DAYA HAMBAT EKSTRAK ETANOL BUAH MAHKOTA DEWA TERHADAP AKTIVITAS α-GLUKOSIDASE SECARA IN VITRO
TRI SEPTIAWATI
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
ABSTRAK TRI SEPTIAWATI. Daya Hambat Ekstrak Etanol Buah Mahkota Dewa terhadap Aktivitas α-Glukosidase secara In Vitro. Dibimbing oleh IRMA HERAWATI SUPARTO dan WULAN TRIWAHYUNI. Mahkota dewa (Phaleria macrocarpa) merupakan tumbuhan obat yang telah banyak digunakan masyarakat. Tumbuhan ini terutama buahnya dipercaya berkhasiat untuk mengobati diabetes melitus. Dalam penelitian ini akan diteliti buah mahkota dewa sebagai penurun kadar glukosa darah dalam menghambat aktivitas α-glukosidase dan pencirian senyawa. Daya inhibisi aktivitas α-glukosidase diukur berdasarkan pembentukan pnitrofenol (berwarna kuning) yang dihasilkan dari hidrolisis substrat, yaitu pnitrofenil α-D-glukopiranosida oleh α-glukosidase. Etanol 30% (v/v) digunakan sebagai pelarut untuk mengekstrak buah mahkota dewa. Uji aktivitas enzim αglukosidase pada ragam konsentrasi 1, 1.5, dan 2% memiliki persen inhibisi berturut-turut sebesar 26.4, 29.22, dan 24.51%. Ekstrak pekat etanol dipisahkan menggunakan flash chromatography dan kromatografi lapis tipis (KLT) analitik. Pemisahan ekstrak menghasilkan 4 fraksi berdasarkan spot KLT. Fraksi-fraksi yang diperoleh diidentifikasi menggunakan uji fitokimia, spektrofotometer ultraviolet, dan inframerah. Dari keempat fraksi ini diduga bahwa senyawa buah mahkota dewa mengandung senyawa golongan flavonoid.
ABSTRACT TRI SEPTIAWATI. Inhibitory Activity of Ethanol Extract from Fruits of Mahkota Dewa againts α-Glucosidase Activity with In Vitro. Supervised by IRMA HERAWATI SUPARTO and WULAN TRIWAHYUNI. Mahkota dewa (Phaleria macrocarpa) is a herbal plant that has been widely used by Indonesian people. This herbal, especially its fruit is believed could cure several diseases such as diabetes mellitus. This research studied the effect of mahkota dewa fruits as α-glucosidase inhibitor mechanism and characterized its compounds. Potential α-glucosidase inhibitory activity was measured based on the formation of p-nitrophenol (yellow solution) through hydrolysis of substrate pnitrophenyl α-D-glucopiranoside by α-glucosidase. Ethanol (30% v/v) was used as a solvent to extract the mahkota dewa fruits. The enzymatic test of α-glucosidase activity with different concentrations of mahkota dewa fruits 1, 1.5, and 2% showed inhibition level of 26.40, 29.22, and 24.51%, respectively. Ethanol crude extract was separated using flash chromatography and analytical of thin layer chromatography (TLC). The separation resulted four fractions based on TLC spots. These fractions were further identified by phytochemical assays, spectrophotometer ultraviolet and infrared. Based on these fractions, the mahkota dewa fruits were assumption to contain flavonoid compounds.
