Potensi Bawang-Bawangan (Allium spp.) dalam Menghambat Pembentukan Blackspot pada Udang Vaname (Litopenaeus vannamei)

Abstract

Pembentukan blackspot pada udang vaname (Litopenaeus vannamei) terjadi karena aktivitas enzim polifenol oksidase (PPO). Enzim ini merupakan enzim indogeneus yang terdapat secara alami pada makhluk hidup. Aktivitas enzim PPO mengoksidasi senyawa fenol menjadi quinon. Quinon merupakan senyawa yang reaktif dan secara spontan membentuk polimer dengan quinon sendiri atau dengan senyawa aromatis lain sehingga membentuk melanin yang berwarna hitam (blackspot). Akibat pembentukan blackspot tersebut, maka tingkat penerimaan konsumen terhadap udang segar menjadi menurun. Upaya untuk mencegah pembentukan blackspot meliputi penggunaan bahan tambahan pangan, perbaikan proses penanganan, dan penggunaan inhibitor alami enzim PPO. Salah satu upaya tersebut adalah aplikasi ekstrak tanaman untuk memperlambat pembentukan blackspot. Beberapa ekstrak tanaman yang diketahui mempunyai kemampuan bioaktif tersebut antara lain jamur, buah delima, petai cina, dan ekstrak teh hijau. Komponen yang bertanggung jawab terhadap kemampuan bioaktif menghambat blackspot tersebut diduga adalah flavonoid atau polifenol. Kemampuan menghambat blackspot berhubungan erat dengan kemampuan antioksidan. Bawang-bawangan kaya akan komponen polifenol dan flavonoid. Senyawa golongan tersebut antara lain antosianin, asam galat, asam ferulik, quersetin, proantosianin, quersetin-glukosida. Ekstrak dari bawang-bawangan mempunyai kemampuan bioaktif antioksidan yang tinggi. Berdasarkan kandungan komponen serta kemampuan bioaktif tersebut, diduga berbagai jenis bawang dapat menghambat pembentukan blackspot. Penentuan komponen aktif yang berperan dalam kemampuan bioaktifnya, dapat dilakukan dengan pendekatan metabolomik. Pendekatan metabolomik membandingkan secara komprehensif jenis komponen dalam data besar dengan kemampuan bioaktif secara kuantitatif dan kualitatif, tanpa harus melakukan isolasi senyawa sehingga memperpendek tahapan penelitian. Penelitian ini bertujuan untuk (1) melakukan screening terhadap ekstrak lima bawang (Allium spp.) yang diduga mempunyai kemampuan menghambat blackspot yaitu bawang merah (Allium cepa L. var Aggregatum), bawang putih (Allium sativum), bawang bombay (Allium cepa Linnaeus), bawang daun (Allium fistulosum), dan bawang lokio (Allium schoenoprasum L.); (2) mempelajari mekanisme penghambatan fraksi bawang terpilih dalam menghambat pembentukan blackspot; (3) mengidentifikasi komponen aktif dari ekstrak bawang terpilih dengan pendekataan metabolomik. Penelitian tahap I yaitu mengekstraksi kelima jenis bawang tersebut masing-menggunakan metanol 80% dan ditentukan komposisi fitokimia flavonoid dan polifenol, kemudian kemampuan ekstrak menghambat blackspot udang vaname dan secara in vitro menggunakan enzim PPO komersial, sehingga dapat diketahui jenis bawang yang mempunyai kemampuan menghambat blackspot paling tinggi. v Pada tahap penelitian kedua adalah ekstrak bawang terpilih, yaitu yang mempunyai kemampuan menghambat blackspot paling tinggi, ditentukan mekanisme penghambatannya. Tahap penelitian ketiga yaitu penentuan komponen aktif yang berperan dalam menghambat blackspot melalui pendekatan metabolomik. Hasil penelitian menunjukkan ekstrak bawang bombay mengandung total polifenol tertinggi yaitu sebesar 414.50±8.91 mg GAE/g ekstrak dan komponen flavonoid terbesar terdapat pada ekstrak bawang merah yaitu sebesar 134.63±5.34 mg QE/g ekstrak. Kemampuan penghambatan aktivitas enzim PPO tertinggi oleh ekstrak bawang merah diikuti oleh bawang bombay, bawang lokio, bawang daun dan bawang putih. Perendaman udang dalam ekstrak bawang merah mencapai nilai melanosis 5.1±0.8, pada bagian kepala dan kaki udang melanosis belum terjadi secara sempurna, demikian pula pada bagian ekor melanosis masih sedikit terjadi. Komponen flavonoid berkorelasi kuat dengan kemampuan ekstrak menghambat blackspot. Hasil fraksinasi bawang merah, pada fraksi etil asetat bawang merah (EAF), menghambat aktivitas enzim PPO paling tinggi dibandingkan dengan fraksi bawang merah menggunakan pelarut heksana, kloroform dan air, berturut-turut (%) sebesar 90.33 ± 0.93; 60.13 ± 0.78; 52.97 ± 0.34; 47.09 ± 0.90. EAF bawang merah menghambat enzim PPO secara reversible dengan substrat L-DOPA. Kinetika reaksi memperlihatkan jenis penghambatan enzim PPO oleh EAF adalah kompetitf dengan nilai V maksimum adalah 0.0164 mM-1 dan nilai Km sebesar 0.222 mM serta dapat mengkhelat logam Cu pada sisi aktif enzim PPO. Hasil score plot profil senyawa analisis 1H-NMR (X) dan aktivitas penghambatan enzim PPO (Y) menggunakan OPLS menunjukkan pemisahan yang baik antara fraksi dengan aktivitas rendah dan fraksi dengan aktivitas tinggi sehingga model dan OPLS dapat digunakan lebih lanjut untuk mengidentifikasi senyawa aktif. Karakteristik sinyal NMR menunjukkan senyawa-senyawa yang berperan dalam menghambat aktivitas enzim PPO atau menghambat blackspot adalah quersetin, kaempferol, sianidin 3.4’-di-O-β-glukopiranosid, quersetin 4-O-β-D-glukopiranosid, sianidin 7-O-(3”-O-glukosil-6”-O-malonil-β-glukopiranosid) -4’-O-β-glukopiranosid, sianidin 3-(6”-O-malonil) laminaribiosid’. Kesimpulan penelitian adalah kelima bawang dapat menghambat pembentukan blackspot dan bawang merah mempunyai aktivitas penghambatan yang paling tinggi ekstrak bawang lainnya. Fraksi etil asetat dari bawang merah menghambat blackspot dengan mekanisme inhibitor kompetitif dan mengkhelat logam. Pendekatan metabolomik menggunakan instrumen 1H-NMR dan 2D NMR dapat menentukan senyawa yang berperan menghambat aktivitas enzim PPO. Senyawa tersebut adalah quersetin, kaempferol, sianidin 3.4’-di-O-β-glukopiranosid, quersetin 4-O-β-D-glukopiranosid, sianidin 7-O-(3”-O-glukosil-6”-O-malonil-β-glukopiranosid)-4’-O-β-glukopiranosid, sianidin 3-(6”-O-malonil) laminaribiosid’. Saran penelitian selanjutnya adalah mengkaji sianidin sebagai anti-blackspot dan sinergitas senyawa-senyawa yang teridentifikasi.