Antioksidan merupakan molekul yang mampu memperlambat atau mencegah proses oksidasi molekul lain.^[1] Oksidasi adalah reaksi kimia yang dapat menghasilkan radikal bebas, sehingga memicu reaksi berantai yang dapat merusak sel. Antioksidan seperti tiol atau asam askorbat (vitamin C) mengakhiri reaksi berantai ini.

Untuk menjaga keseimbangan tingkat oksidasi, tumbuhan dan hewan memiliki suatu sistem yang kompleks dari tumpangsuh antioksidan, seperti glutation dan enzim (misalnya: katalase dan superoksida dismutase) yang diproduksi secara internal atau dapat diperoleh dari asupan vitamin C, vitamin A dan vitamin E.

Antioksidan secara nyata mampu memperlambat atau menghambat oksidasi zat yang mudah teroksidasi meskipun dalam konsentrasi rendah.^[2] Antioksidan juga sesuai didefinisikan sebagai senyawa-senyawa yang melindungi sel dari efek berbahaya radikal bebas oksigen reaktif jika berkaitan dengan penyakit, radikal bebas ini dapat berasal dari metabolisme tubuh maupun faktor eksternal lainnya.^[2] Radikal bebas adalah spesi yang tidak stabil karena memiliki elektron yang tidak berpasangan dan mencari pasangan elektron dalam makromolekul biologi.^[3] Protein, lipid, dan DNA dari sel manusia yang sehat merupakan sumber pasangan elektron yang baik. Kondisi oksidasi dapat menyebabkan kerusakan protein dan DNA, kanker, penuaan, dan penyakit lainnya.^[4] Komponen kimia yang berperan sebagai antioksidan adalah senyawa golongan fenolik dan polifenolik. Senyawa-senyawa golongan tersebut banyak terdapat di alam, terutama pada tumbuh-tumbuhan, dan memiliki kemampuan untuk menangkap radikal bebas.^[5] Antioksidan yang banyak ditemukan pada bahan pangan, antara lain vitamin E, vitamin C, dan karotenoid.^[2]

Antioksidan banyak digunakan dalam suplemen makanan dan telah diteliti untuk pencegahan penyakit seperti kanker atau penyakit jantung koroner. Meskipun studi awal menunjukkan bahwa suplemen antioksidan dapat meningkatkan kesehatan, pengujian lanjutan masih sangat diperlukan, termasuk beta-karoten, vitamin A, dan vitamin E secara tunggal atau dalam kombinasi yang berbeda menunjukkan bahwa suplementasi tidak berpengaruh pada tingkat kematian.^[6][7] Uji klinis acak konsumsi antioksidan termasuk beta karoten, vitamin E, vitamin C dan selenium menunjukkan tidak ada pengaruh pada risiko kanker atau mengalami peningkatan risiko kanker.^[8][9] Suplementasi dengan selenium atau vitamin E tidak mengurangi risiko penyakit kardiovaskular.^[10][11] Dengan contoh-contoh ini, stres oksidatif dapat dianggap sebagai penyebab atau konsekuensi dari beberapa penyakit, mendorong pengembangan obat berbasis antioksidan potensial untuk mengobati penyakit.

Antioksidan memiliki banyak kegunaan industri, seperti pengawet dalam makanan dan kosmetik, serta untuk mencegah degradasi karet dan bensin.^[12]

Meskipun beberapa tingkat vitamin antioksidan dalam diet diperlukan demi kebugaran, masih ada keraguan besar benarkah suplemen antioksidan memiliki aktivitas anti-penyakit; dan jika mereka benar-benar menguntungkan, antioksidan apa yang diperlukan dan berapa jumlahnya.^[13][14][15] Memang, beberapa penulis berpendapat bahwa hipotesis yang mengatakan antioksidan dapat mencegah penyakit kronis^[13][16] kini telah dibantah dan bahwa ide tersebut sesat sejak awal.^[17] Sebaliknya, polifenol diet dalam konsentrasi kecil mungkin tidak memiliki peran antioksidan yang dapat mempengaruhi komunikasi antar sel, sensitivitas reseptor, aktivitas enzim inflamasi atau regulasi gen.^[18][19]

