REVIEW: Ellagitanin; Biosintesis, Isolasi, dan Aktivitas Biologi

Biofarmasi 1 (1): 25-38, Pebruari 2003, ISSN: 1693-2242 2003 Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta.REVIEW: Ellagitanin; Biosintesis, Isolasi, dan Aktivitas BiologiREVIEW: Ellagitannin; biosynthesis, isolation, and biological activitiesUDHI EKO HERNAWAN , AHMAD DWI SETYAWAN Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta 57126.Korespondensi: udhi_z@myquran.com, biodiv@uns.ac.id. Tel./Faks. +6271-663375.Diterima: 14 Januari 2003. Disetujui: 28 Pebruari 2003.Abstract. Ellagitannin is one of the bioactive groups produced by some of medicinal plants. Ellagitannin is a hydrolysabletannin compound biosynthesized via shikimic acid – gallic acid – pentagalloilglucose pathway. Ellagitannin can be isolatedby cascade extraction procedures followed by column chromatography method and preparative HPLC method. Thebiological activities of ellagitannin are caused by molecular bond between ellagitannin and some other compound,especially protein that makes complex compound and changes physiological processes in cells or tissues of the livingthinks.Biological activities of ellagitannin included anti-diabetic, anti-microbes, anti-viruses, anti-hypertension, antioxidative,and anti-cancer or anti-tumor.Key words: ellagitannin, biosynthesis, isolation, extraction, biological activities.PENDAHULUANPemanfaatan tumbuhan sebagai bahan utamadalam pengobatan telah menjadi bagian darikebudayaan hampir setiap bangsa di dunia (Lee etal., 2000). Sekitar 60% penduduk dunia hampirsepenuhnya menggantungkan diri pada tumbuhanuntuk menjaga kesehatan (Farnsworth, 1994). Sedangkanmenurut perkiraan WHO, lebih dari 80%penduduk negara–negara berkembang tergantungpada ramuan tradisional untuk mengatasi masalahkesehatan (Khan et al., 2002). Peran tumbuhansebagai bahan obat sama pentingnya denganperannya sebagai makanan (Raskin et al., 2002).Tumbuhan menghasilkan berbagai macamsenyawa aktif yang memberikan efek farmakologi.Umumnya, senyawa aktif tersebut tidak berperanpenting dalam metabolisme tumbuhan, sehinggasering disebut sebagai metabolit sekunder(Stepp dan Moerman, 2001; Liu et al.,1998). Metabolit sekunder telah lamadiketahui sebagai sumber terapi medis yangefektif dan penting, misalnya sebagai obatanti-bakteri dan anti-kangker (Cragg, 1997). HOSenyawa ini secara terus menerus menjadisumber utama berbagai obat berkhasiatpenting (Harvey, 2000). Dalam praktekpengobatan tradisional, masyarakat telahmemanfaatkan senyawa aktif dari berbagaitumbuhan dalam bentuk ramuan obat, untukmenyembuhkan penyakit. Senyawa aktif dalamtumbuhan telah menjadi sumber inspirasiuntuk terapi penyakit yang sulit ataumahal pengobatannya (Raskin et al., 2002).Senyawa aktif tumbuhan dapatdikelompokkan dalam empat golongan,yaitu: fenol, alkaloid, terpenoid, dan asamamino non protein. Penggolongan tersebutHOHOdidasarkan atas prekursor, struktur dasar dan jalurbiosintesisnya (Edwards dan Gatehouse, 1999;Smith, 1976). Senyawa-senyawa tersebut memilikivariasi yang luas dalam diversitas kimia, distribusidan fungsinya (Smith, 1976). Golongan fenoldicirikan oleh adanya cincin aromatik dengan satuatau dua gugus hidroksil. Kelompok fenol terdiri dariribuan senyawa, meliputi flavonoid, fenilpropanoid,asam fenolat, antosianin, pigmen kuinon, melanin,lignin, dan tanin, yang tersebar luas di berbagaijenis tumbuhan (Harbone, 1996).Tanin secara umum didefinisikan sebagaisenyawa polifenol yang memiliki berat molekulcukup tinggi (lebih dari 1000) dan dapatmembentuk kompleks dengan protein. Berdasarkanstrukturnya, tanin dibedakan menjadi dua kelasyaitu taninterkondensasi (condensed tannins) dantanin-terhidrolisiskan (hydrolysable tannins)OOHHOHOHOOHO HO(1) asam galat (2) asam heksahidroksidifenatHOHOOOOOOHOHHOHOHOOOH(3) asam elagat (4) galoilOHOO -OH

26Biofarmasi 1 (1): 25-38, Pebruari 2003(Hagerman et al., 1992; Harbone, 1996).Tanin-terhidrolisiskan merupakan derivat dariasam galat (1) yang teresterkan (Xu, 1991).Berdasarkan strukturnya, tanin ini dibedakanmenjadi dua kelas yaitu, gallotanin dan ellagitanin.Perbedaan struktur keduanya adalah adanya esterasam galat (1) pada gallotanin dan ester asamheksahidroksidifenat (HHDP) (2) pada ellagitanin.Kedua ester asam tersebut berikatan denganglukosa. Ellagitanin yang dihidrolisis akanmenghasilkan asam elagat (3) (Harbone, 1996).Oksidasi perangkaian (oxidative coupling) padagugus galoil (4) dari gallotanin akan menghasilkanellagitanin (Gross, 1992).HOHOHOHOOHOHOCHOHOHC HO OHOHOCH 2OHOHOOHC OCOCOOOHOHOHOHOHOHOHBruyne et al., 1999). HHDP (2) merupakan contohdari molekul ellagitanin yang paling sederhana(Gross, 1992). Sedangkan bebera-pa contoh ellagitaninyang strukturnya lebih kom-pleks misalnya,lagerstroemin (5) dari bungur (Lagerstroemiaspeciosa; Lynthraceae), dan casuarinin (6) dariCasuarina spinosa. Terkadang suatu jenis ellagitaninhanya dapat ditemukan pada satu jenis tumbuhansaja, misalnya lagerstroemin, namun ada juga yangditemukan pada lebih dari satu jenis tumbuhan,misalnya geraniin (7) yang dapat ditemukan padaEuphorbiaceaea, Aceraceaea, dan Cercidiphyllaceae(Xu et al., 1991, Okuda et al., 1992).Seperti halnya dengan metabolit sekunder lainnya,sejauh ini ellagitanin diketahui tidak memilikifungsi yang penting bagi metabolisme tumbuhan.Justru dalam hal fungsi morfologi dan ekologi,ellagitanin menunjukkan perannya (Gottlieb danBorin 2000). Lepas dari fungsi tersebut, ellagitanindiketahui memiliki nilai tersendiri bagi manusia,khususnya dalam dunia kesehatan. Aktivitas biologisdan farmakologi yang telah diketahui antara lain,penghambatan karsinogenensis, anti-tumor, antivirus,anti-oksidasi (peroksidasi lipida, lipoksigenase,oksidasi xanthin, dan oksidasi monoamin), antihipertensi (Okuda et al., 1992; Taylor, 2003), antibakteridan jamur, anti-diabetes, dan antinematoda(Cowan, 1999; Hayashi et al., 2002; Moriet al., 2000).OOOH(5) lagerstroeminOOHOHO OHHOOHHO OHO C C OOH 2 CO O COOOHOHOHHOHOHOHOOHOHOCHOHOHCHO OHOHOCH 2OHOCOCO(6) casuarininOHCOOHOHEllagitanin tersebar secara tidak merata padadunia tumbuhan. Berbeda dengan tanin-terkondensasiyang tersebar luas di paku-pakuan, gymnospermae,dan angiospermae, ellagitanin hanya terdapatpada angiospermae, khususnya pada tumbuhandikotil, terutama Hammamelidae, Dilleniidae,Rosidae, serta beberapa lainnya (Harbone, 1996,OHOHOHOHOHHOOOHOCHOHOOC OOHOH(7) geraniinBIOSINTESIS ELLAGITANINBiosintesis ellagitanin secara mendetail ke setiapsenyawa-senyawanya masih belum jelas. Gross(1992) menjelaskan secara garis besar pembentukanellagitanin dari hasil-hasil penelitian sebelumnya.Umumnya penelitian tentang biosintesisellagitanin dilakukan pada tumbuhan Oak (Quercusrubra), Rhus sp., dan beberapa tumbuhan tertentulainnya. Reaksi spesifik yang menuju ke senyawaellagitanin tertentu berbeda-beda tergantung jenis

HERNAWAN dan SETYAWAN – Ellagitanin 27OHOHOH 2 NOHHO O O -HO O O -(10) L-fenilalanin (11) kafeatOH(13) 3,4,5 trihidroksisinnamatCOO -HO O OH- OH 2 N OHOHO(9) arogenate (14) protokatekuatHOOHOO -HO(1) asam galatHOHOHOOOHHOOHOOO -(8) shikimat (12) 3-dehidroshikimatGambar 1. Jalur pembentukan asam galat (Gross, 1992).HOOHOOHHO(1) asam galatHOHOOHOOCOH O(16) -glukogallinOHOHOHOH+ 4 molekul galloilOOHOHOHOPPOOOONHNOOH(15) uridine 5-difosfatOHHOHOOHELLAGITANIN-n [H] ataudehidrogenasi-n [H] ataudehidrogenasiHOHOHO HOHOHO OHOOOOHOOO OHOHHO OHHO OHOHdimmer, oligomer(17) 1,2,3,4,6-pentagalloilglukosaGambar 2. Biosintesis ellagitanin (Gross, 1992).

28Biofarmasi 1 (1): 25-38, Pebruari 2003senyawa dan tumbuhannya. Oleh karena itu, penelitianbiosintesis ellagitanin sekarang mengalamiperkembangan, tidak hanya difokuskan pada beberapajenis tumbuhan di atas, namun sudah semakinmeluas.Jalur biosintesis ellagitanin, terdiri atas tiga tahapanreaksi. Tahap pertama adalah pembentukanasam galat (1), sebagai penyusun struktur primerellagitanin (Gambar 1). Tahap ini diawali dari jalurshikimat (8) yang membentuk dua arah reaksisintesis asam galat. Arah pertama melaluipembentukan L-fenilalanin (10) dengan perantaraarogenate (9). Pembentukan asam sinamat dari L-fenilalanin (10) dihalangi oleh enzim L-AOPP (L-2-aminooxy-3-phenylpropionic acid), dan reaksidiarahkan pada senyawa kafeat (11). Arah reaksikedua melalui pembentukan 3-dehidroshikimat (12)yang mengalami hidrogenasi pada atom C ke-3sehingga terbentuk asam galat (Gross, 1992).Tahap kedua adalah pembentukan pentagalloilglukosayang diawali oleh reaksi asam galat(1) dengan uridin 5-difosfat glukosa (15) untukmembentuk -glukogallin (16) (Gambar 2). Denganpenambahan 4 molekul galloil, -glukogallin diubahmenjadi 1,2,3,4,6-pentagalloilglukosa (17). Empatmolekul galloil menggantikan atom H pada empatgugus hidroksil. Proses penggantian atom Htersebut dinamakan reaksi galloilasi. Reaksi iniberurutan mulai dari gugus hidroksil ke-1, lalu ke-6,ke-2, ke-3, dan yang terakhir ke-4. Reaksi ini membutuhkanenzim galloiltransferase (Gross, 1992).Tahap terakhir merupakan tahap yang secaralangsung menuju ke pembentukan senyawasenyawagolongan ellagitanin (Gambar 2). Sepertitelah disebutkan sebelumnya, biosintesis senyawaellagitanin berbeda-beda tergantung jenis senyawadan jenis tumbuhan penghasilnya. Senyawaellagitanin dihasilkan dari oksidasi (atau lebihtepatnya dehidrogenasi/pelepasan atom H darigugus OH) pentagalloilglukosa. Residu sederhanayang dihasilkan dari proses dehidrogenasi dua grupgalloil dari pentagalloilglukosa adalah HHDP (2).Dehidrogenasi yang terjadi diikuti dengan reaksiperangkaian (coupling) antar atom C dua gugusgalloil. Gallotanin yang mengalami oksidasiperangkaian C-C dan C-O pada gugus galloil yangberdekatan menghasilkan ellagitanin (Gross, 1992).EKSTRAKSI DAN ISOLASIELLAGITANINBahan tumbuhanPada prinsipnya, semua bagian jaringantumbuhan penghasil ellagitanin dapat digunakansebagai sumber ekstrak ellagitanin, namun jenisdan kadar pada setiap jaringan cenderung berbedabeda.Dalam menentukan bagian tumbuhan yangakan diekstraksi, perbandingan kadar senyawa padasetiap jaringan perlu dipertimbangkan. Selain itu,umur jaringan juga perlu diperhatikan. Umumnya,jaringan tua memiliki kandungan metabolitsekunder lebih banyak daripada jaringan muda.Tanin dapat diekstraksi dari seluruh bagiantumbuhan, meliputi daun, cabang, batang, akar,dan buah (Scalbert, 1991). Bagian yang kaya akantanin, berbeda-beda tergantung jenis tumbuhannya,misalnya pada Caesalpinia spinosa organ buahmemiliki kandungan tanin paling tinggi (Galvez etal. 1997), sedangkan pada pohon oak (Quercus)kandungan tanin banyak terdapat di batang (Helm,2000). Umumnya ekstraksi tanin dilakukan daridaun dan batang tumbuhan. Jaringan yangdiekstrak dapat berupa jaringan segar maupun yangsudah kering. Untuk analisis, sebaiknya digunakanjaringan segar (Scalbert, 1992). Namun,kadangkala hal itu tidak memungkinkan karenajauhnya jarak pengambilan sampel denganlaboratorium. Untuk itu sampel tumbuhan dapatdibekukan, dikeringbekukan, atau dikeringanginkan.Metode kering-beku merupakan cara yang palingaman untuk mencegah perubahan jaringan, yangberakibat pada perubahan kadar tanin. Metode inidilakukan dengan menggunakan nitrogen cair.Jika nitrogen cair tidak tersedia, maka alternatifyang mudah adalah dikeringanginkan. Titik uapsenyawa ellagitanin sangat tinggi, misalnya padalagerstroemin (5) di atas 250 0 C, namun prosespengeringan sebaiknya dilakukan pada suhu kamaratau kurang dari 40 0 C. Pada suhu lebih dari 40 0 Cdapat terjadi penurunan kadar dan ekstrakbilitastanin secara drastis. Jika pengeringan dilakukandalam ruang yang kelembabannya tinggi, makapenggunaan kipas angin sangat disarankan. Hal iniakan mempercepat proses pengeringan danmencegah molekul air bereaksi dengan molekultanin melalui lukaluka pada jaringan.Ekstraksi dan IsolasiSenyawa tanin umumnya dapat larut denganpelarut dari polar sampai semipolar. Ekstraksi tanindari jaringan tumbuhan dilakukan denganmenggunakan pelarut aseton 70% atau metanol50% dalam air (FAO/IAEA, 2000). Lin et al. (2001)melakukan ekstraksi ellagitanin dari daun keringEuphorbia tirucalli dengan menggunakan pelarutaseton 60%. Sedangkan Machado et al. (2002)berhasil melakukan ekstraksi ellagitanin dari kulitbuah delima segar (Punica granatum; Punicaceae)dengan etanol. Seperti yang dilakukan oleh Liu etal. (2001), jika menggunakan air sebagai pelarut,proses ekstraksi harus berlangsung pada kondisi airmendidih. Suhu panas dapat membantuekstrabilitas tanin terhadap pelarut air.Prosedur ekstraksi biasa tidak cukup untukmengisolasi ellagitanin. Proses ekstraksi umumnyadilakukan secara berulang dan bertahap. Seringkali, ekstraksi dengan aseton 70% dilakukan berulangsampai tiga kali dan dilanjutkan ke tahapanisolasi. Banyak pekerjaan isolasi ellagitaninmengharuskan penggunaan kromatografi kolomsebagai salah satu tahapan isolasi. Ellagitanin dapatterpisah dengan baik menggunakan kolom pemisahSephadex LH-20, MCI-gel CHP 20P, atau ODS-AQ.Metanol dengan konsentrasi bertingkat merupakaneluen yang baik untuk memperoleh ellagitanin.

HERNAWAN dan SETYAWAN – Ellagitanin 29HOOHOHOHHOOHOHOHHOHOHOHOOHOHHO HC OHCHO OOHOHOOCH 2HOCOCOCOOOHOHOHOHOHHOHOHOHOOHOHHO HC OHCHO OOHOHOOCH 2HOCOCOCOOOHOHOHOHOHOOOOHOOHOHOHOHOOHCO H 2 CCOOOO CCOOOOH(18) flosin BHOOH(19) reginin AHOOHHOOHIsolasi lagerstroemin (5), flosin B (18), danreginin A (19) dari bungur (L. speciosa) pertamakali menggunakan aseton 70% berulang tiga kali.Ekstrak yang diperoleh kemudian disuspensikandalam air dan dipartisikan dengan etil asetat, eter,dan butanol. Fraksi air yang terbentuk dipisahkandengan menggunakan kolom pemisah Diaion HP-20dengan eluen metanol. Proses isolasi berakhir denganpenggunaan instrumen HPLC-preparatif (highperformance liquid chromatography). Kolom ODS-A,2 x 15 cm, dengan eluen metanol 25%, CH 3 CN 10mM dan buffer fosfat pH 2 dapat memisahkanellagitanin dengan baik (Hayashi et al., 2002).Pemisahan ellagitanin dari P. granatum dilakukandengan kolom berurutan yaitu XAD-16 danSephadex LH-20 (eluen yang dipakai adalahmetanol dengan konsentrasi bertingkat), setelahsebelumnya ekstrak etanol dipartisikan denganheksana, butanol, dan etilasetat dan kloroform.Fraksi yang diperoleh dielusikan ke instrumen HPLCpreparatiffase balik, kolom RP-18, 2x25 cmmenghasilkan -punicalagin 20, -punicalagin (21),-punicalin 