KOMPONEN KIMIA FRAKSI POLAR EKSTRAK METANOL BUAH SINYO NAKAL (Duranta repens)
SIGIT EKO JANUAR
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Komponen Kimia Fraksi Polar Ekstrak Metanol Buah Sinyo Nakal (Duranta repens) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2013 Sigit Eko Januar NIM G44090081
ABSTRAK SIGIT EKO JANUAR. Komponen Kimia Fraksi Polar Ekstrak Metanol Buah Sinyo Nakal (Duranta repens). Dibimbing oleh PURWANTININGSIH SUGITA dan BUDI ARIFIN. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menentukan jenis komponen bioaktif yang terkandung dalam daun dan kayu tanaman sinyo nakal (D. repens), tetapi penelitian secara khusus pada ekstrak buah belum banyak dilakukan. Hasil uji fitokimia pada ekstrak metanol bebas˗lipid buah D. repens asal Jawa Timur, Indonesia menunjukkan kandungan flavonoid, alkaloid, saponin, tanin, dan steroid. Serangkaian fraksionasi dilakukan terhadap ekstrak metanol tersebut dengan metode kromatografi cair vakum, kromatografi kolom gravitasi, dan kromatografi radial. Dua fraksi hasil pemisahan, yakni fraksi Hfg1 dan Hi dianalisis menggunakan spektrofotometer Resonans Magnet Inti (NMR). Hasil analisis NMR 1H, 13C, dan korelasi 2D menunjukkan bahwa fraksi Hfg1 merupakan senyawa asam trans-sinamat, sedangkan struktur molekul dalam fraksi Hi belum dapat ditentukan karena masih berupa campuran. Kata kunci: asam trans-sinamat, Duranta repens, fraksionasi, sinyo nakal
ABSTRACT SIGIT EKO JANUAR. Chemical Components in Polar Fraction of Sinyo Nakal (Duranta repens)’s Fruit Methanol Extract. Supervised by PURWANTININGSIH SUGITA and BUDI ARIFIN. Various studies have been conducted to identify the bioactive components in leaves and bark of sinyo nakal (D. repens), but only few studies focusing on fruit extract. Phytochemical investigations on lipid-free fruit methanol extract showed the presence of flavonoid, alkaloid, saponin, tanin, and steroid. Fractionations of the methanol extract have been conducted through series of chromatographic separations including vacuum liquid chromatography, gravity column chromatography, and radial chromatography. Two fractions namely Hfg1 and Hi were analyzed with nuclear magnetic resonance (NMR) spectrophotometer. The 1H, 13C, and 2D correlation NMR analysis showed that Hfg1 fraction was trans-cinnamic acid, whereas the molecular structure in Hi fraction has not been elucidated yet because it still contained mixture of compounds. Key words: trans-cinnamic acid, Duranta repens, fractionation, sinyo nakal
KOMPONEN KIMIA FRAKSI POLAR EKSTRAK METANOL BUAH SINYO NAKAL (Duranta repens)
SIGIT EKO JANUAR
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi
: Komponen Kimia Fraksi Polar Ekstrak Metanol Buah Sinyo Nakal (Duranta repens) : Sigit Eko Januar : G44090081
Nama NIM
Disetujui Oleh Pembimbing I
Pembimbing II
Prof Dr Purwantiningsih Sugita, MS Pembimbing I
Budi Arifin, MSi Pembimbing II
Diketahui oleh Prof. Dr. Purwantiningsih Sugita, MS NIP 19631217 198803 2 002
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini yang berjudul “Komponen Kimia Fraksi Polar Ekstrak Metanol Buah Sinyo Nakal (Duranta repens)”. Karya ilmiah ini disusun berdasarkan penelitian yang dilaksanakan pada bulan Februari hinggal Juli 2013 di Laboratorium Kimia Organik, Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini didanai oleh program Penelitian Unggulan Lintas Fakultas tahun 2013 sesuai kontrak nomor 243/IT3.41.2/L2/SPK/2013. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas bimbingan, dukungan, dan kerja sama yang telah diberikan oleh Ibu Prof Dr Purwantiningsih Sugita, MS selaku pembimbing I dan Bapak Budi Arifin, MSi selaku pembimbing II. Rasa terima kasih ini juga dihaturkan kepada Bapak M Farid, MSi, Bapak Sabur, Ibu Yenni Karmila, dan Mbak Nia atas bimbingan dan bantuannya selama penelitian. Karya sekaligus ungkapan terima kasih ini dipersembahkan kepada Ayah, Ibu, serta keluarga yang senantiasa memberikan dorongan moral dan materi demi terlaksananya penelitian ini. Ucapan terima kasih disampaikan pula kepada Kak Rizki Amilia, Kak Ami, Nisfiyah, Febrina, dan terkhususkan kepada ketiga sahabat seperjuanganku Wahyu, Ichsan, dan Selvi yang telah membantu, memberi masukan dan semangat, saran, kebersamaan, dan kenangan yang tidak tergantikan kepada penulis selama menjalankan penelitian. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2013
