1
Antioxidant Activity of Red Betel (Piper crocatum) and Green Betel (Piper betle L. )1 Rifda Naufalin and Tri Yanto1
ABSTRACT Red betel (Piper crocatum) and green betel (Piper betle L) are betel plants which are often exploited by society as medicine. Part of its plant which is commonly used is the leave. This plant is rich of flavonoid, alkaloid, poliphenol, tanin and essential oil which have potency to be an antioxidant. The antioxidant compound can be isolated by extraction used solvent. The used of proper solvent and extract concentration will produce the best antioxidant activity. Aim of this research were: 1). To extraction of the red and green betels; 2). To analysis antioxidant activity of the red and green betels; 3). To identification active compound of the red and green betels. The extraction from betels powder was carried out by maserasi extraction and then analysis antioxidant activity and identified by GC-MS (Shimadzu Qp 5000). The antioxidant activity of extract of betels powder The extract of betels powder consists of components among others benzoic acid and phenols. Key word: Red betel, green betel, antioxidant, total phenol, peroxide
1
11th Asean Food Conference Brunei Darussalam, October 2009 2 Doctor from Department Agricultural Technology Jenderal Soedirman University, Purwokerto. Adress : Jl. Dr. Suparno Karangwangkal Purwokerto, Central Java, Indonesia. Telp : +6281548875448 Email :
[email protected]
2
INTRODUCTION Betel plant (piper sp) includes the creep plant and lies in other stems. It is known as many medical active compounds. there are plafonoid, alcoloid, polyvenoid, tanin and essential oil. further as the medical treatment because of its essential oil witl phenol compound in antiseptic strength. Generally, it is used to overcome body odor and bad breath, thrush, nosebleed, itching, and ulteration and also flor albus for women (Kristio, 2007) The betel plant has the highest antioxydant activity. Huang et.al (1986) stated that the oleoresin component of extracted betel and root on methanol and ethyl solvent shows the higher antioxidant activity (index of antioxydant= 5,1) when added in lard on temperature 90°C. Antioxydant compounds such phenolic and its cluster on betel leaf could be extracted in organic solvent. amount of extreacted phenolic compound depend on betel, solvent, extracted temperature time and extraction methods (Farrel, 1990) The organic solvent extraction such as ethanol, methanol and eter ethyl divorce the antioxydant compounds and measure the content and antioxydant activity of substance. The solvent choice of extraction should be regarded the isolated compound properties. the mind properties are polarity and polar cluster of compound. Principally, every substance is soluble easiest in the same polarity (Sudarmadji, et. al 1989) The extracted result of betel bioactive compound is generally in the group compounds. Therefore, it needs fractination to find the selective compound as
3
antioxidant. the research aims are red and green betel extraction, antioxydant activity analysis, and betel extract identification using GC-MS MATERIAL AND METHODS The research was conducted at Laboratorium Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian University of Jenderal Soedirman Purwokerto on January to Mey 2008. Preparation of betel The green and red betel were selected and dried in an cabinet dryer at 50oC for 24 hours, ground to fine powder and storage in bottles at 5oC. Extraction using organic solution Extraction of green and red betel component using maserasi extraction with aquadest and ethanol solvent (maseration 2 x 4 hours, 150 rpm). Analysis of antioxidant activity Analysis antioxidant activity is done with total phenol and peroxide absorbance Identification of volatil Compound from esssential oil Identification of active compound is done with GC-MS (Gas Chromatography Mass Spectrometry) and a set of computer program class 5000 ver 1.1 (Anonim, 1994).