22 dan -punicalin (23), dan asamelagat (3) (Machado et al., 2001).ANALISIS BIOKIMIAEllagitanin memberikan reaksi warna yang khasdengan asam nitrit (larutan NaNO 2 10% dengansuhu rendah yang ditambahi asam asetat). Warnayang terbentuk merah yang kian lama berubahmenjadi biru indigo. Prosedur sederhana ini biasadigunakan untuk deteksi ellagitanin yang dipisahkandengan menggunakan prosedur kromatografi kertasatau kromatografi lapis tipis (Harbone, 1996). Untukanalisis secara detail disarankan untuk tidakmengandalkan prosedur ini karena hanya cocokuntuk deteksi pendahuluan.Teknik kromatografi lapis tipis (KLT) dua arahbiasa digunakan untuk deteksi pendahuluanellagitanin, jika hanya menggunakan KLT satu arah,hasil pemisahan kurang maksimal akibat adanyabercak-bercak yang masih menyatu. Lempeng yangdigunakan dalam KLT adalah selulosa, misalnyaMN300, dengan pengembang I dari asam asetat 2%v/v dan pengembang II dari campuran butanol:asam asetat: air (12:3:5). Penyemprot yangdigunakan untuk ellagitanin adalah reagenvanillin/HCL dan reagen NaNO 2 (Harbone, 1996;FAO/IAEA, 2000).Reagen vanillin/HCL dibuat dengan melarutkan 1gram vanillin ke dalam 10 ml HCL 12 M. Setelahdibuat, hendaknya reagen ini langsung digunakankarena sifatnya yang tidak dapat bertahan lama.Jika disemprotkan ke spot ellagitanin, akan munculwarna merah. Reagen NaNO 2 dibuat denganmelarutkan 20 mg NaNO 2 dan beberapa tetes asamasetat glasial dalam 10 ml akuades yang telahdidinginkan sampai mendekati titik beku. Untukmengkondisikan lingkungan yang mendekati 0 0 Cdapat digunakan nitrogen cair. Spot ellagitanin akanmemberikan warna merah kecoklatan jika disemprotdengan reagen NaNO 2 (FAO/IAEA, 2000).Analisis kuantitatif, sebagai lanjutan dariprosedur di atas, pun memanfaatkan prinsip yang

30Biofarmasi 1 (1): 25-38, Pebruari 2003sama dengan reagen NaNO 2 . Sebanyak 0,5 mlekstrak dicampur dengan 2,0 ml reagen NaNO 2 atauHNO 2 0,1 M pada suhu lingkungan rendah.Absorbansi diukur pada panjang gelombang 600nm. Larutan standar yang digunakan adalah asamelagat (Harbone, 1996). Galvez (1997) menentukankandungan asam elagat (3) dalam buah Caesalpiniaspinosa dengan metode Hagerman dan Wilson(1990). Sebanyak 10 mg ekstrak dilarutkan dalam 1ml H 2 SO 4 2 N. Larutan dipanaskan 100 0 C selama 24jam, kemudian didinginkan. Sebanyak 1 ml larutantersebut ditambahkan dalam larutan piridin 1,1 mldan 0,1 ml HCL. Pada suhu 30 0 C larutan ditambah0,1 ml NaNO 2 1%. Absorbansi diukur pada 538 nm.Setelah 36 menit inkubasi pada suhu 30 0 C, dilakukanpengukuran absorbansi lagi. Selisih absorbansisebanding dengan kandungan asam elagatdalam sampel. Kadar asam elagat dihitung denganrumus A 538 = (0,3x mg kadar asam elagat)–0,04).Metode analisis dengan HPLC (high performanceliquid chromatography) merupakan prosedur yangbiasa ditempuh untuk menganalisis kandunganellagitanin suatu tumbuhan obat. Prosedur ini cocokdilakukan karena kinerja HPLC yang baik untukpemisahan senyawa-senyawa yang sulit menguap,termasuk di antaranya ellagitanin. Dengan waktuyang singkat dan persiapan yang tidak rumit, hasilpemisahan dapat segera diperoleh, untuk kemudiandianalisis baik kuantitatif maupun kualitatif.Meskipun membutuhkan biaya yang relatif mahal,setidaknya prosedur HPLC merupakan proseduryang mutakhir dalam bidang fitokimia.semua senyawa fenol dan turunannya (Salminen etal., 1999). Asam elagat (3) dapat dideteksi padapanjang gelombang 260 nm (Rauha, 2001), -punicalagin (20), -punicalagin (21), -punicalin(22), dan -punicalin (23) dideteksi pada panjanggelombang 350 nm (Machado et al., 2002).Penentuan struktur ellagitanin hasil pemisahandidasarkan pada data spektrum MS (massspectrometric) dan spektrum NMR (nuclearmagnetic resonance). Dua instrumen tersebutmenjadi standar dalam analisis struktur senyawaellagitanin. Namun untuk pemula, membuat analisisspektrum MS dan NMR adalah pekerjaan yang relatifsulit. Teknik yang dapat digunakan untuk MS,misalnya FAB-MS (fast atom bombardement-MS)(Hatano et al., 1992). Sedangkan untuk NMR baikH-NMR maupun C-NMR, antara lain COSY, NOESY,HMQC, dan HMBC (Lin et al., 2001).Perkembangan teknologi kromatografi saat initelah memungkinkan kombinasi instrumen HPLCdengan MS. Dengan kombinasi HPLC-MS pekerjaananalisis struktur menjadi lebih mudah. Senyawahasil pemisahan dari HPLC dapat secara langsungdianalisis spektrum massanya di instrumen MS.Terdapat beberapa pilihan teknik MS yang dapatdikombinasikan dengan HPLC, baik fase normal (NP)maupun fase balik (RP), antara lain API(atmospheric pressure ionization), APCI(atmospheric pressure chemical ionisation) (Rauha,2001), dan ESI (electrospray ionization) (Salminenet al., 2002) Teknik MS yang relatif sensitif adalahdengan MALDI-TOF-MS (matrix-assisted laserdesorption/ionization