112 Jurnal Pharmascience, Vol .03, No.02, Oktober 2016, hal: 112 - 118 ISSN-Print. 2355 – 5386 ISSN-Online. 2460-9560 http://jps.unlam.ac.id/ Research Article
Optimasi Sistem GC-MS dalam Analisis Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau (Piper betle L.) * I M.A. G. Wirasuta, I.Y.J. Wage, C.I.T.R. Dewi, N.M.N.P. Dewi, N.K.A. Julianty, I G.L.B. Wirajaya, N.M.W. Astuti Program Studi Farmasi, FMIPA, Universitas Udayana *Email:
[email protected] ABSTRAK Minyak atsiri daun sirih (Piper betle L.) memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai bahan obat. Standarisasi mutu minyak atsiri daun sirih dapat dilakukan menggunakan metode kromatograi gas. Metode ini harus dapat menjamin pemisahan komponen yang ada pada sampel. Hasil studi literatur diperoleh 6 metode kromatograi gas dengan laju alir dan laju peningkatan suhu kolom yang berbeda. Hasil pemisahan minyak atsiri daun sirih dari ke-6 metode ini dibandingkan dengan melihat parameter kromatografinya. Faktor lain yang dibandingkan adalah identitas MS dari masingmasing puncak yang muncul pada setiap kromatogram. Hasil perbandingan menunjukkan bahwa metode 4 memberikan hasil pemisahan yang paling baik karena memberikan jumlah parameter kromatografi yang paling banyak memenuhi persyaratan pemisahan. Metode 4 juga mampu memberikan satu identitas senyawa untuk setiap puncaknya. Metode 4 ini dilakukan dengan laju alir 1 mL/menit dan suhu kolom 60C sistem 60C ditahan 5 menit lalu dinaikkan 4C/menit hingga 220C ditahan 20 menit. Kata kunci : Minyak atsiri, Sirih (Piper betle L.), GC-MS, Optimasi
ABSTRACT Essential oil of betel leaf (Piper betle L.) has the potential to be developed as a drug substance. Standardization of the quality of essential oil of betel leaf can be done using methods kromatograi gas. This method should be able to guarantee the separation of components in a sample. The results of the study of literature obtained 6 gas chromatography with a flow rate and the rate of temperature increase in a different column. The result of the separation of betel leaf essential oil from all 6 of this method compared to seeing kromatografinya parameter. Another factor is that compared MS identity of each peak that appears on each chromatogram. The comparison shows that the method 4 provides the results of the separation of the most good because it gives the number of chromatographic parameters that most meets the requirements of separation. Method 4 is also able to provide the identity of the compound for each peak. Method 4 is
Volume 03, Nomor 02 (2016)
Jurnal Pharmascience
113 carried out at a flow rate of 1 mL / min and column temperature of 60 ° C the system 60° C arrested 5 minutes then raised 4 ° C / min to 220 ° C on hold 20 minutes. Keywords: Essential oils, Betel (Piper betle L.), GC-MS, Optimization
2015, Mohottalage et al., 2007, Utpala et
I. PENDAHULUAN Minyak atsiri daun sirih (Piper betle
al., 2014 dan Said et al., 2013. 6 metode
L.) berpotensi tinggi untuk dikembangkan
ini
sebagai bahan obat anti kandisiasis karena
kromatografi yang berbeda dalam hal laju
memiliki aktivitas antijamur (Saxena et al.,
alir
2014). Hal ini mendukung penggunaan
Pemilihan metode kromatografi gas yang
ektrak daun sirih secara tradisional sebagai
tepat untuk digunakan dalam penentuan
obat
daerah
sidik jari sampel minyak atsiri daun sirih
kewanitaan (Ladion, 2009; Moeljanto dan
dapat ditentukan dengan menggunakan
Mulyono, 2003). Senyawa aktif yang
perbandingan
diduga
yang
kumur
dan
sebagai
pembersih
bahan
aktif
sediaan
memiliki
dan
pengaturan
peningkatan
suhu
parameter
dihasilkan
dari
metode
kolom.