4
RESULT AND DISCUSSION Antioxidant activity of green and red betel extracts Total Phenol Senyawa antioksidan alami tumbuhan umumnya adalah senyawa fenolik atau polifenolik yang dapat berupa golongan flavonoid, turunan asam sinamat, kumarin, tokoferol, dan asam-asam polifungsional (Pratt dan Hudson, 1990). Daun sirih sebagai sumber antioksidan alami mengandung komponen fenolik yang dapat berfungsi sebagai penghambat oksidasi (Cahyono, 1995). Kandungan total fenol daun sirih dianalisis menurut metode Folin-Ciocalteu. Metode ini untuk menentukan secara kuantitatif kandungan fenolik dalam ekstrak tanaman. Prinsipnya didasarkan pada kemampuan reduksi senyawa fosfomolibdat-fosfotungstat dari Folin-Ciocalteu dengan membentuk warna biru sehingga dapat ditentukan secara spektrofotometer (Peri dan Pompei, 1971 dalam Suryanto et al., 2005). Rerata total fenol ekstrak sirih merah (S1) dan sirih hijau (S2) adalah 9,53 mg/g dan
Total phenol (mg/g)
30,46 mg/g (Gambar 1). 35
30,46b
30 25 20 15 10
9,53a
5 0 Red betel
Green betel
Kind of betel Gambar 1. Pengaruh jenis sirih terhadap total fenol ekstrak sirih.
5
Ekstrak sirih hijau mengandung total fenol yang lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak sirih merah. Hal ini diduga disebabkan oleh senyawa fenol dalam sirih hijau lebih mudah diekstrak daripada senyawa fenol dalam sirih merah.
Daun sirih merah
mengandung zat lilin yang merupakan senyawa non polar pada permukaan daunnya sehingga diduga akan menghambat proses ekstraksi fenol. Rerata total fenol ekstrak dengan menggunakan pelarut etanol (P1) sebesar 32,41
Total phenol (mg/g)
mg/g dan pelarut akuades (P2) sebesar 7,59 mg/g (Gambar 2). 35
32,41b
30 25 20 15 7,59a
10 5 0 Ethanol
Aquadest
Extract types
Figure 2. Effect of extract types on total phenol
Menurut Pratt dan Hudson (1990), senyawa fenol mempunyai gugus hidroksil yang melekat pada cincin aromatik sehingga senyawa fenol dapat larut dalam pelarut polar atau pelarut yang memiliki gugus hidroksil. Menurut Sudarmadji et al. (1989), pada prinsipnya suatu bahan akan mudah larut dalam pelarut yang sama polaritasnya. Bahan yang bersifat polar akan lebih mudah larut pada pelarut yang bersifat polar dan sebaliknya. Senyawa fenol diduga memiliki kepolaran yang mendekati pelarut etanol sehingga jumlah senyawa fenol yang terlarut lebih banyak dibanding pelarut akuades. Pelarut akuades merupakan
6
senyawa yang paling polar dibandingkan dengan pelarut yang lainnya. Pelarut etanol memiliki polaritas sebesar 65,4 sedangkan akuades memiliki polaritas 100 (Smallwood, 2002 dalam Herawati, 2006).
Peroxide Absorbance Nilai absorbansi peroksida asam linoleat yang disuplementasi ekstrak sirih merah lebih rendah dibandingkan dengan sirih hijau. Nilai absorbansi peroksida ekstrak sirih merah sebesar 0,51 sedangkan absorbansi ekstrak sirih hijau sebesar 0,58.
Jika
dibandingkan dengan standar α-tokoferol (1,09) dan kontrol asam linoleat (2,35), nilai absorbansi asam linoleat yang disuplementasi ekstrak sirih merah dan sirih hijau memiliki nilai yang jauh lebih rendah. Hal ini menunjukkan ekstrak sirih efektif dalam menghambat peroksidasi (Gambar 3).
2,35
Control linoleit acid standart ?-toco pherol
1,09
0,58b
Green betel
0,51a
Red betel 0
0,5
1
1,5
2
2,5
Peroxide absorbance
Figure 3. Pengaruh jenis sirih terhadap nilai absorbansi peroksida.
Total fenol ekstrak sirih hijau lebih tinggi daripada ekstrak sirih merah, tetapi aktivitas antioksidannya lebih rendah.
Hal ini kemungkinan disebabkan kandungan
komponen senyawa fenolik dalam daun sirih merah yang bekerja sebagai antioksidan lebih
7
tinggi daripada sirih hijau. Tingginya total fenol tidak menunjukkan tingginya aktivitas antioksidan. Walaupun demikian tingginya aktivitas antioksidasi diduga disebabkan oleh beberapa golongan fenol tertentu.