time-off-flight–MS), namunsampai sekarang teknik ini belum memungkinkanuntuk dikombinasikan dengan HPLC (Rauha, 2001).AKTIVITAS BIOLOGI(20) -punicalagin R1=H, R2=OH, R3=R4=H(21) -punicalagin R1=OH, R2=H, R3=R4=H(22) -punicalin R1=H, R2=OH, R3=R4=HHDP(23) -punicalin R1=OH, R2=H, R3=R4=HHDPMetode standar yang biasa digunakan adalahkombinasi instrumen RP-HPLC (Reverse Phase-HPLC) atau HPLC-fase balik dengan detektor UV/Vis(ultra violet/visible) atau DAD (diode arraydetector). Panjang gelombang 280 nm merupakanpanjang gelombang yang umum untuk deteksiAktivitas biologi ellagitanin merupakan implikasidari ikatan antara ellagitanin dengan protein,senyawa dengan berat molekul tinggi, senyawasederhana, dan ion logam berat (Okuda et al.,1992). Ikatan tersebut membentuk komplekssenyawa yang dapat menyebabkan perubahanfisiologis dalam sel atau jaringan mahluk hidup.Berbagai penelitian telah dikembangkan untukmengeksplorasi ellagitanin dan aktivitas biologinya.Pada tahun 1992, baru sekitar 90 senyawaellagitanin yang diketahui memiliki aktivitas biologi(Okuda et al. 1992) dan diperkirakan masih banyakyang belum terungkap. Aktivitas biologi ellagitaninyang telah diketahui antara lain sebagai antidiabetes,anti-mikrobia, anti-virus, anti-hipertensi,anti-oksidan, dan anti-kanker/tumor. Dari sekianbanyak penelitian yang telah dilakukan, belum adayang menunjukkan efek toksik ellagitanin.Anti-diabetesDiabetes mellitus (DM) merupakan penyakitfisiologis berupa perubahan homeostasis glukosasehingga kadar glukosa dalam plasma darahmengalami kenaikan di atas normal. Kondisi inisering disebut hiperglikemik (Maher, 2000).

HERNAWAN dan SETYAWAN – Ellagitanin 31Berbagai jenis tumbuhan obat telahdimanfaatkan untuk terapi penyakittersebut. Banyak penelitian telahsampai pada isolasi senyawa aktiftumbuhan yang mampu memberikanefek hipoglikemik atau anti-diabetes.Hayashi et al. (2002) berhasilmengisolasi lagerstroemin (5), flosin B(18), dan reginin A (19) dari daunkering bungur (L. speciosa) untuk ujianti-diabetes secara in vitro.Sebelumnya telah diketahui bahwaekstrak daun bungur memiliki aktifitashipoglikemik (Mishra et al.1990;Kakuda et al.,1996; Liu et al., 2001), yang manaketiga senyawa ellagitanin tersebut diketahuiberkaitan dengan efek hipoglikemik ekstrak daunbungur.Efek hipoglikemik yang diberikan oleh ellagitanindaun bungur berupa peningkatan aktifitas transporglukosa pada jaringan adiposa. Kemampuanlagerstroemin (5) dan flosin B (18) hampir setengahkali kemampuan insulin dalam meningkatkankecepatan transpor glukosa. Bahkan reginin A (19)menunjukkan aktifitas yang hampir sama denganinsulin. Pada konsentrasi 0,04 mM, kecepatantranspor glukosa meningkat menjadi hampir 0,5nmol/5 menit, padahal pada kontrol hanya 0,1nmol/5 menit. Insulin sendiri meningkatkantranspor glukosa sampai 0,48 nmol/5 menit. Inimenunjukkan bahwa ellagitanin khususnya regininA, dalam daun bungur cukup berpotensi untukmengantikan peran hormon insulin (Hayashi, 2002).Mekanisme peningkatan kecepatan transporglukosa oleh ellagitanin tersebut diperkirakanmelalui jalur yang sama dengan jalur kerja insulin.Perkiraan ini didasarkan pada fakta bahwa kerjaellagitanin dihambat oleh wortmanin (Hayashi et al.,2002). Sedangkan wortmanin itu sendiri merupakansenyawa yang dapat menghambat (atau lebihtepatnya menutup jalur) kerja insulin (Standaert etal., 1996).Asam elagat (3) dalam daun meniran (Phyllantusniruri; Euphorbiaceae) juga diketahui memilikiaktifitas hipoglikemik, baik pada hewan percobaanmaupun penderita diabetes. Kandungan asamelagat (3) dalam tumbuhan tersebut menghambatkerja enzim aldose reduktase. Enzim ini bekerjapada jalur poliol (pembentukan sorbitol dan fruktosadari glukosa). Pada penderita DM, prosespengubahan glukosa menjadi fruktosa terganggu.Untuk mengembalikan keseimbangan metabolismeglukosa harus ada penghambatan kerja enzimaldose redukstase (Trueblood dan Ramasamy,1998). Karena kerja enzim aldose reduktasedihambat oleh asam elagat (3) maka prosespeningkatan kadar glukosa darah dapat menurundan metabolisme glukosa menuju ke arahkeseimbangan (Taylor, 2003; Shimizu et al., 1989).Rubus imperialis (Rosaceae) merupakantumbuhan obat yang biasa digunakan sebagaibahan untuk terapi DM oleh penduduk Brazil(Kanegusuku et al., 2002). Kandungan ellagitanin,3-O-metilelagat-4-O-rhamnose (24), dalamHOH 3 COOOOOOHO-rhamnose(24) 3-O-metilelagat-4-OrhamnoseHOHOHOHOOH HOtumbuhan tersebut diperkirakan berkaitan denganefek hipoglikemik yang diberikan oleh tumbuhantersebut pada penderita diabetes. Kondisihiperglikemia ini dapat menyebabkan aktivasi PKC(protein kinase C). Aktifnya PKC akan menginduksiberbagai penyakit kardiovaskuler dan komplikasiturunan diabetes lainnya (Koya dan King, 1998).Ellagitanin merupakan