AGENT OF PREVENTIVE MAKANAN OVER KOLESTEROL MENGGUNAKAN DCA (DETECTOR CHOLESTEROL BY ANDROID) UNTUK MENJAGA POLA HIDUP SEHAT

Kehidupan rakyat yang sehat merupakan mimpi setiap bangsa, sehingga pembangunan untuk kemajuan bangsa juga harus dikembangkan dalam bidang kesehatan, pasalnya para pemimpin negeri harus memiliki kesehatan jasmani dan rohani dalam menjalankan tugasnya. Apalagi berbicara tentang generasi muda yang akan menjadi penerus pembangunan bangsa di masa depan. Hal ini menjadi alasan bahwa masalah kesehatan menjadi suatu poin penting untuk diselesaikan, bukan sekedar dilirik saja. Menurut Departemen Kesehatan (2006), pembangunan kesehatan tidak terlepas dari pembangunan nasional dalam tujuannya meningkatkan kesadaran, kemauan dan kemampuan hidup sehat sehingga tercapai derajat kesehatan yang setinggi-tingginya. Kesehatan merupakan modal pembangunan sekaligus sebagai tujuan dalam pembangunan nasional.

Sejalan dengan alasan itu, pada tahun 2015 anggota PBB mengangkat suatu agenda pembangunan berkelanjutan 2030 yang menyertakan 17 Tujuan Pembangunan Berkelanjutan atau dalam bahasa Inggris Sustainable Development Goals (SDGs). Susunan SDGs berdasarkan Tujuan Pembangunan Millenium (MDGs) yang telah diupayakan dari tahun 2000 hingga tahun 2015 dan akan menjadi panduan untuk pencapaian global yaitu SDGs 2030. Agenda SDGs mengenai kesehatan yaitu menjamin kehidupan sehat dan mendukung kesejahteraan bagi semua di segala usia. Apabila menerka urutan tersebut berdasarkan urgensi yang harus diselesaikan maka kesehatan berada pada urutan ketiga. Hal ini memberikan pembenaran bahwa masalah kesehatan harus segera dicarikan solusi untuk pencapai SDGs 2030.

            Pengertian sehat yang dipaparkan dalam UU No.36 tahun 2009 adalah keadaan sehat yang meliputi fisik, mental, spiritual maupun sosial yang memungkinkan setiap orang untuk hidup produktif secara sosial dan ekonomi. Sedangkan menurut World Health Organization (WHO), sehat didefinisikan sebagai kondisi sempurna baik fisik, mental dan sosial, tidak hanya bebas dari penyakit atau kelemahan. Selain itu, WHO dan beberapa negara di dunia juga mengungkapkan bahwa derajat kesehatan dilihat dari beberapa indikator yaitu usia harapan hidup (life expectancy) dan angka kematian. Angka ini menjadi bagian penting dalam pembentukan Human Development Indeks (HDI) sebagai penggambaran tingkat kemajuan suatu bangsa (Helmizar, 2014).

Menelusuri indikator tersebut ternyata bermuara pada penyakit yang timbul di kalangan masyarakat, baik itu Penyakit Tidak Menular (PTM) maupun Penyakit Menular (PM). Menurut Kementerian Kesehatan (2014), transisi epidimologi PM dan PTM akan terlihat jelas pada tahun 2030. Namun PTM menunjukkan peningkatan yang cukup besar dibandingkan PM. Kabar ini juga disampaikan oleh World Health Organization (WHO) yang dikutip dalam jurnal Yoeantarafara dan Martini (2017) bahwa kematian akibat PTM akan terus meningkat terutama di negara menengah dan miskin. Sekitar 70% populasi global akan meninggal akibat PTM seperti jantung, stroke, diabetes mellitus, dan kanker. Hal ini erat kaitannya dengan perubahan gaya hidup dan perkembangan modernisasi. Terlebih lagi, masyarakat milenial yang menginginkan segala sesuatu yang instan dalam memilih makanan menjadi ciri gaya hidup yang kurang sehat. Adapun penyebab PTM yang utama adalah tingginya kadar kolesterol dalam tubuh.

