abstract - staff.ui.ac.idstaff.ui.ac.id/system/files/users/ellyza.herda/publication/haki... · and...
Post on 16-Mar-2019
214 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Narne
ABSTRACT
: Rina PermatasariStudy Program : Doctoral in Dental ScienceTitle : A Biomimetic Study of Alkaloids Potential of Central
Sulawesi Cacao Beans As An Alternative of ToothEnamel Reminerali zation Agents
Dental caries is still a major dental health problem in Indonesia, and preventivemeasures needs to be done to resolve it. The enamel is the outermost layer of teethin which play a role in resistance to the cause of dental caries. Central Sulawesicacao beans are natural materials feafured Indonesian plantation crops, containsthe alkaloid compounds that could potentially increase the resistance of the host(the enamel). The research was a biomimetic study laboratory experiment in vitro,which covered identification of the characteristics of cacao beans's alkaloidcompounds of clones Sulawesi-1 (Sl) and Sulawesi-2 (S2) from Central Sulawesi,to obtain biomimetics prototype, to test the efficacy of the alkaloid formula totooth enamel i.e. enamel microhardhess, surface and apatite crystal characteristicstest, and also enamel surface characteristics test after demineralization andremineralization process of tooth enamel. The results of this research showed thatthe cacao beans's alkaloid compounds of clones Sl and 52 from Central Sulawesicontains Theobromine (T), Theophylline (TF) and Caffeine (K), with compositionT : TF : K: 6: 1: I for Sl and T : TF : K:4: 1: 1 for 52. The 51 biomimicalkaloid formula was more significant in increasing tooth enamel microhardnessthan 52. S 1 biomimic alkaloid formula affected the characteristics of the surfaceand increased the degree of apatite crystallinity of tooth enamel, as well asefficacious against the remineralization of tooth enamel. Thus Central Sulawesicacao beans alkaloid in the form of biomimic formula, have potential as analternative remineralization agents of tootl-r enamel.
Keywords: alkaloids, cacao beans, remineralization agents, tooth enamel.
Universitas Indonesia
RINGKASAN
Lztar Belakang
Di beberapanegara, penyakit gigi dan mulut merupakan penyakit ke empat
yang paling mahal biaya perawatannya.l Hasil studi morbiditas Survei Kesehatan
Tumah Tangga (SKRT), Surkemas tahun 2004 menyatakan bahwa karies dan
penyakit periodontal menempati urutan pertama dari l0 besar penyakit yang
paling sering dikeluhkan masyarakat Indonesia (45,680A).2 Menurut hasil Riset
Kesehatan Dasar (Riskesdas) 2013, terjadi peningkatan prevalensi karies gigi pada
penduduk lndonesia dibandingkan tahun 2007 lalu, yaitu dari 43,4 o (2007)
menjadi 53,2o (20I3).3
Faklor-faktor penting yang berperan dalam patogenesis karies gigi adalah
virulensi mikroba, ketersediaan karbohidrat, kuantitas dan kualitas saliva, waktu
serta ketahanan jaringan gigi terhadap asam. Email merupakan lapisan terluar dari
mahkota gigi yang berperan dalam ketahanan jaringan gigi terhadap asam.o Pada
proses terjadinya karies, kekerasan lapisan terluar email merupakan faktor
penting, karena merupakan lapisan gigi yang berada pada lingkungan rongga
mulut, dan tempat terjadinya proses demineralisasi. Email merupakan satu-
satunya jaringan gigi yang tidak memiliki kemampuan untuk tumbuh atau
memperbaiki diri sendiri setelah terbentuk, sehingga pencegahan terjadinya
demineralisasi menjadi sangat penting.s
Tindakan pencegahan dapat menjadi altematif yang lebih baik dan murah
dibandingkan tindakan rehabilitatif dalam mengatasi permasalahan karies gigi.
Menurut Center of Disease Control (CDC), fluor masih menjadi bahan utama
dalam pencegahan karies gigi di Amerika Serikat, namun keamanan dan kejadian
fluorosis yang ditimbulkan masih diperdebatkan.6 Akumulasi asupan fluor secara
sistemik yang sulit diukur dan penggunaan fluor secara topikal dengan dosis yang
tidak tepat, dikhawatirkan dapat meningkatkan risiko fluorosis. Dengan demikian,
masih diperlukan pencarian agen remineralisasi alternatif yang efektif dalam
mencegah karies namun relatif lebih aman.
Indonesia nnerupakan negara yang kaya akan keanekaragaman hayati
terbesar kedua di dunia, juga penghasil biji kakao terbesar ke tiga di dunia. Biji
kakao merupakan hasil perkebunan komoditas ekspor Indonesia yang
Universitas lndonesia
mendatangkan devisa negara terbesar ketiga setelah biji kopi dan kelapa sawit.'
Provinsi Sulawesi Tengah merupakan salah satu penghasil kakao terbesar di
Indonesia dalam sepuluh tahun terakhir.s Pulau Sulawesi saat ini memiliki klon
kakao unggul lokal yakni Sulawesi-l (SllKW162) dan Sulawesi-2 (S2lKWl63).
