Info Teknologi » Menguak Senyawa Scopoletin pada Ubi Kayu

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)

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).

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).

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).

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).

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.

Tabel 1. Jumlah carotenoids pada klon ubi kayu (basis kering) (µg/g).
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
Nilai dalam tabel merupakan rata-rata 3 ulangan

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

  • Daftar Pustaka
    • Aminah NS, Isma C, dan Kristanti AN. 2019. Skopoletin suatu senyawa fenilpropanoid dari ekstrak etil asetat umbi ubi jalar (Ipomoea batatas L.). Jurnal Kimia Riset, 3(2): 116.
    • BPS. 2020. Produksi ubi kayu Indonesia tahun 2015. Statistics Indonesia (bps.go.id)
    • Buschmann H, Rodriguez MX, Thome J, and Beeching J. 2000. Accumulation of hydroxycoumarins during post-harvest deterioration of tuberous roots of cassava Manihot esculenta Crantz. Ann. Bot., 86: 1153-1160
    • Dietz BM, Hajirahimkhan A, Dunlap TL, and Bolton JL. 2016. Botanicals and their bioactive phytochemicals for womens health. Pharmacological Reviews, 68(4): 1026– 1073.
    • Edoh NL, Joseph Ukpabi, and J.O. Igoli. 2021. Effect of scopoletin and carotenoids on postharvest physiological deterioration (PPD) of transgenic high beta carotene cassava. Journal of Food Research 10(4).
    • Edoh NL, Ogbokiri H, Okoro M, Egesi C, Okogbenin E, and Njoku D. 2014. Preliminary yield trial of selected high beta-carotene cassava genotypes at Umudike, Nigeria. Proceedings of the 48th Annual Conference of the Agricultural Society of Nigeria “Abuja 2014”.
    • FAO and IFAD. 2000. The World Cassava Economy, Facts, Trends and Outlook Food and Agriculture Organization and International Fund for Agricultural Development of the United Nations, Rome, Italy.
    • Fathoni A. 2017. The role of interconversion of scopoletin and scopolin in cassava postharvest physiological deterioration (PPD). Thesis (Ph.D). University of Bath.
    • Ginting E. 2002. Teknologi penanganan pascapanen dan pengolahan ubi kayu menjadi produk antara untuk mendukung agroindustri. Buletin Palawija 4: 67-83.
    • Gnonlonfin GJB, Adjovi Y, Gbaguidi F, Gbenou J, Katerere D, Brimer L, and Sanni A. 2011. Scopoletin in cassava products as an inhibitor of aflatoxin production. Journal of Food Safety, 31(4): 553-558.
    • Hornick A, Lieb A, Vo NP, Rollinger JM, Stuppner H, and Prast H. 2011. The coumarin scopoletin potentiates acetylcholine release from synaptosomes, amplifies hippocampal long-term potentiation and ameliorates anticholinergic- and age-impaired memory. Neuroscience, 197: 280–92.
    • Kim J, CS Kim, YM Lee, E Sohn, K Jo, SD Shin, and JS Kim. 2013. Scopoletin inhibits rat aldose reductase activity and cataractogenesis in galactose-fed rats. Hindawi Publishing Corporation Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine 787138.
    • Morante N, Sanchez T, Ceballos H, Calle F, Pérez J, and Egesi C. 2010. Tolerance to postharvest physiological deterioration in cassava roots. Crop Science, 50: 1333-1338.
    • Nam H and Kim MM. 2015. Scopoletin has a potential activity for anti-aging via autophagy in human lung fibroblasts. Phytomedicine. 22(3): 362-8.
    • Okeke UG, Akdemir D, Rabbi I, Kulakow P, and Jannink JL. 2017. Regional heritability mapping provides insights into dry matter (dm) content in African white and yellow cassava populations. Plant Genome, 11(1): 1-66.
    • Panda S, and Kar A. 2006. Evaluation of the antithyroid, antioxidative and antihyperglycemic activity of scopoletin from Aegle marmelos leaves in hyperthyroid rats. Phytotherapy Research: PTR, 20(12): 1103–5.
    • Phytochemicals. 2015. Diakses 20 Januari 2015 dari. https://www.phytochemicals.info/phytochemicals/scopoletin.php
    • Prastiwi R, Siska, and N Oktavia. 2017. Parameter fisikokimia dan penetapan kadar scopoletin pada ekstrak etanol 70 % buah mengkudu (Morinda citrifolia L.) dengan perbandingan daerah tempat tumbuh. Prosiding Seminar Nasional POKJANAS TOI ke-52 Tahun 2017 STIFAR Riau. ISBN: 978-602-50854-0-6 97.
    • Reilly K, Gomez-Vazquez R, Buschmann H, Thome J, and Beeching J. 2004. Oxidative stress responses during cassava post-harvest physiological deterioration. Plant Mol. Biol., 56: 625–641.
    • Salcedo A, AD Valle, B Sanchez, V Ocasio, A Ortiz, P Marquez, and D Siritunga. 2010. Comparative evaluation of physiological post-harvest root deterioration of 25 cassava (Manihot esculenta) accessions: visual vs. hydroxycoumarins fluorescent accumulation analysis. African Journal of Agricultural Research Vol. 5(22): 3138-3144.
    • Sanchez T, Chávez AL, Ceballos H, Rodriguez-Amaya DB, Nestel P, Ishitani M. 2006. Reduction or delay of post-harvest physiological deterioration in cassava roots with higher carotenoid content. J. Sci. Food Agric., 86: 634–639.
    • Sayre R, Beeching JR, Cahoon EB, Egesi C, Fauquet C, Fellman J, Fregene M, Gruissem W, Mallowa S, Manary M, et al. 2011. The BioCassava plus program: biofortification of cassava for Sub-Saharan Africa. Annu Rev Plant Biol 62: 251–272.
    • Silitonga RF, Hasanah F, Hasrini RF, Nugroh, AF, Wijaya H, dan Siswawati IK. 2019. Peningkatan konsentrasi skopoletin dalam jus mengkudu (morinda citrifolia l.) dengan teknik eliminasi dan pemekatan senyawa. Warta IHP, 36(1): 56-61.
    • Tabana YM, Hassan LEA, Ahamed MBK, Dahham SS, Iqbal MA, Saeed MAA, and Majid AMSA. 2016. Scopoletin, an active principle of tree tobacco (Nicotiana glauca) inhibits human tumor vascularization in xenograft models and modulates ERK1, VEGF-A, and FGF-2 in computer model. Microvascular Research, 107: 17–33.
    • Wheatley CC and WW Schwabe. 1985. Scopoletin involvement in post-harvest physiological deterioration of cassava root (Manihot esculenta Crantz). Journal of Experimental Botany 36(5): 783–791.
    • Wijaya, H., Has, D. R. N., Febriyanti, E., & Anwar, C. 2014. Identifikasi kandungan skopoletin dalam berbagai jenis umbi-umbian. Warta Industri Hasil Pertanian, 31(01): 11-15.
    • Witaicenis, A., Seito, L. N., Da Silveira Chagas, A., De Almeida, L. D., Luchini, A. C., Rodrigues-Orsi, P., Di Stasi, L. C. 2014. Antioxidant and intestinal anti-inflammatory effects of plant-derived coumarin derivatives. Phytomedicine, 21(3): 240–246.
    • Zhang WY, Lee JJ, Kim Y, Kim IS, Par JS, and Myung CS. 2010. Amelioration of insulin resistance by scopoletin in high-glucose-induced, insulin-resistant Hep G2 cells. Hormone and Metabolic Research, 42(13): 930-935.