Sigit Eko Januar
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan Metode Penelitian HASIL DAN PEMBAHASAN Kadar Air dan Ekstraksi Fitokimia Ekstrak n-Heksana dan Ekstrak Metanol Komponen Kimia dalam Ekstrak Metanol Struktur Metabolit Sekunder dalam Fraksi Hfg1 Hasil Isolasi SIMPULAN DAN SARAN Simpulan DAFTAR PUSTAKA Lampiran RIWAYAT HIDUP
vii vii vii 1 2 2 2 3 3 4 4 7 9 9 9 11 21
DAFTAR TABEL 1 Fitokimia ekstrak n-heksana tak-tersabunkan dan ekstrak metanol 2 Fraksi-fraksi KCV ekstrak metanol bebas-tanin 3 Hasil pemisahan KKG dari fraksi H bebas-tanin
4 5 6
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5
Profil KLT eluat 1–24 hasil KCV dengan eluen n-heksana˗etil asetat 4:6 Profil KLT fraksi-fraksi hasil kromatografi kolom fraksi H bebas-tanin Unit alkena disubstitusi dengan kopling trans Struktur senyawa asam trans-sinamat Senyawa durantosida I pada D. erecta
5 6 7 8 8
DAFTAR LAMPIRAN 1 Bagan alir penelitian 2 Metode uji fitokimia 3 Hasil analisis kadar air 4 Profil KLT ekstrak metanol bebas-tanin D. repens. 5 Spektrum 1H-NMR fraksi Hi 6 Spektrum 13C-NMR fraksi Hfg1 7 Spektrum 1H-NMR fraksi Hfg1 8 Spektrum TOCSY fraksi Hfg1 9 Spektrum HSQC fraksi Hfg1 10 Spektrum HMBC fraksi Hfg1
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1
PENDAHULUAN Duranta repens merupakan salah satu dari 35 spesies Duranta yang tersebar di daerah tropis dan subtropis di seluruh dunia (Ahmed et al. 2009). D. repens banyak dibudidayakan sebagai tanaman hias di wilayah barat India, Pakistan, tengah dan selatan Amerika. Tanaman ini umum dikenal di Indonesia sebagai sinyo nakal. Buahnya secara tradisional dimanfaatkan sebagai obat malaria dan cacingan, sedangkan daunnya digunakan sebagai obat abses, penurun panas, diuretik, dan antimalaria (Jayalakshmi et al. 2011). Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menentukan komponen bioaktif yang terkandung dalam D. repens. Hiradate et al. (1999) berhasil mengisolasi senyawa terpenoid dari ekstrak metanol daun, yaitu durantanin I‒III. Senyawa terpenoid dengan struktur yang mirip, yaitu durantanin IV dan V juga telah diisolasi oleh Ahmed et al. (2009). Ekstrak tanaman sinyo nakal juga diketahui mengandung terpenoid (Anis et al. 2002) steroid (Kuo et al. 1995; Ahmad et al. 1998; Shahat et al. 2005; Abou-Setta et al. 2007), flavonoid (Anis et al. 2001; Iqbal et al. 2004; Ahmed et al. 2009;), iridoid glikosida (Takeda et al. 1995), kumarin dan kumarinolignoid (Ahmad et al. 2009), serta feniletanoid glikosida (Ahmed et al. 2009). Pengujian komponen aktif dalam daun dan batang D. repens menunjukkan beberapa aktivitas farmakologis. Nikkon et al. (2008b, 2009) menyatakan bahwa ekstrak batang dan buah memiliki aktivitas antijamur, antibakteri, serta bersifat larvasida terhadap larva Culex quinquefasciatus. Ekstrak air dan metanol daun memiliki aktivitas larvasida terhadap larva Culex quinquefasciatus, tetapi efek larvasida ekstrak metanol lebih besar (Serena et al. 2010). Ekstrak daun menunjukkan aktivitas antibakteri (Jayalakshmi et al. 2011), antioksidan (Adu et al. 2010), dan mengandung saponin yang berperan dalam aktivitas alelopati tanaman (Hiradate et al. 1999). Namun demikian, proses pengujian tersebut umumnya dilakukan pada ekstrak kasar daun, batang, atau ekstrak seluruh bagian tanaman D. repens. Penelitian secara khusus pada ekstrak buah D. repens belum banyak dilakukan meskipun buah tanaman tersebut sejak lama telah digunakan sebagai obat tradisional. Selain itu, perbedaan tempat tumbuh tanaman D. repens akan berpengaruh pada jenis serta jumlah senyawa metabolit sekunder sehingga mungkin ditemukan komponen baru yang memiliki aktivitas farmakologis serupa atau lebih baik. Hal tersebut mendasari dilakukannya penelitian ini untuk mencirikan komponen fraksi polar dalam ekstrak buah sinyo nakal. Pencirian dilakukan pada ekstrak metanol dari buah sinyo nakal yang tumbuh di Indonesia.