Kedua jenis klon ini telah menunjukkan adaptasi yang baik pada kondisi
agroklimat Sulawesi, dan saat ini semakin banyak dimanfaatkan di daerah-daerah
sentra produksi kakao di Sulawesi.e
Jenis kakao, tingkat kematangan biji dan cara pengolahan biji kakao
seperti fermentasi, pengeringan, pemanggangan dan alkalisasi dapat
mempengaruhi kandungan senyawa kimia dalam biji kakao.l0-ra Kualitas biji
kakao juga tergantung pada dua senyawa kimia penting hasil metabolit sekunder
yang terkandung di dalamnya, yaitu flavonoid berupa polifenol dan alkaloid.ts
Salah satu senyawa alkaloid yang terdapat dalam biji kakao yaitu teobromin, telah
dilaporkan dapat meningkatkan kekerasan email gigi, sehingga dapat mencegah
perusakan email oleh asam yang dapat menyebabkan karies gid.tu-to
Sadeghpour dkk. membuktikan teobromin, alkaloid yang terkandung
dalam cokelat bubuk temyata menniliki efek antikariogenik yang lebih baik
dibanding fluor dalam hal rnengurangi kelarutan email setelah paparan asam
fosfat.l6 Penelitian Kargul dkk. menyatakan bahwa kekerasan email gigi
berhubungan ciengan terjadinya pertukaran mineral pada lapisan permukaan email
dan teobromin 200 mg/L memiliki efek positif terhadap remineralisasi email.rT
Hasil tersebut didukung oleh penelitian Grace yang menyatakan bahwa teobromin
merupakan bahan pencegah karies gigi yang potensial, karena mampu
meningkatkan kekerasan email gigi.tt Kargul dkk. pada tahun 2012 kembali
melaporkan bahwa teobromin dapat memproteksi permukaan email gigi terhadap
proses demineraliasi.le Kargul dkk. pada tahun yang sama juga melaporkan bahwa
secara in vitro, efektivitas teobromin pada kekerasan email dan proses
remineralisasi sama dengan Acidulated Phosphate Fluoride @Pn gel serta krim
C a se i n P ho sphopepti de St ab ilize d Amorphous C al c ium P ho sphat e (C P P -AC n.20
Indonesia memiliki berbagai macam tanaman obat yang memiliki
kandungan senyawa alkaloid berkhasiat, termasuk yang terkandung dalam dua
jenis klon biji kakao asal Sulawesi Tengah, yaitu klon 51 dan 52. Kedua jenis
Universitas lndonesia
klon kakao tersebut belum pernah diteliti tentang karakteristik alkaloidnya serta
khasiatnya terhadap email gigi, untuk menjadikan sebagai tanaman obat terstandar
yang dapat digunakan untuk mengatasi masalah kesehatan gigi khususnya dalam
hal pencegahan karies gigi.
Telah dilakukdn studi pendahuluan untuk memperoleh ekstrak alkaloid biji
kakao klon Sl dan 52. Hasil studi menunjukkan bahwa dibutuhkan sampel biji
kakao dalam jumlah besar dan waktu yang cukup lama untuk mendapatkan
ekstrak alkaloid yang diinginkan, sehingga akhirnya pada penelitian ini dipilih
studi biomimetika untuk mensatasi kendala tersebut.
Perumusan Masalah
Karies gigi masih menjadi masalah kesehatan gigi di Indonesia, sehingga
pencegahan menjadi penting. Email merupakan lapisan terluar dari gigi dan
berfungsi untuk melindungi mahkota gigi dari kerusakan, dan merupakan bagian
gigi yang berperan penting dalam ketahanan jaringan gigi terhadap penyebab
timbulnya karies. Fluor dilaporkan efektif mencegah karies gigi, namun sampai
saat ini masih dilaporkan kejadian fluorosis yang berhubungan dengan dosis fluor.
Oleh karena itu, masih diperlukan pengembangan bahan alternatif pencegah karies
yang berkhasiat menguatkan email gigi dan relatif aman. Sulawesi tengah
merupakan salah satu daerah penghasil biji kakao di Indonesia. Kandungan zat
berkhasiat dalam metabolit sekunder biji kakao yaitu alkaloid, khususnya
teobromin, telah dilaporkan dapat mencegah terjadinya karies berdasarkan
efeknya terhadap ketahanan jaringan pejamu atau host. Sepanjang penelusuran
literatur, belum ada penelitian tentang potensi alkaloid biji kakao Indonesia asal
Sulawesi Tengah, sebagai tanaman obat berkhasiat untuk mencegah karies dengan
target pejamu atau host yaitu ketahanan jaringan email gigi.
Pertanyaan Umum
Apakah alkaloid biji kakao klon Sulawesi-l dan Sulawesi-2 asal Sulawesi
Tengah memiliki potensi sebagai agen remineralisasi email gigi?
Universitas Indonesia
Pertanyaan Khusus
1. Bagaimana karakteristik senyawaan yang terkandung dalam alkaloid biji
kakao klon Sulawesi-l dan Sulawesi-2 asal Sulawesi Tengah?
2. Alkaloid btji kakao asal Sulawesi Tengah mana yang terbaik dalam
meningkatkan kekerdsan mikro petmukaan email gigi?
3. Apakah alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik dapat mempengaruhi
karakteristik permukaan email gigi?
4. Apakah alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik dapat mempengaruhi
kristal apatit email gigi?
5. Apakah alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik berkhasiat terhadap
remineralisasi email gigi?
Tujuan Umum
Mengetahui karakteristik senyawaan yang terkandung dalam alkaloid biji
kakao klon Sulawesi-l dan Sulawesi-2 asal Sulawesi Tengah serta pengaruhnya
terhadap email gigi melalui pendekatan biomimetika.
Tujuan Khusus
L Mengetahui karakteristik senyawaan yang terkandung dalam alkaloid biji
kakao klon Sulawesi-l dan Sulawesi-2 asal Sulawesi Tengah.
2. Menetapkan alkaloid btji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik dalam
meningkatkan kekerasan mikro permukaan email gigi.
3. Mengetahui pengaruh alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik
terhadap karakteristik permukaan email gigi.
4. Mengetahui pengaruh alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik
terhadap kristal apatit email gigi.
5. Mengetahui khasiat alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik terhadap
remineralisasi email gigi.
Manfaat Penelitian
1. Memperkaya khasanah penelitian kedokteran gigi berupa penelusuran
senyawa metabolit sekunder khususnya alkaloid yang terkandung dalam biji
Univercitas lndonesia
2.
3.
4.
kakao asal Sulawesi Tengah sebagai upaya mencari bahan alternatif
pencegahan karies gigi, melalui pendekatan biomimetika
Memperoleh informasi mengenai khasiat alkaloid biji kakao asal Sulawesi
Tengah terbaik pada email gigi sebagai usaha untuk mencegah karies gigi
ditinjau dari sisi host atau pejamu.
Sebagai bagian pengembangan penelitian lintas disiplin ilmu terutama ilmu
biologi, kimia, dan ilmu material, untuk penelitian secara in vivo serta
memperoleh landasan ilmiah penggunaan tanaman obat untuk mengatasi
masalah kesehatan gigi khususnya karies.
Menunjang program pemerintah dalam pengembangan dan pemanfaatan
tanaman obat yang berkhasiat untuk mengatasi masalah kesehatan terutama
kesehatan gigi.
