Info Teknologi » Fitoaleksin pada Tanaman Kedelai dan Kacang Tanah

Fitoaleksin didefinisikan sebagai antibiotik yang dihasilkan oleh tanaman yang disintesis de novo di dalam jaringan tanaman hidup sebagai respon terhadap infeksi patogen (Macias et al. 2007).

1. Fitoaleksin pada kedelai dan manfaatnya untuk kesehatan

Kedelai mendapat perhatian cukup banyak diantara tanaman Leguminosae lainnya karena kandungan metabolit sekunder isoflavon daidzein (47 mg/100 g) dan genistein (74 mg/100 g) yang tinggi dibandingkan dengan tanaman lain, misalnya chickpea (mengandung 0,04 mg/100 g daidzein dan 0,06 mg/100 g genistein) (Boue et al. 2009, Rochfort & Panozzo 2007). Di dalam tanaman, isoflavon secara dominan terdapat dalam bentuk β-glukosida (daidzein, genistein, glycitein) atau sebagai acetil-β-glukosida dan malonil-β-glukosida yang bersifat polar dan larut dalam air (Coward et al. 1998). Ahli penyakit tanaman mengkategorikan isoflavon sebagai fitoaleksin karena pada tingkat molekuler berfungsi sebagai senyawa anti mikrobia (Nicholson & Hammerschmidt 1992). Selain dikategorikan ke dalam fitoaleksin, daidzein dan genistein juga digolongkan ke dalam fitoantisipin.

Gambar 1. Kedelai mengandung fitoaleksin isoflavon.

Gambar 1. Kedelai mengandung fitoaleksin isoflavon.

Fitoaleksin isoflavon mampu menghambat perkembangan patogen pada saat terjadi infeksi sebagai bagian dari mekanisme mempertahankan diri. Daidzein pada konsentrasi mulai dari 5 x 10-4 M hingga 80 x 10-4 M mampu menghambat pertumbuhan miselia Fusarium culmorum (Kramer et al. 1984). Genistein mempunyai aktivitas menghambat pertumbuhan patogen tular tanah Rhizoctonia solani (-50% hingga -80% pada konsentrasi perlakuan 0,8 mM, perhitungan didasarkan pada perbedaan berat miselia antara perlakuan dibandingkan kontrol, angka negatif menunjukkan penghambatan pertumbuhan miselia) dan Sclerotium rolfsii (-60% hingga -90% pada konsentrasi 0,8 mM) (Weidenborner et al. 1990).

Selain sebagai senyawa untuk mempertahankan diri dari infeksi patogen, fitoaleksin isoflavon ditemukan dengan konsentrasi lebih tinggi pada saat terjadi interaksi antara tanaman kedelai dengan mikroorganisme yang bermanfaat, seperti pada saat terjadinya simbiosis mutualisme dengan rhizobium. Daidzein, genistein dan coumestrol disintesis dan berfungsi sebagai sinyal pada saat terjadi simbiosis antara kedelai dengan Bradyrhizobium sp. Ketiga senyawa ini secara khusus menginduksi transkripsi gen-gen pembentuk bintil akar (nod, nol) pada B. japonicum (Dakora & Philips 1996).

Dari sisi manfaat untuk kesehatan manusia, isoflavon berpotensi sebagai pelengkap atau alternatif terapi kimia untuk mengatasi masalah kesehatan jangka panjang yang berhubungan dengan menopause dan osteoporosis. Pasca menopause, ovarium menghentikan produksi hormon estrogen. Karena estrogen berperan dalam metabolisme kalsium, kekurangan estrogen menjadi salah satu penyebab penipisan tulang atau tulang rapuh (Gallagher 2001). Konsumsi isoflavon kedelai juga memiliki manfaat mencegah kanker. Banyak studi epidemiologi menghubungkan antara konsumsi kedelai dengan berkurangnya risiko terkena kanker, sebagai contoh adalah konsumsi kedelai mampu mengurangi resiko kanker endometrium (Goodman et al. 1997), kanker payudara (Zheng et al. 1999) dan kanker prostat (Barnes et al. 1995).

2. Fitoaleksin pada kacang tanah dan manfaatnya untuk kesehatan

Senyawa metabolit sekunder yang ditemukan terbanyak pada genus Arachis adalah turunan phenilpropanoid, terutama stilbene dan flavonoid (Lopes et al. 2011). Ketika berinteraksi dengan patogen, tanaman kacang tanah mampu menghasilkan fitoaleksin turunan stilbene sebagai mekanisme pertahanan terhadap infeksi (Sobolev et al. 2011). Senyawa stilbene dan turunannya juga dapat diproduksi oleh tanaman dan biji sehat (Lopes et al. 2011, Sanders et al. 2000). Pada saat tanaman di lapang, meskipun tanaman dalam kondisi sehat, interaksi dengan mikroorganisme sekitar dan cekaman lingkungan adalah hal yang tidak mungkin dihindari yang berpotensi mampu memicu terbentuknya fitoaleksin meskipun dengan konsentrasi yang rendah (Chen et al. 2002).

Gambar 2. Kacang tanah mengandung fitoaleksin stilbene (cis- dan trans-resveratrol) dan flavonoid.

Gambar 2. Kacang tanah mengandung fitoaleksin stilbene (cis- dan trans-resveratrol) dan flavonoid.

