Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7 Surabaya, 25 Pebruari 2012 AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SENYAWA FLAVANON DARI TUMBUHAN PAKU Nephrolepis radicans (Burm.) Kuhn ANTIOXIDANT ACTIVITY OF FLAVANONE ISOLATED FROM THE FERN Nephrolepis radicans (Burm.) Kuhn
Rina Liyaningsih dan Suyatno Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya Jl. Ketintang Surabaya (60231), Tilp. 031-8298761 e-mail:
[email protected] ABSTRAK Suatu senyawa flavanon yakni 5-hidroksi-7-metoksi (pinostrobin) telah berhasil dipisahkan dari ekstrak n-heksana batang tumbuhan paku Nephrolepis radicans. Isolat tersebut diperoleh berupa kristal jarum tak berwarna dengan titik leleh 95-96 oC. Identifikasi struktur molekul dilakukan dengan metode spektroskopi (UV, IR, dan MS) serta perbandingan dengan data literature. Isolat pinostrobin menunjukkan potensi sebagai antioksidan berdasarkan hasil uji KLT autografi menggunakan larutan 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH). Kata-kata kunci: Nephrolepis radicans, ekstrak n-heksana, flavanon, pinostrobin, antioksidan ABSTRACT A flavanone namely 5-hydroxy-7-methoxy flavanone (pinostrobin) had been separated from n-hexane extract of Nephrolepis radicans’s stem. It was obtained as the colorless needles crystall, m.p. 95-96 oC. Identification of its molecular structure was conducted by the spectroscopic methods (UV, IR, and MS) and comparing with the literature data. Pinostrobin showed the potency as antioxidant based on the TLC authography using 1,1-diphenil-2-picrylhydrazyl (DPPH). Key words: Nephrolepis radicans, n-hexane extract, flavanone, pinostrobin, antioxidant
PENDAHULUAN Nephrolepis radicans (Burm.) Kuhn merupakan salah satu tumbuhan paku famili Polypodiaceae serta telah menjadi salah satu kekayaan alam hayati Indonesia (Piggot, 1988). Tumbuhan tersebut tumbuh di daerah yang bersuhu sedang (± 25-30 oC), di tempattempat yang kelembabannya tinggi terutama pada musim hujan, sering dijumpai pada tumpukan batu-bata yang lama tidak digunakan, tanah-tanah yang lembab, di semak belukar, di tanah yang mengandung limbah, dan di kawasan tepi sungai (Hovenkamp & Miyamoto, 2005).
Dari beberapa spesies tumbuhan paku dengan genus Nephrolepis pernah dilaporkan manfaatnya sebagai bahan obat cacing, kanker perut, serta dapat digunakan sebagai sayuran. Dari dari tumbuhan paku genus tersebut telah dilaporkan keberadaan senyawa saponin, kardenolin, flavonoid, dan tanin (Anonim, 2010). Namun demikian pemanfaatan tumbuhan paku Nephrolepis radicans sebagai obat tradisional serta kandungan kimiawinya belum pernah dilaporkan. Dalam makalah ini akan dilaporkan keberadaan senyawa flavonoid jenis flavanon dari ekstrak n-heksana bagian batang C - 125
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7 Surabaya, 25 Pebruari 2012 tumbuhan paku Neprolepis radicans serta uji pendahuluannya sebagai antioksidan.
asam klorida p.a., natrium hidroksida p.a., aluminium klorida p.a., natrium asetat p.a., asam borat p.a., larutan FeCl3 5%, dan pita Mg.
METODE PENELITIAN
Isolasi dan Identifikasi Senyawa Flavonoid
Alat
Sejumlah serbuk batang (978 g) bagian batang Nephrolepis radicans dimaserasi dengan pelarut n-heksana (4 x 24 jam). Ekstrak nheksana yang diperoleh diuapkan secara vakum menggunakan rotavapor menghasilkan ekstrak padat berwarna hijau gelap (5,27 g). Selanjutnya sebanyak 4,5 g ekstrak dipisahkan dengan cara kromatografi cair vakum (KCV) menggunakan fasa diam kieselgel Merck 60 GF-254 dan eluen berturut-turut n-heksana, campuran n-heksana-etil asetat, dan etil asetat menghasilkan 124 fraksi (@ 15 mL). Hasil pemisahan dimonitor dengan kromatografi lapis tipis menggunakan eluen n-heksana-etil asetat = 4 : 1. Gabungan fraksi 16-28 sebanyak 399 mg direkristalisasi berulang-ulang menggunakan pelarut metanol menghasilkan isolat A sebanyak 11 mg. Isolat yang diperoleh diuji kemurniannya dengan menentukan titik leleh dan KLT menggunakan 3 sistem eluen. Identifikasi struktur molekul dilakukan dengan metode spektroskopi UV, IR, dan MS.
