PROFIL SENYAWA PENCIRI DAN BIOAKTIVITAS TANAMAN TEMULAWAK PADA AGROBIOFISIK BERBEDA
WARAS NURCHOLIS
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Profil Senyawa Penciri dan Bioaktivitas Tanaman Temulawak pada Agrobiofisik Berbeda adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhit tesis ini.
Bogor, Agustus 2008
Waras Nurcholis NIM G851060031
ABSTRACT
WARAS NURCHOLIS. Profile of Marker Compound and Bioactivity of Temulawak on Different Agrobiofisic. Under direction of EDY DJAUHARI PURWAKUSUMA and MONO RAHARDJO. Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb) which belong to Zingiberaceae, empirically used as herbal medicines. The research was aimed to determine promising line A, B, and C of temulawak from Balittro based on high bioactive content (xanthorrhizol and curcuminoid) and its in vitro bioactivity (anti oxidant and toxicity), and to establish agrobiophysic environmental condition which produced high active compound. The xanthorrhizol and curcuminoid content were measured by HPLC. Anti oxidant and toxicity were determined in vitro by DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl) method and BSLT (Brine Shrimp Lethality Test) method. The result show that promising line A produced highest bioactive and bioactivity yield with productivity of xanthorrhizol and curcuminoid were 0,1568 g/ plant and 0,0564 g/ plant, respectively. Its IC50 of antioxidant activity was 65,09 ppm and LC50 of toxicity was 69,05 ppm. According to agrobiophysic parameter of Cipenjo, temulawak was suitable in environment which have temperatur 28-34 ºC, rainfall about 223,97 mm/ year and sandy clay soil.
Keywords: Temulawak, xanthorrhizol, curcuminoid, anti oxidant and toxicity
RINGKASAN WARAS NURCHOLIS. Profil Senyawa Penciri dan Bioaktivitas Tanaman Temulawak pada Agrobiofisik Berbeda. Dibimbing oleh EDY DJAUHARI PURWAKUSUMA dan MONO RAHARDJO. Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.) merupakan salah satu jenis tumbuhan dari keluarga Zingiberaceae yang secara empirik banyak digunakan sebagai obat, baik dalam bentuk tunggal maupun campuran, yaitu sebagai hepatoproteksi, anti-inflamasi, antikanker, antidiabetes, antimikroba, antihiperlipidemia, dan pencegah kolera. Khasiat lainnya yang dimiliki oleh komponen kimia dalam temulawak adalah antibakteri, antijamur, antioksidan, dan antilipidemia. Sebagai bahan baku obat, temulawak selain produksi rimpang tinggi juga harus bermutu tinggi. BPOM menegaskan bahwa obat herbal harus memenuhi persyaratan yang meliputi mutu, keamanan, dan khasiat. Mutu temulawak dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain penanganan budidaya hingga proses pascapanen. Budidaya yang standar harus mengacu kepada SOP mulai dari pemilihan varietas (aksesi), lokasi, jenis dan kesuburan tanah, serta kondisi iklim (curah hujan, suhu udara, kelembaban, dan intensitas sinar matahari). Senyawa metabolit sekunder yang mengandung bahan aktif berkhasiat obat utama di dalam temulawak adalah xantorizhol dan kurkuminoid. Mutu bahan baku obat di dalam temulawak diprioritaskan terhadap tingginya kadar xantorizhol dan kurkuminoid, yang salah satunya ditentukan oleh faktor genetik dan lingkungan tumbuh tanaman temulawak. Keamanan (toksisitas) dan khasiat (efikasi) dari tanaman temulawak merupakan aktivitas biologi (bioaktivitas) dari bioaktif yang terkandung dalam tanaman temulawak. Oleh karena itu perlu diketahui nomor harapan tanaman temulawak yang unggul dan lingkungan tumbuh yang sesuai, sehingga diperoleh produksi dan mutu rimpang yang tinggi (bioaktif dan bioaktivitas tinggi). Pada penelitian ini dilakukan uji multilokasi 3 nomor harapan temulawak A, B, dan C di Cipenjo (Cileungsi) dan Ganjar Resik (Sumedang), yang mewakili sentra pengembangan budidaya temulawak di Jawa Barat serta Kragilan (Boyolali) yang mewakili sentra pengembangan budidaya temulawak di Jawa Tengah. Penelitian bertujuan untuk memilih diantara nomor harapan temulawak A, B, dan C dari Balittro yang terbaik berdasarkan kandungan bioaktif (xanthorrhizol dan kurkuminoid) dan bioaktivitas (antioksidan dan toksisitas) yang tinggi, dan menentukan kondisi lingkungan agrobiofisik yang menghasilkan tingkat bahan aktif tinggi. Dari penelitian