DAYA HAMBAT EKSTRAK ETANOL BUAH MAHKOTA DEWA TERHADAP AKTIVITAS α-GLUKOSIDASE SECARA IN VITRO
TRI SEPTIAWATI
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
Judul Nama NIM
: Daya Hambat Ekstrak Etanol Buah Mahkota Dewa terhadap Aktivitas α-Glukosidase secara In Vitro : Tri Septiawati : G44204045
Menyetujui: Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr.dr. Irma H. Suparto, MS NIP. 131606776
Wulan Triwahyuni, S.Si
Mengetahui, Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA NIP. 131578806
Tanggal Lulus:
PRAKATA Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa selalu penulis ucapkan atas berkat dan kasih setia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari sampai Juni 2008 ini ialah uji aktifitas α-glukosidase, dengan judul Daya Hambat Ekstrak Etanol Buah Mahkota Dewa terhadap Aktivitas α-Glukosidase secara In Vitro. Penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu, terutama Ibu Dr.dr. Irma H. Suparto, MS dan Ibu Wulan Triwahyuni S.Si selaku pembimbing. Terima kasih kepada Pusat Studi Biofarmaka, LPPM IPB atas kesempatan yang telah diberikan untuk ikut terlibat dalam penelitian antidiabetes dan sebagian bantuan dana penelitian. Terima kasih kepada seluruh anggota keluargaku tersayang: Mama, Ayah, Abang Newland, Mba Uwie, dan Adik Catur, atas segala bantuan baik doa, moril, materi, dan kasih sayangnya. Terima kasih kepada rekan penelitianku Anti yang telah bekerja sama dengan baik selama penelitian. Ucapan terima kasih juga kepada PMK, komkes 41, Enny sahabatku, dan rekan-rekan Kimia 41, yang selalu mendoakan dan memberi semangat. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat. Bogor, Agustus 2008
Tri Septiawati
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 1 September 1985 dari pasangan Drs. Mangisi Gultom dan Hotna Panjaitan. Penulis merupakan anak ketiga dari empat bersaudara. Tahun 2004 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Cibinong dan pada tahun tersebut penulis berhasil masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif mengikuti berbagai kegiatan organisasi kemahasiswaan. Pada tahun ajaran 2007/2008, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Analitik Layanan untuk program sarjana dan Kimia Lingkungan untuk program diploma. Pada tahun 2007 penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan di PT Capsugel Indonesia yang terletak di Cibinong, Bogor.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ..........................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
x
PENDAHULUAN .........................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA Diabetes Melitus..................................................................................... Enzim .................................................................................................... Botani dan Komposisi Kimia Mahkota Dewa ....................................... Ekstraksi Senyawa Aktif dari Tumbuhan ............................................. Fraksinasi ..............................................................................................
1 2 2 3 3
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat ...................................................................................... Lingkup Kerja ....................................................................................... Preparasi Sampel ................................................................................... Kadar Air................................................................................................ Ekstraksi ................................................................................................ Uji Fitokimia .......................................................................................... Uji Aktivitas α-Glukosidase ................................................................... Flash Chromatography .........................................................................
4 4 4 4 4 5 5 5
HASIL DAN PEMBAHASAN Fitokimia ................................................................................................ Uji Aktivitas α-Glukosidase ................................................................... Fraksinasi .............................................................................................. Spektrofotometer Ultraviolet ................................................................ Spektrofotometer Inframerah ................................................................
6 7 8 8 9
SIMPULAN Simpulan ............................................................................................... Saran ......................................................................................................
9 9
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
10
LAMPIRAN ...................................................................................................
12
DAFTAR TABEL Halaman 1 Analisis fitokimia ekstrak etanol buah mahkota dewa ..............................
6
2 Panjang gelombang maksimum pada spektrum ultraviolet ......................
8
3 Bilangan gelombang inframerah dan dugaan gugus fungsi ......................
9
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Pemecahan glikogen .................................................................................
2
2 Buah mahkota dewa .................................................................................
3
3 Flash Chromatography ............................................................................
4
4 Reaksi α-glukosidase dengan p-nitrofenil α-D-glukopiranosida .............................................................
7
5 Inhibisi aktivitas α-glukosidase dari akarbosa, ekstrak mahkota dewa asal Cikabayan, dan KSH (Konservasi Sumberdaya Hutan) dengan konsentrasi 1% ......................
7
6 Inhibisi aktivitas α-glukosidase dari ekstrak mahkota dewa asal KSH dengan konsentrasi 1, 1.5, dan 2% ...........................................................................................
