Keragaan Karakter Kualitatif, Kuantitatif, dan Identifikasi Senyawa Kimia Ekstrak N-Heksana Beberapa Aksesi Plasma Nutfah Tembakau

Buletin Tanaman Tembakau, Serat & Minyak Industri 6(2), Oktober 2014:69−80 ISSN: 2085-6717, e-ISSN: 2406-8853

Keragaan Karakter Kualitatif, Kuantitatif, dan Identifikasi Senyawa Kimia Ekstrak N-Heksana Beberapa Aksesi Plasma Nutfah Tembakau Performance of Qualitative and Quantitative Characters and Identification of Chemical Compounds N-Hexane Extract for Tobacco Germplasm Accession Sri Yulaikah dan Ahmad Dhiaul Khuluq Balai Penelitian Tanaman Pemanis dan Serat Jln. Raya Karangploso, Kotak Pos 199 Malang Email: [email protected] Diterima: 7 April 2014 Disetujui: 15 Agustus 2014

ABSTRAK Setiap aksesi plasma nutfah tembakau memiliki keragaan karakter yang berbeda, baik karakter kualitatif, kuantitatif maupun kandungan senyawa kimia. Penelitian ini bertujuan untuk mengarakterisasi keragaan karakter kualitatif dan kuantitatif delapan aksesi tembakau dan menganalisa komponen kimia yang terkandung di dalam daunnya. Penelitian dilakukan di Kebun Percobaan Karangploso, Malang dan laboratorium Kimia, Universitas Brawijaya tahun 2012. Aksesi plasma nutfah tembakau yang dievaluasi adalah S.2258, S.24/kml2, S.24/kml3, S.2132/sin, S.2224, S.2279, S.2355, dan S.2154/kas. Penelitian ini menggunakan rancangan acak kelompok (RAK) diulang 3 kali. Karakter kualitatif yang diamati adalah tepi daun, ujung daun, kerapatan internode, sudut, dan tangkai daun; karakter kuantitatif yang diamati meliputi jumlah daun, ukuran daun, dan umur berbunga. Kandungan senyawa kimia daun diekstrak dengan N-heksana dan dianalisa dengan menggunakan GC-MS (gas chromatography mass spectrometry). Hasil karakterisasi kualitatif menunjukkan bahwa delapan aksesi yang dianalisa memiliki keragaman karakter. Empat aksesi yang memiliki tepi daun menggulung cenderung mengandung kadar nikotin tinggi. Dari delapan aksesi yang dikarakter, S.2279 menghasilkan daun terbanyak (43,18 lembar), dan S.2224 memiliki jumlah daun paling sedikit (17,45 lembar). S.2279 memiliki umur berbunga paling dalam (135,82 hari), sedangkan paling genjah S.2224 (57,33 hari) tidak beda nyata dengan S.24/kml3 (61,90 hari). Komponen senyawa kimia yang terkandung dalam daun terdiri atas 22 komponen, tergolong dalam kelompok senyawa alkaloid, hidrokarbon, alkohol, ester, eter, asam le-mak, dan isoamyl nitrit. Terdapat empat komponen besar senyawa kimia yang terdeteksi pada semua akse-si, yang salah satunya adalah senyawa nikotin. Kadar nikotin dalam daun berkorelasi negatif dengan jumlah daun, ukuran daun, dan umur berbunga. Kata kunci: Tembakau, morfologi, identifikasi senyawa kimia, Nicotiana

ABSTRACT Each tobacco accession has specific qualitative and quantitative characteristics and contains different chemical compositions. This study aimed to characterize qualitative and quantitative properties of eight tobacco accessions and to analyze chemical components of the tobacco leaves. The study has been conducted at Karangploso Experimental Station of ISFRI, Malang and Chemistry Laboratory of Brawijaya University in 2012. Eight accessions of tobacco germplasm i.e. S.2258, S.24/kml2, S.24/kml3, S.2132/sin, S.2224, S.2279, S.2355, and S.2154/kas were evaluated in randomized block design (RBD) with 3 replications. Observation of qualitative characters included type of leaf tip, leaf edge, internode, angle, and twig leaf; quantitative characters included leaf size, number of leaves, and flowering time. Chemical components of the leaf were extracted with N-heksana and identified by using GC-MS (gas chromatography mass spectrometry). Qualitative properties of eight accessions showed various characteristics. Four accessions with rolling leaf edge tended to have high nicotine content. Of eight evaluated accessions, S.2279 produced highest leaf number (43.18 sheets), and S.2224 produced the smallest number of leaf (17.45 sheets). S.2279 had the latest flowering age (135.82 days), whilst S.2224 was the earliest (57.33 days) which was no significant different with S.24/kml3 (61.90 days). Chemical components of the evaluated tobacco leaf comprised of 22 compounds belong to alkaloids, hydrocarbons, alcohols, esters, ethers, fatty acids, and isoamyl nitrite. There were four major groups detected

69

Buletin Tanaman Tembakau, Serat & Minyak Industri 6(2), Oktober 2014:69−80

on all accessions, which one was nicotine. There was also noted that nicotine content negatively correlated with number of leaves, leaf size, and flowering time. Keywords: Tobacco, morphology, chemical compound identification, Nicotiana