Kolesterol merupakan zat berlemak yang diproduksi oleh hati dan hanya sebagian kecil berasal dari makanan. Kolesterol sangat dibutuhkan oleh tubuh untuk aktivitas hidup seperti sintesis hormon dan vitamin tertentu serta membentuk empedu untuk sistem pecernaan. Tubuh dapat menyeimbangkan kolesterol yang dihasilkan oleh hati dengan asupan kolesterol dari makanan. Konsumsi makanan kaya kolesterol menyebabkan hati memproduksi lebih sedikit. Namun konsumsi lemak jenuh dan kolesterol yang tinggi dapat menyebabkan kadar kolesterol dalam tubuh tidak seimbang yang berakibat pada masalah kesehatan yang serius (Bull dan Morrel, 2007). Penumpukan kolesterol dalam pembuluh darah akan menyebabkan aterosklerosis (penyempitan pembuluh darah) yang dapat mengakibatkan penyakit

jantung koroner hingga berujung pada kematian (Saidin, 2000).

Tidak sedikit masyarakat yang tahu sumber makanan mengandung kolesterol. Namun, tidak banyak juga yang bisa menghindari makanan yang menggugah selera tersebut. Menurut penelitian Saidin pada tahun 2010, kolesterol dan lemak jenuh berlebih terdapat dalam makanan hewani (Tabel 1). Berdsarkan tabel tersebut kadar kolesterol terbanyak adalah telur terutama bagian kuning telur. Bukan hanya itu, organ-organ daging ayam yang biasa terdapat pada makanan kari ayam, soto, bakso, fast food dan masakan seafood juga menjadi sumber kolesterol tinggi. Melihat fakta bahwa kebanyakan masyarakat lebih suka konsumsi makanan instan dan telur karena cepat saji dan lebih murah padahal makanan tersebut kaya akan kolesterol. Meskipun  telur mengandung vitamin dan protein berguna bagi tubuh, akan tetapi pola hidup dan makan masyarakat tidak bisa terkontrol.

Kadar kolesterol normal untuk orang dewasa adalah < 200 mg/dL dan 170 mg/dL untuk usia 2-19 tahun menurut America Heart Association (Baskoro, 2010). Kadar tersebut sudah banyak terdiagnosa untuk umur > 45 tahun. Penumpukan kolesterol akan terus bertambah seiring dengan bertambahnya usia (Waani et. all, 2016). Fakta ini menunjukkan bahwa pengetahuan masyarakat tentang kolesterol perlu direvolusi untuk mencegah timbulnya penyakit mematikan yang pada akhirnya merenggut banyak nyawa penderitanya.

Tabel 1. Kandungan Kolesterol dalam Beberapa Jaringan Hewani Untuk per 100 g Bahan Basah

Jaringan	Kolesterol (mg)
Daging sapi rendah lemak	57
Daging kambing rendah lemak	90
Ayam broiler: -          Daging -          Hati -          Rempela -          Jantung -          Ginjal -          Usus -          Kulit -          ‘Brutu’ (bursa fabricious) -          Kuning telur -          Putih telur -          Putih + kuning telur	110 592 479 171 421 260 165 131 485 Sangat rendah 329
Ayam kampong: -          Daging -          Hati -          Rempela -          Jantung -          Ginjal -          Usus -          Kulit -          ‘Brutu’ (bursa fabricious) -          Kuning telur -          Putih telur -          Putih + kuning telur	116 228 173 164 336 255 149 162 922 Sangat rendah 467
Ikan air laut: -          Ikan tongkol -          Ikan bandeng -          Ikan bawal -          Cumi-cumi -          Udang besar -          Udang kecil	102 102 97 159 179 161
Ikan air tawar: -          Ikan mas -          Ikan mujair -          Ikan nila -          Ikan sepat -          Ikan lele lokal	83 52 90 61 94

