adaptable. Sensitivitas tinggi (jika pengendalian ketat)


2. Pengukuran berat total lipid dalam sistem terbuka (Weight gain method) Kelebihan : amat sangat simple dan mudah. Kelemahannya: perlu waktu relatif lama. 3. Angka peroksida (Peroxide Value, POV) Prinsip: Hidroperoksida menunjukkan sifat oksidatif, sehingga reaksi redoks dapat digunakan untuk menkuantifikasi hidroperoksida yang ada. Misalnya, LOOH mengoksidasi I- dan Fe2+ menjadi I2 dan Fe3+. a. ROOH + 2KI ROH + K2O + I2 Jumlah I2 dapat dikuantifikasi misalnya dengan titrasi menggunakan natrium tiosulfat I2 + I- I3I2 + 2Na2S2O3 N2S4O6 + 2NaISetyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

PV (meq/kg) = [(S-B) x 1000 X N ] : WB = ml titrasi blanko S = ml titrasi sampel W = berat sampel (g) N= N Na2S2O3

Kekurangan dari metode ini adalah: Absorbsi iodin pada asam lemak takjenuh Pembebasan iodin dari KI oleh oksigen yang terdapat dalam larutan yang dititrasi

b. ROOH + Fe2+ ROH + Fe3+Jumlah Fe3+ dapat diukur dengan absorbansi Fe(SCN)3 pada 500nm (disebut Thiocyanate method) Fe3+ + 3NH4SCN Fe(SCN)3 + 3NH4+

Kelabihan: jumlah tepat hidroperoksida dapat ditentukan.Setyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

3. Metode TBA (paling populer) Prinsip : malonaldehida (MDA) terbentuk terutama pada pemanasan hidroperoksida dan produk degradasi sekunder pada pH rendah (step 6). TBA bereaksi dengan MDA menghasilkan senyawa kompleks berwarma merah dengan absorbansi pada 535nm. Kelebihan: simple dan relatif tinggi sensitivitasnya. (shg. sering digunakan dalam pengujian dengan sistem biologis).


Kelemahan:

Angka TBA tidak secara langsung menunjukkan jumlah MDA atau lipid hidroperoksida yang terbentuk selama oksidasi. Karena kemungkinan ada senyawa-senyawa dalam campuran tersebut yang dengan TBA menghasilkan warna merah. Oleh karena itu angka TBA sering disebut angka TBARS (thiobarbituric acid reactive substances).


Metode-metode lain

DPPH Beta carotene bleaching method (Metode pemucatan -karoten) Komposisi asam-asam lemak (Gas chromatography) Angka iodin Rancimat Oven schaal method AOM (Active Oxygen Method)


Active Oxygen Method (AOM)

AOM mengukur waktu (dalam jam) sampel minyak atau lemak untuk mencapai PV yang telah ditentukan (100 meq/kg minyak minyak atau lemak) pada kondisi pengujian yang spesifik ( suhu 97 2C selama interval waktu tertentu, kecepatan aliran udara 2,33 ml/detik per tabung). Setiap interval waktu tertentu dilakukan pengambilan sampel untuk dianalisis PVnya menggunakan metode titrasi iodin. => AOM ditentukan dengan membuat grafik hub PV vs waktu. Lama waktu yang diperlukan diasumsikan sebagai indeks ketahanan thd rancidity. => Jika sampel belum berupa lemak/ minyak dalam jumlah memadai harus dilakukan ekstraksi lemak dalam kondisi yang tidak merusak sampel. Kelemahan: Titik akhir ditentukan dengan jumlah peroksida dalam minyak yang teroksidasi peroksida bersifat tidak stabil dan mudah terdekomposisi menjadi produk sekunder yang lebih stabil Reaksi sangat rentan thd variasi supply oksigenSetyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

OSI dan Rancimat:

Mengukur perubahan konduktivitas listrik yang disebabkan oleh ion asam organik volatil, terutama asam format secara otomatis dan kontinyu. Prinsip: Udara dialirkan melalui sampel pada suhu konstan, setelah melewati sampel udara dialirkan lebih lanjut menuju air yang telah dideionisasi. Asam-asam organik volatil sebagai produk oksidasi yang stabil akan larut dalam air dan meningkatkan konduktivitasnya dimonitor ditentukan OSI :

Rancimat model 617 dari Brinkmann Instruments Inc atau dari Methrom Ltd, Switzerland OSI Oxidative stability instrument Omnion Inc, Rockland, MA, 02370 USASetyaningrum Ariviani Prodi ITP 2012

waktu yang diperlukan sampai mencapai konduktivitas tertentu yang telah ditetapkan. Atau Periode induksi: Lama waktu sebelum kecepatan oksidasi mengalami akselerasi

anti oks id an

Documents