Identifikasi Pigmen, Aktifitas Antioksidan, dan Analisa Proksimat Gracilaria foliifera (Forsskal) Borgesen pada Tanaman Alami dan Budidaya
Tesis Diajukan kepada Program Pascasarjana Magister Biologi Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains
Oleh: Endang Rinawati Purba NIM: 422008005
Program Pascasarjana Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2013
SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama
: Endang Rinawati Purba
NPM
: 422008005
Progdi
: Magister Biologi
Alamat
: Jl. Winong No.1, Karanggondang RT5/RW5, Kec. Mlonggo. Kab. Jepara, 59452.
Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya dan dengan penuh kesadaran bahwa dalam menulis Tesis dengan
judul:
Antioksidan,
dan
“Identifikasi Analisa
Pigmen,
Proksimat
Aktifitas Gracilaria
foliifera (Forsskal) Borgesen pada Tanaman Alami dan Budidaya”, saya tidak melakukan tindakan plagiasi atau mengambil alih seluruh atau sebagian besar karya tulis orang lain tanpa menyebutkan sumbernya. Jika saya terbukti melakukan tindakan plagiasi, bersedia dicabut hak saya sebagai mahasiswa atau dicabut kembali gelar yang sudah diberikan dan akibat hukum lainnya.
Salatiga, Pembuat pernyataan, Endang Rinawati Purba
ABSTRAK Perbedaan tempat tumbuh rumput laut Gracilaria foliifera yang alami dan yang dibudidayakan/tambak diduga memengaruhi jenis pigmen dan kandungan yang terdapat di dalamnya. Oleh sebab itu, kandungan atau komposisi pigmen kedua rumput laut tersebut dianalisa menggunakan Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) yang dilengkapi dengan detektor photodiode array. Identifikasi pigmen dilakukan berdasarkan urutan kepolaran dan panjang gelombang serapan maksimum setiap pigmen yang dibandingkan dengan literatur yang menggunakan sampel dan fase gerak yang relatif sama. Keragaman jenis pigmen ditemukan lebih beragam pada G. foliifera budidaya daripada yang alami dan keduanya didominasi oleh klorofil a. Aktifitas antioksidan menunjukkan bahwa G. foliifera alami lebih besar daripada G. foliifera budidaya meskipun tidak seefisien marker β-karoten. Analisis proksimat menunjukkan bahwa kandungan terbesar pada G. foliifera adalah mineral, protein, dan serat selebihnya adalah kadar air dan kadar lemak. Kandungan mineral dijumpai lebih tinggi pada G. foliifera alami, tetapi kadar protein dan kadar serat lebih tinggi dijumpai pada G. foliifera budidaya. Berdasarkan hasil ini akan memberikan kontribusi dalam penelitian selanjutnya dalam mempelajari determinasi pigmen pada rumput laut G. foliifera.
Kata kunci: Gracilaria foliifera, klorofil a, pigmen karotenoid, Kromatografi Lapis Tipis (KLT), Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT), aktifitas antioksidan, analisis proksimat.
Abstract The Differences place to grow between natural and Cultivated G. foliifera were considered affects to the type of pigment and the content therein. Therefore, to determine the content or composition of the pigments were analyzed using Thin Layer Chromatography (TLC) and High Performance Liquid Chromatography (HPLC) equipped with a photodiode array detector. The identification of pigments was carried out based on the sequence of pigment polarity and the maximum absorption wavelength of each pigment and these pigment properties were compared by literature that using the same sample and its mobile phase was relatively similar. The diversity of pigment composition of cultivated G. foliifera is more diverse than natural ones and both is dominated by chlorofill a. Antioxidant activity showed that the natural G. foliifera have higher than cultivated ones although not as efficient as β-carotene standard. Proximate analysis showed that the higher content on both of G. foliifera are minerals, protein, fiber, water, and fat respectively. Natural G. foliifera had higher mineral content, but the higer levels of protein and fiber content was found in cultivated G. foliifera. Based of this finding will give contribution to the next research to the pigment study of G. foliifera.
Keywords: Gracilaria foliifera, chlorophyll a, Carotenoid pigment, Thin Layer Chromatography (TLC), High Performance Liquid Chromatography (HPLC), antioxidant activity, proximate analysis.
Prakata Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus karena berkat dan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik. Dalam terselesaikannya tesis ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Departemen Pendidikan Nasional atas dukungan dana melalui program Beasiswa Unggulan tahun 2008. 2. Rektor Universitas Kristen Satya Wacana Prof. John Titaley, Th.D. atas kesempatan yang diberikan untuk studi lanjut pada Magister Biologi Universitas Kristen Satya Wacana. 3. Ir. Ferry Fredy Karwur, M.Sc., Ph.D. selaku Ketua Program Studi Magister Biologi yang telah memberikan perhatian dan motivasi selama masa studi di Magister Biologi. 4. Prof. Dr. Ir. Haryono Semangun selaku pembimbing I Tesis yang telah meluangkan banyak waktu untuk memberikan bimbingan, pengarahan dan saran dan kerjasama yang baik selama penyusunan tesis ini. 5. Dr. Abe Susanto, M.Sc selaku pembimbing II Tesis yang telah
memberikan
saran
dan
pengarahan
selama
yang
banyak
penyusunan tesis ini. 6. Dr.
Ir.