           

Seperti yang telah dipaparkan tadi, pengetahuan masyarakat tentang bahaya over kolesterol kurang diperhatikan. Padahal masakan lezat yang kerap disantap oleh halayak ini merupakan awal dari segala penyakit mematikan terutama hipertensi dan stroke. Meskipun masalah over kolesterol dapat teratasi oleh olahraga rutin, namun pola hidup masyarakat milenial hanya mengabaikan solusi tersebut. Hal ini disebabkan karena zaman sekarang sebagian besar waktu dihabiskan untuk menjelajahi dunia digital. Realita miris ini tidak boleh terus berlanjut, namun perlu adanya upaya untuk mencapai kesejahteraan rakyat dalam bidang kesehatan di era digital.

Hingga saat ini masih ada harapan bagi masyarakat untuk sadar dan mencegah bahaya kolesterol, selama pengetahuan tersebut diketahui oleh masyarakat. Kunci utama pemecahan masalah ini adalah mahasiswa. Mengapa? Karena mahasiswa merupakan Center of Agent to Change, mengetahui lebih dalam tentang dunia sains, teknologi serta pengetahuan umum tentang kesehatan. Dibandingkan dengan usia yang lebih muda maupun lebih tua, mahasiswa memiliki pengetahuan lebih luas dan pengalaman lebih mendalam tentang revolusi industri 4.0. Tidak hanya itu mahasiswa merupakan pemeran utama di era milenial ini. Sudah seharusnya dan menjadi tugas untuk hadir dalam menyelesaikan masalah masyarakat. Dengan dibarengi jaman digital, mahasiswa memiliki peluang besar untuk turut memberikan solusi bagi masyarakat terutama masalah kesehatan. Mahasiswa maupun masyarakat dituntut untuk memanfaatkan sarana digital dengan sebaik-baiknya untuk kemajuan bangsa dalam berbagai bidang. Poin ini menjadi titik tumpu perubahan yang dapat dilakukan oleh kalangan mahasiswa.

Solusi alternatif yang dapat digunakan adalah upaya preventif konsumsi makanan over kolesterol menggunakan alat sensor yang terhubung langsung dengan android menggunakan teknologi arduino. Solusi ini memungkinkan masyarakat untuk mengetahui kadar kolesterol dalam makanan sebelum menyantapnya. Alat ini menjadi upaya untuk mengurangi konsumsi lemak jenuh dan kolesterol berlebih. Melalui alat ini, mahasiswa mampu menciptakan, mengajarkan, mengurangi dan mencegah over kolesterol di kalangan masyarakat demi terwujudnya pola hidup sehat untuk mencapai tujuan pembangunan berkelanjutan 2030.

Alat biosensor kolesterol telah berkembang pesat dan mengalami banyak perbaharuan, namun kebanyakan pendeteksian alat untuk mengetahui kadar kolesterol dalam darah. Hal ini menyebabkan masyarakat cenderung mengobati daripada mencegah karena ketidaktahuan tentang kadar over kolesterol yang dikonsumsi. Oleh karena itu, alat DCA berbasis teknologi hadir sebagai problem solver bagi generasi milenial.

Biosensor terdiri atas dua bagian utama yaitu bioreseptor dan transduser. Bioreseptor adalah komponen biologi yang dapat mengenali target analit (jaringan, mikroorganisme, organel, sel reseptor, enzim, antibodi, asam nukleat dll) sedangkan tranduser merupakan komponen detektor psikokimia yang mengkonversi ukuran analit ke dalam bentuk signal. Jenis-jenis transduser adalah amperometrik, potensiometrik, kalorimetrik, kolorimetrik, konduktometrik, luminisense, flourosense dsb (Darsanaki dkk., 2013). Pada alat DCA yang ditawarkan terdiri atas empat bagian penting yaitu bioreseptor berupa enzim yaitu kolesterol esterase, kolesterol oksidase dan peroksidase, transduser amperometri, teknologi arduino dan android.

