ISOLASI, KARAKTERISASI DAN UJI AKTIVITAS BIOLOGIS SENYAWA STEROID DARI TERIPANG SEBAGAI APRODISIAKA ALAMI KUSTIARIYAH

ISOLASI, KARAKTERISASI DAN UJI AKTIVITAS BIOLOGIS SENYAWA STEROID DARI TERIPANG SEBAGAI APRODISIAKA ALAMI

KUSTIARIYAH

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006

ISOLASI, KARAKTERISASI DAN UJI AKTIVITAS BIOLOGIS SENYAWA STEROID DARI TERIPANG SEBAGAI APRODISIAKA ALAMI

KUSTIARIYAH

Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006

2

© Hak cipta milik Kustiariyah, tahun 2006 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya

3

Judul Tesis

: Isolasi, Karakterisasi dan Uji Aktivitas Biologis Senyawa Steroid dari Teripang sebagai Aprodisiaka Alami

Nama

: Kustiariyah

NIM

: F351020211

Disetujui Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. E. Gumbira Sa’id, M.ADev. Ketua

Dr. Ir. Kaseno, M.Eng Anggota

Dr. Ir. Khaswar Syamsu, M.Sc Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Teknologi Industri Pertanian

Dr. Ir. Irawadi Jamaran

Tanggal Ujian : 3 Mei 2006

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S.

Tanggal Lulus:

4

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul “Isolasi, Karakterisasi dan Uji Aktivitas Biologis Senyawa Steroid dari Teripang sebagai Aprodisiaka Alami“ adalah benar hasil karya saya sendiri dan belum pernah diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Juni 2006 Kustiariyah NIM F351020211

5

ABSTRAK KUSTIARIYAH. Isolasi, Karakterisasi dan Uji Aktivitas Biologis Senyawa Steroid dari Teripang sebagai Aprodisiaka Alami. Dibimbing oleh E. GUMBIRA SA’ID, KHASWAR SYAMSU dan KASENO. Teripang (Holothurian) merupakan salah satu komoditas perikanan yang mempunyai nilai ekonomis tinggi. Umumnya diperdagangkan dalam bentuk kering (beche-de-mer). Bioaktif dari teripang, yang umum disebut holothurin, menarik untuk diteliti karena spektrum aktivitas biologisnya yang luas, yaitu sebagai antibakteri, antikapang (antifungi), cytotoxic, haemolytic dan antiinflamasi. Salah satu holothurin, yaitu senyawa steroid, sebagai aprodisiaka alami belum banyak diteliti. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah (1) Mendapatkan isolat senyawa steroid dan mengetahui kandungan steroid dalam jeroan dan daging teripang basah dan kering, (2) Mengetahui karakteristik ekstrak senyawa steroid dari teripang, (3) Mengetahui aktivitas biologis senyawa steroid dari teripang sebagai aprodisiaka alami, dan (4) Menguji coba membran nanofiltrasi untuk purifikasi awal senyawa steroid dari teripang. Teripang yang digunakan dalam penelitian ini adalah teripang pasir (Holothuria scabra) yang diperoleh dari Balai Budidaya Laut (BBL), Lampung. Senyawa steroid diperoleh dengan proses ekstraksi menggunakan aseton sebagai pelarut. Fraksinasi dengan kromatografi lapis tipis diperoleh dua fraksi yang diidentifikasi sebagai kolesterol dan testosteron, yaitu dengan Rf masingmasing 0.96 dan 0.91. Purifikasi awal senyawa steroid dilakukan dengan proses filtrasi menggunakan membran keramik dengan MWCO 1000 dalton. Untuk mengamati aktivitas biologis senyawa steroid yang diperoleh, digunakan anak ayam (DOC) jantan sebagai hewan percobaan. Parameter yang diamati adalah absorpsi N, bobot badan, jengger, testis, kadar kolesterol dan testosteron serum darah anak ayam. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa teripang dapat digunakan sebagai salah satu sumber aprodisiaka.