Al-Saikhan et al. (1995) dalam Cahyono (1995)
menyatakan bahwa variasi aktivitas antioksidan dari beberapa jenis kentang tidak dipengaruhi oleh total fenol maupun oleh warna, akan tetapi aktivitas antioksidan dapat disebabkan oleh golongan tertentu fenol.
Contol linoleit acid
Standart α-toko phenol
aquadest
ethanol
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Peroxide absorbance
Figure 4. Pengaruh jenis pelarut terhadap nilai absorbansi peroksida.
Berdasarkan penelitian menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan jenis pelarut terhadap . Aktivitas antioksidan yang tinggi juga dipengaruhi komponen lain selain fenol yang larunilai absorbansi peroksida.
8
Analysis volatile compound of Extract betels
Betel has specific aroma, especially after in from of betel powder. Depends on existence of especially aroma, so is done extraction, separation and identification volatil compound from betels powder. Chromatogram from Gas Chromatography Mass Spectrometer (GC-MS), result of incubation to: (1) volatil compound from green betel extract, (2) volatil compound from red betel extract. And then, depends on parameter constant of peak existence (peak processing parameter) on GC-MS is identificated 17 compound (green betel extract) and 40 compound (red betel extract). Chromatogram result of GC-MS is presented in Fig. 5, and 6. Volatil compound result of betels extract, each presented in Table 1, and 2.
Figure 5. Result peak from essential oil of green betel extract
9
Figure 6. Result peak from essential oil of red betel extract Table 1. Volatil compound prediction from green betel extract Compound name Benzoic acid, 2,5-dimhethyl Phenol,2-methoxy-4-(2-propenyl) Benzoic acid, 3,4-dimethyl Phenol,2-methoxy-4-(2-propenyl),acetate
Peak 7 2 8 9
Time retention (minute) 23.552 20.131 24.246 24.378
Table 2. Volatil compound prediction from red betel extract Compound name Benzene,1,2,3-trimetoxy-5-(2propenyl) TRANS-ISOELEMECIN 2H-1-Benzopyran, 3,4-dihydro-2phenyl Benzenemethanol,.alpha-[2-(2hydroxyphenyl) ethyl]
34
Time retention (minute) 50.684
32 30
49.919 49.264
29
49.115
Peak
Dominant compound from betels are benzoic acid, benzene, alcohol and phenol. CONCLUSION
10
1. Ekstrak sirih hijau memiliki total fenol yang lebih tinggi (30,46 mg/g) dibandingkan ekstrak sirih merah (9,53 mg/g) tetapi aktivitas antioksidannya yang ditunjukkan dengan nilai absorbansi lebih rendah yaitu 0,58 (peroksida) dan 0,47 (malonaldehid) dibandingkan dengan ekstrak sirih merah yaitu 0,51 (peroksida) dan 0,35 (malonaldehid). 2. Pelarut etanol mampu mengekstrak sirih dan melarutkan senyawa fenol lebih tinggi (32,41 mg/g) daripada pelarut akuades (7,59 mg/g) tetapi aktivitas antioksidannya yang ditunjukkan dengan nilai absorbansi lebih rendah yaitu 0,47 (malonaldehid) dibandingkan dengan pelarut akuades (0,35). 3. Betel has specific aroma, especially after in from of betel powder, on GC-MS is identificated 17 compound (green betel extract) and 40 compound (red betel extract).
LITERATURES
Andarwulan, N. 2002. Penuntun Praktikum Komponen Bioaktif Pangan. Program Studi Ilmu Pangan, Bogor. Anonim. 2006. Sirih, Daun Sejuta Khasiat. 2006 (On-line) http://www.republika.co.id/suplemen/cetak_detail.asp?mid=2&id=82657&kat_id=1 05&kat_id1=150&kat_id2=187. Diakses 17 Mei 2007. AOAC. 1995. Official Methods of Analysis of AOAC International. 16th ed. Pp 105. Cahyana, D. 2006. Sirih Merah Musuh Beragam Penyakit. Trubus 434 – Januari 2006/XXXVII : 84-86.