7
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Diagram alir penelitian ............................................................................. 13 2 Prosedur sistem reaksi enzim ................................................................... 14 3 Kadar air buah mahota dewa .................................................................... 15 4 Rendemen buah mahota dewa .................................................................. 16 5 Data absorbans dan % inhibisi α-glukosidase dari ekstrak buah mahkota dewa dan akarbosa 1% ................................. 17 6 Data absorbans dan % inhibisi α-glukosidase dari ekstrak buah mahkota dewa asal KSH pada konsentrasi 1, 1.5, dan 2% ....................................................................... 18 7 Hasil pemisahan ekstrak etanol buah mahkota dewa ............................... 19 8 Spektrum ultraviolet dari setiap fraksi ..................................................... 20 9 Spektrum inframerah dari setiap fraksi .................................................... 21
PENDAHULUAN Diabetes melitus adalah suatu keadaan yang timbul karena defisiensi insulin baik relatif maupun absolut. Karakteristik penyakit ini terutama dinyatakan oleh kadar glukosa darah yang tinggi atau hiperglikemia. Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) memperkirakan 300 juta penduduk dunia akan menderita penyakit diabetes melitus pada tahun 2025 (Pradeepa & Mohan 2002). Menurut survei yang dilakukan WHO tahun 2005, Indonesia menempati urutan ke-4 dengan jumlah penderita diabetes terbesar di dunia setelah India, Cina dan Amerika Serikat. Prevalensi diabetes melitus di Indonesia sekitar 8.6%, diperkirakan akan meningkat dari 4.5 juta di tahun 1995 menjadi 12.4 juta pada tahun 2025 (Depkes 2005). Penyakit ini merupakan penyakit yang bersifat universal, dapat terjadi pada semua lapisan masyarakat, baik yang tingkat sosial ekonominya tinggi maupun yang rendah. Demi tercapainya peningkatan kesehatan yang merata, perlu tersedia obat yang efektif, aman, murah, dan tepat guna. Pada penderita diabetes penggunaan insulin dan obat antidiabetik oral untuk mempertahankan kadar glukosa darah normal cukup menyulitkan karena membutuhkan biaya yang tidak sedikit. Oleh karena itu, penggunaan obat tradisional sebagai pengobatan alternatif antidiabetik meningkat. Antara lain, pemanfaatan buah mahkota dewa (Phaleria macrocarpa) yang telah banyak digunakan masyarakat karena tanaman ini dipercaya dapat menurunkan kadar glukosa darah, murah, dan mudah diperoleh. Mahkota dewa termasuk ke dalam famili Thymelaeaceae. Tumbuhan ini terutama buahnya dipercaya berkhasiat untuk mengobati diabetes melitus, jantung, kanker, hepatitis, darah tinggi, penambahan stamina, gangguan ginjal, menghentikan pendarahan pada luka, insomnia, jerawat, rematik, luka gigitan serangga, dan penyakit kulit (Harmanto 2003; Winarto 2003). Penelitian ilmiah buah mahkota dewa sebagai antidiabetes telah dilakukan, antara lain oleh Sugiwati (2005) yang berhasil membuktikan khasiat buah mahkota dewa asal Jawa Tengah yang diekstraksi dengan metode perebusan menggunakan pelarut air dapat menghambat aktivitas α-glukosidase sebesar 33.01% dan Shalahudin (2005) menggunakan buah mahkota dewa asal KSH (Konservasi Sumberdaya Hutan) Institut Pertanian Bogor yang diekstraksi dengan metode refluks
menggunakan pelarut air dapat menurunkan kadar glukosa darah sebesar 46.10% pada tikus diabetes. Namun, pada penelitian Shalahudin (2005) belum diketahui mekanisme kerjanya dan identifikasi senyawa yang terdapat dalam buah mahkota dewa. Mekanisme pengobatan diabetes melitus antara lain melalui tiga cara, yaitu penambahan insulin dari luar, merangsang sekresi insulin, dan menurunkan kadar glukosa darah melalui penghambatan aktivitas α-glukosidase (Waring 2007). Dalam penelitian ini akan diteliti kerja ekstrak buah mahkota dewa sebagai penurun kadar glukosa darah dalam menghambat aktivitas αglukosidase dan identifikasi senyawa pada buah mahkota dewa dengan menggunakan spektrofotometer ultraviolet dan inframerah. Penelitian ini bertujuan mempelajari daya hambat ekstrak etanol buah mahkota dewa terhadap aktivitas α-glukosidase yang dilakukan secara in vitro. Pada penelitian ini diukur persentasi aktivitas inhibisi αglukosidase dari ekstrak etanol buah mahkota dewa untuk membuktikan manfaatnya sebagai antidiabetes.
TINJAUAN PUSTAKA Diabetes Melitus Diabetes melitus (DM) adalah penyakit serius yang ditandai dengan hiperglikemia. Di Indonesia bahan makanan pokok yang biasa dimakan ialah beras, jagung, sagu, dan terkadang singkong atau umbi-umbian lainnya. Bahan makanan tersebut memiliki kandungan utama berupa karbohidrat sebagai sumber penghasil tenaga, yang terdapat sebagai amilum atau pati. Karbohidrat tidak hanya terdapat sebagai amilum atau pati saja tetapi juga terdapat sebagai gula yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Pola makan yang demikian dapat menyebabkan tubuh kelebihan karbohidrat yang kemudian oleh tubuh akan disimpan baik dalam bentuk glukosa dalam darah atau glikogen dalam otot dan lemak (Poedjiadi 1994). Posprandial hiperglikemia adalah meningkatnya kadar glukosa darah setelah makan (Lee et al. 2007) Secara klinis diabetes melitus dikelompokkan ke dalam: 1. Diabetes melitus tipe I (DM I) Penyakit ini disebabkan oleh defisiensi insulin absolut. Ketidakmampuan pankreas untuk mensekresi insulin ini dapat diakibatkan oleh virus, reaksi autoimun maupun faktor
