Jl. Veteran No. 1 Malang korespondensi: Abstrak

Jurnal Bioproses Komoditas Tropis Vol. 3 No.2, 2015

EKSTRAKSI ANTIOKSIDAN DAUN SIRIH MERAH KERING (Piper crotatum) DENGAN METODE PRA-PERLAKUAN ULTRASONIC ASSISTED EXTRACTION (KAJIAN PERBANDINGAN JENIS PELARUT DAN LAMA EKSTRAKSI) Rosi Hendryani1*), Musthofa Lutfi2), La Choviya Hawa2) 1)

Alumni Jurusan Keteknikan Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian-Universitas Brawijaya Staff Pengajar Keteknikan Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian-Universitas Brawijaya Jl. Veteran No. 1 Malang 65145 Email korespondensi: [email protected]

2)

Abstrak Daun sirih merah (Piper crocatum) merupakan salah satu jenis tumbuhan Indonesia yang sering digunakan sebagai obat tradisional. Dalam daun sirih merah terkandung senyawa fitokimia yakni alkoloid, saponin, tanin dan flavonoid. Flavonoid merupakan senyawa fenolik alam yang memiliki sifat antioksidan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengekstrak kandungan antioksidan daun sirih merah kering dan mengetahui nilai aktivitas antioksidannya. Dalam penelitian ini, dilakukan ekstraksi antioksidan dari daun sirih merah kering dengan menggunakan metode pra-perlakuan Ultrasonic Asssited Extraction (UAE). Proses ekstraksi sirih merah (Piper crocatum) dilakukan dengan menggunakan pelarut etanol, etil asetat dan n-heksan dengan lama pemancaran gelombang ultrasonik 5, 10, 15, dan 20 menit. Berdasarkan hasil penelitian, didapatkan rerata nilai aktivitas antioksidan IC50 dari ekstrak daun sirih merah berkisar antara 6.95 hingga 11.80 mg/ml. Perlakuan terbaik didapatkan dari ekstraksi menggunakan pelarut etil asetat dengan lama ekstraksi 20 menit dengan nilai IC50 sebesar 6.95 mg/ml. Kata kunsi : antioksidan, daun sirih merah,Piper crocatum, flavonoid, ekstraksi ultrasonik

Antioxidant Extraction from Dried Red Betel Leaf (Piper crotatum) using Ultrasonic Assisted Extraction as Pre-Treatment (Study Comparative of Solvent and Extraction Time)

Abstract Red betel leaf (Piper Crocatum) is one of the Indonesian plants which are often used as a traditional medicine. Red betel leaf contains phytochemical compounds such as alkaloid, saponin, tannin and flavonoid. Flavonoid is a natural phenolic compound which has antioxidant properties. The purpose of this study is to extract the antioxidant content of dried red betel leaf and to know its antioxidant activity. In this study conducted, antioxidant extraction from dried red betel leaf using pre-treatment Ultrasonic Assisted Extraction (UAE) method. Extraction of dried red betel leaf (Piper Crotatum) carried out by using ethanol, ethyl acetate and n-hexane solvent with transmitting time of ultrasonic waves 5, 10, 15, 20 minutes. According to the results, the value ofantioxidant activity IC50 from dried red betel leaf extract is about 6.95 to 11.80 mg/ml. The best treatment of this studyis obtained from the extraction using ethyl acetate solvent with 20 minutes extraction time which has 6.95 mg/mlof IC50 value. Keywords: antioxidant, red betel leaf, Piper crocatum, flavonoid, ultrasonic extraction