5. Memberikan ilengetahuan kepada masyarakat tentang kegunaan zat yang
terkandung di dalam cokelat pada kesehatan gigi.
Orisinalitas Penelitian
1. Penelitian ini merupakan penelitian pertama tentang identifikasi karakteristik
dan khasiat senyawaan yang terkandung dalam alkaloid biji kakao klon
Sulawesi-l dan Sulawesi-2 asal Sulawesi Tengah melalui pendekatan
biomimetika. Diharapkan penelitian ini dapat memberi perspektif tentang
potensi dari biji kakao, sebagai tanaman obat berkhasiat khususnya sebagai
bahan alternatif pencegah karies gigi.
2. Dapat ditetapkannya karakteristik senyawaan yang terkandung dalam
alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah, sebagai parameter analisis dan
masukan standarisasi bila kelak diaplikasikan dalam ilmu kedokteran gigi
sebagai bahan pencegah karies gigi.
3. Dapat ditetapkannya khasiat senyawaan yang terkandung dalam alkaloid biji
kakao terhadap email gigi, sebagai upaya untuk memperoleh landasan ilmiah
dari penggunaan alkaloid biji kakao Indonesia untuk penelitian secara in vivo
dan uji klinik.
Universitas lndonesia
Kerangka Teori
Kerangka teori pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar l. Kerangka Teori
Universitas lndonesia
Kerangka Konsep I
Kerangka konsep penelitian tahap satu merupakan identifikasi
senyawaan alkaloid biji kakao klon Sulawesi-l dan Sulawesi-2
tengah (Prototype Biomimetika), dapat dilihat pada gambar2.
karakteristik
asal sulawesi
Gambar 2. Kerangka Konsep 1
Kerangka Konsep 2
Kerangka konsep'penelitian tahap dua morupakan ana{isis khasiat alkaloid
terhadap kekerasan mikro, karakteristik permukaan, dan kristal apatit email gigi,
dapat dilihatpada gambar 3.
-
Gambar 3. Kerangka Konsep 2
Kerargka Konsep 3
Kerangka konsep penelitian tahap tiga merupakan analisis khasiat formula
alkaloid biomimik terbaik terhadap karakteristik permukaan ernail setelah uji
demineralisasi dan remineralisasi email, dap#t dilihat pa& gwmhr4.
erfl:*
Gambar 4. Kerangka Konsep 3
Universitas lndoneeia
Hipotesis Mayor:
Alkaloid biji kakao klon Sulawesi-l dan Sulawesi-2 asal Sulawesi Tengah
berpotensi sebagai agen remineralisasi email gigi.
Hipotesis Minor:
1. Karakteristik senyawaan dalam alkaloid biji kakao klon Sulawesi-l dan
Sulawesi-2 asal Sulawesi Tengah dapat diidentifikasi.
2. Alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik dalam meningkatkan
kekerasan mikro permukaan email gigi dapat ditetapkan.
3. Alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik dapat'mempengaruhi
karakteristik permukaan email gigi.
4. Alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik dapat mempengaruhi kristal
apatit email gigi.
5. Alkaloid btji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik berkhasiat terhadap
remineralisasi email gigi.
Metode Penelitian
Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental laboratorik yang terdiri
dari: Isolasi dan identifikasi karakteristik kandungan alkaloid (prototype
biomimetika) serta membuat formula alkaloid biomimik dari dua jenis klon biji
kakao asal Sulawesi Tengah; Uji khasiat alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah
teridentifikasi terhadap kekerasan mikro, karakteristik permukaan, kristal apatit
dan karakteristik permukaan email setelah proses demineralisasi dan
remineralisasi email.
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di antara bulan September 2013 hingga Februari
2016. Sampel biji kakao klon Sulawesi-l dan Sulawesi-2 asal Sulawesi Tengah
diambil di Kebun Percobaan Sidondo, Palu, Sulawesi Tengah. Isolasi dan
identifikasi alkaloid dilakukan di Laboratorium Terpadu, Institut Pertanian Bogor.
Uji khasiat alkaloid terhadap email gigi dilakukan di Laboratorium Departemen
Metalurgi dan Material, Fakultas Teknih Universitas Indonesia dan Puslitbang
Keteknikan Kehutanan dan Pengelolaan Hasil Hutan, Bogor.
Universitas lndonesia
Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian dapat terlihat di bagan alir penelitian pada gam'bar 5.
l---^, FoLAsI DA_trir..}. TDENTIFIKASI
UJI KIIASIAT('LI l
Gambar 5. Bagan Alir Penelitian
l l
- - - - -u.-- r r r r r r
- - \ \ - \
-
Universitas Indonesia
10
Pengolahan Data
Analisis data pada penelitian ini dilakukan melalui uii One-way ANOVA
dan uji Post Hoc menggunakan Tukey ,FISD untuk membandingkan data hasil uji
kekerasan email dari sepuluh kelompok percobaan, dengan batas kemaknaan
sebesar 5yo (p<0,A5). Penghitungan data statistik dilakukan dengan bantuan
sofrware SP,S,S 17.0.
Etika Penelitian
Penelitian ini telah dinyatakan lolos uji etik oleh Komisi'Etik Penelitian
Fakultas Kedokteran Gigi Universitas lndonesia berdasarkan Surat Keterangan
lolos etik Nomor : 99 I Ethi cal Cle arance /FKGUIDW2O 1 3.
Hasil Penelitian dan Pembahasan
Isolasi dan Identifikasi Alkaloid Biji Kakao Klon Sl dan 32 asal Sulawesi
Tengah
Terdapat beberapa perbedaan ciri fisik antara bubuk biji kakao kering klon
S1 dengan 52 yang akan diidentifikasi kandungan alkaoidnya. Dalam hal warna,
bubuk biji kakao kering klon Sl memiliki warna cokelat yang lebih terang
dibanding 52. Namun tidak ada perbedaan bau dan rasa bubuk biji kakao klon Sl
dengan 52, keduanya berbau cokelat dan terasa pahit. Sementara itu tidak terdapat
perbedaan organoleptik dalam hal warna, bau dan rasa antara isolat alkaloid hasil
isolasi bubuk biji kakao klon 51 dengan 52. Keduanya bening tidak berwarna,
tidak berbau, dan terasa pahit. Isolat alkaloid biji kakao memiliki rasa pahit yang
sama dengan bubuk biji kakao, sehingga dapat disimpulkan bahwa rasa pahit pada
biji kakao dihasilkan dari komponen alkaloid yang terkandung di dalamnya.