11
Cahyono, D. T. 1995. Aktivitas Antioksidan dari Daun Sirih (Piper betle L). Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor. (Tidak dipublikasikan). Chen, H.M., Muramoto, Yamauchi, Nokihara. 1996. Antioxidant activity of designed pebtides based on the antioxidative pebtides isolated from digests of a soybean protein. J. Agric Food Chem. 44 : 2619. De Mann, J. 1997. Kimia Makanan. ITB, Bandung. Duryatmo, 2006. Wajah Ganda Sirih Merah. Trubus 434 – Januari 2006/XXXVII : 92-93. Fardiaz, D., Apriyantono, Yasni, Budiyanto, dan Puspitasari. 1986. Penuntun Praktikum Analisa Pangan. Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. Farrel, K.T. 1990. Spices, Condiments and Seasonings. AVI Pubs. Co. Inc, Westport, Connecticut Febriyanti, R. 2006. Pengaruh Suplementasi Ekstrak Temulawak pada Lipoprotein Densitas Rendah (LDL) terhadap Penghambatan Oksidasi Lipid dan Akumulasi Kolesterol pada Makrofag secara In Vitro. Skripsi. Fakultas Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto. 68 hal. (Tidak dipublikasikan). Fennema, O.R. 1996. Food Chemistry. Springer-Verlag, Berlin. Firmansyah, Y. 2003. Formulasi Minuman Instan Fungsional Antioksidan Berbasis Kayu Secang (Caeslpinia sappan L) sebagai Pewarna Alami. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor. (Tidak dipublikasikan). Gordon, M.H. 1990. The mechanism of antioxidant action in vitro. In: Food Antioxidant. B.J.F Hudson (ed). Elseviere Applied Science, London and New York. Pp 1-15. He, Qian and Nihorimbere. 2004. Antioxidant power of phytochemicals from Psidium guajava leaf. Journal of Zhejiang University Science 5 (6) : 676-683. Herawati, T.P. 2006. Kajian Kadar dan Aktivitas antioksidan Ekstrak Jahe dan Ekstrak Temulawak dengan Menggunakan Berbagai Pelarut. Skripsi. Fakultas Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto. 58 hal. (Tidak dipublikasikan). Houghton, P.J., and Raman. 1998. Laboratory Handbook for The Fractination of Natural Extract. Chapman and Hall, London, UK. 199 Pp.
12
Huang, D.J., H.J. Chen, C.D. Lin, and Y.H. Lin. 2005. Antioxidant and antiproliferative activities of water spinach (Ipomoea aquatica Forsk) Constituents. Botany Bulletin Academy Sinica (2005) 46 : 99-106. Huang, S.L., and W.H. Chang. 1986. A study on the main antioxidative components of betel vines. Journal of The Chinese Agric. Chemical Society 24 (2) : 199-210. Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI-Press, Jakarta. Kikuzaki, H. and Nakatani. 1993. Antioxidant effect of some ginger constituent. J of Food Science. 58 : 1407-1410. Kochhar, S.P. and J.B. Rossel. 1990. Detection, estimation and evaluation of antioxidant in food systems. In: B.J.F. Hudson (Ed). Food Antioxidant. Elservier Applied Science, London and New York. Pp 19-46 Kristio. 2007. Sirih (Piper betle) Tanaman Obat Indonesia (On-line). http://www.iptek.net.id/ind/pd_tanobat/view.php?id=6http://www.iptek.net.id/ind/p d_tanobat/view.php?id=6. Diakses 24 Juli 2007. Lestari, D.W. 2007. Kajian Sifat Fisikokimia Ekstrak Sirih Merah (Piper crocatum) dengan Menggunakan Berbagai Pelarut dan Konsentrasi terhadap Sifat Antioksidan. Skripsi. Fakultas Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto. 47 hal (Tidak dipublikasikan). Lestario, L.N., Hastuti, Rahardjo, dan Tranggono. 2005. Sifat antioksidatif ekstrak buah duwet (Syzygium cumini). Agritech 25 (1) : 24 -31. Nabet. 1996. Zat gizi antioksidan penangkal senyawa radikal pangan dalam sistem biologis. Prosiding Seminar Senyawa Radikal dan Sistem Pangan: Reaksi biomolekuler, dampak terhadap kesehatan dan penangkalan, 4 April, Jakarta. Nawar, W. 1996. Lipids. In: O.R.. Fennema, M. Karel, G.W. Sanderson, S.R. Tannenbaum, P. Walstra and J.R. Whitaker. (Eds), Food Chemistry. Marcel Dekker Inc., New York. Pp 279-288. Othman, A., A. Ismail, N.A Ghani, and I. Adenan. 2007. Antioxidant capacity and phenolic content of cocoa beans. Food Chemistry 100 (2007) : 1523-1530. Pratt, D.E. and B.J.F. Hudson. 1990. Natural antioxidant not exploited commercially. In : B.J.F. Hudson (Ed), Food Antioxidant. Elsevier Applied Science, London and New York. Pp .171-189. Prayoga, B.E.W. dan Sutaryadi. 1992. Pemanfaatan Sirih untuk Pelayanan Kesehatan Primer. Warta Tumbuhan Obat Indonesia. Hal 1-9.