ini diharapkan dapat diperoleh nomor harapan temulawak terseleksi dan kondisi lingkungan agrobiofisik yang sesuai berdasarkan kualitas bahan aktif dan potensi bioaktivitasnya. Kandungan bioaktif xantorhizol dan kurkuminoid diukur dengan menggunakan KCKT. Antioksidan dan toksisitas ditentukan dengan menggunakan metode DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl) dan metode BSLT (Brine Shrimp Lethality Test). Data agronomi yang diambil pada penelitian ini adalah bobot basah dan jumlah rimpang induk per tanaman temulawak yang dipanen pada 9 bulan setelah tanam. Bobot basah rimpang tertinggi adalah 1247,95 g/tanaman dihasilkan dari nomor harapan temulawak A yang ditanam di Ganjar Resik. Jumlah rimpang
induk per tanaman tertinggi adalah nomor harapan A yang ditanam di Cipenjo dengan jumlah 4,67 rimpang/ tanaman. Pada ketiga lokasi penelitian hasil rendemen tertinggi dihasilkan oleh nomor harapan temulawak B yaitu 16,03% di Ganjar Resik, 13,21% di Kragilan, dan 14,94% di Cipenjo. Nomor harapan temulawak A menghasilkan rendemen tertinggi dari lokasi Cipenjo, yaitu 13,21%. Rendemen sebesar 13,37% merupakan rendemen tertinggi yang dihasilkan oleh nomor harapan temulawak C dari lokasi Ganjar Resik. Ketiga nomor harapan temulawak memiliki kecenderungan yang berbeda dalam menghasilkan bioaktif xantorhizol dan kurkuminoid. Lokasi penanaman mempunyai pengaruh berbeda terhadap produksi bioaktif temulawak. Produktivitas xantorhizol dan kurkuminoid tertinggi dihasilkan oleh nomor harapan temulawak A di lokasi Cipenjo, yaitu 0,1568 gram xantorhizol dan 0,0564 gram kurkuminoid per tanaman temulawak. Nilai IC50 rendah menunjukkan aktivitas antioksidan yang tinggi. Terlihat bahwa nomor harapan A memiliki aktivitas antioksidan yang tinggi di ketiga lokasi penelitian, yang tertinggi adalah nomor harapan A yang ditanam di Cipenjo dengan IC50 sebesar 65,09 ppm. Nomor harapan B yang ditanam di Cipenjo menghasilkan aktivitas antioksidan yang rendah dengan IC50 sebesar 242,67 ppm. Nilai LC50 rendah menunjukkan toksisitas yang tinggi. Nomor harapan A baik yang ditanam di Ganjar Resik, Kragilan, dan Cipenjo memberikan nilai toksisitas yang tinggi, dengan nilai LC50 berturut-turut adalah 63,60 ppm, 77,81 ppm, dan 69.05 ppm. Jadi temulawak nomor harapan A ini memiliki hasil yang konsisten diketiga lokasi penelitian. Namun nilai toksisitas tertinggi dimiliki oleh nomor harapan C yang ditanam di Ganjar Resik, dengan LC50 sebesar 51.30 ppm. Berdasarkan kandungan bioaktif (xantorhizol dan kurkuminoid) dan bioaktivitas (antioksidan dan toksisitas) nomor harapan temulawak terbaik adalah nomor harapan temulawak A. Lokasi Cipenjo (Cileungsi) dengan kondisi temperatur 28-34 ºC, curah hujan 223,97 mm/tahun, dan tanah liat berpasir merupakan lokasi yang paling sesuai untuk budidaya temulawak dibandingkan Kragilan (Boyolali) dan Ganjar Resik (Sumedang). Perlu dilakukan penelitian pada tingkat genetik untuk mengetahui pengaturan ekspresi gen terkait dengan produktivitas xantorhizol dan kurkuminoid pada ketiga nomor harapan temulawak. Perlu dilakukan penelitian mengenai faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi mekanisme biokimiawi pada temulawak untuk meningkatkan produksi bioaktif xantorhizol dan kurkuminoid. Kata kunci: Temulawak, xantorhizol, kurkuminoid, antioksidan dan toksisitas
© Hak cipta milik IPB, tahun 2008 Hak cipta dilindungi undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencamtumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan, atau makalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. 2. dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
PROFIL SENYAWA PENCIRI DAN BIOAKTIVITAS TANAMAN TEMULAWAK PADA AGROBIOFISIK BERBEDA
WARAS NURCHOLIS
Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Departemen Biokimia
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
Judul Tesis Nama NIM
: Profil Senyawa Penciri dan Bioaktivitas Tanaman Temulawak pada Agrobiofisik Berbeda : Waras Nurcholis : G851060031
Disetujui Komisi Pembimbing
Drs. Edy Djauhari PK, MSi Ketua
Drs. Mono Rahardjo, MS Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Biokimia
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. drh. Maria Bintang, MS.