Hasil identifikasi komponen dalam isolat alkaloid secara kuantatif
menggunakan HPLC, dapat dilihat pada tabel 1. Nilai konsentrasi sampel, dalam
o/o, merupakan o/o blb (berctlberat) kandungan terhadap sampel awal. Hasil
identifikasi secara kuantatif dari tiga kali pengulangan, menunjukkan konsentrasi
(%blb) alami alkaloid Teobromin (T), Teofilin (TF) dan Kafein (K) biji kakao S1
: T : TF : K adalah 1,35 : 0,24 : 0,26 dandi dalam biji kakao 52 = T : TF : K
adalah l,l7 : A37 : A,27. Dengan demikian, hipotesis minor pertama yang
Universitas Indonesia
11
menyatakan karakteristik senyawaan dalam alkaloid biji kakao klon Sl dan 52
asal Sulawesi Tengah dapat diidentifikasi diterima. Selanjutnya. untuk
menyederhanakan perbandingan dan dalam rangka pembuatan formula alkaloid
biomimik, maka perbandingan kadar alkaloid biomimik biji kakao 51 adalah T :
TF : K=6 : 1 : 1, dan'bi j ikakao 52adalah T : TF : K:4 : I : 1.
Tabel 1. Kadar Alkaloid dalam Isolat'Alkaloid Biji Kakao Sl dan 52 denganHPLC dalam Satuan o/obh
Konsentrasi Sampel (o/o b/b)Sampel
KTF
Sl ulangan I51 ulangan 2Sl ulangan 3
Rerata
52 ulangan 152 ulangan 252 ulangan 3
Rerata
1,30l,4a1,361035
1,257,141,12l,l7
0,230,244,240,24
4360,370,360,37
0,250,260,260,26
0,240,290,27Ar27
Hasil identifikasi menunjukkan bahwa konsentrasi teobromin empat dan
enam kali lebih besar dari konsentrasi kafein. Konsentrasi ini sedikit lebih rendah
dibanding konsentrasi teobromin dalam biji kakao rata-rata yaitu sekitar sepuluh
kali lebih besar dari konsentrasi kafein.r0 Biji kakao klon 51 ternyata memiliki
kadar teobromin yang sedikit lebih tinggi dibanding biji kakao klon 52. Dalam
perbandingan, konsentrasi teobromin biji kakao klon Sl adalah enam, jumlah ini
lebih banyak dibandingkan yang terdapat pada biji kakao klon 52 yaitu sebesar
empat. Kaspar menyatakan bahwa konsentrasi kandungan alkaloid dan polifenol
di dalam biji kakao dapat dipengaruhi oleh jenis, cara fermentasi, dan tingkat
kematangan biji.to Asal bahan tanam kedua klon ini berbeda, walaupun klon
kakao 51 dan 52 ditanam pada tanah dan iklim yang sama, namun, Sl memiliki
sifat mirip klon PBC 123, sedangkan 52 mirip klon BR 25.e
Identifikasi alkaloid dalam biji kakao klon Sl dan 32 asal Sulawesi
Tengah diikuti dengan pembuatan prototype dari kandungan alami alkaloid biji
kakao klon 51 dan 52. Pembuatan formula alkaloid biomimik pada akhirnya
Universitas Indonesia
12
dilakukan sebagai solusi dari adanya kendala dalam mendapatkan senyawaan
alkaloid melalui proses ekstraksi. Dibutuhkan sejumlah besar sampel biji kakao
untuk mendapatkan sejumlah kecil senyawaan alkaloid, dalam waktu yang cukup
lama. Hal ini yang mendasari dipilihnya studi biomimetika untuk mengetahui
potensi alkaloid dalam penelitian ini. Biomimetika yang berasal dari kata bio dan
mimetika, secara harfiah dapat diartikan sebagai meniru alam atau kehidupan.
Alam telah menginspirasi manusia dalam inenciptakan berbagai bahan, struktur,
peralatan, mekanisme, proses, metode, sistem, dan banyak hal bermanfaat
lainnya.2l Studi biomimetika merupakan solusi cost ffictive' dafi masalah-
masalah yang terkait dengan kesehatan manusia dan berpotensi besar untuk
menginspirasi kemajuan teknologi kedokteran di masa mendatang, termasuk juga
kedokteran gigi.
Khasiat Alkaloid Biji Kakao terhadap Kekerasan Email Gigi
Hasil analisis deskriptif dari data hasil uji kekerasan pada sampel
permukaan email menggunakan alat Yickers (Shimadzu HMV2, Japan), dapat
dilihat pada tabel 2, 3, dan 4. Hasil pengujian dinyatakan dalam safinn YHN.
Hasil analisis statistik dengan uji one-wqy ANOVA, menunjukkan terdapat
perbedaan bermakna di antara kelompok percobaan (p:0,000; p<0,05).
Pada tabel 2 dapat dilihat hasil uji kekerasan sampel permukaan email
yang direndam selama satu jam dalam larutan teobromin dengan variasi
konsentrasi sebesar A,loA, A,05yo dan 0,01%, untuk mendapatkan konsentrasi
optimal.
Tabel 2. Rerata Nilai Kekerasan Email Variasi Konsentrasi Larutan denganWaktu Perendaman Selama Satu Jam
SampelMean + SDn gHtg Min-Max p
T -A'1"/oT - 0,05%
T - 0,01%
3 54rJ3 * 31,0053 431,00 * 12,1243 401"33 * 11.240
5tt-s72 0,0004r7-438389411
Universitas Indonesia
13
Hasil uji statistik menunjukkan terdapat perbedaan bermakna diantara
kelompok percobaan (p=0,000). Kelompok yang direndam dalam larutan.dengan
konsentrasi 0,17o memiliki nilai kekerasan email tertinggi yaitu 541 VHN,
sehingga dari hasil tersebut ditentukan konsentrasi optimal adalah 0,1yo.
