ANALISIS MINYAK ATSIRI UMBI BAWANG PUTIH (Allium sativum Linn.) MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS SPEKTROMETER MASSA

Jurnal Kesehatan Bakti Tunas Husada Volume 11 No.1 Februari 2014

ANALISIS MINYAK ATSIRI UMBI BAWANG PUTIH (Allium sativum Linn.) MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS SPEKTROMETER MASSA ANALYSIS OFESSENTIAL OILSGARLIC BULBS(AlliumsativumLinn.) USING GAS CHROMATOGRAPHYMASS SPECTROMETER Saeful Amin, Ruswanto, Yansen Indo Negoro, Program Studi S1Farmasi STIKes Bakti Tunas Husada Tasikmalaya ABSTRAK Keanekaragaman tumbuhan di Indonesia merupakan aset yang sangat besar terutama kandungan minyak atsiri yang diperoleh dari berbagai jenis tanaman di Indonesia.Minyak atsiri atau disebut juga volatil oil atau essential oil adalah istilah yang digunakan untuk minyak mudah menguap. Minyak atsiri umbi bawang putih (Allium sativum Linn.) didapatkan dengan cara destilasi air. Kromatografi gas spektrometermassa (GC-MS) merupakan metode yang dinamis untuk pemisahan dan deteksi senyawa-senyawa yang mudah menguap dalam suatu campuran.Tujuan dari rangkaian penelitian ini adalah mengetahui komponen kimia minyak atsiri umbi bawang putih (Allium sativum Linn.) menggunakan kromatografi gas spektrometer massa (GC-MS).Tahap penelitian yang dilakukan yaitu pengumpulan bahan, determinasi, penanganan sampel, isolasi minyak atsiri dengan menggunakan destilasi air, identifikasi minyak atsiri umbi bawang putih (Allium sativum Linn.) menggunakan GC-MS. Didapatkan beberapa senyawa yaitu allyl sulfide, methyl allyl disulfide, diallyl disulphide, methyl allil trisulfide, isopulegol, citronella, βcitronellol, geraniol, diallyl trisulfide, citronelly acetate, neryl acetate, β-elemene, δ-cadinene, diallyl tetrasulphide, cyclohexane, -cadinol, α-cadinol.Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai sumber informasi dari minyak atsiri umbi bawang putih (Allium sativum Linn.).Dan dapat bermanfaat sebagai bahan pembanding serta dapat dijadikan sebagai dasar pemikiran dalam penelitian selanjutnya. Kata kunci :Umbi bawang putih, minyak atsiri, GC-MS. ABSTRACT Plant diversity in Indonesia is a very big asset especially volatile oil content derived from various types of crops in Indonesia. Essential oils or also called volatile oil or essential oil is the term used for volatile oil. Grass essential oil of garlic (AlliumsativumLinn.) Obtained by water distillation. Gas chromatography mass spectrometer (GC-MS) is a dynamic method for the separation and detection of compound-volatile compounds in a mixture. The purpose of this research network is to know the chemical components of volatile oil roots of garlic (AlliumsativumLinn.) Using gas chromatography mass spectrometer (GC-MS). Possible level of scrutiny that is collecting, determination, sample handling, isolation of essential oils using water distillation, identification of root essential oil of garlic (AlliumsativumLinn.) Using GC-MS. Obtained several compounds namely allyl sulfide, allyl methyl disulfide, diallyl disulphide, allyl methyl trisulfide, isopulegol, citronella, β-citronellol, geraniol, diallyl trisulfide, citronelly acetate, neryl acetate, β-elemene, δ-cadinene, diallyl tetrasulphide, cyclohexane, -cadinol, α-cadinol. This study is expected to be useful as a source of information from root essential oil of garlic (AlliumsativumLinn.). And can be useful as second and can be used as a premise in further research. Keywords: Bulbsof garlic, essential oils, GC-MS.