inhibitor PKC yang lebih kuatdibandingkan dengan gallotanin (Bruyne et al.,1999). Oleh karena itu, ellagitanin juga dapatmenurunkan resiko komplikasi yang diakibatkanoleh DM. Tanin merupakan senyawa yangberpotensi besar sebagai agen anti-mikrobia(Scalbert, 1991). Mekanisme anti-mikrobia taninantara lain terjadi melalui inaktivasi adhesinmikrobia, penghambatan kinerja enzim, danpenghambatan transpor protein (Cowan, 1999).Anti-mikrobia dan virusPengujian aktifitas anti-mikrobia terhadapEpidermophyton floccosum, Microsporum canis,Tricophyton mentagrophytes, T. rubrum, T.tonsurans, T. terreste, Penicillium italicum,Aspergillus fumigatus, Mucor racemosus, Rhizopusnigricans, Candida albicans, C. glabrata, Candidatakrussei, dan Cryptococcus neofarmans,menunjukkan bahwa senyawa-senyawa taninterhidrolisiskandan flavonoid memiliki variasiaktifitas yang berbeda-beda tergantung jenissenyawa dan jenis mikrobia sasaran. Ellagitanin,corilagin (25), memiliki aktifitas yang sama denganamfotericin B dan conazole terhadap C. glabrata(Latte dan Kolodziej, 2000).Punicalagin (20–21) dari delima mampumenghambat pertumbuhan beberapa strainStaphylaococcus aureus yang telah resistenterhadap antibiotik. MIC (minimum inhibitoryconcentration) yang dibutuhkan untuk menghambatsemua strain S. aureus adalah 61,5 µg ml. Hal yangberbeda diperoleh pada punicalagin yang diekstrakdari Terminalia citrina. MIC yang dibutuhkan relatiflebih besar yaitu, 768 µg ml (Machado et al., 2002).Punicalagin (20–21) yang diekstrak dari Combretummolle (Combretaceae) mampu menghambatpertumbuhan Mycobacterium tuberculosis (typushumanus ATCC 27294). Punicalagin diketahui lebihefektif dalam menghambat pertumbuhan M.tubercolosis dibandingkan saponin yang diekstrakdari tumbuhan yang sama (Asres, et al., 2001).Aktifitas anti-virus dari ekstrak tumbuhandiketahui berkaitan dengan kelompok senyawaOCCHOOOOHOOHO(25) corilaginOH

32Biofarmasi 1 (1): 25-38, Pebruari 2003polifenol, terutama flavonoid dan tanin,yang terkandung di dalamnya (Cowan,1999). Senyawa ellagitanin baru,arjunin, dan empat senyawa lainnya,yakni asam elagat (3),pentagalloilglukosa (17), asam galat(1), dan HHDP (4) dari ekstrak daunTerminalia arjuna (Combretaceae)mampu menghambat pertumbuhanvirus HIV-1. Arjunin memberikan efekpenghambatan yang paling tinggi,lebih dari 70% pada konsentrasi 0,2mg/ml (Kandil dan Nassar, 1998).Ellagitanin lainnya yang telah lebihdulu diketahui mempunyai aktifitasanti-HIV adalah nobotanin B (26) danC (27), oenothein B (35), agrimoniin(33), coriariin A (39) dan trapanin B(28) (Okuda et al., 1992).Ekstrak kemloko (Phyllantusemblica; Euphorbiaceae) jugaberpotensi sebagai anti-HIV (Ogata etal., 1992) Buah kemloko merupakansalah satu bahan ramuan obattradisional “triphala” dari India,mengandung beberapa ellagitanin yangberpotensi sebagai anti-HIV/AIDS.Putranjivain A memberikan efekpenghambatan HIV yang paling tinggi.Putranjivain A mampu menghambatkerja enzim riverse-transcriptase yangberperan penting dalam prosesreplikasi HIV (Wohlmuth, 2003).Ellagitanin yang terkandung dalamtumbuhan kemloko diperkirakanmampu menghambat pertumbuhanvirus hepatitis B (Taylor, 2003).Aktifitas anti-virus juga didapatkanpada tumbuhan Geranium sanguineumL. (Geraniaceae). Ekstrak daunGeranium yang mengandung komplekspolifenol, meliputi ellagitanin,gallotanin, flavonoid, dan asam fenolatdapat menghambat aktifitas reproduksivirus influenza dan herpes(Serkedjieva dan Manolova, 1992). Halyang sama juga juga ditunjukan olehtumbuhan Epilobium hirsutum L.HOHOHOHOHOHOHOHOHOHOOHHOOHOOHOCCOOHOHOOCCOOHOOOCH 2O OCOHHOCOOCCOHHOOCOOOOHOOHOCHOOCOOOCOHOHHO OHHO(26) nobotanin BOHO OHHOOCH 2O O O(27) nobotanin COCOOHOOHOCH 2OCOHOOHCOOHOCOOCOOHOOHCOHOCH 2OCOHHOOOHOHOHOOCOOOHOCH 2COOHOCOOOHOCOHOCOHOHOHOH OHOHOHOHOHOH OHOHOHHOHOHOOHHO HOOHHOHOOCCOOOCOOCH 2OOOCOHOHOHOOHHOOHOHCOOHOOHHOOHOCOCOOOOCCH 2OOOCOHOHOHOOHHOOHOHCOOHOH(28) trapanin BOHOOHHOOHOCOCOOOOCCH 2OHOHOCOOOHOHOOHHOOHOHCHOOOHOOHHOOHOCOCOOOOCCH 2OHOHOOOH

HERNAWAN dan SETYAWAN – Ellagitanin 33(Onagraceae) (Ivancheva et al., 1992). Galloilasi(penambahan gugus galloil), perbedaan ikataninterflavan, dan sifat tereokimia dari gugus hidroksilberpengaruh secara kuat terhadap aktifitas penghambatanpertumbuhan virus. Efek penghambatanini berkaitan dengan pencegahan terbentuknyakomplek enzim-asam nukleat (Bruyne et al., 1999).Anti-hipertensiHipertensi merupakan salah satu bentukpenyakit kardiovaskuler. Penyakit ini dicirikandengan tekanan darah penderita yang mengalamikenaikan di atas normal (Koya dan King, 1998).Geraniin (7), yang dapat ditemukan dalam familiaEuphorbiaceae, dapat memberikan efek hipotensif(penurunan tekanan darah) secara signifikan.Tekanan sistolik penderita hipertensi dapat turunkembali normal setelah