Pada tabel 3 dapat'dilihat hasil uji kekerasan sampel permukaan email yang
direndam dalam larutan teobromin dengan konsentrasi 0,lyo (konsentrasi
optimal), dengan variasi waktu peredainan selama satu jam, 30 menit, dan 15
menit, untuk mendapatkan waltu perendaman optimal.
Tabel 3. Rerata Nilai Kekerasan Email Variasi Waktu Perendaman densanKonsentrasi Larutan Sebesar 0,1%
Sampel Mean * SDn vHNt
Min-Max p
T-l jamT - 30 menitT - 15 menit
541,33 * 3n005435,00 + 28,618
431,00 *24,249
3IJ
J
518-572417-468
405453
0,000
Hasil uji statistik menunjukkan terdapat perbedaan bermakna diantara
kelompok percobaan (p--0,000). Kelompok yang direndam selama satu jam
memiliki nilai kekerasan email tertinggi yaitu 541 VHN, sehingga dari hasil
tersebut ditentukan waktu perendaman optimal adalah selama satu jam.
Pada tabel 4 dapat dilihat hasil uji kekerasan sampel permukaan email
yang direndam dalam beberapa formula alkaloid, di antaranya larutan Kontrol '
(Buffer), teobromin, kafein, teofilin tunggal, serta formula alkaloid biomimik S1
(T : TF : K:6 : 1 : 1) dan 52 (T : TF : K :4 : I : l), dengankonsentrasi optimal
A,IYo dan waktu perendaman optimal selama satu jam, untuk mendapatkan
formula alkaloid terbaik.
Hasil uji statistik menunjukkan terdapat perbedaan bermakna diantara
kelompok percobaan (F0,000). Kelompok yang direndam dalam formula
alkaloid teobromin tunggal memiliki nilai kekerasan email tertinggi yaitu 541
YIIN, sedangkan kelompok yang direndam dalam larutan buffer (kelompok
kontrol) memiliki nilai kekerasan email terendah yaitu 370 YHN. Dua kelompok
Universitas Indonesia
14
formula alkaloid biomimik, yaitu kelompok S1 memiliki nilai kekerasan yang
lebih tinggi sebesar 434 VflN,dibanding 52 sebesar 369 YHN'
Tabel 4. RerataNilai Kekerasan Email Variasi Formula Alkaloid dengan
Konsentrasi Optimal Sebesar O,lyo, Waktu' Perendaman
Optimal Selama Satu Jam
Sampel nffisan * SD
(vHN)Min-Max P
Kontrol - l jam
T-0, lYa- l jam
K-O,lYo - l jam
TF-0,1%-l jam
Sl- l jam
52-l jam
370,33 *.8,622
541J3 r 31,005
388,00 *.22,716
350,33 *23,116
434,67 + 18,475
390.33 * 18.475
33nJ
aJ
3J
361-378510-572 .
372-4r4
336-377
424-456369-401
0,000
Konsentrasi dan waktu perendaman' sama besar pengaruhnya terhadap
perbedaan nilai YIIN. Nilai kekerasan email dari teobromin tunggal 0,1o/o pada
kelompok T - o,lyo - I jam sebesar 547 VIIN dan 0,0504 pada kelompok T -
0,A5Vo - 1 jam sebesar 431 YIIN, lebih tinggi secara bermakna dibanding
kelompok kontrol sebesar 370 VHN (p:0,000) dan (p:0,052). Nilai kekerasan
email teobromin 0,01% pada kelompok T - 0,01yo - I jam sebesar 401 VHN tidak
berbeda bermakna dengan kelompok kontrol sebesar 370 YHN Qt:0,728) (Tabel
2). Kadar teobromin 0,01yo tampaknya kurang berpengaruh terhadap kekerasan
email gigi. Temuan ini sejalan dengan hasil penelitan sebelumnya yang
menyatakan bahwa konsentrasi teobromin 0,0loh kurang memberikan efek positif
terhadap permukaan email gigi."''* Kadar teobromin 0'lolo dengan waktu
perendaman 1 jam, 30 menit, dan 15 menit memberikan nilai kekerasan yang
berbeda bermakna dengan kelompok kontrnl (Tabel 3). Konsentrasi optimal
teobromin sebesar 0,1% (1000 mglL) dan waktu perendaman optimal selama I
jam (p:0,000), selanjutnya digunakan untuk menetapkan formula alkaloid
biomimik terbaik dalam meningkatkan kekerasan email gigi'
uii \EM-EDX danxKD dilakukan pada sampel dari kelompok T 'a,lyo -
1 jam (nilai VHN'tertinggi dari seluruh kelompok percobaan)' 51 - I jam (nilai
VHN formula alkaloid biomimik tertinggi), dan Kontrol - 1 jam (nilai VHN
Universitas Indonesia
15
terendah sebagai kontrol). Uji lanjutan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh
atau khasiat alkaloid terhadap karakteristik permukaan dan kristal apatit email
gigi.
Khasiat Alkaloid Biji Kakao terhadap KarakteristikPermukaan Email Gigi
Gambaran mikro SEM permukaan email pada perbesaran 750X kelompok
T - A,lyo - I jam yang dapat dilihat padagambar 6 B, dan Sl - I jam pada gambar
6 C, terlihat lebih banyak cekungan-cekungan yang tertutup deposit, dibandingkan
kelompok Kontrol - I jam, yang mengindikasikan adanya perliniJungan yang lebih
besar pada permukaan email dengan pengaplikasian alkaloid (Gambar 6).
Gambar 6. Hasil Uji SEM Permukaan Email Gigi Perbesaran 750X.A. Gambaran mikro SEM Kelompok Kontrol;B. Gambaran mikro SEM Kelompok T -0,1o/o;C. Gambaran mikro SEMKelompok Sl
Kargul dkk. menyatakan hal serupa tentang topografi permukaan email
kelompok perlakuan yang diaplikasikan larutan teobromin 2A0 mglL selama lima
menit. Dalam penelitiannya,Kargul dkk. juga menyatakan bahwa teobromin yang
bersifat tidak toksik, dapat dijadikan alternatif f1uor, dan sifat kariostatik dari
Univercitas lndonesia
16
ekstrak kakao, berasal dari perubahan fisik permukaan email gigi yang disebabkan
oleh teobromin.20 Kadar elemen permukaan email sampel dari kelompok T - 0,1%
- 1 jam, Sl - I jam, dan Kontrol - 1 jam, yang terdeteksi dengan alat EDX, dapat
dilihat pada tabel 5.