33


PENDAHULUAN Radikal bebas adalah atom atau molekul yang tidak stabil dan sangat reaktif karena mengandung salah satu atau lebih elektron tidak berpasangan pada orbital luarnya. Secara normal tubuh dapat mengatasi efek radikal bebas, tetapi jika jumlah radikal bebas terlalu banyak, maka antioksidan endogen yang terdapat dalam tubuh tidak mencukupi sehingga radikal bebas tersebut dapat mengakibatkan kerusakan sel. Oleh karena itu, tubuh membutuhkan suatu substansi penting yaitu antioksidan yang mampu menangkal radikal bebas tersebut sehingga tidak menginduksi suatu penyakit. Ada banyak bahan pangan yang dapat menjadi sumber antioksidan alami, diantara adalah daun sirih. Terdapat berbagai jenis daun sirih di Indonesia, diantaranya adalah daun sirih merah dan daun sirih hijau. Daun sirih merah memiliki lebih banyak kandungan antioksidan bila dibandingkan dengan daun sirih hijau, karena dalam daun sirih hijau lebih banyak terkandung minyak atsiri. Dalam daun sirih merah terkandung senyawa fitokimia yakni alkoloid, saponin, tanin dan flavonoid (Sugiyanto, 2003). Flavonoid merupakan senyawa fenolik alam (seringkali dalam formasi polifenol) yang memiliki sifat antioksidan dan berpotensi sebagai penghambat pertumbuhan sel kanker. Antioksidan yang terdapat dalam daun sirih merah dapat dikeluarkan dengan cara ekstraksi. Dalam penelitian ini, akan dilakukan ekstraksi antioksidan dari daun sirih merah dengan menggunakan metode Ultrasonic Assisted Extraction (UAE) karena metode ini memiliki kelebihan dibanding dengan metode ekstraksi konvensional. Metode konvensional memerlukan waktu yang lama dan suhu yang tinggi sehingga ekstrak yang dihasilkan sedikit namun energi yang dibutuhkan besar, sedangkan dengan gelombang ultrasonik adalah metode ekstraksi non thermal sehingga dapat mengurangi konsumsi energi, dapat meningkatkan penetrasi dari cairan menuju dinding membran sel, mendukung pelepasan komponen sel dan meningkatkan transfer massa, serta hanya memerlukan waktu yang singkat sehingga lebih efisien. Ultrasonik merupakan alternatif metode ekstraksi yang efektif dan efisien, rendah energi, waktu dan material serta rendemen yang dihasilkan lebih tinggi (Vinatoru, 2001). Ultrasonik memiliki kemampuan yang lebih cepat dan lebih sempurna dalam proses ekstraksi dibandingkan dengan metode maserasi dan soxhlet. Menurut Brennan (2006), efek mekanis yang ditimbulkan oleh gelombang ultrasonik dapat meningkatkan kemampuan penetrasi pelarut ke dalam sel bahan sehingga meningkatkan jumlah komponen sel yang berdifusi ke dalam pelarut. Beberapa penelitian telah dilakukan sebelumnya, yaitu penelitian Mason et al.(1996) yang menyebutkan bahwa ekstraksi senyawa dengan ultrasonik pada adas, hops, marigold, daun mint dan lemon dapat meningkatkan 20-40% hasil ekstraksi dibanding dengan metode ekstraksi biasa. Penelitian lain yang dilakukan oleh Cameron dan Wang (2006) menyebutkan bahwa jagung yang diekstrak dengan ultrasonik selama 2 menit mendapatkan hasil 55,2-67,8% hampir sama dengan rendemen yang didapat dari pemanasan air selama 1 jam yaitu 53,4%. Pemilihan jenis pelarut didasarkan pada kepolaran zat yang akan diekstrak, sedangkan waktu ekstraksi mempengaruhi lamanya kontak bahan dengan pelarut serta gelombang ultrasonik. Senyawa fenolik rentan terhadap oksidasi karena salah satu sifat dari senyawa fenolik adalah sebagai antioksidan, oleh karena itu lama waktu ekstraksi terhadap bahan fenolik perlu diperhatikan. Pada penelitian sebelumnya disebutkan bahwa waktu 10 menit adalah waktu terbaik dalam mengekstrak polifenol dan kafein dari daun teh hijau menggunakan metode ultrasonik dengan pelarut etanol (Panet al., 2003), sedangkan pada penelitian Winata dkk. (2015) rerata kadar antosianin tertinggi dan nilai aktivitas antioksidan terendah dari ekstraksi buah murbei dengan metode ultrasonik adalah dengan lama waktu 20 menit. Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini menggunakan rentang waktu ektraksi antara 5 hingga 20 menit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengekstrak kandungan antioksidan daun sirih merah kering dan mengetahui pengaruh jenis pelarut dan waktu ekstraksi terhadap nilai aktivitas antioksidan IC50 ekstrak daun sirih merah.