37


Penentuan

PENDAHULUAN Indonesia memiliki kekayaan dan

minyak

atsiri

dapat

dilakukan dengan menggunakan metode

keragaman flora yang banyak tumbuh di

kromatografi

hutan hujan tropis dengan jenis tumbuhan

merupakan metode yang dinamis untuk

yang

pemisahan dan deteksi senyawa-senyawa

diperkirakan

mencapai

sekitar

gas.Kromatografi

mudah

25.000 jenis atau lebih dari 10% jenis

yang

flora dunia.Dengan tingginya kekayaan

campuran.

alam yang dimiliki Indonesia dan berbagai

merupakan suatu instrument yang dapat

macam keanekargaman tumbuhan yang

menyeleksi

ada, memungkinkan untuk ditemukanya

bermuatan

beraneka jenis senyawa kimia. Beberapa

beratnya (Khopkar, 1990).

senyawa kimia sudah banyak ditemukan

menguap

dalam

gas

Spektrometer

massa

molekul-molekul berdasarkan

suatu

massa

gas atau

Kegunaan umum kromatografi gas

oleh para ahli, tetapi berdasarkan sejarah

adalah

penemuan

dan

dinamis dan identifikasi semua jenis

membuktikan

bahwa

pengembangan peluang

untuk

untuk

melakukan

pemisahan

senyawa organik yang mudah menguap

terjadinya temuan-temuan baru sangat

dan

besar (Agusta, 2000).

kualitatif dan kuantitatif senyawa dalam

Keanekaragaman

tumbuhan

juga

untuk

melakukan

analisis

di

suatu campuran (Gandjar dan Rohman,

Indonesia merupakan aset yang sangat

2007). Sedangkan spektrometer massa

besar terutama kandungan minyak atsiri

selain untuk penentuan struktur molekul,

yang dipeoleh dari berbagai jenis tanaman

spectrum massa dipakai untuk penentuan

di Indonesia. Sampai saat ini industri

analisis kuantitatif.

minyak atsiri di Indonesia hanya mampu menyediakan bahan baku dan langsung di ekspor, dengan sejalanya perkembangan

BAHAN DAN METODE Bahan Bahan-bahan

di dunia, perdagangan minyak atsiri berkembang kearah sintesa turunan atsiri untuk penggunaan yang lebih spesifik dan bernilai ekonomis. Minyak atsiri yang sudah di kaji antara lain minyak nilam,

Cara

umum

untuk

digunakan

selama penelitian ini adalah umbi bawang putih, natrium sulfat anhidrat, air suling dan MTC (Methyl Chloride). Alat

cengkeh, akar wangi, pala, kayu manis, dan sereh (Agusta, 2000).

yang

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini seperangkat alat destilasi air,

mengambil

komponen atsiri dari tumbuhan yaitu dengan cara destilasi, ekstraksi memakai pelarut, dan pengaliran udara atau aerasi

kromatografi gas spektrometer massa (GC-MS)

Agilent type 5975C , vial

injeksi, alat-alat gelas, dan timbangan digital.

(Robinson, 1995).

38


Isolasi Minyak Atsiri Dari Bawang

(Temperature progamming ) dengan suhu

Putih Dengan Metode Destilasi Air

awal disesuaikan selama 4 menit, lalu

Sebanyak 500 gram sampel diiris

dinaikkan perlahan-lahan dengan kenaikan

dan dimasukkan kedalam labu alas bulat

10oC/menit sampai suhu 299oC selama

kemudian tambahkan aquadest sampai

29,633 menit, dan detektor menggunakan

seluruh

MS (Massa Spektrometer).