2
BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan selama penelitian ini antara lain seperangkat alat kaca, radas kromatografi cair vakum (KCV), kromatografi kolom gravitasi (KKG), kromatografi radial (KR), dan penguap putar, serta spektrofotometer resonans magnet inti (NMR) Agilent 500 MHz (1H) dan 125 MHz (13C) di Institut Teknologi Bandung (ITB). Bahan yang digunakan adalah sampel buah D. repens yang dikumpulkan dari Kabupaten Jombang, Jawa Timur, metanol, etil asetat, nheksana, diklorometana, pereaksi Wagner, Mayer, Dragendorf, dan LiebermannBuchard, NaOH 10%, FeCl3 1%, asam sulfat p.a, silika gel KCV Merck 60 G, silika gel KR Merck 60 PF254, silika gel Merck 60 untuk impregnasi sampel KCV, dan pelat silika gel Merck 60 Kiesel GF254 untuk kromatografi lapis tipis (KLT). Metode Penelitian Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi penyiapan sampel, ekstraksi maserasi, uji fitokimia (Harborne 1987), isolasi (Hermawati 2009), dan pencirian komponen fraksi polar. Bagan alir penelitian ditunjukkan pada Lampiran 1. Preparasi dan Ekstraksi Sebanyak 2.279 kg simplisia kering giling buah sinyo nakal dimaserasi menggunakan n˗heksana selama 24 jam. Filtrat hasil maserasi disabunkan dengan NaOH 0.5 N hingga terbentuk 2 lapisan. Ekstrak n˗heksana yang tidak tersabunkan dipisahkan dan dipekatkan. Residu dimaserasi kembali dalam metanol sebanyak 6 L selama 24 jam. Maserasi dilakukan 3 kali ulangan. Ekstrak metanol yang diperoleh dikumpulkan dan dipekatkan. Penentuan Kadar Air (AOAC 950.46 (B) 2005) Sebanyak 2 g simplisia dimasukkan dalam cawan porselen yang telah dipanaskan sebelumnya dalam oven bersuhu 105 oC selama 30 menit hingga bobotnya konstan. Cawan berisi sampel dipanaskan dalam oven bersuhu 105 oC selama 3 jam, lalu didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Pemanasan kembali dilakukan hingga diperoleh bobot sampel yang konstan. Kadar air contoh ditentukan dengan persamaan
Keterangan :
A: bobot sampel basah (g) B: bobot sampel kering (g)
Uji Fitokimia Uji fitokimia ekstrak n˗heksana yang tidak tersabunkan dan ekstrak metanol dilakukan untuk mengetahui keberadaan metabolit sekunder seperti alkaloid, flavonoid, terpenoid, tanin, dan steroid. Pengujian mengikuti prosedur standar dari Harborne (1987) (Lampiran 2).