METODE PENELITIAN Penelitian dilaksanakan mulai bulan Desember 2014 sampai dengan bulan Februari 2015. Lokasi penelitian dilakukan di Laboratorium Sentral Ilmu Hayati Universitas Brawijaya dan Laboratorium Mikrobiologi Pangan Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya. Pengujian sampel dilakukan di Laboratorium Pengujian Pangan dan Mutu Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Universitas Brawijaya. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sonicator (Branson/ Model 450), rotary evaporator (Heidolph), blender (Cosmos CB 180), ayakan 60 mesh, beaker glass, gelas ukur, neraca analitik, dan botol gelap sebagai wadah ekstrak sebelum diuji aktivitas antioksidannya. Sedangkan bahan perlakuan adalah simplisia daun sirih merah kering yang didapat dari toko Bina Agro Mandiri – Yogyakarta, etanol 80% sebagai pelarut yang bersifat polar yang didapatkan dari hasil pengenceran etanol 98%, etil asetat sebagai pelarut yang besifat semi polar, dan n-heksan sebagai pelarut yang bersifat non polar, semua pelarut didapatkan dari CV. Makmur Sejati, Malang. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan dua faktor, yaitu jenis pelarut dan lama waktu ektraksi, dimana faktor pertama yaitu jenis pelarut memiliki 3 level yaitu pelarut etanol (P1), etil 34

Jurnal Bioproses Komoditas Tropis Vol. 3 No.2, 2015 asetat (P2), dan n-Heksan (P3) sedangkan faktor kedua yaitu waktu ekstraksi memiliki 4 level yaitu 5 menit (T1), 10 menit (T2), 15 menit (T3), dan 20 menit (T4) dengan 2 kali ulangan sehingga didapatkan 24 kali percobaan. Parameter yang diuji adalah nilai aktivitas antioksidan ekstrak daun sirih merah dengan metode DPPH IC50. Metode analisa data yang digunakan yaitu analisis sidik ragam/ANOVA (Analysis of Variance). Diagram alir ekstraksi antioksidan dari daun sirih merah kering dapat dilihat pada Gambar 1. Mulai

Daun sirih merah kering

Pemotongan daun sirih merah kering

Dihancurkan menggunakan blander kering

Pengayakan sebesar 60 mesh

Penimbangan sebanyak 30 gram

Ekstraksi dengan ultrasonik tanduk getar frekuensi 20 kHz amplitudo 40%

Jenis Pelarut (5:1 v/b): Etanol Etil asetat n-Heksan

Hasil

Disaring dengan kertas saring halus Residu Filtrat

Evaporasi 500 C, kecepatan 60 rpm

Ekstrak pekat daun sirih merah

Analisis : Aktivitas antioksidan (mg/mL)

