Penemuan Vitamin di Hindia Belanda yang Mengantarkan Ilmuwan Meraih Nobel, Berawal dari Ayam yang Lumpuh

Berawal dari Penelitian Penyakit Beri-Beri di Jawa

Christiaan Eijkman lahir di Belanda pada 1858 dan menempuh pendidikan kedokteran sebelum bekerja sebagai dokter militer. Pada 1880-an, ia terlibat dalam penelitian penyakit tropis di Hindia Belanda.

Pada 1889, Eijkman bekerja di laboratorium di Batavia yang menjadi bagian dari upaya penyelidikan penyebab beri-beri. Saat itu, para peneliti masih berusaha membuktikan dugaan bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh mikroorganisme.

Dalam penelitian tersebut, Eijkman menggunakan ayam sebagai hewan percobaan. Ia mengamati bahwa sejumlah ayam mengalami gangguan saraf berupa kelemahan dan kelumpuhan kaki. Gejalanya menyerupai beri-beri pada manusia.

Hal yang menarik perhatian Eijkman adalah perubahan makanan ayam-ayam tersebut. Ayam yang sebelumnya diberi beras pecah kulit atau beras yang belum dipoles kemudian mendapatkan nasi putih dari dapur rumah sakit. Setelah mengonsumsi makanan itu, beberapa ayam mengalami gejala kelumpuhan.

Sebaliknya, ayam yang diberi beras dengan lapisan kulit ari masih utuh tidak menunjukkan gangguan serupa. Eijkman kemudian mencoba memberikan kembali lapisan beras yang terbuang saat proses penggilingan kepada ayam yang sakit. Kondisi hewan-hewan itu membaik.

Temuan tersebut mengarah pada dugaan bahwa bagian luar beras mengandung zat penting yang dibutuhkan tubuh. Ketika lapisan tersebut dibuang untuk menghasilkan beras putih, zat yang diperlukan tubuh ikut hilang.

Beras Putih dan Penyakit yang Mengganggu Saraf

Untuk memahami pentingnya temuan Eijkman, perlu melihat kebiasaan pengolahan beras pada masa itu.

Beras yang baru dipanen memiliki lapisan luar yang harus dibuang sebelum dikonsumsi. Namun, proses penggilingan lebih lanjut dapat menghilangkan lapisan bekatul dan bagian lembaga beras sehingga menghasilkan beras putih yang lebih bersih dan tahan disimpan.

Masalahnya, bagian yang terbuang tersebut mengandung sejumlah zat gizi, termasuk vitamin B1. Jika makanan sehari-hari terlalu bergantung pada beras putih yang telah dipoles dan tidak diimbangi sumber zat gizi lain, seseorang berisiko mengalami kekurangan tiamin.

Kekurangan vitamin B1 mengganggu kemampuan tubuh mengolah karbohidrat menjadi energi. Sistem saraf dan jantung termasuk organ yang sangat membutuhkan pasokan energi tersebut. Karena itu, kekurangan tiamin dapat menyebabkan kerusakan saraf, kelemahan otot, gangguan koordinasi, serta masalah pada jantung.

Penyakit beri-beri kemudian diketahui sebagai salah satu akibat utama kekurangan vitamin B1. Namun, pada masa penelitian Eijkman, hubungan tersebut belum sepenuhnya dipahami. Ia masih menganggap lapisan luar beras mengandung semacam zat penawar terhadap racun yang diduga dihasilkan bakteri.

Penelitian lanjutan oleh Adolphe Vorderman, seorang inspektur medis penjara di Jawa, memberikan bukti tambahan. Ia membandingkan catatan kesehatan penjara yang menggunakan jenis beras berbeda. Hasilnya menunjukkan angka beri-beri jauh lebih rendah di penjara yang menggunakan beras pecah kulit dibandingkan penjara yang terutama memberikan beras putih. Temuan itu memperkuat dugaan bahwa pola makan berperan penting dalam munculnya penyakit tersebut.

Gerrit Grijns Menemukan Gagasan tentang Zat Gizi yang Hilang

Setelah Eijkman meninggalkan Hindia Belanda karena masalah kesehatan, penelitian beri-beri dilanjutkan oleh Gerrit Grijns pada 1896. Grijns mengembangkan pemahaman yang lebih mendekati penjelasan ilmiah modern. Ia menemukan bahwa gangguan saraf serupa dapat muncul pada hewan yang diberi makanan tertentu, tetapi dapat dicegah dengan menambahkan bahan pangan seperti bekatul beras atau kacang-kacangan.

Dari penelitian tersebut, Grijns menyimpulkan bahwa berbagai makanan alami mengandung zat tertentu yang diperlukan untuk menjaga fungsi sistem saraf. Zat tersebut tidak dapat digantikan hanya dengan protein, lemak, karbohidrat, atau mineral.

