ISOLASI DAN IDENTIFIKASI SENYAWA AKTIF ANTI MIKROBA DARI DAUN TUMBUHAN Piper sarmentosum Roxb. Ex Hunter
TESTS MAGISTER
Oleh SH I NTA 20599054
BIDANG KIMIA ORGANIK PROGRAM MAGISTER KIMIA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2002
ABSTRAK Piper sarmentosum Roxb. ex Hunter merupakan salah satu spesies tumbuhan dari famili Piperaceae yang selama ini dikenal sebagai obat tradisional untuk mengobati berbagai macam penyakit. Di Indonesia spesies ini belum pernah diteliti tentang kandungan kimia dan aktivitasnya. Penelitian ini bertujaan untuk mengisolasi senyawa aktif anti mikroba dari daun Piper sarmentosum dan menguji aktivitasnya terhadap beberapa jenis mikroba dengan metoda difusi agar. Ekstraksi dilakukan menggunakan metanol dengan metoda maserasi, kemudian ekstrak metanol diekstraksi partisi menggunakan n-heksana, kloroform, dan etil asetat. Isolasi dan pemurnian senyawa dilakukan dengan kolom kromatografi, uji kromatografi lapis tipis, dan kristalisasi. Identifikasi senyawa murni dilakukan dengan spektroskopi ultra violet, spektroskopi infra merah, dan spektroskopi massa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari ekstrak kloroform berhasil diisolasi suatu senyawa yang diduga merupakan turunan fenilpropanoid yang teresterifikasi dengan gugus-gugus tambahan -CH3 dan -OH pada cincin benzen, yaitu asam3,5-dimetoksi-2-hidroksi-etilsinamat. Senyawa tersebut memiliki aktivitas anti mikroba terhadap jamur Catulida albicans, baktef Escherichia coli, Bacillus subtilis, dan Pseudomonas aerrighrosa. Pada konsentrasi 1250 gg/mL senyawa tersebut memberikan diameter daerah hambat sebesar 31 mm untuk Candida albicans, dan 23 mm untuk Escherichia coli serta Bacillus sublilis. Untuk Pseudomonas aeruginosa, konsentrasi optimum ditemukan pada 1000 tig/mL dimana diameter daerah hambat yang diberikan sebesar 22 mm. Hasil tersebut menunjukkan bahwa senyawa yang diperoleh memiliki aktivitas terbesar dalam menghambat pertumbuhan jamur Candida albicans. Hat ini sesuai dengan kebiasaan masyarakat yang menggunakan daun Piper sarmentosum untuk mengobati penyakit yang disebabkan oleh jamur Candida albicans, khususnya di daerah vagina dan telapak kaki.
vii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ................................................... i HALAMAN PENGESAHAN .......................................... ii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS ................................. iii HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................ i v UCAPAN TERIMA KASIH ........................................... v ABSTRAK ................................................................ vii ABSTRACT ............................................................... viii DAFTAR ISI .............................................................. ix DAFTAR TABEL ......................................................... xi DAFTAR GAMBAR ...................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ................................................... xiii BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .............................................. 1 1.2 Masalah dan Pembatasan Masalah ........................ 2 1.3 Tujuan Penelitian ............................................ 3 BAB 11. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tumbuhan Suku Piperaeeae ............................... 5 2.2 Tumbuhan Piper sarmentosum Roxb. Ex Hunter ...... 9 2.2.1 Tinjauan Botani Piper sarmentosum Roxb. Ex Hunter .................................... 9 2.2.2 Kandungan Kimia Piper sarmentosum Roxb. Ex Hunter .................................... 11 2.2.3 Bioaktivitas Piper sarmentosum Roxb. Ex Hunter 14 2.3 Proses Isolasi dan Pemurnian Senyawa . . ................ 16 2.3.1 Persiapan Bahan Tumbuhan . . ....................... 16 2.3.2 Ekstraksi ............................................... 17 2.3.3 Kromatografi Kolom ................................. 18 2.3.4 Uji Kromatograft Lapis Tipis . ....................... 20 2.3.5 Rekristalisasi .......................................... 21 2.4 Identifikasi Struktur Senyawa Murni . .................... 22 2.4.1 Spektroskopi Ultra Violet ............................ 22 2.4.2 Spektroskopi Infra Merah ............................ 23 2.4.3 Spektroskopi Resonansi Magnet Inti . . ............. 25 2.4.4 Spektroskopi Massa .................................. 27 2.5 Uji Aktivitas ................................................. 28 2.5.1 Metoda Bioautografi ................................. 29 ix
2.5.2 Metoda Pengujian Menggunakan Media Agar ... 2.6 Obat Anti Mikroba .......................................... 2.6.1 Obat Anti Bakteri ..................................... 2.6.2 Obat Anti Jamur ...................................... 2.7 Tinjauan Singkat Mikroba ................................. 2.7.1 Bakteri 1 scherichia coli ............................. 2.7.2 Bakteri l~seudornonas aeruginosa .................. 2.7.3 Bakteri Bacillus sublihs ............................. 2.7.4 Jamur Ccindida albicans ............................