kromatografi masing-masing
tersebut adalah senyawa turunan eugenol
metode. Tujuan penelitian ini adalah
seperti kavikol dan kavibetol (Saxena et
menentukan metode dengan laju alir dan
al., 2014). Standarisasi kualitas minyak
suhu sistem GC-MS yang paling baik
atsiri
dengan
untuk memisahkan komponen-komponen
menggunakan kromatografi sidik jari,
penyusun dalam minyak atsiri daun sirih
salah satunya dengan metode kromatografi
hijau (Piper betle L.) yang dievaluasi
gas.
yang
menggunakan parameter kromatografi dan
menjamin
perkiraan identitas senyawa berdasarkan
dapat
Metode
digunakan
dilakukan
kromatografi harus
dapat
gas
pemisahan berbagai komponen yang ada di
spektrum massanya
dalam minyak atsiri daun sirih sehingga dapat secara jelas menentukan komponen yang berperan sebagai sidik jari (Giri et
II. METODE PENELITIAN A. Alat dan Bahan
al., 2010).
Alat-alat yang digunakan dalam
Hasil studi literatur menunjukkan terdapat
penelitian
6
destilasi (Iwaki Pyrex), corong pisah
metode
GC-MS
untuk
analisis
ini
alat
lain
perangkat
kandungan kimia minyak atsiri antara lain
(Iwaki
yang dilakukan oleh Misra et al., 2009,
Centrifuge PLC Series) instrumen GC-MS
Prakash et al., 2010, Wongsariya et al.,
(Agilent Technologies).
Volume 03, Nomor 02 (2016)
Pyrex),
antara
sentrifugasi
(K
Jurnal Pharmascience
114 Bahan-bahan
yang
digunakan
dinaikkan 3C/menit hingga 200C
dalam penelitian ini antara lain daun sirih hijau, akuades (Brataco), NaCl (Brataco),
(Wongsariya et al., 2015). d.
Laju alir 1 mL/menit dan suhu kolom
Na2SO4 (Brataco) dan metanol (Merck-
60C sistem 60C ditahan 5 menit lalu
Germany).
dinaikkan 4C/menit hingga 220C ditahan 20 menit (Mohottalage et al.,
B. Metode 1.
2007).
Isolasi Minyak Atsiri
e.
Laju alir 1 mL/menit dan suhu kolom
Satu kg sampel daun sirih hijau
70C ditahan 5 menit lalu dinaikkan
didestilasi dengan air selama 5 jam dengan
5C/menit hingga 110C ditahan 5
suhu destilasi 100C. Destilat diekstaksi
menit,
cair-cair dengan penambahan NaCl. Fase
ditahan 5 menit (Utpala et al., 2014). f.
Laju alir 1,2 mL/menit dan suhu
Analisis GC-MS
kolom 75C ditahan 5 menit lalu
Minyak atsiri dari daun sirih diambil
dinaikkan 5C/menit hingga 250C
10 L lalu dilarutkan ke dalam 240 L metanol.
Larutan
tersebut
3C/menit
dinaikkan 5C/menit hingga 220C
disentrifugasi dengan kecepatan 4000 rpm
2.
dinaikkan
hingga 200C ditahan 5 menit, lalu
minyak ditambahkan Na2SO4 anhidrat lalu selama 10 menit.
lalu
ditahan 10 menit (Said et al., 2013).
kemudian
diinjeksikan ke dalam sistem GC-MS III. HASIL DAN PEMBAHASAN
sebanyak 1 L. a.
Hasil yang diperoleh dari proses
Laju alir 1 mL/menit dan suhu kolom 70C ditahan 2 menit lalu dinaikkan 3C/menit hingga 250C yang ditahan 2 menit (Misra et al., 2009).
b.
c.
destilasi dan ekstraksi cair-cair adalah terbentuknya dua fase yaitu fase air dan fase
minyak
yang
berwarna
kuning
transparan. Hasil analisis minyak atsiri
Laju alir 1 mL/menit dan suhu kolom
masing-masing
metode
berbeda
satu
70C ditahan 2 menit lalu dinaikkan
dengan lainnya. Perhitungan parameter
37C/menit
kromatografi
hingga
250C
yang
dilakukan
untuk
ditahan 10 menit (Prakash et al.,
mengevaluasi metode yang memberikan
2010).
hasil
Laju alir 0,68 mL/menit dan suhu
Parameter yang dihitung antara lain tailing
kolom 60C ditahan 5 menit lalu
factor () yang menyatakan simetrisitas
Volume 03, Nomor 02 (2016)
pemisahan
yang
paling
baik.