1.    Bioreseptor DCA

Suatu biosensor selalu didahului oleh bioreseptornya, begitu juga dengan DCA yang memanfaatkan enzim sebagai pengenal target analit. Pemahaman cara kerja enzim juga tidak rumit. Di SMA telah dipelajari teori Lock and Key di mana enzim bertindak sebagai gembok yang memiliki sisi aktif untuk mengikat substrat sedangkan kunci diumpamakan sebagai subsrat. Kunci harus memiliki ukuran yang pas untuk memasuki gembok, sama denga substrat hanya dapat menghasilkan satu hasil untuk tiap enzim. Pada alat DCA digunakan tiga enzim dan tiga substrat yang masin-masing menghasilkan senyawa berbeda.

Prinsip kerja DCA secara umum menggunakan prinsip Chod-Pap (Cholesterol Oksidase-Peroksidase Aminoantipyrine Phenol) yaitu kolesterol dalam lipoprotein di bebaskan oleh enzim kolesterol esterase membentuk kolesterol kemudian dioksidasi oleh enzim kolesterol oksidase menjadi H₂O₂. Selanjutnya H₂O₂ bereaksi dengan fenol dan aminofenazon dengan bantuan enzim peroksidase menghasilkan senyawa quinoneimine berwarna merah. Hasil reaksi inilah yang diukur sebagai konsentrasi kolesterol oleh transduser (Panil, 2008).

Dalam rangkaian alat DCA, enzim-enzim tersebut diimobilisasi oleh matriks untuk memerangkap atau menjerat enzim saat berinteraksi dengan analit (sampel sasaran). Pada alat DCA digunakan silika berpori yang nantinya akan menjerat ketiga enzim. Menurut penelitian Tika dkk (2015), efesiensi amobilitas multi enzim pada silika berpori sekitar 89% dan aktivitasnya 73%. Enzim bekerja pada keadaan optimumnya, sehingga silika berpori dikondisikan terlebih dahulu menjadi suhu 30⁰-40⁰C dengan pH 7,0. Keadaan ini normal atau sama dengan suhu ruang, oleh karena itu penggunaan DCA pada kondisi biasa.

Reaksi 1. Reaksi Metode Chod-Pap (Panil, 2008)

2.    Transduser Amperometrik

Transduser yang digunakan jenis transduser elektrokimia dengan metode amperometrik. Prinsip kerja amperometrik juga telah dipelajari di bangku sekolah sehingga lebih mudah dipahami. Amperometrik memanfaatkan reaksi oksidasi-reduksi untuk melepaskan atau menangkap elektron. Adanya transfer elektron menghasilkan arus listrik dengan besaran tertentu yang dapat diukur. Besarnya arus yang diperoleh sebanding dengan konsentrasi analit yang diukur.

Pada alat DCA, digunakan dua elektroda yaitu platina dan perak. Pada elektroda platina (anoda) terjadi penerimaan elektron (reduksi) reaksi biokimia pembentukan H₂O₂. Pada kasus ini, platina juga bertindak sebagai katoda untuk sel elektrokimia lain yang mentransfer elektron kepada anoda perak sehingga terjadi perbedaan potensial. Hal ini menyebabkan transduser dapat mendeteksi besarnya arus yang dilakukan oleh bioreseptor dan analit. Selama proses pendeteksian, transduser memonitor seluruh jalannya reaksi biokimia pada biosensor. Setelah itu hasil yang diperoleh terbaca oleh suatu detektor dalam hal ini sistem android dengan memanfaatkan teknologi arduino sebagai alat koneksi.