PENDAHULUAN

A

real pengembangan tembakau di Indonesia rata-rata dalam satu tahun mencapai sekitar 200.000 ha (Murdiyati et al. 2007). Tersebar di beberapa daerah terutama di Jawa Timur, Jawa Tengah, Jawa Barat, Sumatra, dan Sulawesi Selatan. Pada tahun 2011 produksi nasional tembakau sebesar 214.524 ton dan terjadi peningkatan pada tahun 2012 sebesar 5,68% dengan total produksi mencapai 226.704 ton (Ditjenbun 2012). Tembakau masih menjadi komoditas pilihan di tingkat petani, khususnya pada lahan kering sebagai komoditas yang mampu memberikan nilai tambah ekonomi yang prospektif dalam peningkatan pendapatan dan kesejahteraan petani. Di Indonesia terdapat banyak jenis tembakau rakyat dibudidayakan dan dikembangkan sesuai dengan agroekologi wilayah yang spesifik lokasi. Tembakau rakyat terdiri atas berbagai jenis tembakau lokal yang berkembang di daerah tertentu. Pada umumnya tembakau lokal diberi nama sesuai dengan daerahnya. Jenis tembakau lokal antara lain adalah tembakau madura (64.422 ha), temanggung (33.079 ha), weleri/kendal (9.043 ha), mranggen (11.928 ha), paiton (12.527 ha), dan lainlain (Murdiyati et al. 2007). Tiap-tiap jenis tembakau memiliki karakter kualitatif dan kuantitatif yang berbeda sebagai karakter spesifik masing-masing tembakau. Perbedaan ini diduga dipengaruhi oleh faktor genetik dan lingkungan tumbuh. Kegiatan karakterisasi plasma nutfah tembakau diperlukan untuk mencari informasi sebanyak-banyaknya mengenai sifat-sifat yang terkandung dalam plasma nutfah tembakau. Koleksi plasma nutfah yang menurut Sumarno (1994) adalah kumpulan varietas, populasi, strain, galur, klon, mutan dari spesies yang sama. Koleksi plasma nutfah tembakau akan sangat berarti bagi pemulia apabila sifat-sifat 70

dari masing-masing aksesi diketahui. Semakin banyak informasi yang diperoleh dari suatu koleksi plasma nutfah akan semakin tinggi kegunaan plasma nutfah tersebut. Informasi yang dimaksud meliputi karakter kualitatif, karakter kuantitatif, kandungan senyawa kimia, ketahanan terhadap penyakit, dll. Dalam penelitian ini analisa kandungan senyawa kimia merupakan kegiatan tahap awal, sehingga aksesi yang digunakan dipilih yang memiliki sifat beda yang menyolok. Dengan sumber daya yang ada karakter kualitatif dan kuantitatif yang diamati dibatasi pada karakter tertentu saja. Kegiatan ini merupakan serentetan tahap-tahap dalam perakitan varietas yang harus dilalui sebelum melakukan kegiatan pemuliaan tanaman. Untuk melakukan persilangan seorang pemulia biasanya membutuhkan informasi-informasi tersebut untuk menggabung-gabungkan sifat-sifat yang diinginkan. Selain sifat-sifat yang terlihat seperti karakter kualitatif dan karakter kuantitatif, diperlukan pula informasi kandungan senyawa kimia, agar varietas unggul yang dirakit sesuai dengan yang diinginkan dari segi kandungan senyawa kimianya. Di samping itu dengan mengetahui karakter kuantitatif, kualitatif, maupun kandungan senyawa kimianya maka penggunaan tembakau dapat diarahkan untuk penggunaan suatu produk dengan tujuan tertentu. Nikotin yang tergolong kelompok senyawa alkaloid merupakan kandungan kimia terpenting dalam tembakau. Ekstraksi alkaloid pada daun tembakau telah banyak dilakukan dengan senyawa polar seperti metanol, etanol, dan air (Priyono 1994). Pada penelitian ini dicoba untuk dilakukan ekstraksi dengan menggunakan pelarut non polar n-heksan. Hal ini diharapkan dapat diketahui perbedaan komposisi senyawa kimia penyusun dari beberapa aksesi-aksesi tembakau baik kandungan nikotin maupun senyawa ikutan lainnya yang terekstrak dalam pelarut n-heksan.

S Yulaikah & AD Khuluq: Keragaan karakter kualitatif, kuantitatif, dan identifikasi senyawa kimia ekstrak n-heksana .......

BAHAN DAN METODE Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret sampai Desember 2012 di Kebun Percobaan Karangploso, Malang. Karakteristik lahan lokasi penelitian adalah jenis tanah aluvial dengan topografi datar dan bergelombang, elevasi 550 m dpl. Analisa komponen kimia yang terkandung dalam daun tembakau dilakukan di Laboratorium Kimia, Fakultas MIPA Universitas Brawijaya, Malang. Aksesi plasma nutfah tembakau yang dievaluasi adalah aksesi-aksesi yang memiliki daerah pengembangan berbeda. Dengan karakter yang diharapkan berbeda ingin diketahui komposisi senyawa kimia yang terkandung di dalamnya. Adapun aksesi yang dipilih untuk dievaluasi adalah tembakau temanggung (S.2258, S.24/kml2, S.24/kml3, dan S.2132/sin), madura (S.2224), boyolali (S.2279), sleman/magelang (S.2355), dan kasturi (S.2154/kas). Kedelapan aksesi tersebut disusun menggunakan rancangan acak kelompok (RAK) dengan tiga ulangan. Sebelum ditanam delapan aksesi plasma nutfah tembakau tersebut disemai pada media tumbuh dengan kombinasi tanah, pasir, dan pupuk kandang dengan perbandingan 1:1:1 yang diletakkan dalam tray. Pemeliharaan persemaian meliputi penyiraman, pengendalian hama/penyakit, penjarangan, penyiangan. Penanaman di lapangan dilakukan pada 36 hari tanam di tray. Persiapan lahan dilakukan pembajakan dua kali, dan dibentuk bedengan dengan ukuran 1 m x 8 m. Guludan menggunakan double row, sehingga dalam satu bedeng tertanam sebanyak 16 tanaman dengan jarak tanam 60 cm x 90 cm dan jarak antarbedeng 100 cm. Pemupukan menggunakan dosis 200 kg/ha ZA, 150 kg/ha SP36, dan 150 kg/ha ZK. Pemeliharaan tanaman di lapangan meliputi penyiangan, pengairan, pengendalian hama/ penyakit, topping, dan wiwil. Penyiangan dilakukan secara mekanis sesuai dengan kondisi gulma yang tumbuh dan pengairan dilakukan dua kali. Tanaman sampel yang dianalisa tidak dilakukan pemangkasan.