Jurnal Pharmascience
115 puncak dengan syarat berada pada rentang
perbandingan antara ke enam metode
0,9-1,4,
resolusi (Rs) yang menyatakan
tersebut ditunjukkan pada Gambar 1.
keterpisahan antara dua puncak dengan
Persentase puncak yang memenuhi syarat
syarat lebih besar dari 1,5, faktor kapasitas
parameter dan Rs paling tinggi ada pada
(k) yang menyatakan laju migrasi analit
metode
dalam kolom dengan syarat berada pada
memenuhi syarat parameter k paling tinggi
rentang 1-10, faktor selektivitas () yang
ada pada metode 1, akan tetapi jumlah ini
menyatakan
hampir mirip untuk seluruh metode. Dan
tingkat
pemisahan
analit
4.
Persentase
puncak
yang
dalam kolom dengan syarat yaitu lebih
seluruh
besar dari 1 dan jumlah lempeng teoritis
memenuhi persyaratan untuk parameter
(N) yang menyatakan efisiensi kolom
dan N.
dengan syarat nilai yang semakin besar
puncak
dari
seluruh
metode
Faktor pendukung lainnya yang dapat
menandakan peningkatan efisiensi (Ahuja
digunakan
dan Dong, 2005).
adalah identitas MS dari masing-masing puncak
untuk
yang
kromatogram.
evaluasi
muncul Identitas
pemisahan
pada MS
setiap ditandai
sebagai puncak tertinggi pertama, kedua dan ketiga atau yang dikenal sebagai parent peak. Metode 1, 3, 4 dan 5 mampu memberikan satu puncak dengan satu identitas senyawa. Puncak 7, 8 dan 9, puncak 11 dan 12, puncak 14 dan 15 serta Gambar
1.
Perbandingan persentase parameter kromatografi setiap metode
puncak 24, 25, 26 dan 27 dari metode 2 terdeteksi sebagai senyawa yang sama. Hal yang serupa juga diperoleh metode 6.
Hasil
perhitungan
parameter
Pembacaan
puncak-puncak
tersebut
kromatografi ditransformasikan ke dalam
sebagai senyawa yang sama disebabkan
bentuk persentase sesuai dengan jumlah
karena kemiripan spektrum MS dari
puncak yang terdeteksi yaitu 21 puncak
puncak-puncak tersebut.
untuk metode 1, 27 puncak untuk metode
Laju peningkatan suhu kolom pada
2, 21 puncak untuk metode 3, 23 untuk
oven berpengaruh pada waktu analisis
metode 4, 23 puncak untuk metode 5 dan
(running time). Metode 2 dengan laju
24
peningkatan suhu oven adalah 37C/menit
puncak
untuk
metode
Volume 03, Nomor 02 (2016)
6.
Hasil
Jurnal Pharmascience
116 memberikan running time selama 6,86
parameter kromatografi yang paling dan
menit, sedangkan metode 5 dengan laju
banyak memenuhi persyaratan pemisahan
peningkatan suhu 3C/menit memberikan
analisis. Berdasarkan data tersebut metode
running time selama 32, 75 menit.
4 adalah metode yang paling baik untuk
Running time berpengaruh pada daya
digunakan
pisah dari setiap senyawa (lihat Tabel 1).
kromatografi gas minyak atsirih daun sirih.
dalam
penetapan
sidikjari
Metode 4 memberikan daya pisah yang paling baik dari semua metode yang dicoba. Metode 4 juga memberikan jumlah
Tabel 1. Waktu Retensi dan Daftar Pendugaan Senyawa Berdasarkan Spektrum Massa Metode 1 No. 1. 2. 3.