3
Isolasi Senyawa Metabolit Sekunder Proses isolasi terdiri atas 2 tahap, yaitu fraksionasi dan pemurnian. Tahap fraksionasi diawali dengan pemisahan komponen tanin dalam ekstrak metanol. Sejumlah tertentu ekstrak dilarutkan dalam sedikit metanol, kemudian ditambahkan 100 mL aseton. Endapan tanin yang terbentuk dipisahkan dengan cara disaring. Penambahan aseton diulangi hingga tidak terbentuk endapan tanin dalam larutan. Ekstrak metanol kemudian dipekatkan dan diperoleh ekstrak metanol bebas-tanin (BT). Ekstrak BT difraksionasi kasar menggunakan metode KCV. Eluen KCV ditentukan dengan cara menguji pola pemisahan kromatografi lapis tipis (KLT) ekstrak BT menggunakan eluen tunggal yang meliputi n˗heksana, kloroform, etil asetat, aseton, dan metanol. Eluen yang menahan pergerakan noda dan eluen yang menggerakkan noda hingga mendekati garis batas pelarut digabungkan menjadi sistem eluen gradien untuk KCV. Ekstrak metanol BT yang telah diimpregnasi kemudian dielusi secara gradien (peningkatan kepolaran) dengan sistem eluen tersebut. Eluat hasil pemisahan dengan KCV diuji pola pemisahannya menggunakan sistem eluen terbaik, yaitu kombinasi 2 eluen KCV yang menghasilkan jumlah noda terbanyak dan pola pemisahan terbaik. Eluat dengan pola pemisahan KLT yang sama digabungkan menjadi 1 fraksi. Fraksionasi lanjutan fraksi hasil KCV dilakukan menggunakan metode KKG. Sejumlah tertentu fraksi dipisahkan dengan sistem elusi gradien. Pemilihan sistem eluen gradien untuk KKG dan eluen terbaik untuk pengujian eluat dilakukan dengan cara yang sama seperti pada KCV. Fraksi-fraksi hasil KKG yang telah murni dapat langsung dianalisis menggunakan spektrofotometer NMR dan dielusidasi struktur kimianya. Pemurnian lebih lanjut dilakukan pada fraksi yang masih berupa campuran dengan menggunakan metode KR. Tahap ini diawali dengan penentuan eluen terbaik dari beberapa kombinasi eluen, lalu sejumlah tertentu fraksi campuran dimurnikan dengan sistem elusi isokratik memakai eluen terbaik tersebut. Fraksi akhir yang telah murni juga dielusidasi menggunakan spektrofotometer NMR.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kadar Air dan Ekstraksi Kadar air penting ditentukan sebagai faktor koreksi untuk bobot sampel yang digunakan. Berdasarkan hasil analisis, kadar air dalam sampel kering buah D. repens sebesar 11.97% (Lampiran 3). Ekstraksi diawali dengan maserasi 2.279 kg sampel menggunakan n˗heksana selama 24 jam. Proses ekstraksi ini bertujuan memisahkan lipid dan komponen nonpolar lainnya. Sebanyak 45.20 g ekstrak n˗heksana disabunkan dan diperoleh fraksi n˗heksana yang tidak tersabunkan sebanyak 10.01 g. Residu maserasi n˗heksana kemudian dimaserasi kembali dalam metanol sebanyak 3×, masing-masing selama 24 jam. Dihasilkan ekstrak metanol sebanyak 465.72 g dengan persentase rendemen berdasarkan bobot kering sebesar 23.22%.