sampel

terandam

sempurna

didalam labu alas bulat berleher panjang yang telah dirangkai dalam perangkat alat destilasi air.Destilasi dilakukan selama 4-5 jam.Minyak

atsiri

ditampung dalam dipisahkan

yang

air.Kemudian

minyak

minyak

lalu

dengan

atsiri

yang

diperoleh ditambahkan natrium sulfat anhidrat, dikocok dan didiamkan selama 1 hari.Minyak atsiri dipipet dan disimpan dalam

vial.Minyak

Isolasi Minyak Atsiri Bawang Putih Isolasi pada minyak atsiri pada

diperoleh

corong pisah

antara

HASIL DAN PEMBAHASAN

yang

diperoleh

umumnya dilakukan dengan cara destilasi air dan destilasi uap. Menurut (Guenther, 2006), air berfungsi untuk menambah kecepatan

penguapan

minyak

pada

penyulingan, sehingga sistem penyulingan dengan air lebih unggul daripada sistem penyulingan uap.Namun suhu tinggi lebih mudah dicapai dengan sistem penyulingan

kemudian dianalisis dengan GC-MS.

uap. Pada isolasi minyak atsiri umbi

Analisis Minyak Atsiri dengan GC-MS Penentuan

komponen

minyak

bawang putih menggunakan destilasi air,

atsiri yang diperoleh dari simplisia umbi

yaitu sampel langsung kontak dengan air.

bawang putih dilakukan di Laboratorium

Dengan adanya pemanasan, minyak akan

Penelitian Farmasi dengan menggunakan

menguap bersamaan dengan air melalui

seperangkat alat GC-MS.

kondensor,

minyak

yang

bercampur

Kondisi analisis adalah sebagai

dengan air ditampung pada Erlenmeyer,

berikut: Sampel di injekan kedalam

hasilnya dipisahkan dengan menggunakan

septum dengan cara split injeksi sebanyak

corong pisah dan dimasukan kedalam vial.

1 µL, dengan rasio perbandingan 5:1,

Hasil dari penyulingan minyak atsiri

Jenis kolom kapiler dengan fase diam non

bawang

polar, Mengguakan kolom kapiler type

anhidrat

Agilent 19091S-433 HP-5MS, fase diam

menghilangkan

Phenyl Methyl Silox dengan suhu kolom

terdapat pada minyak atsiri bawang putih.

putih

ditambahkan

Na2SO4

berguna

untuk

yang

kandungan

air

yang

325°C, panjang 29,81 m diameter 250 µm dan

ukuran

partikel

0,25

µm,

gas

pembawa Helium dengan laju alir 15 ml/menit,

suhu

kolom

terprogram

Hasil Minyak Atsiri Bawang Putih Dari

hasil

destilasidiperoleh

minyak atsiri berwarna kuning dan berbau

39


khas bawang putih. Sebanyak 500 gram

dapat mendeteksi jenis sampel untuk

umbi bawang putih menghasilkan minyak

senyawa apapun.

atsiri sebanyak 0,6 ml. Komputer Pada GC-MS Perlakuan

Sampel

Penyuntikan

Kromatografi

Komputer

Sebelum Gas

Spektrometer Massa (GC-MS)

pada

GC-MS

menggunakan komputer yang modern dan dilengkapi dengan perangkat lunaknya

Sampel diambil sebanyak 0,5 ml,

(software) yang berfungsi sebagai data

dilarutkan dengan menggunakan pelarut

base, untuk mengetahui senyawa-senyawa

MTC(Methyl Chloride) sebanyak 5 ml,

yang memiliki berat molekul tertentu.

pipet sebanyak 1 ml dan masukan kedalam vial injeksi kemudian disuntikan pada alat

Oven Suhu

GC-MS.

temperature

maksimal:

325oC, memakai pengaturan suhu secara Kondisi Alat GC-MS Sebelum menggunakan alat GCMS, kondisi alat sangat penting untuk

bertingkat yaitu 10°C/menit sampai 299°C dan waktu yang dibutuhkan adalah 29,633 menit.