Pada awalnya, penelitian resveratrol banyak difokuskan pada buah dan minuman anggur. Penelitian epidemiologi mampu membuktikan bahwa kejadian penyakit jantung koroner lebih sedikit dijumpai pada populasi peminum anggur yang berkorelasi positif dengan kandungan resveratrol didalamnya (Hegsted & Ausman 1988; Renaud & de Lorgeril 1992). Resveratrol, arachidin-1 dan piceatannol pada kacang tanah terbukti mempunyai aktivitas anti pembengkakan. Ketiga senyawa ini juga mempunyai daya sitotoksik dan daya hambat terhadap inisiasi, pertumbuhan dan pembentukan sel tumor. Khususnya resveratrol, metabolit sekunder ini berfungsi sebagai anti mutagen karena mampu menginduksi quinine reduktase yang mampu mendetoksifikasi penyebab kanker/karsinogen (Lopes et al. 2011).

Arachidin-1 dan arachidin-3, isopentadienilresveratrol, dan resveratrol yang diisolasi dari perkecambahan biji kacang tanah bermanfaat sebagai antioksidan dan anti pembengkakan. Arachidin-1 menunjukkan kapasitas antioksidan yang sama dengan butylated hydroxytoluene (BHT). Beberapa penelitian mengindikasikan bahwa resveratrol menginduksi kematian sel leukemia HL-60 pada manusia dan aktivitas anti kanker senyawa stilbene ini juga berhasil diujikan pada sel-sel kanker lain yang mempunyai garis silsilah yang sama dengan HL-60. Arachidin-1 mempunyai efikasi tertinggi untuk menginduksi kematian sel HL-60 dengan angka konsentrasi efektif (EC50) 4 kali lebih rendah daripada resveratrol. Senyawa ini yang mengakibatkan degradasi kromosom dan kematian sel (Huang et al. 2010, Lopes et al. 2011).

3. Peluang dan Tantangan

Dari sudut pandang ilmu penyakit tanaman, fitoaleksin dikenal sebagai mekanisme penting bagi tanaman untuk melindungi diri terhadap infeksi patogen. Hal ini membuka peluang dan harapan bahwa fitoaleksin dapat digunakan sebagai pestisida alami. Sampai saat ini peluang ini menjanjikan mengingat banyaknya penelitian yang diarahkan untuk menginduksi senyawa-senyawa metabolit sekunder ini. Biosintesis fitoaleksin dapat diinduksi dengan menggunakan cekaman biotik dan abiotik yang meliputi perlakuan luka, suhu rendah, sinar UV dan mikroorganisme non patogen. Fitoaleksin dapat diinduksi pada saat sebelum panen maupun pasca panen.

Salah satu contoh induksi fitoaleksin pada tanaman Leguminosae dengan menggunakan elicitor biotik pada saat sebelum panen adalah aplikasi Streptomyces melanosporofaciens dengan cara penyemprotan daun kedelai pada fase pembentukan polong. Aplikasi spora 2,5 x 105 dan 2,5 x 109 per mL mampu meningkatkan konsentrasi isoflavon. Aplikasi spora 2,5 x 105 menaikkan kandungan daidzein, genistein dan glycitein dari 310, 242 dan 126 µg/g pada kontrol menjadi 448, 380 dan 171 µg/g, sedangkan aplikasi spora 2,5 x 109 per mL meningkatkan ketiga metabolit sekunder menjadi 542, 328 dan 191 µg/g. Total isoflavon juga mengalami kenaikan dari 678 µg/g pada kontrol menjadi 999 dan 1062 µg/g pada perlakuan penyemprotan spora 2,5 x 105 dan 2,5 x 109 per mL atau mengalami kenaikan sebesar 47 dan 57% (Al-Tawaha et al. 2005).

Induksi abiotik dengan perlakuan mereduksi ukuran biji dan luka dengan cara pengirisan, pencacahan dan penggerusan pada pasca panen kacang tanah mampu menurunkan atau meningkatkan kadar trans-resveratrol (Rudolf & Resurreccion 2005). Penggerusan biji kacang tanah menurunkan kadar trans-resveratrol menjadi 0,65 ± 0,26 µg/g dari 0,96 ± 0,22 µg/g (pada biji kacang tanah utuh) setelah 24 jam inkubasi. Dua perlakuan lainnya, yaitu pengirisan dan pencacahan meningkatkan trans-resveratrol menjadi 1,43 ± 0,54 µg/g dan 1,47 ± 0,67 µg/g dibandingkan dengan kandungan pada biji kacang tanah utuh (0,96 ± 0,22 µg/g). Perlakuan dengan pengirisan secara konsisten mampu meningkatkan trans-resveratrol setelah inkubasi 48 jam, dari 1,44 ± 0,43 µg/g pada biji kacang tanah utuh menjadi 2,15 ± 0,63 µg/g atau mengalami kenaikan sekitar 50% (Rudolf & Resurreccion 2005).

Adanya hubungan positif antara fitoaleksin dengan kesehatan manusia tidak hanya menarik perhatian dari segi peningkatan kualitas produk pertanian saja, tetapi juga dari segi rekomendasi mengkonsumsi makanan penunjang kesehatan. Hal ini dapat dilihat dengan banyaknya penelitian yang mengkaitkan antara eksplorasi, identifikasi dan induksi fitoaleksin dengan potensi untuk kesehatan serta studi epidemiologi setelah mengkonsumsi makanan dengan kandungan fitoaleksin tertentu (Boue et al. 2009). Kenyataan ini membuka peluang sekaligus tantangan selain bagaimana meningkatkan kuantitas hasil panen per luasan lahan, kualitas hasil pertanian sudah saatnya perlu diperhatikan dan diteliti serta mendapat prioritas penelitian yang sama. Produksi fitoaleksin pada tanaman terbukti dapat ditingkatkan dengan cekaman biotik dan abiotik. Hal ini membuka peluang penelitian yang melibatkan integrasi berbagai disiplin ilmu.

Eriyanto Yusnawan


Daftar Pustaka