diberi ekstrak daun kemlokoyang mengandung geraniin (7) (Taylor, 2003). Efekanti-hipertensi melalui vasodilatasi (pelebaranpembuluh darah) juga ditunjukkan oleh ellagitanin,lambertianin C dan sanguiin H-6 (29) dalam ekstrakRubus idaeus (Mullen et al., 2002).Mekanisme penurunan tekanan darahHOHOHOHOHOHOHOHOOHHOOCCOOHOHHOOHOHOHOOOCCOOCH 2O OCOHHOOOCCOOOOHOCH 2OHOOOC(30) rugosin EOCOHOHOHOHOOHOHOCCOOHOOHOHOO(29) sanguiin H-6OCOOHHOOHHOHOHOOHOOHOOHHOHOOHOHOCCOOOHOOCH 2COOHCOdiperkirakan berkaitan dengan pengaruh ellagitaninterhadap kesetimbangan ion Ca 2+ sel. Ellagitaninmempengaruhi ketersediaan ion Ca 2+ untukkontraksi otot jantung dan polos. Konsentrasi ionCa 2+ intraseluler yang tinggi dapat menyebabkannaiknya tekanan darah atau hipertensi. Rauha(2001) menyebutkan bahwa beberapa senyawaellagitanin dapat menghambat masuknya ion Ca 2+ke dalam sel, sehingga konsentrasi ion Ca 2+intraseluler dapat turun dan secara fisologis diikutidengan turunnya tekanan darah penderitahipertensi. Namun ada juga yang justru meningkatkanabsorpsi ion Ca 2+ ke dalam sel, sepertirugosin E (30) dari Rosa rugosa (Rosaceae),vescalagin (31), dan pedunculagin (32) yangmempengaruhi kesetimbangan Ca 2+ intraselulerdalam sel platelet kelinci (Teng et al., 1997).Anti-oksidanAnti-oksidan merupakan senyawa yang jikaberada pada konsentrasi yang relatif lebih rendahdibandingkan konsentrasi suatu subtrat, maka akanteroksidasi lebih hulu, sehingga dapat mencegahterjadinya oksidasi subtrat tersebut. Tanin dapatmenghambat pembentukanoksigen aktif yang dapatmenyebabkan oksidasi. BaikOOH gallotanin mau punOellagitanin, merupakanO C OH senyawa anti-oksidan yangOC OOHcukup berpotensi (Rauha,2001; Okuda et al., 1992).Aktifitas anti-oksidatifOHellagitanin tersebutberkaitan dengan strukuturHO OHkimianya. Naiknya jumlahgugus galloil, berat molekul,dan struktur ortohidroksilmeningkatkan aktifitas antioksidatiftanin (Yokozawa etal., 1998).Dalam reviewnya, Okudaet al. (1992) menyebutkanaktifitas anti-oksidatif tanin,termasuk ellagitanin, antaralain penghambatanautooksidasi asam askorbatyang dikatalissi oleh ionCu 2+ , penghambatanautooksidasi metillinoleatdan perosksidasi lipida dimitokondria dan mikrosomhepar tikus, reduksikandungan lipid peroksidaOCH 2dalam serum dan heparOtikus, efek proteksikerusakan oksidatif lensaOHokuler,aktifitasO OHantihepatotoksik pada kulturprimer hepatosit tikus,C OHpenghambatan peroksidasiOOHlipida–tergantunglipoksigenase (lipoxygenasedependentlipid

34Biofarmasi 1 (1): 25-38, Pebruari 2003peroksidation) efek penghambatan lipoksigenasepada metabolisme arachidonat dalam leukosit,aktifitas anti-oksidatif pada monoamine oksidasedan xanthine oksidase, penghambatan anion radikalsuperoksida dan radikal 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, dan penghambatan mutagen yangbekerja secara langsung (direct-acting mutagens).Emblicanin A dan B, punigluconin, danpedunculagin (32) dalam buah Phyllantus emblicamampu menghambat peroksidasi lipida yangdiinduksi dengan radiasi sinar gamma padaHOHOHOHOHOHOHOHOOHOHOHOCCHO OHOHOHOOHOCH 2OHOOH(31) vescalaginOCCOOHOOCOOHCOCOCOCH 2OHHOCO(32) pedunculaginOOOOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHmikrosom hepar tikus. Ekstrak yang sama jugamenghambat kerusakan enzim antioksidansuperoksida dismutase yang diakibatkan oleh radiasipada mitokondria hepar tikus. Perlakukuan secaraintraperitoneal pada tikus selama 7 harimenunjukkan peningkatan aktifitas enzimantioksidan superoksida dismutase, katalase danglutation peroksidase dalam otak tikus. Peroksidasilipida dalam otak tikus juga dapat terhambataktifitasnya. Pada penelitian khusus untukemblicanin A dan B, ditunjukkan adanyaperlindungan hemolisis eritrosit yang diinduksi olehoksigen radikal (Wohlmuth, 2003).Lambertianin C dan sanguiin H-6 (29) selainmempengaruhi kesetimbangan ion Ca 2+ , jugamemiliki aktifitas anti-oksidatif. Aktifitas tersebutakan semakin meningkat jika dua ellagitanin di atasbersama dengan asam askorbat (vitamin C) (Mullenet al., 2002). Metil (S)-flavolgallonat, bersamadengan asam gallat (1), asam elagat (3),punicalagin (20–21), dan sebelas senyawa fenollainnya dalam ekstrak Terminalia myriocarpamampu menghambat peroksidasi lipid danpembentukan nitrogen oksida pada hepar tikus(Marzouk et al., 2002).Anti-kanker/tumorKanker adalah sekumpulan sel yang mengalamipertumbuhan tak terkendali dan tak terorganisir. Didalam tubuh sel kanker membentuk suatu badanyang disebut tumor. Kanker dapat timbul karenaterjadinya kerusakan (lebih tepatnya mutasi) gendalam sel (Snustad dan Simmon, 2000). Aktifitasanti-kanker suatu tanin terjadi melalui mekanismepenghambatan kerja enzim sel, pencegahan prosesmutagenesis yang dapat menimbulkan kanker, danpengaktifan makrofag sel kanker.Ekstrak air buah Phyllantus emblica dapatmencegah kerusakan kromosom akibat oksigenradikal yang dapat menimbulkan kanker pada tikus.Efek pencegahan ini berkaitan dengan aktifitas antioksidatifembli-canin A dan B dan pyrogallol dalambuah Phyllantus (Wohlmuth, 2003). Agrimoniin (33)dari ekstrak Agrimonia pilosa diketahui memilikiaktifitas anti-tumor yang kuat. Dalam laboratorium,OOHHOHOHOHOOHOCCOOOCH 2OOC COOOHOHOOHOO COOHCOOHOHOOHOOOH 2 COOOC COHHOCCOOOHOHOHOHOHOHHOOHHOOHHOOH(33) agrimoniin