memastikan tidak adanya kesalahan pada waktu melakukan analisis, diantaranya

Injektor Ukuran syringe: 10 µL, volume

seperti memeriksa kebocoran yang sering terjadi pada alat GC-MS. Adapun kondisi alat GC-MS sebagai berikut :

injeksi: 1 µL, Menggunakan split injeksi, suhu injeksi: 250°C, laju alir gas dinaikan secara progresif selama analisis untuk mendorong

Kolom

lebih

cepat

komponen-

Mengguakan kolom kapiler type

komponen sampel sepanjang kolom yaitu


dengan laju alir gas: 15 mL/menit, jenis


injektor yaitu dengan cara injeksi terpecah

325 °C, panjang 29,81 m diameter 250 µm

(split injection), yang mana sampel yang

dan ukuran partikel 0,25 µm.

diinjeksikan diuapkan dalam injektor yang panas

Fase Gerak

dan

selanjutnya

dilakukan

pemecahan dengan split injection: 5 : 1.

Fase gerak yang digunakan adalah Helium.

Analisis Minyak Atsiri Umbi Bawang Putih Dengan Kromatografi Gas

Detektor Detektor yang digunakan adalah detektor MS (Massa Spektrometer) yang

Dari hasil analisis kromatografi gas minyak

atsiri

umbi

bawang

putih

diperoleh 19 puncak yang terdeteksi, seperti yang terlihat pada Gambar 1.

40


Gambar 1.Kromatogram GC minyak atsiri umbi bawang putih Dari data hasil analisis diperoleh 19 senyawa yang terdeteksi dan memiliki waktu retensi yang berbeda. Data lengkap untuk setiap senyawa seperti tercantum pada tabel 1. Tabel 1.Data Hasil Kromatografi Gas

No

Waktu Retensi ( menit)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

5,439 6,466 9,277 9,498 9,598 10,227 10,310 10,390 11,482 11,879 12,631 13,216 13,630 13,829 15,504 15,784 15,829 16,940 17,095

Tinggi Puncak (mm2) 342706 1182955 5818689 259553 315472 734290 200469 3831682 1985471 2908551 3312711 766350 990425 217719 356667 716854 983368 179668 416450

Area

Total %

6918695 22369243 125207528 5124608 5879293 11911342 3301454 62569536 32838320 53190039 58627600 12441124 18344257 3603527 6155863 12021208 17973697 4118150 9190999

1,47 4,74 26,54 1,09 1,25 2,53 0,70 13,27 6,96 11,28 12,43 2,64 3,89 0,77 1,31 2,55 3,81 0,88 1,95

Hasil dari waktu retensi yang

akan dibawa oleh gas pembawa (Helium)

didapatkan dipengaruhi oleh kondisi alat

menuju kolom (HP-5MS). Zat terlarut

yang dipakai dan penggunaan fase gerak,

akan teradsorpsi pada bagian atas oleh

detektor,

suhu

fase diam (Phenyl Methyl Silox) dan akan

terprogram, fase diam dan fase gerak

merambat dengan laju rambat masing-

sangat mempengaruhi hasil analisis.

masing komponen yang sesuai dengan

Dengan pengaturan temperatur senyawa-

nilai koefisien partisi komponen tersebut.

senyawa dalam sampel akan menguap dan

Komponen-komponen

kolom,

laju

alir,

tersebut

terelusi

41


sesuai

dengan

urutan-urutan

membesarnya

nilai

menuju

detektor

ke

mencatat

koefisien

sederetan

makin

Analisis

partisi

Spektrometer Massa dan Fragmentasi

(MS).Detektor sinyal

akibat

Hasil

Fragmentasi

Kromatografi

dan

spektrometermassa

Gas

analisis

hasil

komponen

minyak

perubahan konsentrasi dan perbedaan laju

atsiri umbi bawang putih adalah sebagai

elusi. Pada alat pencatat sinyal akan

berikut:

tanpak

sebagai

kurva

antara

waktu

terhadap komposisi aliran gas pembawa. Senyawa Dengan Waktu Retensi 5,439 menit

Gambar 2. Kromatogram kromatografi gas dengan waktu retensi 5,439 menit

Gambar 3. Fragmentasi spektrometermassa dengan berat molekul 114

Dengan waktu retensi 5,439 menit

Spektrum

massa

puncak

ion

unknown

mempunyai M114 diikuti fragmen m/z99,

menghasilkan

molekul

85,75, 58 dan 45 seperti pada Gambar 3.

