vitamin E

A.     Sejarah
Pada tahun 1922, ditemukan suatu zat larut lemak yang dapat mencegah keguguran dan sterilitas pada tikus. Semula zat ini dinamakan faktor antisterilitas dan kemudian Vitamin E. vitamin E kemudian pada tahun 1936 dapat diisolasi dari minyak kecambah gandum dan dinamakan Tokoferol, berasal bahasa Yunani dari kata Tokos yang berarti kelainan dan Pherein berarti yang menyebabkan. Sekarang dikenal bentuk tokoferol dan istilah Vitamin E biasa digunakan untuk menyatakan setiap campuran tokoferol yang aktif secara biologik. Hewan tidak dapat mensintesis Vitamin E dalam tubuhnya, sehingga harus memperolehnya dari makanan nabati. Kekurangan vitamin E pada hewan dapat menimbulkan berbagai sindroma, tapi angka kecukupan untuk manusia belum dapat dikatakan sudah pasti.
B.     Sifat Kimia
Vitamin E murni tidak berbau dan tidak berwarna, sedangkan Vitamin E sintetik yang dijual secara komersial biasanya berwarna kuning muda hingga kecoklatan. Vitamin E larut dalam lemak dan dalam sebagian besar pelarut organik, tetapi tidak larut dalam air.
Ada 4 jenis Tokoferol yang penting dalam makanan alfa-,beta-,gamma-,delta-toko-ferol dan tokotrienol. Karakteristik kimnia utamanya adalah bertindak sebagai antioksidan. Tokoferol terdiri atas struktur cincin 6-kromanol dengan rantai samping jenuh panjang 16 karbon fitol. Perbedaan antar jenis Tokoferol terletak pada jumlah dan posisi gugus metil pada struktur cincin.
Tokotrienol mempunyai tiga ikatan rangkap pada rantai samping. Perbedaan struktur ini mempengaruhi tingkat aktivitas Vitamin E secara biologik. Tokotrienol tidak banyak terdapat di alam dan kurang aktif secara biologik. Alfa-tokoferol adalah bentuk Vitamin E paling aktif, yang digunakan pula sebagai standar pengukuran Vitamin E dalam makanan. Jumlah Vitamin E dalam bentuk lain dinyatakan dalam bentuk tokoferol ekivalen (TE). Bentuk sintetik Vitamin E mempunyai aktivitas biologik 50% daripada alfa-tokoferol yang terdapat di alam.



   


Homolog    Formula    R1    R2    R3
Alfa-    5,7,8-trimetil    CH3    CH3    CH3
Beta-    5,8-dimetil    CH3    H    CH3
Gama-    7,8-dimetil    H    CH3    CH3
Delta-    8-metil    H    H    CH3

Vitamin E agak tahan panas dan asam tetapi tidak tahan alkali, sinar ultraviolet dan oksigen. Vitamin E rusak bila bersentuhan dengan minyak tengik, timah dan besi. Karena tidak larut air, Vitamin E tidak hilang karena pemasakan dengan air. Tokoferol ester seperti tokoferol asetat yang paling ditemukan di alam, tidak banyak rusak karena pengolahan. Absorbs Vitamin E berkisar antara 20-80%. Vitamin E disimpan sebagian besar di jaringan lemak dan selebihnya di hati.

C.    Satuan
Aktivitas biologik vitamin E dapat dinyatakan dalam satuan internasional (SI). 1mg d-alfa-tokoferol alami ekivalen dengan 1,49 SI d-alfa-tokoferol. 1mg TE ekivalen dengan 1mg d-alfa-tokoferol. Jadi 1mg TE sama dengan 1,49 SI d-alfa-tokoferol. Karena di dalam bahan makanan vitamin E terdapat dalam beberapa bentuk dengan aktivitas biologik berbeda perlu dilakukan penyesuaian dengan menggalikan mg alfa-tokoferol dengan 1,0, beta-tokoferol dengan 0,5, gama-tokoferol dengan 0,1 dan alfa-tokotrienol dengan 0,3. Bila keterangan yang ada hanya tentang alfa-tokoferol, nilai dalam mg hendaknya dikalikan dengan 1,2 guna memperoleh nilai total alfa-TE yang menggambarkan kehadiran tokoferol lain dalam bahan makanan.

