Scopoletin (Gambar 1) merupakan salah satu senyawa polyphenols. Senyawa polyphenols pada tanaman seperti butein, isoliquiritigenin, dan scopoletin, diketahui memiliki berbagai aktivitas biologis seperti anti-inflamasi, antimikroba, dan antioksidan. Selain ubi kayu, tanaman lain yang mengandung scopoletin antara lain buah mengkudu (Prastiwi et al. 2017) dan ubi jalar (Aminah et al. 2019).
Gambar 1. Struktur molekul Scopoletin (Sumber: Kim et al. 2013)
Kandungan Scopoletin pada Ubi Kayu
Pada ubi kayu segar, kandungan scopoletin berkisar antara 0,10 – 0,20 nmol/g (Aristizabal et al. 2007). Kandungan scopoletin pada ubi kayu meningkat pada saat terjadi Post-harvest Physiological Deterioration (PPD) hingga 72 jam setelah panen (Okeke et al. 2017). Kandungan scopoletin dari ubi kayu yang disimpan berkisar antara 12,58 – 14,90 nmol/g.
Hasil penelitian lain menggunakan varietas ubi kayu Kasesart (UJ 5) dan Thailand (UJ 3) menunjukkan bahwa kadar scopoletin tertinggi terdapat pada bagian daging umbi + kulit ari (7,13 mg/kg) untuk ubi kayu Kasesart dan sebesar 7,77 mg/kg untuk ubi kayu Thailand (Gambar 2) (Silitonga et al. 2019).
Gambar 2. Kandungan scopoletin pada dua varietas ubi kayu (Sumber: Silitonga et al. 2019).
Kandungan scopoletin pada ubi kayu varietas Malang 4 sebagaimana dilaporkan oleh Wijaya et al. (2014) paling tinggi yaitu sebesar 112,66 mg/kg (basis kering), diikuti oleh Adira 1, Malang 6, Darul Hidayah, Manggu, dan scopoletin terendah terdapat pada varietas Adira 4 (6,95 mg/kg) (Gambar 3). Berdasarkan Gambar 3, terlihat bahwa kandungan scopoletin pada daging umbi ubi kayu lebih tinggi dibanding bagian kulit, kecuali pada varietas Malang 6.
Gambar 3. Kandungan scopoletin dalam daging (■) dan kulit umbi (◻) berbagai varietas ubi kayu (Sumber: Wijaya et al. 2014).
Wijaya et al. (2014) juga melaporkan tidak semua varietas ubi kayu yang mengandung scopoletin juga mengandung HCN. Kandungan HCN tertinggi pada umbi dengan kandungan scopoletin tertinggi pula terdapat pada varietas Malang 4. Varietas Manggu dan Malang 6 tidak mengandung HCN dengan konsentrasi scopoletin masing-masing 14,79 mg/kg (berat kering) dan 46,01 mg/kg (berat kering) (Gambar 4).
Gambar 4. Kandungan scopoletin (■) dan HCN (□) dalam daging umbi berbagai varietas ubi kayu (Sumber: Wijaya et al. 2014).
Peran Scopoletin dalam Post-harvest Physiological Deterioration (PPD)
Ubi kayu merupakan tanaman umbi paling penting di daerah tropis. Masa simpan ubi kayu yang pendek menyebabkan kehilangan hasil ubi kayu yang cukup besar dan membatasi pemasaran ubi kayu segar serta mengurangi volume bahan baku industri. Di Indonesia, kehilangan hasil ubi kayu karena kerusakan umbi setelah panen diperkirakan mencapai 25% (Ginting 2002).
Bahkan FAO menyebutkan kehilangan hasil bisa mencapai kisaran 30% hingga 60% (Uarrota et al. 2015). Tingkat produksi ubi kayu Indonesia pada tahun 2015 sebesar 21.801.415 (BPS 2020), dengan kehilangan hasil sekitar 25% maka yang hilang sebesar 5.450.354 ton.
Proses kerusakan umbi ubi kayu setelah panen dikenal dengan istilah post-harvest deterioration, yang terbagi menjadi dua berdasarkan penyebabnya, yaitu kerusakan umbi primer (disebabkan oleh proses fisiologis) sehingga disebut Post-harvest Physiological Deterioration (PPD), dan kerusakan umbi sekunder yang disebabkan oleh peran mikroba.
PPD sangat tergantung pada perbedaan varietas, kondisi lingkungan, dan penyebab awal yang terjadi apakah proses fisiologi atau patologi (Reilly et al. 2004).