Martanto
Martosupono
telah
meluangkan waktu dan membantu memberi pengarahan dan bimbingan selama penulisan tesis ini. 7. Yoga Aji Handoko, S.Si., M.Si. dan A. Natalia Kurniasari, S.Si dalam pengurusan administrasi Beasiswa Unggulan 2008. 8. Lia Kusmita, Bertha Bale Ana Ndiha, Eti Hartiwi, Retno Hariyani, Renny Indrawati, Monika Nur Utami Prihastyanti, seluruh laboran, dan seluruh mahasiswa MB Angkatan 2009.
9. Suamiku tercinta James Hutasoit, Ibunda Kusmiyati, B.A., keluarga besar Hutasoit, dan adikku Yusuf Nova Sajarot Purba. Akhir kata, besar harapan penulis agar tesis ini dapat bermanfaat bagi pembaca dalam pengembangan penelitian selanjutnya.
Salatiga, Penulis.
DAFTAR ISI
Abstrak .............................................................................. Abstract ............................................................................. Prakata .............................................................................. Daftar Isi ........................................................................... Daftar Tabel ....................................................................... Daftar Gambar.................................................................... Daftar Lampiran ................................................................ I PENGANTAR .................................................................... A Latar Belakang .......................................................... B Tujuan Penelitian ...................................................... II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................... A Gracilaria foliifera (Forsskal) Borgesen ....................... B Pigmen Utama Rumput Laut Merah .......................... 1 Klorofil a. ............................................................ 2 Karotenoid. ......................................................... C Antioksidan dan Faktor Lingkungan ......................... III BAHAN DAN METODE ................................................... A Bahan ....................................................................... B Alat . .......................................................................... C Metode ...................................................................... 1 Isolasi Pigmen Klorofil a dan Karotenoid ............. 2 Analisis Produk .................................................. 3 Uji Aktifitas Antioksidan dengan Metode DPPH. .. 4 Analisis Proksimat .............................................. IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................ A Identifikasi pigment dengan spektrofotometer UV-Vis B Identifikasi Pigmen dengan Metode KLT. .................... C Identifikasi Pigmen dengan Metode KCKT ................. D Aktifitas Antioksidan dengan Metode DPPH .............. E Analisis Proksimat .................................................... V KESIMPULAN ................................................................. Daftar Pustaka .................................................................. Lampiran ........................................................................... Daftar Publikasi .................................................................
i ii iii v vi vii viii 1 1 7 8 8 10 10 11 11 13 13 13 13 13 15 16 17 21 21 22 26 32 34 38 39 48 53
Daftar Tabel Tabel 1.
Tabel 2.
Tabel 3.
Tabel 4.
Nilai Identifikasi Pigmen pada Ekstrak Kasar G. foliifera Tanaman Budidaya dan Alami ................................................
24
Waktu Retensi, Panjang Gelombang dan Jenis Pigment Fotosintesis pada G. foliifera Alami ....................................
27
Waktu Retensi, Panjang Gelombang dan Jenis Pigment Fotosintesis pada G. foliifera Budidaya ...................................
28
Analisis Proksimat G. foliifera yang Tumbuh Alami dan Hasil Budidaya...........................................
33
Daftar Gambar Gambar 1.
Morfologi Gracilaria foliifera (Forsskal) Borgesen, Alami (A) dan budidaya (B)…..
9
Gambar 2.
Struktur kimia klorofil a, b dan d (Tanaka,dkk,1998)…………………………..
10
Gambar 3.
Struktur kimia -karoten (IUPAC, 1974) ……………………………………………………
11
Spektra klorofil a (A) dan karotenoid (B) hasil pengukuran UV-Vis ekstrak kasar G. foliifera dalam pelarut aseton ……………………………………………………
20
Kromatografi Lapis Tipis Ekstrak Kasar G. foliifera Alami; (1) karoten, (2,3,4,5) feofitin, (6, 7) klorofil a dan epimer klorofil a, (7, 8, 9, 10) xantofil ……………………………………………………
23
Kromatografi Lapis Tipis Ekstrak Kasar G. foliifera tanaman Budidaya; (1) karoten, (2,3,4,5) feofitin, (6, 7) klorofil a dan epimer klorofil a, (7, 8) xantofil ……………………………………………………..
23
Profil kromatogram ekstrak kasar G. foliifera. (A) Profil kromatogram G. foliifera alami dan, (B) profil kromatogram G. foliifera budidaya ..............................
26
Nilai IC50 (ppm) Ekstrak Kasar Pigmen G. foliifera tanaman alami dan budidaya …………………………………………………….
31
Gambar 4.
Gambar 5.
Gambar 6.
Gambar 7.
Gambar 8.
Daftar Lampiran Lampiran 1.
Data Prosentase Penghambatan Ekstrak Kasar G. foliifera Alami pada Pengukuran Aktivitas ……………………………………….
12
Data Prosentase Penghambatan Ekstrak Kasar G. foliifera Budidaya pada Pengukuran Aktivitas Penangkap Radikal Bebas (IC50) dengan Metode DPPH ………………………..................................
15
Lampiran 3.
Penangkap Radikal Bebas (IC50) dengan Metode DPPH ……………………………........
16
Lampiran 4.
Data HPLC dari G. foliifera alami dan budidaya ………………………………………
17
Lampiran 5.
Data Analisis Proksimat G. foliifera alami dan budidaya …………………………………
18
Lampiran 2.