D.    Fungsi
Fungsi utama Vitamin E adalah sebagai antioksidan yang larut dalam lemak dan mudah memberikan hydrogen dari gugus hidroksil (OH) pada struktur cincin ke radikal bebas. Radikal bebas adalah molekul-molekul reaktif dan dapat merusak, yang mempunyai electron yang tidak berpasangan. Bila menerima hydrogen, radikal bebas menjadi tidak reaktif. Pembentuka radikal bebas terjadi dalam tubuh pada proses metabolism aerobik normal pada waktu oksigen secara bertahap direduksi menjadi air. Radikal bebas yang dapat merusak itu juga diperoleh tubuh dari benda-benda polusi, ozon, dan asap rokok.
Vitamin E berada di dalam lapisan fosfolipida membrane sel dan memegang peranan biologik utama dalam melindungi asam lemak tidak jenuh ganda dan komponen membran sel lain dari oksidasi radikal bebas.
Vitamin E mempunyai fungsi penting lain yang tidak berkaitan dengan fungsi sebagai antioksidan, yaitu :
1.    Fungsi struktural dalam memelihara integritas membran sel.
2.    Sintesis DNA.
3.    Merangsang reaksi kekebalan.
4.    Mencegah penyakit jantung koroner.
5.    Mencegah keguguran dan sterilisasi.
6.    Mencegah gangguan menstruasi.

E.    Peroksida Lipida dan Vitamin E
Membran sel terutama terdiri atas asam lemak tidak jenuh ganda yang sangat mudah dioksidasi oleh radikal bebas. Proses peroksidasi lipida ini dapat menyebabkan kerusakan struktur dan fungsi membran sel. Reaksi ini dipercepat oleh kehadiran tembaga dan besi dan dapat dicegah bila semua radikal bebas dapat dipunahkan oleh antioksidan. Proses ini dimulai oleh radikal bebas OH* yang mengikat satu hidrogen dari asam lemak tidak jenuh atau ganda / ALTJG:H, sehingga membentuk radikal ALTJG (ALTJG*). ALTJG* bereaksi dengan oksigen dan membentuk radikal peroksil (ALTJG:OO*), yang kemudian bereaksi dengan ALTJG:H lain hingga membentuk suatu hidroksiperoksida (ALTJG:OOH) dan suatu ALTJG* lagi.
Reaksi yang terjadi digambarkan sebagai berikut.

ALTJG : H ----------- > ALTJG*
ALTJG* + O2 -------------- > ALTJG : OO*
ALTJG : OO* + ALTJG : H -------------- > ALTJG : OOH + ALTJG*

Peranan biologik utama vitamin E adalah memutuskan rantai proses peroksidasi lipida dengan menyumbangkan satu atom hidrogen dari gugus OH pada cincinnya ke radikal bebas, sehingga terbentuk radikal vitamin E yang stabil dan tidak merusak.



F.    Sistem Pertahanan Antioksidan
Bila vitamin E tidak berhasil mencegah pembentukan ALTJG:OOH di dalam membran sel ada sistem pertahanan lain yang berperan. ALTJG:OOH dapat dilepaskan dari fosfolipida oleh enzim fosfolipase A2 dan dipunahkan di dalam sitoplasma sel oleh enzim glutation peroksidase yang mengandung selenium. Jadi, aktivitas antioksidan vitamin E dan selenium melalui glutation peroksidase sangat erat berkaitan satu sama lain. Enzim antioksidan penting lain adalah superoksida dismutase, katalase, dan glukosa-6-fosfat dehidrogenase, serta ikatan-ikatan karotenoid, asam urat, dan asam askorbat (vitamin C).
Walaupun vitamin E adalah antioksidan larut lemak utama di dalam membran sel, konsentrasinya sangat kecil yaitu satu molekul per 2000-3000 molekul fosfolipida. Diduga terjadi regenerasi dengan bantuan vitamin C atau reduktase lain yang mereduksi radikal vitamin E kembali ke bentuk aslinya.
Kerusakan struktur dan fungsi sel sebagai akibat peroksidasi lipida dikaitkan dengan kemungkinan hubungannya dengan proses menua, pengaruh racun lingkungan (polutan) dan pemicuan bentuk-bentuk tertentu karsinogenesis. Hal ini membutuhkan pembuktian.