13
Rahmawati, D. 2004. Mempelajari Aktivitas dan Antimikroba Ekstrak Antarasa (Litsea Cubeba) dan Aplikasinya sebagai Pengawet Alami pada Bahan Pangan. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor. (Tidak Dipublikasikan). Riniyanti, Suyitno dan E. Hermayani. 2000. Identifikasi Komponen Ekstrak Sirih (Piper betle L) dari Berbagai Pelarut dan Pemanfaatannya untuk Pengawet Ikan. Jurnal Agrosains. Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gajah Mada. Yogyakarta. Schuler, 1990. Natural Antioxidant Exploited Commercially. In : B.J.F. Hudson (Ed), Food Antioxidant. Elsevier Applied Science, London and New York. Pp .99-170. Shahidi, F., and M. Nackz. 1995. Food Phenolics, Sources, Chemistry Effect, Aplication. Techomic Publishing AG, Switzerland. Sudarmadji, S., B Haryono, dan Suhardi. 1989. Analisis untuk Bahan Makanan dan pertanian . Liberty, Yogyakarta. 171 hal. Sudarminto, S, Yuwono dan T. Susanto. 1998. Pengujian Fisik Pangan. Diktat. Jurusan Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya Malang. 62 hal. Sudewo, B. 2005. Basmi Penyakit dengan Sirih Merah. Agromedia Pustaka, Jakarta. Sugiastuti, S. 2002. Kajian Aktivitas Antibakteri da Antioksidan Ekstrak Daun Sirih (Piper batle, L) pada Daging Sapi Giling. Tesis. Program Pascasarjana IPB. Bogor. 55 hal (Tidak dipublikasikan). Suryanto, Raharjo, Sastrohamidjojo dan Tranggono. 2005. Aktivitas antioksidan dan stabilitas ekstrak andaliman (Zantholinum acanthopodium DC) terhadap panas, cahaya, fluoresen dan ultraviolet. Agritech 25(2): 63-69. Suwiah, A. 1991. Pengaruh Perlakuan Bahan dan Jenis Pelarut yang Digunakan pada Pembuatan Temulawak Instan (Curcuma xanthorrhiza, Roxb) terhadap Rendemen dan Mutunya. Skripsi . Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Syariefa, E. 2006. Resep Sirih Wulung untuk Putih Merona hingga Kanker Ganus. Trubus 434- Januari 2006/XXXVII : 88-89. Tensiska, Wijaya dan Andarwulan. 2003. Aktivitas antioksidan ekstrak buah andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC) dalam beberapa sistem pangan dan kestabilan aktivitasnya terhadap kondisi suhu dan pH. Jurnal Teknologi dan Industri Pangan XIV(1):29-39.
14
Tranggono, Dewi, Raharjo, dan Hastuti. 2005. Aktivitas antioksidasi ekstrak Aloe vera sebagai penangkap radikal. Agritech 25 (3) : 124-130. Winarno, F. G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia, Jakarta Zakaria, F.R. 1996. Sintesis Senyawa Radikal dan Elektrofil dalam dan oleh Komponen Pangan. Prosiding Seminar Senyawa Radikal dan Sistem Pangan : Reaksi Biomolekuler, Dampak terhadap Kesehatan dan Penangkalan, 4 April, Jakarta.