Pengamatan karakter kualitatif dan kuantitatif meliputi jumlah daun, panjang daun, lebar daun, umur berbunga, tepi daun, ujung daun, sudut daun, internod, dan tangkai daun. Pengamatan sesuai standar baku pengamatan yang dikembangkan oleh Basuki et al. (2005). Pengamatan kandungan kimia daun dilakukan dengan memetik daun sampel pada saat kemasakan daun optimum. Sampel diambil dari daun ke-10 atau daun tengah yang dapat mewakili daun secara keseluruhan. Setelah daun dipetik, kemudian diperam selama 3 hari, dan dikeringkan. Daun yang sudah kering selanjutnya dihaluskan dengan menggunakan blender. Ekstraksi dilakukan dengan cara maserasi, yaitu 5 g bubuk halus daun tembakau dimasukkan erlenmeyer dan dilarutkan dalam 75 ml heksan, diaduk dengan menggunakan shaker dengan kecepatan 75 rpm selama 90 menit. Selanjutnya dilakukan penyaringan dan didapatkan larutan jernih hasil ektraksi daun tembakau (modifikasi Mahendra et al. 2011). Identifikasi senyawa kimia dilakukan dengan menggunakan GC-MS Shimadzu QP2010. Sampel ekstrak tembakau terlebih dahulu dilakukan esterifikasi menggunakan n-heksan. Sampel yang telah diesterifikasi kemudian diinjeksikan ke dalam kolom GC-MS dengan suhu awal 70oC, suhu akhir 310oC dan kenaikan suhu sebesar 10oC/menit. Kolom kapiler yang digunakan Rtx 5 MS dengan memakai gas helium. Hasil kromatogram sampel dibandingkan standard internal Librarywiley7.LIB dengan similarity index (SI) ≥ 90.

HASIL DAN PEMBAHASAN Karakter Kualitatif Aksesi Plasma Nutfah Tembakau Berdasarkan pengamatan tepi daun, dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu empat aksesi mempunyai tepi daun menggulung dan empat aksesi mempunyai tepi daun licin (Tabel 1).

71


Tabel 1. Keragaan karakter kualitatif delapan aksesi plasma nutfah tembakau Aksesi

Ujung daun

S.2258 S.24/kml2 S24/kml3 S.2132/sin S.2224 S.2279 S.2355 S.2154/kas

Runcing Runcing Runcing Runcing Meruncing Meruncing Meruncing Meruncing

Tepi daun Daun bawah tepi daun menggulung Berombak, tepi daun menggulung Berombak, tepi daun menggulung Licin, tepi daun menggulung Licin rata Licin rata Licin/rata Licin

Pada empat aksesi yang memiliki tepi daun menggulung, pola tepi daun menggulung berbeda antara aksesi satu dengan aksesi lain. Perbedaan tersebut adalah aksesi 1 S.2258 hanya sebagian daun yang memiliki tepi daun menggulung kira-kira (50%), artinya dari seluruh daun yang ada tidak semuanya menggulung. Ada beberapa daun yang ada di atas (daun ke-17 sampai daun ke-23) tepi daunnya licin, sedang yang lain tepi daun menggulung. Tiga aksesi lainnya aksesi S.24/kml3, aksesi S.24/kml2, dan S.2132/sin memiliki tepi daun

Internod Jarang Jarang Jarang Jarang Jarang Rapat Jarang Rapat

S.2224

S.2355

S.2258

S.24/kml3

S.24/kml2

S.2132/sin

Gambar 1. Empat aksesi yang memiliki kesamaan tepi daun menggulung

72

Sudut daun Tegak Tegak Tegak Tegak Tegak Tegak Tegak Tegak

(<60˚) (<60˚) (<60˚) (<60˚) (<60˚) (<60˚) (<60˚) (<60˚)

Tangkai daun Duduk Duduk Duduk Duduk Duduk Duduk Bertangkai Duduk

S.2279

S.2154/kas

Gambar 2. Empat aksesi yang memiliki kesamaan tepi daun licin

menggulung semuanya dari daun bawah sampai daun atas. Sedangkan empat aksesi lainnya yang memiliki tepi daun licin tetap tidak menggulung. Ujung daun pada aksesi-aksesi yang memiliki tepi daun menggulung runcing, sedang pada aksesi-aksesi yang memiliki tepi daun licin ujung daunnya meruncing. Tangkai daun dari delapan aksesi semuanya duduk kecuali aksesi nomor tujuh S.2355 (bligon) dari hasil pengamatan aksesi tersebut bertangkai. Posisi daun terhadap batang atau sudut daun tidak ada perbedaan, semua sudut daun tegak. Jarak antara duduk daun satu dengan daun


lainnya (di atas/di bawahnya) atau sering disebut internod, bervariasi, dari delapan aksesi dua aksesi internod pendek yaitu aksesi 6 (S.2279) dan aksesi 8 (S.2154/kas), sedangkan yang lainnya internod panjang. Bentuk daun dari aksesi S.2258 dan S.24/kml2 lonjong memanjang sedang aksesi S.24/kml3 dan S.2132/ sin berbentuk lonjong. Bentuk daun aksesi 5 oval sedang, aksesi 6 bentuk daun lonjong dengan penampang lintangnya membentuk huruf V, permukaan daun melengkung ke belakang. Aksesi 7 S.2355 tembakau bligon bentuk daun lonjong permukaan daun rata. Habitus aksesi 1 (S.2258); aksesi 2 (S.24/kml2), aksesi 3 (S.24/kml3), aksesi 4 S.2132/sin, dan aksesi 5 S.2224 adalah silindris, sedangkan S.2279, S.2355, dan S.2154/kas kerucut. Secara rinci karakter kualitatif diperlihatkan pada Gambar 1 dan 2.