Peralatan yang digunakan meliputi Fisher John melting point apparatus, spektrofotometer UV (Shimadzu Pharmaspec UV-1700), spektrofotometer IR (Buck Scientific-500), spektrometer massa (Shimadzu QP-5000 menggunakan ion mode EIMS, lampu UV (Desaga Heidelberg), seperangkat alat kromatografi cair vakum, kromatografi lapis tipis, serta peralatan gelas yang umum digunakan pada penelitian kimia organik bahan alam. Bahan Bahan yang digunakan meliputi bahan tanaman yang berupa serbuk kering tumbuhan paku Nephrolepis radicans yang dikumpulkan dari desa Karangtalun, kecamatan Kalidawir, kabupaten Tulungangung, Jawa Timur dan diidentifikasi di LIPI Kebun Raya Purwodadi, Pasuruan, Jawa Timur. Bahan kimia yang digunakan berupa n-heksana p.a. dan teknis, kloroform p.a., etil asetat p.a. dan teknis, metanol p.a, etanol p.a., kieselgel 60 GF-254 (Merck), pelat silika gel 60 F-254 (Merck),
HASIL DAN PEMBAHASAN Uji Pendahuluan Aktivitas Antioksidan dengan Uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT) Autografi
Hasil-hasil Penelitian 1. Hasil Isolasi Senyawa Sekunder
Isolat yang diperoleh diuji potensi pendahuluannya sebagai antioksidan menggunakan uji KLT autografi. Isolat sebanyak 1 mg dilarutkan dalam 1 ml pelarut yang cocok, kemudian ditotolkan pada pelat KLT silikagel 60 F-254 menggunakan pipa kapiler. Setelah dikeringkan, pelat disemprot dengan larutan DPPH 0,004% dalam metanol. Hasil uji dinyatakan positif sebagai
Metabolit
Telah diuraikan sebelumnya bahwa dari hasil pemisahan 4,5 g ekstrak n-heksana batang tumbuhan paku Nephrolepis radicans menggunakan kromatografi cair vakum dihasilkan fraksi sebanyak 124 dengan volume masing-masing 15 mL. Berdasarkan hasil monitoring dengan KLT, fraksi 16-28 (399 mg) digabung dan direkristalisasi menggunakan pelarut metanol menghasilkan isolat A (11 mg). Isolat tersebut diperoleh berupa kristal putih kebiruan dengan titik leleh 95-96 oC. Isolat menunjukkan hasil positif dengan FeCl3 (ungu) dan tes Shinoda
antioksidan jika diperoleh bercak kuning berlatar ungu pada kromatogram (Ervina, dkk., 2002). C - 126
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7 Surabaya, 25 Pebruari 2012 (Mg-HCl) (kuning). Kromatografi lapis tipis menggunakan tiga sistem eluen terhadap senyawa hasil isolasi menunjukkan satu noda dengan harga Rf = 0,75 (n-heksana-etil asetat = 9 : 1), Rf = 0,83 (n-heksana-etil asetat = 4 : 1), dan Rf = 0,94 (kloroform) serta satu puncak pada kromatografi gas pada Rt = 22,4 menit. Dengan demikian isolat telah memiliki tingkat kemurnian yang tinggi. Spektrum ultraviolet isolat A dalam pelarut metanol menunjukkan puncak-puncak serapan pada maks (log ) : 289 (7,17), 332 (bh) (6,44) nm; (MeOH + NaOH): 290 (7,34), 350 (bh) (7,19) nm; (MeOH+AlCl3): 309 (7,26), 372 (bh) (6,54) nm; (MeOH+AlCl3+HCl): 309 (7,23), 375 (bh) (6,54) nm; (MeOH+NaOAc): 290 (7,44), 339 (bh) (6,33) nm; (MeOH+NaOAc+H3BO3): 292 (7,11), 339 (bh) (6,37) nm. Spektrum IR isolat A yang dipreparasi dengan teknik pellet KBr memberikan pita-pita serapan pada daerah