6

ABSTRACT KUSTIARIYAH. Isolation, Characterisation and Biological Activity Test of Sea Cucumber Steroid Compound as Natural Aphrodisiac. Under direction of E. GUMBIRA SA’ID, KHASWAR SYAMSU and KASENO. Sea cucumber (Holothurian) is one of fisheries commodities which has a high economic value. Generally sea cucumber is traded in the dried form (bechede-mer). Bioactive of sea cucumber, commonly known as holothurin, has drawn attention because of its wide spectrum of biological effects namely antibacterial, antifungal, cytotoxic, haemolytic and anti-inflammation. One of holothurins, steroid compounds, as natural aphrodisiac have not been observed yet. Therefore, the aims of this study were (1) to isolate steroid compounds of sea cucumber and their contents, (2) to characterise the compounds, (3) to know biological activity of the compounds as aphrodisiac, and (4) to do experiment of nanofiltration membrane for initial purification of steroid compounds. Steroid compounds of Holothuria scabra have been originally isolated from Holothurian of Lampung waters using acetone as a solvent. Six steroid fractions were found through thin layer chromatography (TLC) and two fractions have been identified as cholesterol and testosterone with Rf 0.96 and 0.91, respectively. Initial purification used ceramic membrane with MWCO 1000 dalton for filtration process. To better understand biological activity of the steroid, day old chicken (DOC) was used as a test organism. Parameters observed were N absorption, body weight and cap, testes, cholesterol and testosterone concentrations of blood serum. The results clearly demonstrated that sea cucumber Holothuria scabra could be used as a source of aphrodisiac.

7

PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Tesis ini berjudul “Isolasi, Karakterisasi dan Uji Aktivitas Biologis Senyawa Steroid dari Teripang sebagai Aprodisiaka Alami”. Penelitian ini merupakan bagian dari Hibah Penelitian Tim Pasca (HPTP) yang didanai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada para personalia di bawah ini: 1. Prof. Dr. Ir. E. Gumbira Sa’id, M.ADev., Dr. Ir. Khaswar Syamsu, M.Sc., dan Dr. Ir. Kaseno, M.Eng selaku ketua dan anggota komisi pembimbing, yang dengan penuh kesabaran membimbing penulis mulai dari penyusunan proposal sampai penulisan tesis ini. 2. Prof. Dr. Ir. Tridoyo Kusumastanto, MS, Kepala Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan (PKSPL-IPB), atas dukungan dan motivasinya. 3. Dr. Ir. Linawati Hardjito, MSc, selaku Ketua Departemen Teknologi Hasil Perairan (THP-IPB), atas dukungannya. 4. Dr. Ir. Etty Riani, MS, selaku Penguji atas masukan dan sarannya. 5. Drs. Handoko Dwi Putro dari Balai Budidaya Laut Lampung, untuk penyediaan teripangnya. 6. Prof. Dr. Ulrike Lindequist, Direktur Institute of Marine Biotechnology-Greifswald, Jerman, atas motivasi dan dukungannya. 7. Dr. Gudrun Mernitz, Frau Beate Cuypers dan Nadine Ruderish atas masukan dan sarannya. 8. Dr. Nuttawut Saelim, Martha Aznury, MSi, Agung B. Santoso, MSi dan Tung Chau Thanh Nguyen, MSc, untuk motivasi, kritik dan sarannya. 9. Meydia, AMd, rekan-rekan di PKSPL dan THP-IPB, serta rekan-rekan di TIP-IPB atas dukungan dan persahabatannya. 10. Kedua orang tua dan keluarga di Malang atas doa dan dukungannya. Harapan penulis semoga tesis ini bermanfaat bagi pembaca dan dapat menjadi amal shaleh bagi penulis.

Atas masukan dan saran yang bersifat

membangun penulis ucapkan terima kasih. Bogor, Juni 2006 Penulis

8

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Malang pada tanggal 18 Agustus 1975 dari keluarga Bapak Tarman dan Ibu Musannah. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis

menyelesaikan

pendidikan

di

SDN

Karangnongko

II,

Poncokusumo-Malang pada tahun 1988, Sekolah Menengah Pertama di SMPN 01 Poncokusumo-Malang pada tahun 1991 dan Sekolah Menengah Atas di SMAN 01 Tumpang-Malang pada tahun 1994.