Untuk harapan hidup secara keseluruhan, telah disarankan bahwa stres oksidatif tingkat sedang dapat memperpanjang umur cacing Caenorhabditis elegans, dengan menginduksi respons pelindung untuk peningkatan tingkat spesies oksigen reaktif.^[20] Sugesti bahwa harapan hidup meningkat berasal dari peningkatan stres oksidatif dengan hasil yang terlihat pada ragi Saccharomyces cerevisiae,^[21] tetapi situasi pada mamalia belum jelas.^[22][23][24] Namun demikian, suplemen antioksidan tidak terlihat dapat meningkatkan harapan hidup pada manusia.^[25]

Meskipun antioksidan telah diteliti mengenai efek potensialnya pada penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer, Parkinson, dan sklerosis lateral amiotropik,^[26][27] tetapi studi-studi ini belum meyakinkan.^[28][29][30]

Berdasarkan asalnya, antioksidan terdiri atas antioksigen yang berasal dari dalam tubuh (endogen) dan dari luar tubuh (eksogen).^[2] Adakalanya sistem antioksidan endogen tidak cukup mampu mengatasi stres oksidatif yang berlebihan.^[2] Stres oksidatif merupakan keadaan saat mekanisme antioksidan tidak cukup untuk memecah spesi oksigen reaktif.^[2] Oleh karena itu, diperlukan antioksidan dari luar (eksogen) untuk mengatasinya.^[2]

Antioksidan alami biasanya lebih diminati, karena tingkat keamanan yang lebih baik dan manfaatnya yang lebih luas dibidang makanan, kesehatan dan kosmetik.^[31] Antioksidan alami dapat ditemukan pada sayuran, buah-buahan, dan tumbuhan berkayu.^[31] Metabolit sekunder dalam tumbuhan yang berasal dari golongan alkaloid, flavonoid, saponin, kuinon, tanin, steroid/ triterpenoid.^[31] Quezada et al. (2004) menyatakan bahwa fraksi alkaloid pada daun “Peumus boldus” dapat berperan sebagai antioksidan.^[32] Zin “et al”. (2002) menyatakan bahwa golongan senyawa yang aktif sebagai antioksidan pada batang, buah, dan daun mengkudu berasal dari golongan flavonoid. Gingseng yang berperan sebagai antioksidan, antidiabetes, antihepatitis, antistres, dan antineoplastik, mengandung saponin glikosida (steroid glikosida).^[33] Uji aktivitas antioksidan yang dilakukan pada daun “Ipomea pescaprae” menunjukkan keberadaan senyawa kuinon, kumarin, dan furanokumarin.^[34] Tanin yang banyak terdapat pada teh dipercaya memiliki aktivitas antioksidan yang tinggi.^{[butuh rujukan]} Sementara itu, Iwalokum “et al”.(2007)menyatakan bahwa “Pleurotus ostreatus” yang mengandung triterpenoid, tanin, dan sterois glikosida dapat berperan sebagai antioksidan dan antimikroba

Antioksidan sintetis adalah antioksidan yang diperoleh dari hasil sintesis reaksi kimia dan diproduksi untuk tujuan komersial. Contoh antioksidan sintetik adalah sebagai berikut :

- Butil Hidroksi Anisol (BHA) dan Butil Hidroksi Toluen (BHT), ditambahkan pada lemak / minyak goreng agar tidak cepat basi (tengik). Dalam hal ini kita pernah mencium dari bau yang dimiliki oleh minyak goreng lawas yang dimana terbilang sangatlah memiliki bau. Hal itu dapat diartikan bahwa minyak itu sendiri telah memiliki oksidasi dengan udara dimana zat antioksidan itu akan melakukan asam lemak yang tak jenuh yang dimana akan berada pada bagian minyak maupun lemak sehingga tidak akan teroksidasi dari cahaya.