Prof. Dr. Ir. Khairil A Notodiputro, MS
Tanggal Ujian: 22 Agustus 2008
Tanggal Lulus:
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: drh. Sulistiyani, MSc, PhD
PRAKATA
Sujud syukur penulis haturkan kepada Yang Maha Kuasa Allah swt, hanya karena kuasa-Nya makalah hasil penelitian yang berjudul “Profil Senyawa Penciri dan Bioaktivitas Tanaman Temulawak pada Agrobiofisik Berbeda” dapat terselesaikan. Makalah hasil penelitian ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Magister Sains. Penulis mengucapkan terima kasih kepada segala pihak yang telah membantu selama proses penyusunan makalah hasil penelitian ini, khususnya kepada: 1) Bapak Drs. Edy Djauhari PK, MSi dan Drs. Mono Rahardjo, MS selaku pembimbing yang banyak memberi masukan selama penyusunan makalah hasil penelitian ini. 2) Ibu Prof. Dr. drh. Maria Bintang, MS, selaku Ketua Program Studi Pascasarjana Biokimia IPB yang telah memberi masukan untuk perbaikan makalah hasil penelitian ini. 3) Ibu Prof. Dr.Latifah K Darusman, MS, selaku Kepala Pusat Studi Biofarmaka yang telah memberi kesempatan meneliti mengenai topik ini dan terimakasih juga atas semangat dan doanya. 4) Orang tua serta adikku yang banyak memberi semangat untuk terus melangkah ke depan. 5) Para staf PSB-IPB yang telah banyak memberi semangat dan bantuan dalam penelitian ini. Penulis menyadari bahwa makalah hasil penelitian ini jauh dari kesempurnaan, oleh sebab itu penulis mengharapkan adanya kritik dan juga saran yang membangun untuk perbaikkan di masa yang akan datang. Semoga makalah hasil penelitian ini bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, Agustus 2008
Waras Nurcholis
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Kediri pada tanggal 02 Januari 1980 dari ayah Sekar dan ibu Sumilah. Penulis merupakan putra pertama dari dua bersaudara. Tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Pelepat dan pada tahun yang sama penulis menempuh pendidikan sarjana di Program Studi Biokimia pada Institut Pertanian Bogor, lulus pada tahun 2006. Kesempatan untuk melanjutkan pendidikan pascasarjana ditempuh di Program Studi Biokimia pada Program Pascasarjana IPB pada tahun yang sama. Selama mengikuti perkuliahan penulis juga bekerja di Pusat Studi Biofarmaka LPPM-IPB.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xii PENDAHULUAN ...............................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA Temulawak ................................................................................................. 3 Komposisi Kimia Temulawak .................................................................... 5 Xanthorrhizol.............................................................................................. 8 Kurkuminoid............................................................................................... 10 Antioksidan................................................................................................. 12 Uji Toksisitas Larva Udang ......................................................................... 14 METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian..................................................................... 16 Bahan dan Alat ........................................................................................... 16 Metode ........................................................................................................ 16 HASIL DAN PEMBAHASAN Parameter Agronomi 3 Nomor Harapan Temulawak ................................. Rendemen 3 Nomor Harapan Temulawak ................................................. Kandungan Xantorhizol dan Kurkuminoid 3 Nomor Harapan Temulawak ................................................................................... Antioksidan dan Toksisitas 3 Nomor Harapan Temulawak .......................
19 20 21 24
KESIMPULAN DAN SARAN............................................................................ 26 UCAPAN TERIMAKASIH................................................................................. 27 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 28 LAMPIRAN......................................................................................................... 32
x
DAFTAR TABEL Halaman 1
Komposisi rimpang temulawak .....................................................................
5
2
Kadar minyak atsiri rimpang temulawak ......................................................
6
3
Sifat fisik minyak temulawak ........................................................................
7
4
Komponen minyak temulawak .....................................................................
7
5
Efek cisplatin atau kombinasinya dengan xanthorrizol dan kurkumin pada lipid peroksida dalam ginjal mencit ............................... 10
6
Parameter agronomi 3 nomor harapan temulawak di tiga lokasi penelitian ........................................................................................................ 19
7
Bioaktivitas antioksidan dan toksisitas 3 nomor harapan temulawak............ 24
xi
DAFTAR GAMBAR Halaman 1
Struktur xantorhizol .......................................................................................
8
2
Biosintesis seskuiterpenoid secara umum......................................................
8
3
Struktur kurkumin dan desmetoksikurkumin ................................................ 10
4
Biosintesis kurkuminoid ................................................................................ 11
5
Rendemen rimpang induk 3 nomor harapan temulawak................................ 20
6
Produktivitas xantorhizol pada uji multilokasi 3 nomor harapan temulawak ........................................................................................ 22
7
Produktivitas xantorhizol pada uji multilokasi 3 nomor harapan temulawak ........................................................................................ 22
xii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1
Diagram alir penelitian................................................................................... 33
2
Contoh probit analisis .................................................................................... 34
3
Contoh perhitungan aktivitas inhibisi radikal DPPH ..................................... 36
4
Data lengkap antioksidan dan toksisitas ........................................................ 38
5
Parameter agronomi nomor harapan temulawak A, B, dan C........................ 39
6
Kandungan bioaktif nomor harapan temulawak A, B, dan C ........................ 39
7
arakteristik data agrobiofisik lokasi penelitian .............................................. 40