Karakter Kuantitatif: Ukuran Daun, Jumlah Daun, dan Umur Berbunga Pada karakter ukuran daun (panjang dan lebar daun) pada aksesi yang diteliti bervariasi. Pada tipe tembakau temanggung aksesi 1, 2, dan 3 memiliki panjang dan lebar daun (ukuran daun) yang tak beda nyata. Sedangkan aksesi ke-4 S.2132/sin ukuran daun lebih kecil. Pada tipe lainnya ukuran daun paling besar dicapai oleh aksesi 5 S.2224. Hal ini berbeda dengan ukuran daun rata-rata S.2224 jika ditanam di daerah aslinya. Di daerah pengembangan aslinya tembakau ini memiliki ukuran daun lebih kecil, karena di daerah Pamekasan dan Sumenep kondisi pengairan terbatas. Sistem pengairan yang ada di daerah pengembangan memakai sistem siram sedangkan penelitian ini pengairan memakai sistem leb. Oleh karena itu ukuran daun S. 2224 paling besar pada penelitian ini, hal ini sesuai dengan penelitian terdahulu bahwa pada perbedaan lingkungan berpengaruh terhadap karakter kuantitatif. Aksesi no. 6 S.2279 biasanya ditanam di Boyolali memiliki ukuran daun yang besar, pertumbuhan di KP Karangploso penampilannnya lebih kecil dibanding jika ditanam di lingkungan aslinya Boyolali. Hal ini

bisa terjadi karena di Boyolali pemupukan diberikan dengan dosis tinggi, sehingga daun yang terbentuk relatif besar. Sedang pertanaman yang di Karangploso tembakau boyolali diberikan dengan dosis yang sama dengan aksesi lain sehingga penampilan daun ukurannya lebih rendah dibanding dengan yang ditanam di lingkungan aslinya Boyolali. S.2258 memiliki jumlah daun terbanyak dibanding ketiga aksesi tipe temanggung. Sedangkan S. 2279 memiliki jumlah daun terbanyak dari tujuh aksesi lainnya. S.2224 memiliki jumlah daun paling sedikit. Tembakau madura sangat respon terhadap pemupukan ZK dalam hal ini berpengaruh pada ketebalan daun dan ukuran daun bukan pada karakter jumlah daun (Murdiyati et al. 2009), jumlah daun tembakau madura tidak dipengaruhi oleh dosis pupuk (Murdiyati et al. 2004), tetapi jumlah daun dipengaruhi oleh sifat-sifat genetik aksesi itu sendiri. Jumlah daun dan ukuran daun merupakan karakter penting dalam memprediksi tinggi rendahnya produktivitas, oleh karena itu karakter tersebut penting dikemukakan pada tulisan ini. Berikut ini keragaan karakter kuantitatif pada aksesi plasma nutfah tembakau (Tabel 2). Jumlah daun tertinggi dicapai oleh aksesi 6 tembakau boyolali. Aksesi 6 ini termasuk aksesi paling dalam umurnya di antara empat aksesi terakhir. Pada tembakau Boyolali selain memiliki jumlah daun terbanyak juga memiliki umur berbunga paling dalam. Umur berbunga paling genjah dicapai oleh S. 2224, aksesi tersebut merupakan aksesi yang paling sedikit jumlah daunnya. Ada kecenderungan aksesi yang memiliki umur pendek jumlah daunnya sedikit. Studi karakter kuantitatif dan kualitatif tanaman penting dilakukan karena dengan informasi karakter tersebut pada beberapa komoditas bisa digunakan untuk memprediksi karakter lain misalnya karakter produksi atau karakter mutu suatu tanaman. Seperti yang dilakukan oleh Djumali (2011), bahwa karakter jumlah daun memiliki korelasi positif terhadap produktivitas dan berkorelasi negatif terhadap mutu tembakau temanggung. Pada komoditas 73


Tabel 2. Keragaan karakter kuantitatif delapan aksesi tembakau VO No Aksesi Panjang daun Lebar daun Jumlah daun Umur berbunga 1. S.2258 46,060 cd 23,210 de 41,730 b 114,500 b 2. S.24/kml2 45,450 cd 23,930 cd 23,850 e 63,430 d 3. S.24/kml3 46,960 c 24,810 cd 28,250 d 61,900 de 4. S.2132/sin 40,580 e 21,680 e 22,300 f 64,800 d 5. S.2224 54,890 a 30,360 a 17,450 g 57,330 e 6. S. 2279 43,400 d 18,77 f 43,180 a 135,820 a 7. S.2355 51,870 b 25,31 c 30,930 c 70,780 c 8. S. 2154 52,450 ab 27,14 b 23,030 ef 65,330 d Rerata 47,706 34,399 28,838 79,232 KK 3,910 5,090 2,990 3,930 Keterangan: Angka yang didampingi oleh huruf sama dalam kolom yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT 5%.

kapas, Indrayani (2008) menyatakan bahwa karakter morfologi bulu batang bisa digunakan sebagai penciri bahwa tanaman kapas yang memiliki bulu batang tahan terhadap hama pengisap Amrasca biguttula. Pada komoditas nanas, Nasution (2010) menyatakan karakter panjang daun berkorelasi positif terhadap kandungan protein dan aktivitas enzim bromelin. Pada tanaman gambir, Ferita et al. (2012) mengemukakan bahwa warna daun merah dan tebal daun (struktur anatomi) merupakan karakter yang mencirikan tanaman gambir berpotensi kadar katekin tinggi. Hartati (2009) mengemukakan tinggi tanaman, jumlah infloresens, dan jumlah tandan buah berkorelasi positif dengan hasil buah dan biji per tanaman jarak pagar. Umur berbunga berkorelasi negatif dengan semua karakter genetik. Selain karakter morfologi, peneliti lain mengemukakan bahwa karakter fisiologi dan biokimia bisa digunakan untuk memprediksi pupuk nitrogen dan kalium (Xiang-yang et al. 2007).