Pada tahun tersebut penulis

diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB dan tahun 1995 penulis memilih Program Studi Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan IPB.

Penulis memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada

program studi tersebut pada tahun 1999. Sejak lulus pada tahun tersebut hingga tahun 2001 penulis menjadi asisten dosen pada matakuliah Bioteknologi Hasil Laut dan sejak tahun 2000 penulis menjadi staf peneliti pada Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan (PKSPLIPB). Pada tahun 2002 penulis melanjutkan pendidikan magister pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Sekolah Pascasarjana IPB.

Tahun 2005

penulis mengikuti training Bioteknologi Industri yang diselenggarakan oleh Internationale Weiterbildung und Entwicklung gGmbH (InWEnt) di Jerman selama satu tahun. Terhitung sejak bulan Januari 2005 penulis diterima sebagai staf pengajar pada Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB.

9

DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL .................................................................................................. v DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vi DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... vii 1. PENDAHULUAN ............................................................................................ 1 A. B. C. D.

Latar Belakang ......................................................................................... Tujuan Penelitian ..................................................................................... Ruang Lingkup Penelitian ........................................................................ Hipotesis Penelitian .................................................................................

1 2 2 2

2. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 3 A. B. C. D.

Teripang ................................................................................................... 3 Hormon Steroid ........................................................................................ 9 Ekstraksi Steroid ...................................................................................... 14 Teknologi Membran ................................................................................. 15 1) Klasifikasi Membran ............................................................................ 16 2) Filtrasi Membran .................................................................................. 18 E. Teknologi Membran pada Filtrasi Steroid ................................................ 19 F. Ayam sebagai Hewan Percobaan ............................................................ 19 G. Aprodisiaka .............................................................................................. 20 3. METODOLOGI PENELITIAN ........................................................................ 22 A. Tempat Penelitian .................................................................................... 22 B. Bahan dan Alat ........................................................................................ 22 C. Prosedur Penelitian .................................................................................. 22 1) Ekstraksi Steroid.................................................................................. 22 2) Identifikasi Keberadaan Steroid........................................................... 23 3) Filtrasi Steroid dengan Membran Nanofiltrasi ..................................... 24 4) Pengukuran Kadar Testosteron dan Kolesterol dari Serum Darah ..... 24 5) Analisis Kadar N Bahan Contoh (Bubuk Teripang dan Feses) ........... 25 6) Analisis Serapan N pada Anak Ayam.................................................. 25 7) Analisis Kadar Lemak pada Bubuk Teripang ...................................... 26 8) Karakterisasi Senyawa Steroid dari Ekstrak Teripang ........................ 26 9) Uji Aktivitas Biologis/Bioassay pada Anak Ayam Jantan (Alwir 2001) 27 D. Rancangan Penelitian .............................................................................. 30 4. HASIL DAN PEMBAHASAN.......................................................................... 31 A. B. C. D.

Bahan Baku ............................................................................................. 31 Analisa Proksimat Daging dan Jeroan Teripang ...................................... 32 Ekstraksi Steroid ...................................................................................... 32 Identifikasi dan Karakterisasi Steroid Hasil Ekstraksi .............................. 34 1) Uji Warna ............................................................................................. 34 2) Kromatografi Lapis Tipis/KLT (Thin Layer Chromatography/TLC) ...... 35 3) Karakteristik Steroid Teripang ............................................................. 35 E. Purifikasi Awal dengan Membran Nanofiltrasi.......................................... 36 F. Bioassay pada Anak Ayam Jantan........................................................... 39 1) Serapan N Pakan secara In Vivo dan Pengaruhnya terhadap Bobot