(kuning) dan pereaksi FeCl3 (ungu) menunjukkan bahwa senyawa hasil isolasi termasuk golongan flavonoid. Munculnya dua puncak masing-masing pada maks 289 nm (pita II) dan 332 nm (pita I) (bh) dalam spektrum UV mengindikasikan bahwa senyawa hasil isolasi merupakan senyawa flavonoid jenis flavanon (Markham, 1988). Pita serapan pada 3433 (OH), 3040 (C-H aromatik), 1645 (C=O terkelasi), 1569 (C=C aromatik) cm-1 dalam spektrum IR mendukung bahwa senyawa hasil isolasi termasuk golongan flavonoid. Tidak adanya pergeseran batokromik pita II pada penambahan pereaksi NaOH dan NaOAc menunjukkan bahwa senyawa hasil isolasi tidak memiliki gugus OH bebas pada posisi C7. Pergeseran batokromik pita II (20 nm) pada penambahan pereaksi AlCl3 + HCl menunjukkan keberadaan gugus OH bebas pada posisi C-5. Tidak adanya pergeseran batokromik pita II pada penambahan pereaksi NaOAc + H3BO3 menunjukkan tidak adanya gugus orto-dihidroksi pada cincin A. Spektrum massa (EIMS) senyawa hasil isolasi menunjukkan ion molekul pada m/z 270 yang sesuai untuk rumus molekul pinostrobin, C16H14O4 (DBE = 10). Pola fragmentasi yang ditunjukkan dalam spektrum massa mendukung bahwa isolat merupakan pinostrobin. Puncak ion fragmen pada m/z 193 (M-77) yang sangat tinggi intensitas relatifnya (100%) serta m/z 77 mendukung tidak adanya substituen pada cincin B (Bick, et al., 1972). Sementara itu puncak ion fragmen pada m/z 166 (M-104) mendukung tidak adanya gugus hidroksil pada C-3 dalam isolat flavonoid pinostrobin. Berdasarkan data spektroskopi di atas serta perbandingan dengan data literatur maka dapat disimpulkan bahwa isolat A merupakan senyawa flavonoid 5-hidroksi-7metoksi flavanon (pinostrobin).
ν maks : 3433 (OH), 3040 (C-H aromatik), 2924 (vibrasi ulur C-H alkil),1645 (C=O terkelasi), 1569 (C=C aromatik), 1383 (vibrasi tekuk C-H alkil), 1298, 1086 (C-O) cm-1. Spektrum massa isolat A yang diukur dengan teknik EIMS memberikan puncak-puncak pada m/z (int.rel., %): 270 (M+) (93), 242 (5), 227 (6), 223 (1), 193 (100) (puncak dasar),168 (20), 166 (65), 150 (5), 138 (74), 123 (12), 110 (35), 95 (68), 77 (33), 69 (30), 51 (28), 39 (18). 2. Hasil Uji Pendahuluan Antioksidan Isolat
Aktivitas
Berdasarkan hasil uji pendahuluan aktivitas antioksidan dengan KLT autografi, terbukti bahwa isolat A positif memiliki aktivitas antioksidan karena menunjukkan bercak berwarna kuning dengan latar belakang ungu. Dengan demikian isolat A memiliki potensi sebagai bahan antioksidan alami. .
3' H 8 H3CO
Pembahasan Hasil Penelitian 1. Penentuan Struktur Molekul Isolat A
9
7
1 O
4'
2' 1'
5' 2
6
Dari ekstrak n-heksana batang tumbuhan paku Nephrolepis radicans telah ditemukan suatu senyawa hasil isolasi berupa kristal berwarna putih kebiruan dengan titik leleh 95-96 oC. Hasil positif pada uji dengan tes Shinoda
5 OH
10
4
3
H H
O
Pinostrobin C - 127
6'
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7 Surabaya, 25 Pebruari 2012 (5-hidroksi-7-metoksi flavanon)
potensi untuk dikembangkan sebagai bahan antioksidan dan antikanker.
Penemuan flavonoid pinostrobin merupakan yang pertama kalinya dalam tumbuhan paku Nephrolepis radicans serta dalam tumbuhan paku genus Nephrolepis. Namun demikian senyawa tersebut telah banyak ditemukan pada divisi tumbuhan berbiji (spermatophyta), misalnya Boensenbergia rotunda (kencur), Eucalyptus sieberi (Birck, et al., 1972), Alpinia rafflesiana (Mohamad, et al., 2004), dan Pinus armandii (Fang, et al., 1989).
KESIMPULAN Berdasarkan hasil-hasil penelitian yang telah dibahas pada bagian sebelumnya dapat disimpulkan bahwa dari batang tumbuhan paku Nephrolepis radicans telah berhasil dipisahkan suatu senyawa flavonoid golongan flavanon yaitu 5-hidroksi-7-metoksi flavanon (pinostrobin). Isolat flavonoid pinostrobin memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai bahan antioksidan.