29 30 31 31 32 32 34 35 36
BAB 111. ALAT, BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1 Alat-slat ....................................................... 3.2 Bahan-bahan .................................................. 3.3 Metode Penelitian ............................................ 3.3.1 Tahap Persiapan ....................................... 3.3.2 Proses Ekstraksi dan lsolasi.......................... 3.3.3 Pelaksanaan Uji Aktivitas Anti Mikroba .......... 3.3.4 Karakterisasi Senyawa Murni .......................
38 40 41 41 42 43 46
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian .............................................. 4.1.1 Proses Ekstraksi ....................................... 4.1.2 Penentuan Aktivitas Anti Mikroba Terbesar ...... 4.1.3 lsolasi Senyawa Aktif Anti Mikroba ............... 4.1.4 Hasil Spektroskopi Senyawa Murni ................ 4.1.5 Penentuan Konsentrasi Optimum pada Uji aktivitas ............................................ 4.2 Pembahasan ................................................... 4.2.1 Penentuan Struktur Senyawa Murni ................ 4.2.2 Aktivitas Anti Mikroba Senyawa Murni ...........
47 47 48 50 54 54 57 57 62
BAB V. KFSIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ................................................... 66 5.2 Saran ........................................................... 66 DAFTAR PUSTAKA ........................................................ 67 LAMPIRAN ...................................................................70
:x
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Tumbuhan Piper sarmenlosum Roxb. ex Hunter dengan tinggi sekitar 40 cm ........................ 10 Gambar 2.2 Struktur senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam tumbuhan Piper sarmenlostun Roxb. ex Hunter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
Gambar 4.1 Fragmentasi Molekul dari Spektroskopi Massa .......... 60 Gambar 4.1 Grafik hubungan antara diameter daerah hambat dengan konsentrasi larutan pada bakteri Fwherichia coli .................................... 62 Gambar 4.2 Grafik hubungan antara diameter daerah hambat dengan konsentrasi larutan pada bakteri Pseredomonas aernvinosa . . . . . . . . . . . . . . .
.. ... ....
63
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara diameter daerah hambat dengan konsentrasi larutan pads bakteri Bacillus suhlifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
... ... ...
63
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara diameter daerah hambat dengan konsentrasi larutan pada jamur Ccinclicla alhicans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
... .. ..
64
Gambar D Photo hasil uji aktivitas ...................................... 75 Gambar C. I Hasil Spektroskopi Ultra Violet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Gambar C.2 Hasil Spektroskopi Infra Merah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 GambarC.3 Hasil Spektroskopi Massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... 79
xii
BAB 1 PGNDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sejak awal keberadaan manusia, tumbuh-tumbuhan telah dimanfaatkan
manusia
untuk
berbagai
keperluan.
Selain
dapat
digunakan langsung sebag^,i bahan pangan, sandang, papan dan bahan bakar, tumbuh-tumbuhan juga menghasilkan bahan-bahan kimia yang potensial untuk dikembangkan menjadi bahan obat-obatan dan bahan baku industri. 1
Hal tersebul tentu saja didukung oleh adanya kemajuan
ilirui dan teknologi, yang telah mendorong para ilmuwan LI MA meneliti kandungan kimia yang terdapat pads tumbuh-tumbuhan. Indonesia termasuk salah satu negara tropis di dunia yang sangat kaya akan keanekaragaman jenis tumbuhan. Di wilayah hutan tropika Indonesia, terdapat sekitar 30.000 spesies tumbuhan, termasuk 940 spesies di antaranya yang telah dikenal sebagai tanaman obat. Jumlall lersehut mencakup sekilar 1)0'!/. dari jumlah lumhuhan ohat yang terdapat
di
kawasan
Asia.