M114yang merupakan berat molekul dari

42


allyl sulfide (C6H10S). m/z 99 (M+) sesuai

Dari hasil fragmentasi yang telah

dengan lepasnya 14 satuan massa dari M,

dianalisis didapatkan senyawa dengan

yaitu lepasnya CH2 yang menghasilkan

berat molekul 114 dan diikuti fragmentasi

fragmen [C5H8S]+. m/z 85 (M) sesuai

yang sesuai dengan lepasnya ion pada


satuan massa dengan kelimpahan yang

yaitu lepasnya CH2 yang menghasilkan

sesuai dengan senyawa tersebut (allyl

fragmen [C4H6S]+.m/z 75 (M) sesuai

sulfide) dan dibandingan dengan data


library yang ada pada NIST (National

yaitu lepasnya C yang menghasilkan

Institute of Standards and Technologi).

+

+

fragmen [C3H6S] . m/z 58 (M ) yang

didapatkan hasil senyawanya yaitu allyl

sesuai dengan lepasnya 14 satuan massa

sulfide (C6H10S). Jadi dapat dipastikan

dari

yang

senyawa dengan waktu retensi 5,439 dan

menghasilkan fragmen [C2H4S] . m/z 45

memiliki berat molekul 114 adalah allyl

M,

yaitu

lepasnya

CH2 +

+

(M ) sesuai dengan lepasnya 12 satuan

sulfide (C6H10S) dengan rumus bangun

massa dari M, yaitu lepasnya C yang

seperti pada Gambar 4.

menghasilkan fragmen [CH4S]+. Berkas ion dipisah (diresolusi)

H2C

berdasarkan harga m/z nya. Ion-ion itu direkam pada alat

perekam sebagai

H2 C C H

H2 C S

C H

CH2

Gambar 4. Struktur Diallyl sulfide

spektrum massa harga m/z nya. Intensitas

Dengan cara analisis yang sama dapat

puncak pada spektrum massa berbanding

dilakukan pada senyawa lainnya yang

lurus dengan jumlah ion yang terbentuk.

terdapat dalam lampiran.

Tabel 2. Data Hasil GC-MS Minyak Atsiri Umbi Bawang Putih No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Waktu Retensi 5,439 6,466 9,277 9,498 9,598 10,227 10,310 10,390 11,482 11,879 12,631 13,216 13,630 13,829 15,504 15,784

Nama Senyawa

Rumus Molekul

Diallyl sulfide Methyl allyl disulfide Diallyl disulphide UNK UNK Methyl allil trisulfide Isopulegol Citronella β-citronellol Geraniol Diallyl trisulfide Citronelly acetate Neryl acetate β-elemene δ-cadinene Diallyl tetrasulphide

C6H10S C4H8S2 C6H10S2 C4H8S3 C10H18O C10H18O C10H20O C10H18O C6H10S3 C12H22O2 C12H19O2 C15H24 C15H24 C6H10S4

Berat Molekul 114,0 120,0 146,0 151,9 154,0 154,1 156,1 154,1 178,0 198,1 195,2 204,1 204,2 209,9

Kadar (%) 1,47 4,74 26,54 1,09 1,25 2,53 0,70 13,27 6,96 11,28 12,43 2,64 3,89 0,77 1,31 2,55

43

Jurnal Kesehatan Bakti Tunas Husada Volume 11 No.1 Februari 2014 17 18 19

15,829 16,940 17,095

Cyclohexane -cadinol α-cadinol

C15H26O C15H26O C15H26O

222,0 222,1 222,2

3,81 0,88 1,95

Tiap senyawa memiliki waktu

analisis GC-MS minyak atsiri umbi

retensi dan berat molekul tertentu dengan

bawang putih (Allium sativum Linn.) dapat

fragmentasi pada berkas ion yang dipisah

dilakukan dengan menggunakan GC-MS

atau diresolusi berdasarkan harga m/z nya.