Berdasarkan mekanisme kerjanya, antioksidan dibedakan menjadi antioksidan primer yang dapat bereaksi dengan radikal bebas atau mengubahnya menjadi produk yang stabil, dan antioksidan sekunder atau antioksidan preventif yang dapat mengurangi laju awal reaksi rantai serta antioksidan tersier.^[31] Mekanisme kerja antioksidan seluler menurut Ong et al. (1995) antara lain, antioksidan yang berinteraksi langsung dengan oksidan, radikal bebas, atau oksigen tunggal; mencegah pembentukan jenis oksigen reaktif; mengubah jenis oksigen rekatif menjadi kurang toksik; mencegah kemampuan oksigen reaktif; dan memperbaiki kerusakan yang timbul.^[35]

Antioksidan primer berperan untuk mencegah pembentukan radikal bebas baru dengan memutus reaksi berantai dan mengubahnya menjadi produk yang lebih stabil.^[31] Contoh antioksidan primer, ialah enzim superoksida dimustase (SOD), katalase, dan glutation dimustase.^[31]

Antioksidan sekunder berfungsi menangkap senyawa radikal serta mencegah terjadinya reaksi berantai.^[31] Contoh antioksidan sekunder diantaranya yaitu vitamin E, Vitamin C, dan β-karoten.^[31]

Antioksidan tersier berfungsi memperbaiki kerusakan sel dan jaringan yang disebabkan oleh radikal bebas.^[31] Contohnya yaitu enzim yang memperbaiki DNA pada inti sel adalah metionin sulfoksida reduktase.^[31]

Beberapa metode uji yang digunakan untuk melihat aktivitas antioksidan^[36]

Salah satu metode yang digunakan untuk pengujian aktivitas antioksidan adalah metode DPPH.^{[butuh rujukan]} Metode DPPH didasarkan pada kemampuan antioksidan untuk menghambat radikal bebas dengan mendonorkan atom hidrogen.^[36] Perubahan warna ungu DPPH menjadi ungu kemerahan dimanfaatkan untuk mengetahui aktivitas senyawa antioksidan.^[37] Metode ini menggunakan kontrol positif sebagai pembanding untuk mengetahui aktivitas antioksidan sampel. Kontrol positif ini dapat berupa tokoferol, BHT, dan vitamin C.^[37] Uji aktivitas antioksidan dengan metode DPPH menggunakan 1,1-difenil-2-pikrilhidra-zil (DPPH) sebagai radikal bebas. Prinsipnya adalah reaksi penangkapan hidrogen oleh DPPH dari senyawa antioksidan, misalnya troloks, yang mengubahnya menjadi 1,1-difenil-2-pikrilhidrazin.^[37]

Larutan Ce(IV) sulfat yang diberikan pada sampel akan menyerang senyawa antioksidan.^[4] Senyawa antioksidan dapat berperan sebagai pemindah elektron, maka perusakan struktur oleh elektron reaktif yang berasal dari oksidator kuat seperti Ce(IV) tidak terjadi.^[4] Metode ini berdasarkan spektrofotometri yang pengukurannya dilakukan pada panjang gelombang 320 nm.^[4] Panjang gelombang ini digunakan untuk mengukur Ce(IV) yang tidak bereaksi dengan kuersetin dan senyawa flavonoid lain.^[4] Kapasitas reduksi Ce(IV) pada sampel dapat diukur konsentrasi dan pH larutan yang sesuai membuat Ce (IV) hanya mengoksidasi antioksidan, dan bukan senyawa organik lain yang mungkin teroksidasi.^[4] Hal ini membuat penentuan panjang gelombang maksimum dan nilai pH larutan penting untuk diketahui dan dijaga selama pengukuran agar tidak terjadi pergeseran panjang gelombang selama pengukuran.^[4]