38Biofarmasi 1 (1): 25-38, Pebruari 2003transcriptase Inhibitors from Phyllantus niruri. AIDSResearch and Human Retroviruses 8 (11): 1937–1944.Okuda, T., T. Yoshida, and T. Hatano. 1992.Pharmacologically Active Tannins Isolated fromMedicinal Plants. In Hemingway, R.W. and P.E. Laks(ed.). Plant Polyphenols: Synthesis, Properties, andSignificance. New York: Plenum Press.Raskin, I., D.M. Ribnicky, S. Komamytsky, N. Ilic, A.Poulev, N. Borisjuk, A. Brinker, D.A. Moreno, C. Ripoll,N. Yakoby, J.M. O’Neal, T. Cornwell, I. Pastor, and B.Fridlender. 2002. Plants and human health in thetwenty-first century. Trends in Biotechnology 20 (12):522-531.Rauha, J.P. 2001. The Search for Biological Activity inFinnish Plant Extracts Containing Phenolic Compounds.[Dissertation]. Helsinki: Faculty of Science, Universityof Helsinki.Sakagumi, H., Y. Jiang, K. Kusama, T. Atsumi, T. Ueha, M.Toguchi, I Iwakura, K. Satoh, H. Ito, T. Hatano, and T.Yoshida. 2000. Cytotoxic activity of hydrolysabletannins against human oral tumor cell lines–a possiblemechanism. Phytomedicine 7 (1): 39–47.Salminen, J.P., V. Ossipov, J. Loponen, E. Haukioja, and K.Pihlaja. 1999. Characterization of hydrolysable tanninsfrom leaves of Betula pubescens by high-performanceliquid chromatography mass spectrometry.Journal of Chromatography A 864 (2): 283-291.Salminen, J.P., V. Ossipov, and K.Pihlaja. 2002.Distribution of hydrolysable tannins in the foliage ofFinnish birch species. Z. Naturfosch 57c: 248-256.Scalbert, A. 1991. Anti-microbial properties of tannins.Phytochemistry 30: 3875–3883.Scalber, A. 1992. Quantitatif methods for the estimaytionof tannins in plant tissues. In Hemingway, R.W. andP.E. Laks (ed.). Plant Polyphenols: Synthesis,Properties, and Significance. New York: Plenum Press.Serkedjieva, J. and N. Manolova. 1992. Plant polyphenoliccomplex inhibits the reproduction of influenza andherpes simplex viruses. In Hemingway, R.W. and P.E.Laks (ed.). Plant Polyphenols: Synthesis, Properties,and Significance. New York: Plenum Press.Shimizu, M., S. Horie, S. Terashima, H. Ueno, T. Hayashi,S. Suzuki, M. Yoshizaki, N. Morita. 1989. Studies onaldose reductase inhibitors from natural products. II.active components of a Paraguayan crude drug “paraiparai,Phyllantus niruri”. Chemistry andPharmacology Bulletin 37 (9): 2531–2532.Smith PM. 1976. The Chemotaxonomy of Plants. London:Edward Arnold.Snustad, D.P., and M.J. Simmons. 2000. Principles ofGenetics. 2nd edition. New York: John Wiley and Sons,Inc.Standaert, M.L., A. Avignon, K.Yamada, G.Bandyopadhyay, and R.V. Farese. 1996. Thephosphatidylinositol 3-kinase inhibitor, wortmannin,inhibits insulin induced activation ofphosphatidylcholine hydrolysis and associated proteinkinase C translocation in rat adipocytes. BiochemistryJournal 313: 1039-1046.Stepp, J.R. and D.E. Moerman. 2001. The importance ofweeds in ethno-pharmacology. Journal ofEthnopharmacology 75: 19-23.Taylor, L. 2003. Herbal Secrets of The Rainforest. 2ndedition. Austin: Sage Press, Inc.Teng, C.M., Y.F. Kang, Y.L. Chang, F.N. Ko, S.C. Yang, F.L.Hsu. 1997. ADP-mimicking platelet platelet aggregationcaused by rugosin E, an ellagitannin isolated fromRosa rugosa Thunb. Thrombocyte Haemost 77 (3):556–561.Trueblood, N. and R. Ramasamy. 1998. Aldose reductaseinhibition improves altered glucose metabolism ofisolated diabetic rat hearts. American PhysiologicalSociety 1: 175–183.Virag, L and C Szabo. 2002. The terapeutic potential ofpoly(ADP-ribose)polymeraseinhibitors.Pharmacological Review 54 (3): 375–429.Wohlmuth, H. 2003. Triphala–a short review. BotanicalPathways 16: 1 –7.Xu, Y.M, T. Sakai, T. Tanaka, G. Nonaka, I. Nishioka.1991a. Tanin and related compounds CVI: Preparationof aminoalditol derivatives of hydrolysable tanninshaving and -glucopyranose cores, and its applicationto the structure elucidation of new tanins, reginin Aand B, flosin A isolated from Lagerstroemia flosreginaeRetz. Chemical and Pharmaceutical Bulletin 39(3): 639-646.Yokozawa, T., C.P. Chen, E. Dong, T. Tanaka, G.I. Nonaka,and I. Nishioka. 1998. Study of inhibitory effect oftannins and flavonoid against the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical (chemotherapy and metabolicinhibitors). Biochemistry and Pharmacology 56 (2):213–222.