G.    Absorpsi, Transportasi, dan Metabolisme
Sebnayak 20-80% tokoferol diarbsopsi di bagian atas usus halus dalam bentuk misel yang pembentukannya tergantung pada garam empedu dan lipase pancreas. Absorpsi tokoferol tampaknya dibantu oleh trigliserida rantai sendang dan dihambat oleh asam leamk rantai panjang tidak jenuh ganda. Meakanisme transportasi vitamin E melintasi sel epitel usus halus belum diketahui dengan pasti. Transportasi dari mukosa usus halus ke dalam limfe dilakukan oleh kilomikron untuk dibawa ke hati. Dari hati bentuk alfa-tokoferol di angkut oleh VLDL masuk ke dalam plasma, sedangkan sebagian besar gama-tokoferol dikeluarkan melalui empedu. Tokoferol di dalam plasma kemudian diterima oleh reseptor sel-sel perifer LDL dan masuk ke membrane sel. Tokoferol menumpuk di bagian-bagian sel di mana produksi radikal bebas paling banyak terbentuk, yaitu di mitokondria dan reticulum endoplasma.

H.    Angka Kecukupan Vitamin E yang Dianjurkan
Tokoferol terdapat dalam dua bentuk, yaitu bentuk D dan L. bentuk vitamin E paaling aktif adalah D-alfa-tokoferol. Kecukupan vitamin E dinyatakan dalam jumlah aktifitas vitamin E ekivalen dengan 1mg D-alfa-tokoferol. Keaktifan beta- dan gama-tokoferol, serta alfa-tokotrienol secara berturut-turut adalah 1/2, 1/10, dan 1/3 aktifitas D-alfa-tokoferol.

I.    Sumber
Vitamin E banyak terdapat dalam bahan makanan. Sumber utama vitamin E adalah minyak tumbuh-tumbuhan, terutama minyak kecambah gandum dan biji-bijian. Minyak kelapa dan zaitun hanya sedikit mengandung vitamin E. sayuran dan buah-buahan juga merupakan sumber vitamin E yang baik. Daging, unggas, ikan, dan kacang-kacangan mengandung vitamin E dalam jumlah terbatas.
Vitamin mudah rusak pada pemanasan (seperti terjadi pada proses penggorengan) dan oksidasi. Jadi, sebagai sumber vitamin E diutamakan dalam bahan makanan dalam bentuk segar atau yang tidak terlalu mengalami pemrosesan. Karena vitamin E tidak larut air, vitamin E tidak hilang selama dimasak di air. Pembekuan dan penggorengan dalam minyak merusak sebagian besar vitamin E.

J.    Akibat Kekurangan
Penyakit kekurangan vitamin E pada manusia jarang terjadi, karena vitamin E terdapat luas di dalam bahan makanan. Kekurangan biasanya terjadi karena adanya gangguan absorpsi lemak seperti pada cystic fibrosis dan gangguan transport lipida seperti pada beta-lipopro-teinemia.
Kekurangan vitamin E pada manusia menyebabkan hemolisis eritrosit, yang dapat diperbaiki dengan pemberian tambahan vitamin E. Akibat lain adalah sindroma neurologic sehingga terjadi fungsi tidak normal pada sumsum tulang belakang dan retina. Tanda-tandanya adalah kehilangan koordinasi dan refleks otot, serta gangguan penglihatan dan berbicara. Vitamin E dapat memperbaiki kelainan ini.
Hal lain yang tampaknya dapat diperbaiki dengan terapi vitamin E, walaupun hasilnya belum konsisten adalah penyakit tumor pada payudara yang tidak malignan (fibrocystic breast disease) dan aliran darah kurang sempurna yang menyebabkan kesemutan pada kaki. Pembuktian epidemologis sedang dikumpulkan tentang hubungan vitamin E dengan resiko kanker usus, payudara, dan paru-paru serta penyakit jantung koroner.