Karakter Kandungan Kimia Daun Menurut Abdallah (1972) dalam Suwarso et al. (2010) kandungan kimia yang ada di dalam daun tembakau sangat mempengaruhi sifat organoleptik dari beberapa varietas tembakau khususnya kandungan senyawa aromatis. Dalam penelitian ini telah dilakukan identifikasi senyawa kimia ekstrak n-heksana dengan menggunakan GC-MS. Profil senyawa kimia ekstrak n-heksana penyusun beberapa aksesi plasma nutfah tembakau dapat dilihat pada Tabel 3. Senyawa kimia ekstrak n-heksana yang berhasil diidentifikasi dengan GC-MS berjum74

lah 22 jenis yang tergolong kelompok senyawa alkaloid, hidrokarbon, alkohol, ester, eter, asam lemak, dan isoamyl nitrit. Komposisi komponen senyawa ekstrak n-heksana pada beberapa tembakau juga bervariasi. Komponen alkaloid terbanyak ada pada aksesi tembakau S.2132/ sin, S.2279, dan S.2154/kas terdiri atas senyawa nikotin dan 3',4'-dihydro-2'-(morpho-lin-4yl)-5',7'-dinitrospiro[cyclopentane-1,3'-qu inazoline]. Komponen hidrokarbon terbanyak ada pada aksesi tembakau S.24/kml2, yaitu terdiri atas senyawa neophytadiene, tetratetracontane, 1,1-difluoro-dodecane, undecane, pentadecane, 1-dodecene, (E)-3-octadecene, dan 3-metilheneicosane. Jenis komponen hidrokarbon yang paling sedikit terdapat pada aksesi tembakau S.2224 yaitu neophytadiene, tetratetracontane, pentadecane, tetracosane dan pada aksesi tembakau S.24/kml3 yaitu neophytadiene, tetratetracontane, pentadecane, 1,1-difluoro-dodecane. Sebaran jenis komponen alkohol relatif merata pada semua aksesi tembakau terutama senyawa tetrahydro-2Hpyran-2-metanol yang termasuk komponen terbesar senyawa kimia tembakau fraksi nheksana. Selanjutnya komponen yang hanya terdeteksi satu jenis senyawa ada pada kelompok ester, eter, asam lemak, dan isoamyl nitrit. Jenis komponen ester dalam ekstrak nheksana hanya terdeteksi satu senyawa yaitu asam didecyl ester decanedioic yang terdapat pada tembakau S.2154/kas dan tidak ditemukan pada tembakau lainnya. Kelompok isoamyl nitrit juga terdeteksi satu senyawa yaitu 1-Metilbutil nitrit yang hanya ada pada aksesi tembakau 24/kml3. Sedangkan jenis eter yang


Tabel 3. Komponen kimia ekstrak n-heksana penyusun beberapa aksesi plasma nutfah tembakau hasil identifikasi menggunakan GC-MS No

Senyawa

1

2

Alkaloid 1

(S)-3-(1-metil-2-pyrrolidinyl)-pyridine (Nicotine) 3',4'-Dihydro-2'-(morpholin-4-yl)-5',7'dinitrospiro[cyclopentane-1,3'-quinazoline]

10,13

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Neophytadiene Tetratetracontane 1,1-Difluoro-dodecane Undecane Pentadecane 1-Tridecene 1-Heptadecene Tetracosane 2,6,10,15-Tetrametil-heptadecane 1-Dodecene (E)-3-Octadecene 3-Metilheneicosane

15,38 16,78

15 16 17

Tetrahidro-2H-pyran-2-metanol 1-Tetradecanol 1-Dodecanol

2

8,72

Aksesi –aksesi plasma nutfah tembakau 3 4 5 6 Luas area (%) 18,71 15,7 9,65 4,79 1,16

7

8

7,08

6,81

2,62

1,08

Hidrokarbon

Alkohol

Ester

18

Asam didecil ester decanedioic

19

Bis-(3,5,5- trimetilheksil) eter

20

Eter

Asam lemak

0,96 0,44 0,67 4,05

14,91 15,41 0,50 1,01 0,42

16,58 12,93 0,75 0,33

17,94 12,63 0,66 0,53 2,25

15,95 17,57 0,65

12,64 14,10 0,78 1,12 0,40

16,19 13,18 0,72 1,21 0,48 0,73

12,08 12,03

6,57 0,59

9,38

5,50

0,72 0,40 0,51

3,98

0,37 0,69 2,31

7,93

6,44

0,33

0,64

6,94 0,54

6,52

9,68 0,76

1,3 0,71

3-Metil pentanoic asam

Isoamyl nitrit

0,84 0,56

0,64 1,18

1,17

1,11

21 1-Metilbutil nitrit 0,29 Keterangan: 1 (S.2258), 2 (S.24/kml2), 3 (S.24/kml3), 4 (S.2132/sin), 5 (S.2224), 6 (S.2279), 7 (S.2355), 8 (S.2154/kas)