Gagasan itu menjadi salah satu landasan penting konsep vitamin. Artinya, tubuh tidak hanya membutuhkan zat gizi dalam jumlah besar untuk menghasilkan energi dan membangun jaringan, tetapi juga membutuhkan senyawa lain dalam jumlah kecil agar organ dapat bekerja dengan baik.

Meski demikian, kontribusi Grijns tidak langsung dikenal luas. Penjelasannya diterbitkan dalam bahasa Belanda sehingga pengaruhnya terhadap komunitas ilmiah internasional pada masa itu relatif terbatas.

Kristal Vitamin B1 Berhasil Dipisahkan di Batavia

Penelitian di Hindia Belanda tidak berhenti pada pengamatan gejala penyakit dan hubungan antara beras dengan kesehatan. Pada 1926, dua ahli kimia Belanda, Barend Jansen dan Willem Donath, berhasil memisahkan zat antiberi-beri dari ekstrak bekatul beras dalam bentuk kristal. Mereka bekerja di laboratorium di Batavia.

Keberhasilan ini menjadi langkah penting karena zat yang sebelumnya hanya diketahui melalui pengaruhnya terhadap kesehatan hewan kini dapat diperoleh dalam bentuk yang lebih murni. Penelitian tersebut membantu membuktikan keberadaan senyawa khusus yang diperlukan tubuh untuk mencegah beri-beri.

Zat itu kemudian dikenal sebagai vitamin B1 atau tiamin. Dalam sejarah ilmu gizi, keberhasilan Jansen dan Donath sering disebut sebagai salah satu tonggak pertama isolasi vitamin dalam bentuk kristal.

Penelitian tentang vitamin B1 kemudian berlanjut di berbagai negara. Ahli biokimia Robert R. Williams berhasil menyintesis tiamin pada 1936, sehingga produksi senyawa tersebut dapat dikembangkan lebih jauh untuk kepentingan medis dan kesehatan masyarakat.

Mengapa Christiaan Eijkman Mendapat Nobel?

Pada 1929, Komite Nobel memberikan Hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran kepada Christiaan Eijkman bersama ilmuwan Inggris Frederick Gowland Hopkins. Menurut keterangan resmi Nobel Prize, Eijkman menerima setengah penghargaan atas penemuan vitamin antineuritik, sedangkan Hopkins memperoleh setengah lainnya atas penemuan vitamin yang merangsang pertumbuhan.

Penghargaan untuk Eijkman diberikan karena penelitiannya membuka pemahaman bahwa penyakit tertentu tidak selalu disebabkan oleh infeksi. Kekurangan zat tertentu dalam makanan ternyata juga dapat menimbulkan gangguan kesehatan serius.

Sementara itu, Hopkins melalui penelitiannya menunjukkan pentingnya zat gizi tambahan yang dibutuhkan tubuh meskipun jumlahnya sangat kecil. Kedua pendekatan tersebut membantu mengubah cara ilmuwan memahami kebutuhan nutrisi manusia dan hewan.

Ada satu catatan sejarah yang penting: Eijkman bukan orang yang secara langsung berhasil mengisolasi kristal vitamin B1. Keberhasilan tersebut merupakan hasil penelitian Jansen dan Donath pada 1926, setelah gagasan awal Eijkman dan Grijns berkembang selama beberapa dekade.

Eijkman sendiri tidak dapat menghadiri upacara penerimaan Nobel karena kondisi kesehatannya. Ia meninggal pada 1930, setahun setelah menerima penghargaan tersebut.

Warisan Penelitian dari Hindia Belanda bagi Ilmu Gizi Dunia

Penemuan yang berawal dari ayam-ayam lumpuh di Jawa itu mengubah pemahaman manusia tentang makanan. Sebelumnya, makanan sering dinilai terutama berdasarkan kandungan protein, lemak, dan karbohidrat sebagai sumber energi. Penelitian beri-beri memperlihatkan bahwa ada zat lain yang dibutuhkan tubuh dalam jumlah kecil, tetapi dampak kekurangannya dapat sangat serius.

Kini, vitamin B1 diketahui berperan penting dalam metabolisme energi dan fungsi sistem saraf. Sumbernya antara lain beras pecah kulit, kacang-kacangan, biji-bijian, daging, dan sejumlah bahan pangan lainnya. Pengayaan atau fortifikasi pangan dengan vitamin juga menjadi salah satu cara untuk mencegah kekurangan zat gizi tersebut.

Hindia Belanda menjadi salah satu lokasi penting dalam sejarah penemuan vitamin karena penelitian Eijkman, Grijns, Jansen, dan Donath berlangsung di wilayah ini. Meski penghargaan Nobel hanya diberikan kepada Eijkman dan Hopkins, perkembangan pengetahuan tentang vitamin merupakan hasil rangkaian penelitian banyak ilmuwan.

Dari beras yang kehilangan lapisan luarnya hingga kristal vitamin yang berhasil dipisahkan di Batavia, penelitian tersebut memperlihatkan bagaimana persoalan kesehatan di sebuah koloni dapat menghasilkan pengetahuan yang mengubah ilmu kedokteran dunia.