Quercetin merupakan salah satu senyawa kimia yang banyak terdapat dalam tanaman. Senyawa ini merupakan senyawa superantioksidan yang telah terbukti memiliki berbagai aktivitas farmakologis sebagai antikanker, antiinflamasi, bahkan dapat digunakan sebagai antipenuaan dini. Penelitian terdahulu telah membuktikan bahwa efek farmakologis antikanker kuersetin berkaitan dengan aktivitasnya sebagai antioksidan.
Berbagai penelitian mengenai aktivitas farmakologis kuersetin yang telah dilakukan, membuat senyawa ini sangat poten untuk dikembangkan sebagai kandidat bahan obat. Tantangan dalam pengembangan kuersetin sebagai bahan obat adalah karakteristik fisika kimianya yang sukar larut dalam air dan ketidakstabilan kimia yang menyebabkan rendahnya bioavailabilitas kuersetin, sehingga sampai saat ini belum ada produk obat yang menggunakan kuersetin sebagai bahan aktif.
Strategi yang digunakan untuk meningkatkan kelarutan quercetin adalah dengan peningkatan pH pelarut dan modifikasi kristal quercetin. Quercetin mempunyai karakteristik kelarutan yang berbeda pada kondisi pH pelarut yang berbeda, dan penelitian lain menyatakan bahwa quercetin mengalami reaksi oksidasi pada pH basa. Strategi lain yang dilakukan untuk meningkatkan kelarutan quercetin dalam penelitian ini adalah dengan modifikasi kristal dengan pembentukan kokristal farmasetik.
Quercetin memiliki karakteristik kelarutan yang berbeda pada kondisi pH yang berbeda. Hal ini disebabkan karena quercetin yang mengalami ionisasi pada kondisi pH tertentu. Dengan peningkatan pH pelarut, maka terjadi pelepasan proton dari gugus karbonil sehingga membentuk molekul yang terionisasi pada gugus hidroksilnya. Ionisasi ini menyebabkan pergeseran panjang gelombang maksimum pada kondisi pH tertentu. Pada pH 1,5 – 3 quercetin berada dalam bentuk H5A sehingga memiliki panjang gelombang maksimum yang sama. Akan tetapi terjadi pergeseran batokromik pada pH 6,2 – 11,0 dan pergeseran hipsokromik pada pH 12,0 – 12,5. Hal ini disebabkan oleh terjadinya perubahan gugus hidroksil yang juga dapat berfungsi sebagai gugus auksokrom dalam struktur quercetin.
Kokristal quercetin-isonikotinamida menunjukkan kelarutan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan kelarutan quercetin dan campuran fisik quercetin-isonikotinamida. Peningkatan kelarutan kokristal quercetin-isonikotinamida terjadi karena terbentuknya ikatan hydrogen pada gugus hidroksil quercetin dengan gugus amida pada struktur isonikotinamida.
Berdasarkan hasil komputasi dapat diketahui bahwa terjadi ikatan hidrogen antara gugus hidroksil pada cincin A quercetin dengan gugus C=O amida pada isonikotinamid dan ikatan hidrogen pada gugus karbonil cincin C quercetin dengan gugus amida isonikotinamid dengan energi minimize sebesar 50,1757 kcal/mold an ikatan hidrogen antara gugus hidroksil dan gugus karbonil pada cincin C quercetin dengan gugus C=O amida dan gugus amida pada isonikotinamid dengan energi minimize sebesar 39,5023 kcal/mol. Interaksi juga terjadi pada ikatan hidrogen antara gugus hidroksil cincin A quercetin dengan gugus N aromatik isonikotinamid dengan energi minimize sebesar 52,5324 kcal/mol.
Perbedaan rasio stoikiometri dalam sistem kokristal akan mempengaruhi kelarutan kokristal yang dihasilkan. Dalam penelitian ini kokristal quercetin-isonikotinamida dengan rasio 1:1 (0.44 10-4 % b/v ± 0.012) memiliki kelarutan dalam air yang lebih baik daripada rasio 1:3 (0.41 10-4 % b/v ± 0.018). Hal ini disebabkan karena dengan semakin meningkatnya rasio stoikiometri koformer maka akan terjadi peningkatan massa material untuk mendapatkan konsentrasi bahan aktif tertentu.
Hasil perhitungan parameter termodinamika menunjukkan bahwa proses kelarutan quercetin dan kokristal quercetin berlangsung dengan mekanisme yang sama, yaitu dengan nilai energy bebas dan entalpi yang positif, sedangkan entropi dengan nilai negative. Nilai energy bebas yang positif menunjukkan bahwa reaksi kelarutan berlangsung secara tidak spontan. Entalpi dengan nilai positif menunjukkan bahwa terjadi absorbsi panas pada saat proses melarutnya suatu bahan aktif. Dengan data termodinamika ini dapat diketahui bahwa proses kelarutan quercetin dan kokristal quercetin merupakan reaksi endoterm. Harga negative entropi menunjukkan bahwa quercetin dan kokristal quercetin-isonikotinamid merupakan suatu sistem yang teratur. Sistem yang teratur ini menunjukkan karakteristik kristal quercetin yang sukar larut dalam air.
Peningkatan pH pelarut dapat meningkatkan kelarutan quercetin. Akan tetapi pada pH 7,4 sampai dengan pH 12,5 terjadi reaksi oksidasi akibat pelepasan proton pada struktur molekul quercetin. Pembentukan kokristal quercetin-isonikotinamid dapat meningkatkan kelarutan quercetin. Kokristal quercetin-isonikotinamid dengan rasio stoikiometri 1:1 memiliki kelarutan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan rasio 1:3. Peningkatan kelarutan quercetin pada kokristal quercetin-isonikotinamida 1:1 dan 1:3 adalah sebesar 1.36 dan 1.27 kali. Mekanisme kelarutan quercetin dan kokristal quercein-isonikotinamid terjadi pada sistem yang teratur, berlangsung secara tidak spontan, dan merupakan reaksi endoterm.
Quercetin mengalami peningkatan kelarutan pada kondisi pH basa, akan tetapi mengalami reaksi oksidasi pada pH 7.4 dan semakin mudah teroksidasi pada pH basa. Modifikasi kristal quercetin dengan metode pembentukan kokristal dapat meningkatkan kelarutan quercetin sehingga dapat digunakan untuk pengembangan quercetin sebagai kandidat bahan aktif obat yang efektif, aman, dan acceptable.
Penulis: Dwi Setyawan
Artikel lengkapnya dapat dilihat pada link berikut ini,