terdeteksi adalah Bis-(3,5,5-trimetilheksil) eter ditemukan pada aksesi tembakau S.2258, S.2224, dan S.2279. Kelompok asam lemak diidentifikasi senyawa asam 3-Metil pentanoic ada pada tembakau 24/kml3, S.2279, S.2355, S.2154/kas. Secara umum menunjukkan bahwa jenis senyawa kimia terbanyak fraksi metanol pada aksesi plasma nutfah tembakau ditemukan pada komponen hidrokarbon yang teridentifikasi sebanyak 12 senyawa. Senyawa kimia ekstrak n-heksana yang terdeteksi pada semua aksesi adalah jenis senyawa (S)-3-(1-metil-2-pyrrolidinyl)-pyridine atau sering disebut dengan nikotin, kemudian neophytadiene, tetratetracontane, dan tetrahydro-2H-pyran-2-metanol. Keempat senyawa tersebut merupakan kandungan komponen terbesar dalam ekstrak n-heksana. Keterbatasan standard internal dalam Library wiley7. LIB mengakibatkan terdeteksi beberapa senyawa tetratetracontane, sehingga dalam pembahas-

an ini dipilih senyawa tetratetracontane yang memiliki luas area terbesar. Pentadecane juga termasuk banyak ditemukan pada beberapa aksesi akan tetapi proporsi jumlahnya relatif kecil (1%). Persentase proporsi kandungan senyawa terbesar ekstrak n-heksana berdasarkan luas area peak yang didapatkan dari hasil analisa GC-MS secara kualitatif dapat dilihat pada Gambar 3. Berdasarkan hasil analisa GC-MS komponen kimia ekstrak n-heksana didapatkan persentase komposisi nikotin tertinggi adalah aksesi tembakau temanggung S.24/kml3 yang mencapai 18,71% di dalam ekstrak n-heksana (Tabel 3). Hal ini sesuai dengan karakter tipe tembakau temanggung yang memiliki kadar nikotin tinggi seperti Kemloko 3 memiliki kadar nikotin 2,27–9,77% dan Sindoro memiliki kadar nikotin 3,39–8,21% (Rochman & Yulaikah 2007). Sedangkan untuk senyawa tetrahydro-2H-pyran-2-metanol menunjukkan per75


Gambar 3. Komposisi senyawa kimia dominan fraksi n-heksan berdasarkan luas area peak hasil GC-MS pada beberapa aksesi plasma nutfah tembakau

sentase komposisi yang relatif sama pada semua aksesi plasma nutfah tembakau yaitu berkisar antara 5,5% sampai 9,68%, komposisi tertinggi terdapat pada aksesi S.2224 yang merupakan tipe tembakau madura. Senyawa tetratetracontane pada semua aksesi plasma nutfah tembakau menunjukkan persentase komposisi antara 12,03% sampai 17,57% yang termasuk komponen kimia terbesar dalam ekstrak n-heksan (Tabel 3). Sedangkan komposisi tertinggi senyawa neophytadiene dalam ekstrak n-heksana didapatkan pada aksesi tembakau S.24/kml2 dan komposisi terendah ada pada aksesi tembakau S.2154/kas dengan persentase 12,09%. Kandungan komponen neophytadiene tinggi banyak dijumpai pada jenis tembakau yang aromatis seperti aksesi S.2258, S.24/kml2, S.24/ kml3, dan S.2132/sin yang merupakan tipe tembakau temanggung. Menurut Cai et al. dalam Liu et al. (2013) kandungan utama senyawa volatil pada flue cured tobacco (tembakau yang dikeringkan dengan udara panas) adalah neophytadiene, aromatic ketones, aromatic alcohols, aliphatic acids, dan aromatic aldehydes. Komponen ini biasanya memiliki komposisi lebih dari 90% dari total komponen volatil lainnya dan berkontribusi pada aroma tembakau yang dikeringkan dengan pemanasan. Neophytadiene digunakan sebagai zat tambahan untuk cairan rokok yang dapat meningkatkan aroma yang berkurang akibat penguapan. Neophytadiene dikomposisikan dalam cairan rokok mulai 0,01% sampai 75% (Li & Hon 2012). 76

Identifikasi komponen aroma dari daun tembakau yang lebih baik diperlukan pemilihan metode pemisahan (fraksinasi) komponen senyawa aroma baik bebas maupun yang terikat dari komponen lainnya dan pengujian lebih lanjut dengan konfirmasi GC-MS menggunakan GCO (gas chromatography olfactometry). Menurut Arintawati (2000), dengan menggunakan GCO, identifikasi bau dilakukan untuk mengetahui komponen-komponen flavor yang mempunyai karakter yang khas (character impact compound) yang berperan penting dan berkontribusi terhadap keseluruhan aroma yang ditimbulkan. Tingkatan penilaian aroma secara kualitatif meliputi baik (harum aromatis), cukup (harum agak aromatis), sedang (harum sedikit aromatis), kurang (sedikit harum, sedikit aromatis), dan jelek (tidak harum dan tidak aromatis) (Santoso 2001). Dengan demikian, karakteristik aroma yang menjadi salah satu parameter penilaian mutu tembakau dapat diketahui secara kualitatif dan kuantitatif sehingga didapatkan karakter spesifik aroma sebagai keunggulan dari setiap aksesi plasma nutfah tembakau.