Selesai Gambar 1. Diagram Alir Ekstraksi Antioksidan Daun Sirih Merah Kering

35


HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Ekstraksi Daun Sirih Merah Kering Setelah dilakukan evaporasi terhadap hasil ektraksi daun sirih merah kering, didapatkan esktrak pekat daun sirih merah seperti pada Gambar 2.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Gambar 2. Ekstrak Pekat Daun Sirih Merah Botol 1,2,3,4 adalah pelakuan dengan pelarut etil asetat dengan waktu ekstraksi secara berturut-turut 5, 10,15, dan 20 menit secara urut, botol 6,7,8,9 adalah perlakuan dengan n-heksan dengan waktu ekstraksi secara berturut-turut 5, 10, 15, dan 20 menit. Botol 5, 10 dan 11 adalah sampel dengan perlakuan pelarut etanol dengan waktu ekstraksi secara berturut-turut 5,10, dan 15 menit. Berdasarkan gambar tersebut, terlihat bahwa warna ekstrak pekat daun sirih merah dari pelarut etanol dan etil asetat memiliki warna yang hampir sama, tidak ada perbedaan warna yang signifikan. Keduanya memiliki warna hijau yang pekat, hal ini terjadi karena pelarut etanol dan pelarut etil asetat mampu mengekstrak senyawa yang bersifat polar dan semipolar yang terkandung dalam daun sirih merah seperti senyawa alkaloid, flavonoid, dan glikosida flavonoid, aglikon, serta klorofil. Pada perlakuan dengan pelarut n-heksan memiliki warna yang lebih muda dan tidak terlalu pekat, hal ini diduga karena daun sirih merah hanya mengandung senyawa non polar, seperti minyak atsiri, lemak dan minyak (Suratmo, 2005). Waktu ekstraksi juga tidak memberikan pengaruh terhadap warna ektrak daun sirih merah. Viskositas dari masing-masing sampel juga memiliki perbedaan yang tidak terlalu signifikan. Sampel dengan pelarut etil asetat memiliki viskositas yang paling tinggi, hal ini terjadi karena pelarut etil asetat bersifat semipolar yang dapat melarutkan senyawa polar maupun non polar yang dikandung oleh daun sirih merah. Perlakuan dengan pelarut etanol memiliki tingkat viskositas yang sedang, hal ini karena hanya senyawa polar saja dari daun sirih merah yang terekstrak. Pada pelarut dengan n-heksan mimiliki tingkat viskositas yang paling rendah atau paling encer bila dibandingkan dengan sampel dari pelarut etil asetat dan etanol. Hal ini terjadi karena pelarut n-heksan hanya melarutkan senyawa non polar yang terdapat dalam daun sirih merah. Selain viskositas, banyaknya rendemen yang dihasilkan setelah evaporasi juga tidak memiliki perbedaan yang signifikan. Rendemen ekstrak yang dihasilkan hanya sedikit karena pelarut sudah terevaporasi, sehingga ekstrak pekat benar-benar hanya mengandung kandungan senyawa dari daun sirih merah.

Aktivitas Antioksidan Ekstrak Daun Sirih Merah Analisis aktivitas antioksidan dari ekstrak daun sirih merah pada penelitian ini menggunakan metode DPPH IC50.DPPH (1,1-Difenil-2-picrylhydrazyl) merupakan radikal bebas yang stabil pada suhu kamar dan sering digunakan untuk mengevaluasi aktivitas antioksidan beberapa senyawa atau ekstrak bahan alam. DPPH baik secara transfer elektron atau radikal hidrogen akan menetralkan karakter radikal bebas dari DPPH dan membentuk DPPH tereduksi. Jika semua elektron pada radikal bebas DPPH menjadi berpasangan, maka warna larutan berubah dari ungu tua menjadi kuning terang. Metode DPPH dapat digunakan untuk sampel padat atau cair dan tidak spesifik untuk komponen antioksidan tertentu, tetapi berlaku untuk keseluruhan kapasitas antioksidan sampel. Molyneux (2004) menyatakan bahwa suatu zat mempunyai sifat antioksidan bila nilai IC50 kurang dari 200 ppm. Bila nilai IC50 yang diperoleh berkisar antara 200-1000 ppm, maka zat tersebut kurang aktif namun masih berpotensi sebagai zat antioksidan. Aktivitas antioksidan merupakan kemampuan suatu senyawa atau ekstrak untuk menghambat reaksi oksidasi yang dapat dinyatakan dengan persen penghambatan. Parameter yang dipakai untuk menunjukan aktivitas antioksidan adalah harga konsentrasi efisien atau efficient concentration (EC50) atau Inhibition Concentration (IC50) yaitu konsentrasi suatu zat antioksidan yang dapat menyebabkan 50% DPPH kehilangan 36


