Analisis Aktivitas Antioksidan Senyawa Flavonoid dari Daun Kelor (Moringa Oleifera) Menggunakan Teori Fungsi Kerapatan

Abstract

Perubahan gaya hidup dan pola makan manusia telah meningkatkan risiko penyakit degeneratif akibat oksidasi berlebihan dan pembentukan radikal bebas. Radikal bebas ini berhubungan dengan penyakit serius seperti aterosklerosis, diabetes, dan kanker. Antioksidan dari tanaman, seperti flavonoid dalam daun kelor (Moringa Oleifera) yaitu quercetin, myricetin dan kaempferol, dapat menghambat kerusakan oksidatif ini. Analisis sifat aktivitas antioksidan diperlukan untuk mengetahui senyawa flavonoid mana yang paling efektif dalam pembersihan radikal bebas. Metode perhitungan komputasi DFT dapat menjadi solusi dalam studi teoritis untuk menganalisis sifat tersebut, dengan fungsi exchange-correlation B3LYP dan basis set def2/SVP. Perhitungan yang dilakukan pada penelitian ini adalah optimasi molekul, frekuensi vibrasi, dan single point energy yang dilakukan pada fase gas dan fase pelarut air dengan nilai parameter pelarut air diambil dari model CPCM (Conductor-like Polarizable Continuum Model) pada Software ORCA 5.2.0 sebagai pelarut implisit (Implicit Solvent). Efektifitas antioksidan dianalisis berdasarkan tiga mekanisme interaksi senyawa flavonoid, yaitu HAT, SET-PT, dan SPLET dengan memperoleh nilai terendah dari parameter-parameter termodinamika berupa BDE, IP+PDE, dan PA+ETE pada ketiga mekanisme tersebut. Selanjutnya, dianalisis nilai perhitungan parameter reaktivitas global dengan nilai HOMO dan LUMO yang diperoleh dari perhitungan single point energy dari ketiga senyawa flavonoid tersebut pada fase gas dan fase pelarut air. Sifat antioksidan yang baik ditandai dengan nilai energi gap (?E) yang kecil, electronegativity(?) yang tinggi, potensial kimia (µ) yang lebih positif, hardness (?) yang rendah, softness (s) yang tinggi, electrophilicity (?) yang besar, nucleophilicity (e) yang kecil, energi ionisasi (IE) yang rendah, dan afinitas elektron (EA) yang tinggi. Kata kunci: antioksidan, DFT, CPCM, Quercetin, Myricetin dan Kaempferol

Human lifestyle and dietary habits have increased the risk of degenerative diseases due to excessive oxidation and the formation of free radicals. These free radicals are associated with serious diseases such as atherosclerosis, diabetes, and cancer. Plant-based antioxidants, such as the flavonoids quercetin, myricetin, and kaempferol found in Moringa Oleifera leaves, can inhibit this oxidative damage. Analyzing the antioxidant activity properties is necessary to determine which flavonoid compounds are most effective in free radicals scavenging. Computational DFT calculations can be a solution in theoretical studies to analyze these properties, using the B3LYP exchange-correlation function and def2/SVP basis set. The calculations performed in this study include molecular optimization, vibrational frequencies, and single point energy, conducted in both gas phase and aqueous solvent phase, with the aqueous solvent parameters taken from the CPCM (Conductor-like Polarizable Continuum Model) model in ORCA 5.2.0 software as the implicit solvent. Antioxidant effectiveness is analyzed based on three interaction mechanisms of flavonoid compounds, namely HAT, SET-PT, and SPLET, by obtaining the lowest values of thermodynamic parameters such as BDE, IP+PDE, and PA+ETE in these three mechanisms. Furthermore, the global reactivity parameters are analyzed with HOMO and LUMO values obtained from single point energy calculations of the three flavonoid compounds in both gas phase and aqueous solvent phase. Good antioxidant properties are indicated by a small energy gap (?E), high electronegativity (?), more positive chemical potential (µ), low hardness (?), high softness (s), large electrophilicity (?), small nucleophilicity (e), low ionization energy (IE), and high electron affinity (EA). Keywords: Antioxidant, DFT, CPCM, Quercetin, Myricetin dan Kaempferol