Hubungan Karakter Kuantitatif Tanaman Tembakau dengan Komposisi Kadar Nikotin

Dari hasil analisa korelasi terdapat korelasi negatif antara komposisi kadar nikotin dengan karakter kuantitatif yang dianalisa (Tabel 4). Tabel 4. Koefisien korelasi antara karakter kuantitatif plasma nutfah tembakau dengan komposisi kadar nikotin Pd

pd

ld

jd

ub

1,00000

0,86855 <0,0001 1,00000

-0,36934 0,0375 -0,65509 <0,0001 1,00000

-0,39140 0,0267 -0,66280 <0,0001 0,91922 <0,0001 1,00000

kn

-0,29835 0,0972* ld 0,03565 0,8464 Jd 0,29998 0,0953 Ub -0,44105 0,0115 Keterangan: pd = panjang daun, ld = lebar daun, jd = jumlah daun, ub = umur berbunga, kn = kandungan nikotin, * Korelasi nyata pada taraf 90%


Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa panjang daun, jumlah daun, dan umur berbunga memiliki korelasi negatif terhadap komposisi kadar nikotin pada taraf kepercayaan 90%. Semakin banyak jumlah daun, dan semakin panjang ukuran daun makin sedikit kandungan nikotin pada tanaman. Demikian juga umur berbunga, makin dalam umur berbunga semakin rendah kadar nikotin yang terkandung dalam daun tembakau. Pada penelitian terdahulu, Djumali (2011) mengemukakan bahwa jumlah daun dan ukuran daun berkorelasi positif terhadap produktivitas. Sedangkan karakter genetik seperti jumlah daun berkorelasi negatif dengan kandungan nikotin tembakau (Leffingwell 1999). Tinggi rendahnya kandungan nikotin suatu aksesi selain dipengaruhi oleh karakter genetik tanaman, juga dipengaruhi faktor lingkungan dalam hal ini kondisi iklim dan kondisi tanah. Hal ini diperkuat dengan penelitian terdahulu bahwa dengan perbaikan budi daya akan mempengaruhi tinggi rendahnya kadar nikotin. Menurut (Bilalis et al. 2008) kandungan nikotin pada tanaman tembakau tinggi rendahnya bisa dipengaruhi oleh budi daya tanaman seperti pemakaian pupuk dan penerapan pertanian organik yang menggunakan pupuk hijau. Dari data kualitatif menunjukkan dari empat aksesi yang memiliki tepi daun melengkung ke bawah, terdapat kecenderungan kandungan nikotin tinggi. Hal ini memperkuat pernyataan bahwa faktor lingkungan, faktor genetik sangat berpengaruh terhadap tinggi rendahnya kadar nikotin. Peneliti terdahulu memiliki pernyataan yang sama (Legg & Collins 1971) dan (Tirtosastro & Murdiyati 2010) bahwa tinggi rendahnya kadar nikotin pada tanaman tembakau dipengaruhi oleh faktor genetik. Pada program pemuliaan keberadaan koleksi plasma nutfah merupakan sesuatu hal yang penting. Plasma nutfah akan memiliki arti apabila aksesi-aksesi plasma nutfah tersebut memiliki informasi-informasi baik karakter kualitatif, kuantitatif, maupun kandungan senyawa kimianya sehingga pengguna bisa memanfaatkan informasi dan materi plasma nutfah sesuai dengan kebutuhan. Kegiatan karakterisasi merupakan serangkaian kegiatan untuk mengevaluasi plasma nutfah yang dimiliki agar

memudahkan pemulia untuk kegiatan pemuliaan baik dalam jangka pendek sampai dengan jangka panjang.

KESIMPULAN Dari hasil karakterisasi diketahui bahwa empat aksesi memiliki karakter tepi daun menggulung, sedang empat aksesi lainnya tepi daun licin. Aksesi yang memiliki tepi daun menggulung cenderung memiliki komposisi kadar nikotin tinggi. S.2279 memiliki jumlah daun terbanyak (43,18 lembar), sedang S.2224 paling sedikit (17,45 lembar). Umur berbunga paling dalam dicapai oleh S.2279 (135,82 hari) dan paling genjah S.2224 (57,33 hari) tidak beda nyata dengan S.24/kml3 (61,90 hari). Aksesi-aksesi yang memiliki tepi daun menggulung cenderung kadar nikotinnya tinggi. Komponen senyawa kimia fraksi n-heksana yang berhasil diidentifikasi dengan GCMS berjumlah 22 jenis, terdiri atas kelompok senyawa alkaloid, hidrokarbon, alkohol, ester, eter, asam lemak, dan isoamyl nitrit. Sebanyak empat komponen besar senyawa kimia terdeteksi pada semua aksesi plasma nutfah yang diteliti, termasuk senyawa alkaloid yang di dalamnya terkandung nikotin. Untuk tahap awal dikorelasikan antara karakter kuantitatif dengan kadar nikotin. Hasil yang diperoleh bahwa karakter jumlah daun, panjang daun, dan umur berbunga memiliki korelasi negatif terhadap kadar nikotin. Semakin banyak jumlah daun dan panjang ukuran daun serta dalam umur berbunga maka semakin rendah kadar nikotin daun.

UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih kepada Bapak Kepala Balai Penelitian tanaman Pemanis dan Serat yang telah mendukung dana dari DIPA APBN 2012, sehingga penelitian ini bisa terlaksana. Terima kasih kepada Dr. Edi Priyo Utomo, MS yang telah memberikan pengarahan dan memfasilitasi pelaksanaan analisa senyawa kimia di La77


boratorium FMIPA jurusan kimia organik, Universitas Brawijaya Malang. Demikian juga kepada saudara Slamet yang telah membantu pelaksanaan pangamatan karakterisasi di lapangan.