Aktivitas Antioksidan IC50 (mg/ml)

karakter radikal atau konsentrasi suatu zat antioksidan yang memberikan persentase penghambatan 50%. Zat yang mempunyai aktivitas antioksidan tinggi, akan mempunyai harga EC50 atau IC50 yang rendah (Molyneux, 2004). Pada penelitian ini menggunakan satuan mg/ml, dimana satuan ppm (µg/mL) bila dikonversi menjadi satuan mg/ml maka harus dibagi 1000. Nilai aktivitas antioksidan IC50 ekstrak daun sirih merah dapat dilihat pada Gambar 3. n-heksan

14.00 12.00

11.61

11.17

10.00

8.18

8.00

9.90

etil asetat 11.80

etanol 9.77

9.59

7.19

7.11

10

15

10.36 6.95 6.96

6.00 4.00 2.00 0.00 5

20

Lama ekstraksi (menit) Gambar 3. Nilai Aktivitas Antioksidan IC50 Ekstrak Daun Sirih Merah Hasil analisis ragam (ANOVA) menunjukkan bahwa faktor waktu ekstraksi tidak memberikan pengaruh nyata terhadap nilai aktivitas antioksidan IC50 ekstrak daun sirih merah karena memiliki nilai F hitung yang lebih kecil dari nilai F tabel 5%. Perlakuan ekstraksi dengan pelarut etanol dengan waktu 5 menit menghasilkan nilaiIC50 yang cukup rendah yaitu 8.18 mg/ml, lalu pada waktu 10 menit dan 15 menit nilai IC50 kembali meningkat dan pada waktu ekstraksi 20 menit nilai IC50 turun mencapai nilai yang cukup rendah yang menunjukkan bahwa nilai aktivitas antioksidannya tinggi. Hal ini belum sesuai dengan pernyataan Pan et al. (2003) bahwa semakin lama waktu ekstraksi rerata total fenol yang didapatkan semakin banyak. Waktu 10 menit adalah waktu terbaik untukekstraksi polifenol dan kafein dari daun teh hijau menggunakan metode ultrasonik dengan pelarut etanol. Ketidaksesuaian ini diduga karena pelarut yang digunakan sumber tingkat kepolarannya tidak sama dengan yang digunakan dalam penelitian ini, serta spesifikasi alat yang digunakan tidak sama persis. Perlakuan ekstraksi dengan pelarut etil asetat menghasilkan nilai IC50yang terus menurun dari waktu ekstraksi 5 menit hingga 20 menit yang artinya semakin lama proses ekstraksi semakin tinggi aktivitas antioksidan yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan penelitian Koirewoa dkk. (2014) yang menyatakan bahwa semakin lama waktu ekstraksi, kesempatan interaksi antara bahan yang diekstrak dengan pelarut akan semakin besar sehingga aktivitas antioksidannya juga semakin tinggi. Perlakuan ekstraksi dengan pelarut n-heksan dengan waktu ekstraksi 5 menit menghasilkan nilai IC50yang masih tinggi, lalu menurun pada waktu 10 menit dan mengalami peningkatan lagi pada waktu 15 menit, dan sedikit mengalami penurunan kembali pada waktu 20 menit. Hal ini menunjukkan bahwa pada penelitian ini, waktu optimum ekstraksi dengan pelarut n-heksan adalah 10 menit, karena diduga lebih dari waktu itu n-heksan akan menguap sehingga mengurangi kemampuannya untuk mengekstrak bahan. Pelarut yang dapat mengekstrak antioksidan dengan nilai IC50 paling rendah sehingga memberikan aktivitas antioksidan tertinggi adalah pelarut etil asetat yang bersifat semi polar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Alsuhendra dkk. (2007) bahwa terdapat flavonoid yang bersifat non polar yaitu isoflavon, flavanon, flavon alkohol, dan flavanol.Sementara itu, glikosida flavonoid dan aglikon merupakan flavonoid yang bersifat polar. Pada fraksi ekstrak n-heksana tidak menunjukkan aktivitas antioksidan, karena dimungkinkan ekstrak hanya mengandung senyawa non polar, seperti minyak atsiri, lemak, dan minyak. Nilai IC50 ekstrak daun sirih merah pada penelitian ini memiliki rerata aktivitas antioksidan yang sangat lemah karena memiliki nilai IC50 diatas 200 ppm atau 0.2 mg/ml. Hal ini dapat terjadi karena kandungan kimia bahan bervariasi, tergantung dari berbagai faktor, diantaranya: faktor genetik, iklim, kesuburan tanah, dan berbagai faktor lain selama masa pre-treatment pembuatan simplisia kering daun sirih merah. Selain itu perbedaan masa panen, pestisida atau herbisida yang digunakan dapat bervariasi terhadap kandungan antioksidan, nutrisi, dan kandungan flavonoid dalam tanaman (Andarwulan et al., 2010).