Tabel 5. Kadar Elemen Permukaan Email Hasil Uji -EDX
Konsentrasi Elemen (% b/b)Elemen
Kontrol- I jam T -0,1o - l jam S1- l jam
Karbon
Oksigen
Sodium
Fosfor
Kalsium
Aluminium
KlorinMagnesium
5,0349,191,03
14,43
29,710,154,270,19
1,7246,39
0,97
16,35
34,220,000,330,47
4,2243,40
0,76
15063
35,040,00
0,170,05
Pada ketiga kelompok ditemukan sejumlah unsur yang dominan seperti
oksigen, karbon, kalsium dan fosfor. Temuan kandungan elemen kalsium (Ca) dan
fosfor (P) pada tiga kelompok sampel antara 29,71-35,040/o blb untuk Ca dan
14,43-16,350/ob,b- untuk P, nampaknya sedikit di bawah nilai rujukan konsentrasi
rcta-rataunsur tersebut pada email gigi yaitu untuk Ca sebesar 37o/o, dan P sebesar
l8o .4l Namun demikian, aplikasi alkaloid secara langsung pada permukaan email
gigi ternyata dapat meningkatkan kadar kalsium (Ca) dan Fosfor (P) pada
permukaan email. Hal ini dapat dibuktikan dengan ditemukannya kadar Ca
sebesar 34,22yoblb dan P sebesar 16,35yo pada kelompok T - 0,lyo - I jam, dan
kadar Ca sebesar 35,A4oA b/b dan P sebesar 15.63% pada kelompok 51 - 1 jam,
yang lebih tinggi dibandingkan kelompok kontrol yaitu dengan kadar Ca sebesar
29,71oA b/b dan P sebesar t4,43o6 (Tabel 5). Dengan demikian, hipotesis minor
ketiga yang menyatakan alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah terbaik (Sl)
dapat mempengaruhi karakteristik permukaan email gigi diterima.
Universitas Indonesia
17
Khasiat Alkatoid Biji Kakao terhadap Karakteristik Kristal Apatit Email
Gigi
Grafik (difraktogram) hasil pembacaan XkD pada posisi 20 : 20-60,
menunjukkan bahwa pada semua sampel (kelompok T -0,1yo - I jam, Sl - l jam,
dan Kontrol - I jam) teridentifikasi adanya senyawa kristalin (hidroksiapaptit),
seperti yang terlihat pada gambar 7. Tidak ada pergeseran pada posisi 2A:2A-60
pada kelompok T - O,Iyo - 1 jam dan Sl - I jam dibandingkan kelompok kontrol
yaitu pada posisi 20:26 Qteak l), 36,5 (peak 2), 44,5 (peak 3), dan 53,5 @eak 4),
yang mengindikasikan bahwa alkaloid tidak menyebabkan p'erubahan struktur
pada kristal hidroksiapatit.
Gambar 7. Difraktogram Ffusil lljiXRD Email Gigi dari Tiga KelompokPercobaan, Warna Biru untuk T -A,lyo - I jam, Ungu untuk51 - 1jam, dan Merah untuk Kontrol - l jam
Posisi 20, intensitas difraksi peak (Y), serta derajat kristalinitas hasil uji
XkD email gigi dapat terlihat pada tabel 6. Derajat kristalinitas kelompok T -
0,lo/o - I jam yaitu sebesar 88,30o/o dan Sl - I jam yaitu sebesar 90,62o/a,lebih
tinggi dibandingkan kelompok kontrol yaitu sebesar 81,670/o, menunjukkan bahwa
alkaloid meningkatkan derajat kristalinitas hidroksiapatit.
Univercitas Indonesia
18
Tabel 6. Tinggi Peak danDerajat Kristalinitas Hasil Uii XRD Email Gigi
Kontrol - L jam T-0,L7o- l jam 51- I jamPeak
2gY20Y2g
Peak 7
Peak2
Peak3
Peak 4
Kristalinitas
26.
36,544,5
53,5
8t,67oA
26
36,5
!4,553,5
88,309/o
26 80
36,5 30
44,5 300
53,5 50
90,620/0
75
t0zsa50
'20
202s025
Meningkatnya derajat kristalinitas menunjukkan bahwa susunan atom
kristal hidroksiapatit menjadi teratur, sehingga email lebih tahan terhadap identasi.
Hipotesis minor keempat yang menyatakan alkaloid biji kakao asal Sulawesi
Tengah terbaik (S1) dapat mempengaruhi kristal apatit email gigi diterima.
Khasiat Alkaloid Biji Kakao terhadap Karakteristik Permukaan Email
Setelah Proses Demineralisasi dan Remineralisasi Email Gigi
Kadar elemen dan gambaran mikro SEM permukaan email pada
perbesaran 750X dari kelompok kontrol (gigi tanpa demineralisasi dan
remineralisasi) dan kelompok demineralisasi l0 hari dapat dilihat padatabelT.
Tabel 7. Kadar Elemen dalam Satuan % blb dan Gambaran Mikro SEMPermukaan Email Perbesaran Ts}XKelompok Kontrol danDemineralisasi Sepuluh Hari
Demin - 10
Karton
Oksigen
Fosfor
Kalsium
Sodium
Aluminium
Klorin
Magrresium
GambarSEM
2,59
36,39
18,11
41,82
0,48
0,00
0,5'l
0,05
12,53
49,56
12,40
24,24
0,94
0,09
0.2s
0,03
Univensitas Indonesia
19
Lesi demineralisasi buatan terbentuk dengan jelas setelah perendaman
dalam gel asam laktat pH 4,5 selama l0 hari, yang ditandai dengan pefiurunan
kadar kalsium permukaan sekitar 42o/o (dari 41,82 menjadi 24,20a/o b/b) dan kadar
fosfor permukaan sekitar 3Io/o (dai 18,11 menjadi 12,40o/o b/b). Pada gambaran
mikro SEM perbesarah 750X terlihat cekungan-cekungan yang rapat, menandakan
terjadinya kehilangan mineral pada permukaan email, yaitu kalsium dan fosfor,
dalam proses dernineralisasi.