DAFTAR PUSTAKA Arintawati, M 2000, Identifikasi dan karakterisasi komponen aroma daun salam, (Tesis S2) Institut Pertanian Bogor, Bogor. Basuki, S, Suwarso, Yulaikah, S & Rochman, F 2005, Status plasma nutfah tanaman tembakau (Nicotiana sp.), Buku Pedoman Pengelolaan Plasma Nutfah Perkebunan, Puslitbangbun, Badan Litbang Pertanian, Bogor, hlm. 183–200. Bilalis, D, Karkanis, A, Efthimiadov, A, Korsatras, Ar, Triantafyllidis, V 2008, Effects of irrigation system and green manure on yield and nicotine content of virginia (flue cured) organic tobacco (Nicotiana tabacum) under mediterranean conditions, Industrial Crops and Products 29(2009):388–394. Ditjenbun 2012, Produksi tembakau menurut provinsi di Indonesia, 2008–2012, Direktorat Jenderal Perkebunan, Jakarta. Djumali 2011, Karakter agronomi yang berpengaruh terhadap hasil dan mutu rajangan kering tembakau temanggung, Buletin Tanaman Tembakau, Serat & Minyak Industri 3(1):17– 29. Hartati, RS 2009, Keragaan morfologi dan hasil 60 individu jarak pagar (Jatropha curcas L.) terpilih di Kebun Percobaan Pakuwon Sukabumi, Jurnal Littri 15(4):152–161, ISSN 0853–8212. Indrayani, IGAA 2008, Peranan morfologi tanaman untuk mengendalikan pengisap daun Amrasca biguttula (Ishida) pada tanaman kapas, Perspektif 7:47–54, ISSN:1412–8004. Ferita, I, Jamsari, Suliansyah, I & Gustian 2012, Studi hubungan karakter morfologi, anatomi, dan molekuler terkait potensi kadar katekin pada tanaman gambir (Uncoria gambir (Hunter) Roxb)). Artikel disertasi diakses pada 2 april 2013 (Http://pasca.unaud.ac.id/wp2con ten/upload 2012.artikel disertasi-Istanoferita. Pdf). Leffingwell 1999, Basic chemical constituents to tobacco leaf and differences among tobacco type,

78

in: Davis, DL & Nielsen, MT (eds), Tobacco, Production, Chemistry, and Technology, University Press, Cambridge. Legg, PD & Collins, GB 1971, Inheritance of percent total alkaloid in Nicotiana tabacum L. II, genetic effect of two loci in Burley 21 x L.8 burley population, Can. J. Genet. Cytol. (13): 287–291. Li, W & Hon, L 2012, Application of neophytadiene as an additive for liquid cigarettes, Patent application publication No. US 2012/0211015A1, United States. Liu, L, Huang, Y, Wang, J, Tang, Z, Lu, L, Wu, R & Lei, Q 2013, Study on discriminating flue cured tobacco by volatile compounds related to geographical origin and cultivar, Asian Journal of Chemistry 25(13):7587–7592. Mahendra, K, Murtthy,YLN, Narasimha, CVR, Krishna, KBM & Machiraju, PVS 2011, Isolation of polyprenols from tobacco and their separation by adopting new chromatographic technique, J. Nat. Prod. Plant Resour 1(1):125–133. Murdiyati, AS, Suwarso, Herwati, A & Slamet 2004, Respon beberapa galur harapan tembakau madura terhadap dosis pemupukan dan tingkat populasi tanaman, Prosiding Simposium IV Hasil Penelitian Tanaman Perkebunan, Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan, Bogor, hlm. 259–264. Murdiyati, AS, Djajadi & Herwati, A 2007, Upaya pembenahan mutu tembakau rakyat, Prosiding Lokakarya Nasional Agribisnis Tembakau, Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan, Bogor hlm. 148–155. Murdiyati, AS, Herwati, A & Suwarso 2009, Pengujian efektivitas penggunaan pupuk ZK terhadap hasil dan mutu tembakau madura,

Buletin Tanaman Tembakau, Serat & Minyak Industri 1(1):10–16.

Nasution, MA 2010, Keragaman genetik nenas dan korelasi antarkarakter morfologi dan komponen kualitas buah dengan kandungan enzim Bromelin, Jurnal Agro Vigor 10(1):62–72, ISSN 1412–2286. Prijono 1994, Pedoman praktikum teknik pemanfaatan insektisida botanis, Jurusan Hama Penyakit Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor, Bogor, hlm. 5–6. Rochman, F & Yulaikah, S 2007, Varietas unggul tembakau temanggung, Prosiding Lokakarya Nasional Agribisnis Tembakau, Pusat Pene-


litian dan Pengembangan Perkebunan, Bogor, hlm. 95–98.

tiga varietas tembakau oriental di Indonesia, Jurnal Littri 16(3)112–118.

Santoso, T 2001, Tata niaga tembakau di Madura, Jurnal Manajemen & Kewirausahaan 3(2):96– 105.

Tirtosastro, S & Murdiyati, AS 2010, Kandungan kimia tembakau dan rokok, Buletin Tanaman Tembakau, Serat & Minyak Industri 2(1):33– 43.

Sumarno 1994, Pengelolaan plasma nutfah, Materi

kuliah dalam Pelatihan Plasma Nutfah Pertanian, 12–24 Desember 1994 di BLPP Ketindan, Lawang, Jawa Timur.

Suwarso, Tirtosastro, S, Yulianti, T, Suharto, Suseno & Yasin, M 2010, Uji produktivitas dan mutu

Xiang-yang, L, Shum, LG, Feng, YY, Chum-Hua, Z, Qi-Wi, Y & Shi-Xu, S 2007, Relationship between hyper spectral parameter and physiological and biochemical indexes of the cured tobacco leaves, Agricultural Science in China 6(6):665–662.

79


Lampiran 1. Kromatogram hasil identifikasi komponen terbesar tembakau dengan standar internal GCMS 1. Tetrahydro-2H-pyran-2-methanol Sampel

Standar

2. 3-(1-Methyl-2-pyrrolidinyl)-pyridine (Nikotin) Sampel

Standar

3. Neophytadiene

Sampel

Standar

4. Tetratetracontane

Sampel

Standar

80

Keragaan Karakter Kualitatif, Kuantitatif, dan Identifikasi Senyawa Kimia Ekstrak N-Heksana Beberapa Aksesi Plasma Nutfah Tembakau

Recommend Documents