37


KESIMPULAN Dari pembahasan yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Pengaruh waktu ekstraksi terhadap nilai aktivitas antioksidan ekstrak daun sirih merah bervariasi tergantung pada jenis pelarutnya. 2. Pada ekstraksi dengan pelarut etanol dan etil asetat, waktu ekstraksi 20 menit memberikan nilai IC50 terendah sehingga memberikan aktivitas antioksidan tertinggi, namun pada perlakuan ekstraksi dengan pelarut nheksan, waktu ekstraksi terbaik adalah 10 menit.

DAFTAR PUSTAKA Alsuhendra, Z., Ridawati., dan E. Listanti. 2007. Ekstraksi dan Karateristik Senyawa Fenolik dari Biji Apukat (Persea Americana Mill.). Prosiding Seminar Nasional PATPI. Bandung. Andarwulan N., R. Batari., D. Agustini. 2010. Flavonoid Content and Antioxidant Activity of Vegetables from Indonesia. Food Chemistry. 1231-1235. Brennan, J.G. 2006. Food Processing Handbook. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA Weinheim. Germany. Cameron, D.K and Wang. 2006. Application of Protease and High-Intensity Ultrasound in Corn Starch Isolation from Degermed Corn Flour. Journal Food Science University of Arkansas : September/October 2006. Volume 83. Number 5. Page 505-509. Koirewoa, Y. A., Fatmawati., W. I. Wiyono. 2014. Isolasi dan Identifikasi Senyawa Flavonoid dalam Daun Beluntas (Pluchea indica L.). Fakultas MIPA Universitas Samratulangi. Manado. Mason, T.J., L. Paniwiyk and J.P. Lorimer. 1996. The Uses of Ultrasound in Food Technology. John Wiley and Sons, Inc.New York. Molyneux, P. 2004. The use of the stable free radikal diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) for estimating antioxidant activity. Journal Science of Technology 26(2): 211-219. Pan, X., G. Niu., and H. Liu. 2003. Ultrasound Assisted Extraction of Tea Polyphenols and Tea Caffeine from Green Tea Leaves. Chemical Engineering Process. 42: 129-133. Sugiyanto. 2003. Aktivitas Antikarsinogenik Senyawa yang Berasal dari Tumbuhan. Majalah Farmasi Indonesia. 14: 132-141. Suratmo. 2005. Potensi Ekstrak Daun Sirih Merah (Piper Crocatum) Sebagai Antioksidan. Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Brawijaya. Malang, Indonesia. Vinatoru, M. 2001. An Overview of the Ultrasonic Assited Extraction of Bioactive Principles from Herbs. Ultrasound. Sonochem. 8:303-313. Winata., E.Winnie., Winata. 2015. Ektraksi Antosianin Buah Murbei (Morus alba L.) Metode Ultrasonic Bath (Kajian Waktu dan Rasio Bahan : Pelarut). Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No. 2 p. 773-783.

38

Jl. Veteran No. 1 Malang korespondensi: Abstrak

Recommend Documents