Rt (min) 4.33 4.66 5.20
4.
6.31
5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.
6.68 7.58 11.87 15.32 18.76 20.02 20.56 21.60 22.94 23.90 24.05 24.25 24.61 25.45 25.73 26.19
21.
30.53
Pinene Camphene Phellandrene Bicyclo 4.1,0 heptane 3,7,7 trimethyl Phellandrene Terpinene Terpineol Chavicol Isoeugenol Eugenol Elemene Caryophyllene Humulene Amorphene Germacrene Selinene Selinene Panasinsen Amorphene Patchoulene Allylpyrocatechol 3,4-diacetate
Metode 2 Rt (min) 4.18 4.27 4.45
Ocimene Terpinene Sabinene hydrate
Metode 3 Rt (min) 6.24 6.77 7.75
4.50
1,6-Octadien-3ol, 3,7-dimethyl-
9.55
4.95 5.05 5.31 5.38 5.47 5.68 5.75 5.83 5.89 6.03 6.06 6.16 6.21 6.25 6.28 6.30
Terpineol Anisole, p-allylChavicol Chavicol Chavicol Isoeugenol Eugenol Eugenol Elemene Caryophyllene Caryophyllene Humulene Amorphene Germacrene Selinene Selinene
10.08 11.46 17.02 21.13 24.78 26.10 26.63 27.69 29.09 30.10 30.24 30.44 30.81 31.67 31.97 32.45
6.34
Patchoulene
36.89
22.
6.39
23.
6.63
24.
6.73
Panasinsen 4-hydroxy-6methoxycoumarin Allylpyrocatechol 3,4-diacetate
25.
6.79
26.
6.83
27.
6.86
Volume 03, Nomor 02 (2016)
Pinene Camphene Phellandrene Bicyclo 4.1,0 heptane 3,7,7 trimethyl Phellandrene Terpinene Terpineol Chavicol Isoeugenol Eugenol Elemene Caryophyllene Humulene Amorphene Germacrene Selinene Selinene Panasinsen Amorphene Patchoulene Allylpyrocatechol 3,4-diacetate
Allylpyrocatechol 3,4-diacetate Allylpyrocatechol 3,4-diacetate Allylpyrocatechol 3,4-diacetate
Jurnal Pharmascience
117 Tabel 1 (Lanjutan). Waktu Retensi dan Daftar Pendugaan Senyawa Berdasarkan Spektrum Massa Metode 4
2. 3. 4.
Rt (min) 6.21 6.72 7.64
5.
Metode 5
Metode 6
Pinene Camphene Phellandrene
Rt (min) 4.58 5.00 5.70
Pinene Camphene Phellandrene
Rt (min) 4.32 4.90 5.32
8.32
Pinene
6.20
Pinene
6.12
6.
9.25
Bicyclo 4.1,0 heptane 3,7,7 trimethyl
7.03
7.
9.72
Phellandrene
7.43
Bicyclo 4.1,0 heptane 3,7,7 trimethyl Phellandrene
8.
9.80
Eucalyptol
8.40
Terpinene
8.75
9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23.
10.90 15.46 18.63 21.47 22.50 22.92 23.77 24.84 25.57 25.70 25.87 26.14 26.80 26.98 27.29
12.25 12.96 15.14 19.17 20.76 21.41 22.66 24.25 25.38 25.54 25.77 26.18 27.13 27.47 28.02
30.64
Terpineol Eucalyptol Chavicol Isoeugenol Eugenol Elemene Caryophyllene Humulene Amorphene Germacrene Selinene Selinene Panasinsen Amorphene Patchoulene Allylpyrocatecho l 3,4-diacetate
11.21 11.89 13.78 16.17 17.03 17.40 18.11 18.98 19.56 19.68 19.82 20.04 20.58 20.71 20.93
24.
Terpinene Terpineol Chavicol Isoeugenol Eugenol Elemene Caryophyllene Humulene Amorphene Germacrene Selinene Selinene Panasinsen Amorphene Patchoulene Allylpyrocatechol 3,4-diacetate
1.