K.    Akibat kelebihan
Menggunakna vitamin E secara berlebihan dapat menimbulkan keracunan. Namun, akibatnya tidak terlalu merugikan seperti halnya dengan kelebihan vitamin A. Gangguan pada saluran cerna terjadi bila memakan lebih dari 600mg sehari (60-75 kali kecukupan). Dosis tinggi juga dapat meningkatkan efek obat antikoagulan yang digunakan untuk mencegah penggumpalan darah.

L.    Kepercayaan Berlebihan terhadap Vitamin E
Akhir-akhir ini ada kepercayaan berlebihan di masyarakat tentang kemampuan vitamin E, sehingga vitamin ini banyak digunakan sebagai suplemen. Padahal banyak yang belum terbukti secara ilmiah tentang penggunaan vitamin E dosis tinggi. Keampuhan vitamin E sebagai vitamin anti-sterilitas atau mencegah keguguran ternyata tidak terbukti pada manusia. Vitamin E ternyata juga tidak dapat meningkatkan potensi dan kemampuan seksual serta mencegah penyakit jantung. Vitamin E berupa kapsul juga banyak diiklankan sebagai vitamin yang mampu mencegah proses penuaan. Suplementasi di luar jumlah kebutuhan tubuh ternyata tidak dapat mencegah proses penuaan tersebut.


PENENTUAN KADAR VITAMIN E METODE FLUROMETRI


•    Pengukuran kadar vitamin E dalam serum dapat dilakukan dengan spektrofluorometri.
Metode spektrofluorometri adalah suatu metode pengukuran berdasarkan sinar yang berfluoresensi. Fluoresensi adalah gejala dari suatu molekul setelah radiasi cahaya, melepas kembali radiasi tadi dengan panjang gelombang yang lebih panjang. Fluroresensi akan nampak jelas apabila penyerapan sinar pada daerah ultraviolet dan melepaskannya dalam daerah gelombang nampak.
Pada suhu kamar, kebanyakan bahan organik ada dalam keadaan dasar (S0 V0). Penyerapan energy sinar (photon) meningkatkan electron dalam molekul organik ke tingkat yang lebih tinggi (S1 V1 dan seterusnya) dalamwaktu kurang dari 10-15 detik. Setelah penyerapan, tenaga berkurang karena benturan (sebagai panas) menyebabkan tenaga pada molekul yang terangsang turun lagi dengan cepat pada getaran terendah dalam keadaan masih terstimulus (S1 V0). Tenaga yang dilepaskan dari molekul yang kembali ke tingkat dasar dalam waktu cepat, kurang dari 10-8 detik akan meningkat intensitas fluoresensi, sebagai petunjuk adanya pergeseran stokes. Meskipun banyak senyawa organik menyerap pada daerah gelombang ultra violet dan nampak, hanya beberapa saja yang berfluoresensi.
Apabila struktur molekul bahan organik dapat dipakaiuntuk memperkirakan spectrum serapannya, hal yang sama tidak dipakai untuk memperkirakan senyawa apa yang berfluorosensi. Tetapi ada sedikit petunjuk bahwa senyawa alifatis cenderung memecah sinar dan tidak berfluoresensi, senyawa aromatis yang berisi electron tertentu yang tidak ditempat normalnya akan berfluoresensi.
Radiasi yang dilepaskan dapat berkisar pada beberapa panjang gelombang, maka spectrum fluoresensi berupa kumpulan atau pita spectrum. Spektrum fluoresensi biasanya tidak tergantung panjang gelombang radiasi yang terserap. Spectrum fluoresensi hanya dapat memberikan informasi pada saat kurang dari 10-8 detik.
Intensitas dapat berkurang antara 10 – 15 % apabila suhu sampel menurun dari 30oC menjadi 20oC, maka diperlukan pengatur suhu agar pengukuran dapat lebih tepat. Peralatan pokok spektrofluorometer adalah :
•     Sumber spectrum yang kontinyu misalnya dari jenis lampu merkuri atau xenon.
•     Monokromator (M1) untuk menyinari sampel dengan panjang gelombang tertentu.

•    Monokromator kedua (M2) yang pada iradiasi konstan dapat dipakai menentukan panjang gelombang spectrum fluoresensi sampel.

•     Detector berupa fotosel yang sangat peka misalnya fotomultiplier merah untuk panjang gelombang lebih besar dari pada 500 nm.