Kadar elemen dan gambaran mikro SEM permukaan email pada
perbesaran 750X dari kelompok percobaan yang terdiri dari kelompok
remineralisasi (Remin) selama 7, 14,21, dan28 hari, dapat dilihat pada tabel 8.
Tabel 8. Kadar Elemen dalam Satuan % blb dan Gambaran Mikro SEMPermukaan Email Perbesaran 750X Kelompok Remineralisasi(Remin) 7,14,21, dan 28 Hari
Remin- 7 Remin - 14 Remin - 2l Remin- 28
Karbon
Oksigen
Fosfor
Kalsium
Sodium
Aluminium
Klorin
Magnesium
GambarSEM;
14,74
49,62
13,93
24,71
0,47
0,07
0,41
0,06
{54
52,05
14,88
24,88
1,42
0,34
0,56
0,33
14,8345,13
13,01
25,371,05
0,100,370,15
6,39
51,01
14,26
26,52
1,26
0.21o?5
0,10
Perendaman sampel pada kelompok Remin perminggu meningkatkan
kadar kalsium permukaan email dari 24,71o/o b/b dalam waktu tujuh hari, menjadi
24,88oA blb dalam waktu 14 har., 25,37o/o b/b dalam waktu 2I hari dwt 26,52Yo
b/b dalam waktu 28 hari. Kadar fosfor permukaan email meningkat dari 13,93o/a
b/b dalam waktu tujuh hari, menjadi 14,88% b/b dalam waktu 14 hafi, namun
menurun menjadi l3,Alyo b/b dalam waktu 21 hari. dan naik kembali menjadi
l4,26Yo b/b dalam waktu 28 hari. Gambaran mikro SEM perbesaran 750X
Universitas lndonesia
20
menunjukkan adanya deposit mineral pada permukaan email, sejalan dengan
waktu remineralisasi.
Kadar elemen dan gambaran mikro
perbesaran 750X dari kelompok percobaan
remineralisasi dengan alkaloid Sl (Remin+Sl)
dapat dilihat pada tabel 9.
SEM permukaan email pada
yang terdiri dari kelompok
selama 7, 14,21, dan 28 hari,
Tabel9. Kadar Elemen dalam Satuan %blb dan Gambaran Mikro SEMPermukaan Email Perbesaran 750X Kelompok Remineralisasidengan Alkaloid S1 (Remin+Sl) 7, 14,21, dan 28 Hiri
Elemen RemintSl - 7 Remin+Sl - 14 Remin+Sl - 21 Remin+Sl - 28
Karbon
Oksigen
Fosfor
Kalsium
Sodium
Aluminium
Klorin
Magnesium
GambarSEM
J, l+
45,9',1
15,9533,010,950,06
0.590-21
6,93
46,68
12,16
33,17
0,57
0,11
0,28
0,09
1,85
45,51
16,28
34,91
0,96
0,00
0.40
0,08
1,50
38,8117,59
41,600,22
0,00
0,270.00
Perendaman sampel pada kelompok Remin+Sl perminggu meningkatkan
kadar kalsium permukaan email dari 33,01o/o b/b dalam waktu tujuh hari, menjadi
33,l7oA b/b dalam waktu 14 hari, 34,910 b/b dalam waktu 2l hari dan 4l,6A0/o
b/b dalam waktu 28 hari. Kadar fosfor permukaan email menurun dafi 15,95o/ob/b
dalam waktu tujuh hari, menjadi l2,l6Yo b/b dalam waktu 14 hari, namun naik
kembali menjadi 76,28yo b/b dalam waktu 2l hari dan 17,59o/o blb dalam waktu
28 hari. Gambaran mikro SEM perbesaran 750X menunjukkan adanya deposit
mineral pada permukaan email, sejalan dengan waktu remineralisasi.
Peningkatan kadar kalsium per minggu dari kedua kelompok lebih stabil
dibanding peningkatan kadar fosfor, dapat dilihat pada gambar 8 dan 9
Peningkatan kadar kalsium dan fosfor dari kelompok Remin+Sl lebih tinggi
dibanding kelompok Remin.
Univercitas Indonesia
21
Gambar 8. Kadar Kalsium pada Permukaan Email Gigi Kelompok Demin l0hari, Remin dan Remin+Sl (Remineralisasi dengan Alkaloid Sl)selama 7,14,21, dan28 Hari, serta Kelompok Kontrol
R€*rin-7 4i
Renirrl.l .- {0r Rernirh.ll * Otr flernirF2S 5 lOrl{ontrol 5 a,r oflnin-I0 t fo
Renrin-5l-7. ; ,aRernin-51-1.1 i ;;Rsnili-51-21
1r Ffl i lhl-51-lS
ll(ontrol s
I llfrrirr-10
Eenrin-7 'Ilerili|r-14
r Rerni$-.11r fierrlirr-28
I Korrtrnlu OefirirFl*
fiftrri[-t1-7
Relrrhlrll-tr'lRernin*51-^11
r Penrin-!1-18
I Kontrol
I
rtr.IPerlakuan {Hari}
€so
Q
t
*
z0
15
IO
Gambar 9. Kadar Fosfor pada Permukaan Email Gigi Kelompok Demin 10hari, Remin dan Remin+Sl (Remineralisasi dengan Alkaloid 51)selama 7, 14,21, dan28 Hari, serta Kelompok Kontrol
Perendaman sampel dalam kelompok Remin dalam waktu 28 hafi hanya
menaikkan kadar kalsium sekitar 5o/o (dari24,20 menjadi 26,520A b/b), sedangkan
sampel pada kelompok Remin+Sl, kalsium naik hingga sekitar 41o/o (dafi 24,20
menjadi 4l,60ah bib). Dalam 28 hari kadar fosfor kelompok remin naik sekitar
10% (dari 12,40 menjadi 14,260/0 b/b), sedangkan sampel pada kelompok
Remin+Sl, fosfor naik hingga sekitar 29o/o (dari 12,40 menjadi 17,59o/o blb).