PPD ditandai dengan proses perubahan warna umbi yang cepat dan terjadi 24 – 48 jam setelah panen. Pada awal munculnya gejala PPD, terdeteksi beberapa senyawa kimia hydroxycoumarins terutama scopoletin dan juga scopolin, sedangkan esculetin dan esculin juga terakumulasi namun dalam jumlah lebih sedikit (Wheatley dan Schwabe 1985; Buschmann et al. 2000).
Dalam waktu 24 hingga 48 jam, kandungan senyawa scopoletin meningkat tajam dari awalnya 1 ng/mg menjadi 60 – 80 ng/mg, sehingga diduga akumulasi senyawa hydroxycoumarin berkaitan erat dengan proses PPD (Buschmann et al. 2000).
Hasil penelitian Fathoni (2017) menunjukkan bahwa modifikasi gen/jalur biosintesis scopoletin pada ubi kayu dapat mengurangi kandungan scopoletin setelah panen hingga 90%, dan diketahui bahwa ubi kayu transgenik dengan kandungan scopoletin setelah panen rendah lebih tahan terhadap PPD (daya simpan lebih lama).
Edoh et al. (2021) melaporkan bahwa kandungan scopoletin varietas tipe liar TME-7 (warna umbi putih) dan ubi kayu transgenik EC20 (warna umbi kuning) meningkat selama penyimpanan. Pada varietas ubi kayu transgenik EC20-7 dan EC20-8 dengan kandungan scopoletin 12,58 nmol/g dan 14,90 nmol/g tidak menunjukkan gejala PPD pada 120 jam setelah panen, sedangkan TME-7 dengan kandungan scopoletin sebesar 14,66 nmol/g menunjukkan gejala PPD (Gambar 5). Hal tersebut menunjukkan bahwa scopoletin bukanlah penyebab utama PPD seperti yang telah dilaporkan sebelumnya.
Gambar 5. Foto kerusakan fisiologis pascapanen (PPD) irisan umbi klon ubi kayu setelah 120 jam (TME7 = ubi kayu tipe liar dengan warna umbi putih, EC20-7 dan EC20-8 = ubi kayu transgenik dengan warna umbi kuning) (Sumber: Edoh et al. 2021).
Edoh et al. (2021) menunjukkan bahwa varietas ubi kayu transgenik EC20 mengalami keterlambatan PPD yang memiliki jumlah karotenoid yang cukup besar (Tabel 1). Oleh karena itu, diduga keberadaan karotenoid pada umbi ubi kayu memberikan kontribusi yang signifikan terhadap penundaan perubahan warna vaskular PPD pada varietas ini.
| Klon | Alpha carotene | Beta carotene | Lutein |
| TME-7 (tipe liar) | ND | ND | ND |
| EC20-7 (transgenik) | 6,66 ± 2,05 | 80,45 ± 10,86 | 5,98 ± 1,60 |
| EC20-8 (transgenik) | 6,19 ± 4,34 | 69,11 ± 45,80 | 3,12 ± 2,17 |
Hasil penelitian sebelumnya telah menyebutkan bahwa kandungan karoten umbi yang tinggi berkorelasi dengan penurunan kerentanan terhadap PPD (Morante et al. 2010; Sánchez et al. 2006). Chavez et al. (2000) melaporkan bahwa kandungan karotenoid dalam umbi di atas 5 mg per kg berat segar menunda gejala PPD, dan menurut Sayre et al. (2011) umur penyimpanan umbi ubi kayu bisa ditunda hingga 4 minggu karena adanya karoten yang tinggi dalam umbi.
Manfaat Scopoletin
Selain efek yang merugikan dalam proses PPD, senyawa scopoletin diketahui memiliki banyak manfaat diantaranya sebagai anti tumor dan anti kanker (Tabana et al. 2016). Scopoletin juga memiliki aktivitas antioksidan dan anti-inflamasi (Witaicenis et al. 2014), anti penuaan (Nam & Kim, 2015), serta sebagai anti-spasmodik yang sangat berguna dalam mengurangi nyeri pada terapi sindrom pra-menstruasi (Dietz et al. 2016).
Selain itu, scopoletin juga bermanfaat memperbaiki daya ingat atau memori (Hornic et al. 2004), antidiabetes tipe 2 (Zhang et al. 2010), antihiperglikemik (Panda and Kar 2006), mencegah stres, mencegah bad mood, dan antihipertensi (Phytochemicals 2015). Scopoletin diketahui juga memiliki kemampuan menghambat produksi aflatoksin yang dihasilkan oleh Aspergillus flavus yang bersifat toksigenik (Gnonlonfin et al. 2011), dan berpotensi untuk mengobati penyakit katarak pada pasien diabetes (Kim et al. 2013).
Kartika Noerwijati