32.75
Camphene Phellandrene Pinene Bicyclo 4.1,0 heptane 3,7,7 trimethyl
6.51
Phellandrene
7.42
Terpinene 1,6-Octadien-3ol, 3,7-dimethylTerpineol Eucalyptol Chavicol Isoeugenol Eugenol Elemene Caryophyllene Humulene Amorphene Germacrene Selinene Selinene Panasinsen Amorphene Patchoulene Allylpyrocatech ol 3,4-diacetate Allylpyrocatech ol 3,4-diacetate
23.62 23.84
25. 26. 27.
IV.
KESIMPULAN
Metode GC-MS yang memberikan hasil yang paling optimal adalah metode 4 dengan laju alir 1 mL/menit dan suhu kolom 60C sistem 60C ditahan 5 menit lalu dinaikkan 4C/menit hingga 220C ditahan 20 menit. DAFTAR PUSTAKA Ahuja, S. dan M. W. Dong. 2005. Handbook of Pharmaceutical
Volume 03, Nomor 02 (2016)
Analysis by HPLC Vol. 7. New York: Elsevier Inc. Giri, L., H. C. Andola, V. K. Purohit, M. S. M. Rawat, R. S. Rawal dan I. D. Bhatt. 2010. Chromatographic and Spectral Fingerprinting Standarization of Traditional Medicines: An Overview as Modern Tools. Research Journal of Phytochemistry Vol. 4. Ladion, H. de Guzman. 2009. Tanaman Obat Penyembuh Ajaib. Bandung: Indonesia Publishing House. Misra, P., A. Kumar, P. Khare, S. Gupta, N. Kumar, dan A. Dube. 2009. Pro-
Jurnal Pharmascience
118 Apoptic Effect of The Landrace Bangla Mahoba of Piper betle on Leismania donovani May Due to The High Content Of Eugenol. Journal of Medicinal Microbiology. Vol. 58. Moeljanto, R. D. dan Mulyono. 2003. Khasiat & Manfaat Daun Sirih: Obat Mujarab dari Masa ke Masa. Jakarta: Penerbit AgroMedia Pustaka. Mohottalage, S., R. Tabacchi, dan P. M. Guerin. 2007. Components from Sri Lankan Piper betle L. Leaf Oil and Their Analogues Showing Toxicity Against The Housefly, Musca domestica. Flavour and Fragrance Journal. Vol. 22. Said, S. M., F. A. A. Majid, W. A. W. Mustapha, dan I. Jantan. 2013. Anti-Inflammatory Activity of Selected Edible Herbs and Spices on Cultured Human Gingival Fibroblasts. The Open Conference Proceedings Journal. Vol. 4. Saxena, M., N. K. Khare, P. Saxena, K. V. Syamsundar dan S. K. Srivastava. 2014. Antimicrobial Activity and Chemical Composition of Leaf Oil in Two Varieties of Piper betle from Northern Plains of India. Journal of Scientific and Industrial Research. Vol. 73. Prakash, B., R. Shukla, P. Singh, A. Kumar, P. K. Mishra dan N. K. Dubey. 2010. Efficacy of Chemically Characterized Piper betle L. Essential Oil Against Fungal and Aflatoxin Contamination of Some Edible Commodities and Its Antioxidant Activity. International Journal of Food Microbiology. Vol. 142. Utpala, P., G. R. Asish, K. V. Saji, J. K. George, N. K. Leela, dan P. A. Mathew. 2014. Diversity Study of Leaf Volatile Oil Constituent of Piper Species Based on GC/MS and Spatial Distribution. Journal of
Volume 03, Nomor 02 (2016)
Spices and Aromatic Crops. Vol. 23. No. 1. Wongsariya, K., P. Lomarat, N. Bunyapraphatsara, V. Srisukh, dan M. T. Chomnawang. 2014. Evaluation of Thai Spice Essential Oil and Their Active Compounds for Anti-Cariogenic Activity and Mechanism of Action. Journal of Essential Oil Bearing Plants. Vol. 17.
Jurnal Pharmascience