Iierdasarkan
data dari
dirjen
POM
(Pengawasan Obat dan Makanan), terdapat 283 spesies tumbuhan obat yang sudah terdaftar dan digunakan oleh industri obat tradisional Indonesia, 14 spesies di antaranya resmi tercatat sebagai obat tradisional penting yang digunakan di Amerika Serikat. Banyaknya ragam spesies tumbuhan obat tersebut merupakan indikator bahwa kondisi lahan dan i klim di Indonesia sebenarnya memberikan kontribusi yang besar dalam pengembangan tumbuhan obat.' 2 Perkembangan pemanfaatan cumber days alam nabati dapat kits ketahui dari penelusuran literatur yang menunjukkan bahwa manusia sejak zaman pra sejarah tak pernah berhenti dalam berusaha
mencari bahan kimia alami yang bermanfaat bagi kehidupan, termasuk dalam mengobati berbagai macam penyakit. 2 Mengingat potensi tumbuhan sebagai obit-obatan atau sebagai bahan baku industri farmasi, maka perlu dilakukan analisis kandungan kimianya secara sistematis. Menurut Fransworth (1966), ada dua metode dalam mencari sumber bahan aktif yang tersedia dalam tumbuhan. Metode pertama yaitu pencarian sumber bahan obat dengan memeriksa aktivitas biologis dari senyawa-senyawa metabolit sekunder, din metode kedua adalah dengan memeriksa efek farmakologis suatu tumbuhan.' Salah satu tumbuhan obat yang belum banyak diketahui orang tenting kandungan senyawa aktifnya adalah tumbuhan Piper sarmetylosum Roxb. Ex Hunter yang di Indonesia lebih dikenal dengan nama sirih duduk. Tumbuhan ini termasuk salah situ suku Piperaceae yang sampai sekarang belum banyak diteliti orang, khususnya di Indonesia. Dari pengalaman turun temurun, hanya sebagian orang yang mengetahui bahwa tumbuhan ini dapat mengobati berbagai macam penyakit seperti asma, batuk, sakit gigi, nyeri tulang dan panu." 3 Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan dari Jepang, Thailand, din Malaysia sudah mulai meneliti tenting keaktifan ekstrak tumbuhan ini. Lebih lanjut diketahui bahwa ekstrak tumbuhan ini memiliki aktivitas dalam mengobati penyakit diabetes melitus, malaria dan mempunyai aktivitas antibiotik. 4 's'6 1.2 Masalah dan Pembatasan Masalah Karena minimnya informasi dan penoetalwan tenting tumbuhan Piperearmenlosnm Roxb. Ex I lunter di kalangan masyarakal l uas khususnya di Indonesia, maka perlu dilakukan penelitian terhadap tumbuhan tersebut untuk memperoleh informasi dan pengetahuan yang
3
lebih banyak tentang jenis senyawa aktif yang terdapat dalam tumbuhan Piper sarmewosnm Roxb. Ex Hunter. Dalam penelitian ini, penyelidikan hanya dilakukan terhadap daunnya, melalui proses isolasi clan pemurnian, uji aktivitas, clan identifikasi struktur molekulnya. Metoda yang dilakukan pada penelitian ini dimulai dengan mengekstraksi tumbuhan menggunakan pelarut metanol, kemudian dilakukan ekstraksi partisi dengan menggunakan pelarut-pelarut kloroform, etil asetat clan ii-heksana. Selanjutnya terhadap berbagai jenis hasil ekstraksi tersebut dilakukan uji aktivitas terhadap mikroba. Isolasi senyawa kemudian dilakukan terhadap ekstrak yang memiliki aktivitas terbesar dalam menghambat pertumbuhan mikroba. Pemisahan senyawa-senyawa yang terlarut dalam ekstrak tersebut dilakukan dengan kromatograft kolom silika gel clan uji kemurnian dilakukan dengan kromatograti lapis tipis. Terhadap setiap fraksi yang diperoleh dilakukan uji aktivitas terhadap mikroba hingga diperoleh senyawa murni yang aktif terhadap mikroba. Uji aktivitas terhadap mikroba dilakukan dengan melihat seiauh mana ekstrak atau senyawa yang terkanclung dalam tumbuhan ini dapat menghambat pertumbuhan bakteri l;'seherriehicr eoli, bakteri Pyerrclomo1w.s aerr~Ayiiwscr, bakteri Bncilhrs suhiili.y clan jamur C'alulidcr alhicairs. Penentuan struktur senyawa aktif yang diperoleh dilakukan menggunakan spektroskopi ultra violet (UV), infra merah (IR), resonansi magnet inti (RMI) clan spektroskopi massa (MS). 1.3 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi clan mengidentifikasi struktur senyawa aktif anti mikroba dari daun tumbuhan Piper scu ,meillomim Roxb. Ex Hunter. Dengan diperolehnya
=t informasi tentang jenis dan struktur senyawa aktif antimikroba tertentu, maka lebih lanjut dapat dilakukan sintesis senyawa tersebut yang diharapkan dapat memeberikan manlaat bagi kehidupan seliari-liari. Selain itu diharapkan dengan bertambahnya informasi dan penctetahuan tentang tumbuhan Piper sarmenlosnm Roxb. Ex Hunter, maka penggunaannya di kalangan masyarakat dapat lebih luas. Masyarakat diharapkan dapat mengembangbiakkan dan memanfaatkan tumbuhan tersebut untuk berbagai keperluan khususnya dalam mengobati berbagai penyakit .