10

Badan .................................................................................................. 39 2) Pengaruh Ekstrak Teripang terhadap Bobot Hati, Limpa dan Bursa Fabrisius .............................................................................................. 41 3) Pengaruh Ekstrak Teripang terhadap Kadar Kolesterol dan Testosteron .......................................................................................... 45 4) Pengaruh Ekstrak Teripang terhadap Panjang, Lebar, Tinggi dan Bobot Jengger ..................................................................................... 47 5) Pengaruh Ekstrak Teripang terhadap Bobot Testis............................. 51 5. KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 54 A. Kesimpulan .............................................................................................. 54 B. Saran ........................................................................................................ 54 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 56 LAMPIRAN .......................................................................................................... 62

11

DAFTAR TABEL Halaman 1. Produksi teripang di Indonesia pada tahun 2001 ........................................... 6 2. Perkembangan produksi teripang di Indonesia .............................................. 6 3. Paten bahan alami dari teripang .................................................................... 8 4. Hormon steroid pada manusia ....................................................................... 11 5. Karakteristik teripang dari perairan Teluk Lampung ....................................... 31 6. Hasil analisa proksimat daging dan jeroan teripang ....................................... 32 7. Rendemen ekstraksi steroid dari teripang pasir ............................................. 33 8. Hasil identifikasi keberadaan steroid dalam teripang ..................................... 34 9. Nilai Rf dari ekstrak teripang dan standar ...................................................... 35

12

DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Morfologi teripang ........................................................................................... 3 2. Penampang melintang teripang ..................................................................... 4 3. Kerangka inti steroid (cyclopentanoperhydrophenanthrene) .......................... 10 4. Struktur kolesterol (A) dan hormon kelamin, B. Testosteron, C. Estron, D. Estradiol dan E. Estriol .............................................................................. 13 5. Konversi kolesterol menjadi hormon kelamin ................................................. 14 6. Kerangka kerja penelitian ............................................................................... 29 7. Teripang pasir yang digunakan dalam penelitian ........................................... 31 8. Perbandingan kualitatif kandungan steroid pada ekstrak aseton (A dan B), metanol (C), heksan (D) dan etil asetat (E) .................................................... 33 9. Agar diffusion assay pada C. maltosa ............................................................ 36 10. Proses filtrasi dengan menggunakan memran nanofiltrasi........................... 37 11. A. Ekstrak sebelum proses filtrasi, B. Permeat setelah proses filtrasi........ 38 12. Busa terbentuk selama proses filtrasi........................................................... 38 13. Anak ayam jantan sebagai hewan percobaan (umur 31 hari) ...................... 39 14. Kandungan N pada feses anak ayam jantan ............................................... 40 15. Perkembangan bobot badan anak ayam jantan selama percobaan ............ 41 16. Rataan bobot hati anak ayam jantan ............................................................ 42 17. Rataan bobot limpa anak ayam jantan ......................................................... 43 18. Rataan bobot bursa fabrisius anak ayam jantan .......................................... 44 19. Rasio bobot bursa fabrisius dan bobot badan anak ayam jantan................. 45 20. Kadar kolesterol dan testosteron pada serum anak ayam jantan ................ 46 21. Perkembangan panjang jengger anak ayam jantan selama percobaan ...... 47 22. Perkembangan lebar jengger anak ayam jantan selama percobaan ........... 48 23. Perkembangan tinggi jengger anak ayam jantan selama percobaan........... 49 24. Salah satu anak ayam jantan sebagai kontrol positif (A) dan kontrol negatif (B) ..................................................................................................... 49 25. Rataan bobot jengger anak ayam jantan...................................................... 51 26. Rataan bobot testis anak ayam jantan ......................................................... 53

13

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman 1. Pengukuran panjang, lebar dan tinggi jengger anak ayam jantan ................. 62 2. Analisis keragaman pengaruh ekstrak teripang terhadap lebar jengger ........ 62 3. Analisis keragaman pengaruh ekstrak teripang terhadap panjang jengger ... 63 4. Analisis keragaman pengaruh ekstrak teripang terhadap tinggi jengger ........ 63 5. Uji lanjut pengaruh ekstrak teripang terhadap panjang jengger ..................... 64 6. Uji lanjut pengaruh ekstrak teripang terhadap lebar jengger .......................... 64 7. Uji lanjut pengaruh ekstrak teripang terhadap tinggi jengger ......................... 65

14