2. Kajian terhadap Aktivitas Pendahuluan Antioksidan Isolat Flavonoid
UCAPAN TERIMA KASIH
Berdasarkan hasil uji pendahuluan aktivitas antioksidan dengan KLT autografi menunjukkan bahwa isolat pinostrobin memiliki potensi sebagai bahan antioksidan karena menunjukkan noda berwarna kuning berlatar ungu. Aktivitas antioksidan tersebut disebabkan oleh keberadaan gugus OH fenolik pada C-5 yang mudah teroksidasi membentuk quinon jika bereaksi dengan suatu radikal bebas. Sifat pinostrobin tersebut sangat diperlukan dalam upaya melindungi lipoprotein dalam membran sel dari kerusakan akibat reaksi oksidasi dengan radikal bebas. Sifat kepolaran yang tidak terlalu tinggi dari pinostrobin sangat mendukung aktivitas antiperoksidasi lipid pada membran sel yang bersifat relatif non polar. Mengingat bahwa radikal bebas merupakan salah satu pemicu terbentuknya sel kanker maka aktivitas antiperoksidasi lipid piostrobin juga mendukung potensi senyawa tersebut sebagai antikanker. Smolarz, et al. (2006) telah melaporkan bahwa flavonoid pinostrobin menunjukkan aktivitas antikanker terhadap leukemia sel line HL-60. Larutan 1 M pinostrobin mampu menyebabkan apoptosis sel sebesar 70-88%. Disamping itu juga dilaporkan oleh Sukardiman bahwa pinostrobin dalam temu kunci sangat ampuh untuk melawan sel kanker, karena senyawa tersebut bersifat antioksidan, mampu menyebabkan apoptosis sel kanker, serta menghambat kerja enzim DNA topoisomerase I (Sukardiman, 2010). Dengan demikian isolat flavonoid pinostrobin tersebut memiliki (Zingiberaceae). Z. Naturforsch. 59c, 811.
Ucapan terimakasih disampaikan kepada saudara Wardaya dari LIPI Kebun Raya Purwodadi, Pasuruan, Jawa Timur yang telah membantu dalam mengidentifikasi sampel tumbuhan. DAFTAR PUSTAKA Anonim. (2009). Tumbuhan paku. http://blogger-bioika.blogspot.com. Diakses pada tanggal 2 Desember 2010. Bick, I.R.C., Brown, R.B., Hillis, W.E. (1972). Three flavanones from leaves of Eucalyptus sieberi. Aust. J. Chem. 25. 449-451. Ervina, M, Soediro, I.S., Kusmardiyani, S. (2002). Akar lobak (Raphanus sativus L. var Hotensis back.) sebagai Penangkap Radikal Bebas. Jurnal Obat Bahan Alam. 1 [1] 7-15. Hovenkamp, P. H. & Miyamoto, F. (2005). A Conspectus of the Native and Naturalized Species of Nephrolepis (Nephrolepidaceae) in the World. Blumea. 50. 279-322. Markham, K.R. (1988). Cara Mengidentifikasi Flavonoid. Penerjemah Kosasih Padmawinata. Bandung: Penerbit ITB. Mohamad, H., Abas, F., Permana, D., Lajis, N.H., Alib, A.M., Sukaric, M.A., Hinc, T.Y.Y., Kikuzakid, H., Nakatani, N. (2004). DPPH Free Radical Scavenger Components from the Fruits of Alpinia rafflesiana Wall. ex. Bak. C - 128
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7 Surabaya, 25 Pebruari 2012 Piggot,
AG. (1988). Fern of Malaya. Kualalumpur. Malaysia. Smolarz, H.D., Mendyk, E., Bogucka-Kocka, A., Kocki, J. (2006). Pinostrobin-An Anti-Leukemic Flavonoid from Polygonum lapathifolium L. spp. nodosum (Pers) Dans. Z. Naturforsch. 61c. 64-68.
Sukardiman. Pinostrobin dalam Temu Kunci Ampuh Melawan Sel Kanker. http://www.ariswan.co.cc. Diakses tanggal 9 Nopember 2010. Suyatno, Indrayanto, G., Zaini, N.C. (2007). Chemical Constituents of the Fern Chingia sakayensis (Zeiller) Holtt. Natural Product Communications. 2 [5] 579-580.
C - 129