•     Amplifier untuk mengandakan radiasi dan meneruskan ke pembacaan.
Penggunaan mikrosel dapat dikurangi efek prafilter dan pascafilter pada larutan yang pekat. Absorpsi prafilter mengurangi radiasi yang sampai pada sampel yang terjauh dari sumber sinar dan pasca filter terjadi karena pengurangan radiasi fluoresensi yang lepas dari kuvet. Selain penyinaran dengan arah 90oC dapat dilakukan front-face illumination dengan arah 45o sehingga efek filtrasi dapat dicegah, namun biasanya kurang peka dibanding penyinaran 90o.
Keuntungan menggunakan spektrofluorometer dapat untuk mengukur konsentrasi sampel yang rendah (pikogram). Kepekaan fluorimetri dapat diatur dengan penguatan aliran listrik yang terbentuk dari jalinan fotosel. Spektroflurorimetri sangat mungkin menggunakan spectrum pilihan yang lebih luas karena geseran Stokes dan adanya dua monokhromator yang dapat dipakai, atau untuk spectrum yang mengenai sampel dan yang lain untuk spectrum fluroresensi yang timbul. Untuk fluorimetri tidak diperlukan kuvet pembanding (referensi) tapi kurva kalibrasi tetap harus dibuat.

    Kelemahan spektrofluorimetri adalah ketergantungan pada keadaan lingkungan dan tidak ada pegangan senyawa apa yang akan berfluoresensi. Masalah lain dalam fluorimetri adalah penghapusan (quenching) yaitu energi yang seharusnya dilepas sebagai sinar fluoresensi terserap oleh molekul lain. Atau sebaliknya bahan-bahan diluar sampel seperti bahan pencuci (detergent), minyak pelumas, kertas saring atau kertas lap dapat mempengaruhi pengukuran fluorimeter karena dapat melepas sinar fluoresensi sendiri.
Teknik flurometri dapat diperluas untuk mendeteksi adanya perubahan kimiawi (chemical modification) seperti oksidasi, reduksi, hidrolisa, polimerisasi dan pembekuan. Misalnya morfin dapat diukur dengan mengoksidasinya menjadi pseudomorfin yang berfluoresensi, tertrasiklin kalau bergabung dengan kalsium berfluoresensi. Spektroflurometri dapat digunakan untuk :


     Analisa kualitatif
Perbandingan spectrum fluoresensi dapat membantu pengenalan senyawa

     Analisa kuantitatif
Pengukuran dapat dilakukan pada kadar yang sangat rendah dengan ketepatan, keterulangan, dan kepekaan tinggi. Misalnya pengukuran kadar vitamin E. Bila panjang gelombang emisi dan eksitasi telah dipilih, makandapat dibuat hubungan antara intensitas fluoresensi dengan konsentrasi senyawa. Intensitas fluoresensi tergantung dari tingkat konsentrasi senyawa. Hubungan tersebut berupa garis lurus (linier) pada konsentrasi sangat rendah. Apabila kadarnya terlalu tinggi, larutan tersebut tidak linier lagi karena akan menyerap sebagian sinar eksitasi.

     Uji enzim dan analisa kinetika
Enzim hidrolase dapat dengan mudah diukur melalui kecepatan munculnya senyawa yang berflurosensi pada 450 nm.

    Reaksi NAD+ dan NADP+
Enzim dapat dilihat dalam keadaan aslinya (invitro), misalnya kadar substrat enzim atau kofaktor yang sangat rendah.

     Uji struktur protein
Beberapa jenis protein mengandung khromofore yang berfluoresensi (misalnya tirosin dan FAD), maka protein juga berfluoresensi.

     Penunjuk fluoresensi dan uji struktur membrane
Sifat fluoresensi molekul berubah oleh gerak maupun arah gerak (polaritas) lingkungannya, maka deteksi senyawa fluoresensi dapat memberikan petunjuk lingkungannya.

     Mikrosspektrofluorimetri
Gabungan antara spektrofluorimetri dengan mikroskop dapat dipakai untuk menunjukkan tempat senyawa berfluoresensi pada sel yang mengikat cat fluoresensi.

sumber referensi Sudarmadji, S., 1996, Teknik Analisa Biokimia, Penerbit Liberty, Yogyakarta.