Agilent type 5975C , kolom kapiler type

Ion-ion yang dihasilkan dicatat pada alat


perekam

puncak-


puncak fragmentasi sebagai spektrum

325°C, panjang 29,81 m, diameter 250 µm

massa harga m/z nya. Intensitas puncak

dan ukuran partikel 0,25 µm, fase gerak

pada spectrum

Helium,

massa berbanding lurus dengan jumlah ion

Spektrometer), memakai pengaturan suhu

yang terbentuk.

secara bertingkat yaitu 10°C/menit sampai

dan

menghasilkan

Dari hasil data analisis diatas terdapat 19 senyawa yang dapat terdeteksi,

detektor

MS

(Massa

299°C, menggunakan split injeksi dengan rasio 5:1 dan laju alir gas: 15 mL/menit.

namun terdapat 2 senyawa yang tidak

Komponen kimia yang terdapat

teridentifikasi yaitu senyawa ke-4 dengan

dalam minyak atsiri umbi bawang putih

waktu retensi 9,498 menit dan senyawa

adalah diallyl sulfide (1,47%), methyl

ke-5 dengan waktu retensi 9,598 menit,

allyl

karena tidak adanya data base yang

disulphide(26,54%), methyl allil trisulfide

tersedia. Dari ke-19 senyawa diatas diallyl

(2,53%), isopulegol (0,70%), citronella

disulphide dengan waktu retensi 9,277

(13,27%), β-citronellol (6,96%), geraniol

menit dan dengan berat molekul 146

(11,28%), diallyl

merupakan senyawa yang memiliki kadar

citronelly acetate (2,64%), neryl acetate

terbanyak di antara senyawa lainnya, yaitu

(3,89%), β-elemene (0,77%), δ-cadinene

memiliki kadar 26,539 %.

(1,31%), diallyl tetrasulphide (2,55%),

Pada

umumnya

komponen

disulfide

α-cadinol (1,95%).

dapat menghasilkan aromakhas adalah

SARAN

putih

adalah

diallyl

disulfide,

dillyl

trisulfide

diallyl

(12,43%),

cyclohexane (3,81%), -cadinol (0,87 %),

terpenting pada umbi bawang putih yang

sulfur, dan komponen utama pada bawang

(4,74%),

Disarankan

dilakukan

uji

farmakologi antihipertensi untuk setiap

trisulfida dan allyl propyl disulfide.

komponen yang terdapat dalam minyak

KESIMPULAN

atsiri umbi bawang putih.

Dari

hasil

destilasi

diperoleh

minyak atsiri berwarna kuning dan berbau khas bawang putih sebanyak 0,6 ml. Hasil

44


DAFTAR PUSTAKA Agusta,

Andria,.2000.

Minyak

Tumbuhan

Atsiri Tropika

Indonesia.Bandung : Penerbit ITB Bandung. Khopkar, SM,. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik.

Jakarta:

Penerbit

Universitas Indonesia (UI-Press). Nurfita,

Dewi,

Segunung

SP,.

2012.

Bertanam

Untung Aneka

Bawang. Yogyakarta: Pustaka Baru Press. Robinson, T,. 1995. Kandungan Organik Tumbuhan Tinggi. Diterjemahkan oleh

Kosasih

Padmawinata.

Bandung: Penerbit ITB. Rohman, A,.dan Gandjar, IG,. 2007, Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.

38 45

ANALISIS MINYAK ATSIRI UMBI BAWANG PUTIH (Allium sativum Linn.) MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS SPEKTROMETER MASSA

Recommend Documents