Gambar 1. Gambaran Kerja Transduser

3.    Teknologi Arduino

Sinyal analog yang dihasilkan akan diproses oleh pin analog arduino yaitu analog-to-digital converter pada mikrokontroller arduino. Sinyal tersebut menjadi nilai digital yang dapat diukur. Pin digital hanya dapat mengenali sinyal 0 volt sebagai LOW dan 5 volt sebagai nilai HIGH (Rozie dkk., 2016). Nilai sinyal voltase ini yang digunakan untuk menentukan nilai konsentrasi kolesterol rendah dan tinggi pada sistem android. Pada alat DCA, nilai LOW merupakan konversi dari konsentrasi kolesterol <150 mg/dL sedangkan nilai HIGH tercatat sebagai konsentrasi >150 mg/dL untuk semua kalangan.

 

Gambar 2. Prinsip Kerja Biosensor DCA

Gambar 2 menunjukkan prinsip kerja biosensor DCA. Arduino dirangkai menjadi kesatuan board (papan) bersama dengan sumber voltase, sistem bluetooth dan eclipsenya. Namun board arduino tetap disatukan pada suatu tempat dengan bioreseptor dan transduser menjadi biosensor. Lalu bluetooth pada board  arduino diprogram untuk dapat dihubungkan dengan bluetooth android.

4.    Android

Android merupakan sistem operasi berbasis linux yang menyediakan platform terbuka untuk menciptakan aplikasi sendiri. Platform akan digunakan untuk mengembangkan perangkat lunak menggunakan Integrated Develompment Environment (IDE) berupa eclipse. Selanjutnya eclipse dirancang untuk membentuk suatu aplikasi menggunakan bahasa pemorograman Java dan XML. Adanya piranti software berupa aplikasi yang terpasang pada android akan disambungkan dengan Bluetooth (wireless tanpa kabel) tipe HC-05. Dari keempat komponen tadi dirangkai menjadi satu kesatuan biosensor DCA.

Gambar 3. Ilustrasi Umum Kerja Biosensor DCA

Pendeteksian DCA dimulai dengan mengambil sampel makanan (terutama bagian kuah) secukupnya. Lalu alat DCA dicelupkan ke dalam sampel yang telah disambungkan dengan android. Sedangkan untuk sampel padat sebaiknya dilarutkan terlebih dahulu dengan air hingga halus. Saat DCA dicelupkan, enzim-enzim dalam biosensor akan mengkatalisis reaksi biokimia dengan kolesterol. Semakin banyak kolesterol dalam makan, maka semakin banyak senyawa H₂O₂ yang terbentuk dan memberikan sinyal lebih banyak dari transduser menuju ke sistem arduino. Setelah ardunio membaca signal tersebut lalu mengirimkannya pada aplikasi android sebagai readout seperti pada gambar berikut.

Biosensor DCA dapat membantu masyarakat untuk menjaga pola hidup sehat. Penggunaannya yang praktis dan efisien menjadi upaya preventif dalam mengkonsumsi makanan kaya kolesterol. Pembuatan alat dan pengumpulan bahan merupakan tugas mahasiswa dalam menciptakan alat ini. Namun tidak menutup kemungkinan bahwa masyarakat bisa merangkai alat dan bahan biosensor DCA. Di sisi lain, penggunaan DCA menjadi suatu keuntungan dalam menggunakan android, mengingat ketergantungan anak jaman milenial terhadap digital. Hadirnya fitur aplikasi DCA dapat mengalihfungsikan android sebagai media pembelajaran yang lebih posfitif dan efektif tentang bahaya over kolesterol.

Pada akhirnya perlu diupayakan pencegahan konsumsi makanan over kolesterol untuk menekan angka kematian akibat kolesterol. Pola kehidupan masyarakat terus berubah mengikuti perkembangan zaman, apalagi era digital sekarang menuntut untuk memanfaatkan ilmu sains dan menggunakan teknologi demi tercapainya pembangunan nasional maupun internasional.

 “Para pemimpin berakal sehat jika seluruh jiwa dan raganya sehat”

Crated by: Dirayanti, 2019