Setelah 28 hari, topografi permukaan email kelompok Remin+S1 kembali
menyerupai topografi permukaan email kelompok kontrol (gigi tanpa
demineralisasi dan remineralisasi), terlihat cekungan-cekungan yang tertutup
deposit. Pada hari ke 28, peningkatan kadar kalsium dan fosfor kelompok
Remin+Sl mendekati kadar kalsium dan fosfor kelompok kontrol (sampel tanpa
Universitas Indonesia
22
demineralisasi), ini menunjukkan bahwa alkaloid dalam formula alkaloid
biomimik 51 memiliki peran dalam memfasilitasi peletakan ion Ca dan P ke
permukaan email. Sementara hal ini tidak terjadi pada kelompok Remin saja tanpa
perlakuan perendaman sampel di dalam larutan formula alkaloid biomimik S1,
sehingga disimpulkan 'bahwa alkaloid berpotensi dalam mendukung atau
menfasilitasi proses remineralisasi permukaan email gigi. Dengan demikian,
hipotesis minor kelima yang menyatakan alkaloid biji kakao asal Sulawesi Tengah
terbaik (S1) berkhasiat terhadap remineralisasi email gigi diterima.
Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian Amaechi dkk., yang
melaporkan potensi remineralisasi teobromin dibandingkan dengan fluor.
Penelitian tersebut menyatakan bahwa teobromin di dalam media pembentuk
apatit (saliva buatan) dapat meningkatkan potensi remineralisasi medium tersebut.
Pada penelitiannya, 'Amaechi
dkk. membandingkan efektifitas saliva buatan,
saliva buatan dan teobromin, serta pasta gigi mengandung fluor, terhadap sampel
email gigi yang diikutkan dalam siklus demineralisasi dan remineralisasi selama
28 hari. Terjadi peningkatan bermakna kadar Ca permukaan dari seluruh sampel
percobaan.22 Nakamoto dkk. dalam penelitiannya menyatakan bahwa peningkatan
kadar Ca tersebut dihubungkan dengan peningkatan pembentukkan dan ukuran
kristal apatit email, dalam suatu medium pembentuk apatit (saliva buatan atau
larutan remineralisasi), sehingga email gigi dapat terhindar dari proses
demineralisasi oleh asam.23
Penelitian ini berbeda dengan beberapa penelitian sebelumnya, yang
meneliti manfaat zat aktif dalam biji kakao terhadap ketahanan email dalam usaha
pencegahan karies gigi. Pada tahun 2007, Sadeghpour dalam disertasinya, menjadi
peneliti pertama yang mengungkap khasiat teobromin terhadap kekerasan email
gigi. Pada penelitiannya Sadeghpour membandingkan khasiat teobromin dengan
fluor pada sampel email gigi yang sebelumnya dilakukan demineraliasi buatan,
dan terbukti bahwa teobromin lebih superior dibandingkan dengan fluor.16
Penelitian Sadeghpour diikuti beberapa penelitian lain seperti beberapa penelitian
oleh Kargul dkk. dan Amaechi dkk. yang juga meneliti khasiat teobromin dengan
metode yang berbeda-berbeda.l't'le' 20'22 Nakamoto dkk. dalam tulisannya pada
tahun 2016 menyatakan bahwa jika fluor adalah penemuan abad ke-20 untuk
Universitas Indonesia
23
mencegah karies gigi, maka teobromin akan memainkan peran yang sama di abad
ke-21. Kakao telah dikonsumsi selama berabad-abad tanpa efek toksik, sehingga
bisa dikatakan teobromin merupakan 7at aktif yang lebih unggul dan lebih aman
dibanding fluor.2a
Pada penelitian ini, khasiat yang dianalisis bukan hanya zat aktif
teobromin, melainkan alkaloid biji kakao yang terdiri dari campuran teobromin,
teofilin, dan kafein, sesuai dengan koniposisi alami alkaloid biji kakao di alam.
Pembuktian dari khasiat alkaloid pada penelitian ini, selain membuka cakrawala
tentang pemanfaatan tanaman obat berkhasiat bagi kesehatan email gigi, juga
memberikan solusi cost ffictive berupa pemotongan biaya isolasi zat aktif yang
cukup besar, serta efisiensi waktu. Teobromin bersama co (pasangannya) di alam,
yaitu teofilin dan kafein, ternyata terlihat ekspresinya dalam memberikan khasiat,
berupa kemampuannya dalam meningkatkan derajat kristalinitas dan
remineralisasi email gi gi.
Kesimpulan
1. Senyawaan alkaloid biji kakao klon Sulawesi-l (Sl) dan Sulawesi-2 (S2) asal
Sulawesi Tengah teridentifikasi mengandung Teobromin (T), Teofilin (TF)
dan Kafein (K), dengankomposisi T : TF : K: 6 : i : I untuk Sl dan T : TF :
K:4: l : luntuk52.
2. Formula alkaloid biomimik Sl meningkatkan kekerasan mikro email gigi
secara bermakna dibandingkan 52.
3. Formula alkaloid biomimik S1 dapat mempengaruhi karakteristik permukaan
dan meningkatkan derajat kristalinitas apatit email gigi, serta berpotensi
sebagai alternatif agen remineralisasi email gigi.
Saran
1. Melalui studi biomimetika, potensi alkaloid biji kakao Sulawesi Tengah
sebagai alternatif agen remineralisasi gigi telah diketahui, nalnun masih
diperlukan penelitian lanjutan untuk mengetahui mekanisme kerja alkaloid
dalam meniqgkatkan kekerasan dan proses remineralisasi email gigi, serta
melindungi email gigi dari proses demineralisasi.
Univ'ercitas Indonesia
24
2. Penelitian in vitro dan in vivo lanjutanterhadap alkaloid juga masih diperlukan
untuk menentukan dosis terkecil dan waktu aplikasi tersingkat, namun tetap
memberikan khasiat yang oPtimal.
3. Masih perlu dilakukan beberapa penelitian lanjutan, diantaranya uji
biokompatibilitas dan pengembangan bentuk sediaan agar penelitian dapat
dilanjutkan hingga ke tahap uji klinis.
4I
Universitas lndoneeia
top related