4
Fitokimia Ekstrak n-Heksana dan Ekstrak Metanol Uji fitokimia dilakukan pada ekstrak n-heksana yang tidak tersabunkan dan ekstrak metanol untuk mendapatkan gambaran umum mengenai golongan senyawa kimia yang terdapat dalam ekstrak. Hasil uji (Tabel 1) menunjukkan bahwa ekstrak n-heksana mengandung steroid. Senyawa steroid relatif bersifat nonpolar sehingga akan terekstraksi dalam pelarut n-heksana. Sementara ekstrak metanol mengandung beberapa jenis senyawa kimia seperti tanin, saponin, alkaloid, flavonoid, dan steroid. Hasil ini menunjukkan bahwa komponen kimia yang berhasil diekstraksi dengan metanol jauh lebih banyak dibandingkan dengan n-heksana. Tabel 1 Fitokimia ekstrak n-heksana tak-tersabunkan dan ekstrak metanol Hasil Uji Kualitatif (+/-) Kelompok Senyawa Ekstrak n˗heksana Metabolit Sekunder Ekstrak Metanol Tak-Tersabunkan Tanin + Saponin + Alkaloid + Flavonoid + Steroid + + Triterpenoid Komponen Kimia dalam Ekstrak Metanol Proses isolasi komponen kimia dalam ekstrak metanol diawali dengan tahap pemisahan tanin. Sebanyak 49.0543 g ekstrak metanol kasar dilarutkan dalam 8 mL metanol, kemudian ditambahkan 100 mL aseton. Tanin yang mengendap dipisahkan dengan cara disaring. Filtrat hasil penyaringan ditambahkan 100 mL aseton kembali. Proses ini diulangi beberapa kali hingga tidak terbentuk lagi endapan tanin. Kumpulan filtrat hasil pemisahan tanin diuapkan menggunakan penguap putar dan dihasilkan ekstrak metanol bebas˗tanin (BT) sebanyak 28.1478 g atau 57.38%. Ekstrak metanol BT diuji pola pemisahan KLT-nya dengan beberapa jenis eluen tunggal (Lampiran 4). Eluen n˗heksana menahan pergerakan noda, sedangkan eluen etil asetat menggerakkan noda hingga mendekati garis batas pelarut. Campuran kedua eluen ini digunakan sebagai sistem eluen gradien bertahap (step gradient) untuk fraksionasi kasar dengan metode KCV. Sebanyak 20.0015 g ekstrak metanol BT difraksionasi berturut-turut dengan eluen n˗heksana 100% (1× elusi); n˗heksana˗etil asetat dengan nisbah berturut-turut 8:2 (2× elusi), 6:4 (2× elusi), 5:5 (4× elusi), 4:6 (2× elusi), dan 3:7 (2× elusi); etil asetat 100% (2× elusi); dan metanol 100% (10× elusi). Tahap pemisahan ini menghasilkan 24 botol eluat, masing-masing diuji pola pemisahannya dengan eluen terbaik (Gambar 1). Eluen terbaik ialah campuran eluen n-heksana dengan etil asetat yang menghasilkan jumlah noda terbanyak dan pola pemisahan terbaik, yaitu nheksana˗etil asetat 4:6 (Lampiran 4). Eluat-eluat dengan pola pemisahan KLT
5
yang relatif sama digabungkan menjadi 1 fraksi. Secara keseluruhan, diperoleh 9 fraksi dengan bobot dan rendemen yang dapat dilihat pada Tabel 2.
Gambar 1 Profil KLT eluat 1–24 hasil KCV dengan eluen n-heksana˗etil asetat 4:6 Tabel 2 Fraksi-fraksi KCV ekstrak metanol bebas-tanin Fraksi Bobot (g) Rendemen (%) Asal Fraksi A 0.0105 0.05 Eluat 1 B 0.1130 0.57 Eluat 2‒3 C 0.1936 0.97 Eluat 4–5 D 0.2886 1.44 Eluat 6‒8 E 0.0888 0.44 Eluat 9–10 F 0.1146 0.57 Eluat 11‒12 G 0.2244 1.12 Eluat 13–14 H 12.4855 62.42 Eluat 15‒16 I 4.8163 24.06 Eluat 17–24 Fraksi H yang memiliki rendemen tertinggi merupakan fraksi hasil elusi KCV dengan pelarut metanol. Diduga masih terkandung tanin dalam fraksi tersebut, sebab tanin larut dalam metanol. Oleh karena itu, sebanyak 12.4855 g fraksi H kembali dipisahkan taninnya dan dihasilkan 6.4464 g fraksi H bebas˗tanin (fraksi HBT). Fraksi HBT kemudian diuji pola pemisahan KLT˗nya dan diperoleh komposisi eluen terbaik adalah n˗heksana˗etil asetat (4:9). Sebanyak 3.9525 g fraksi HBT difraksionasi lebih lanjut menggunakan kromatografi kolom gravitasi (KKG) dengan sistem elusi gradien (peningkatan kepolaran) dari n˗heksana 100%; n˗heksana˗etil asetat dengan nisbah berturutturut 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7, 2:8, 1:9, hingga etil asetat 100%. Tahap pemisahan ini menghasilkan 15 fraksi (Tabel 3), berdasarkan pola pemisahan KLT dalam eluen terbaik (Gambar 2).
6
Gambar 2 Profil KLT fraksi-fraksi hasil kromatografi kolom fraksi H bebas-tanin dengan eluen n˗heksana˗etil asetat 4:9 Tabel 3 Hasil pemisahan KKG pada fraksi H bebas-tanin Bobot Fraksi Rendemen Fraksi (mg) KKG (%) Ha 23.2 0.59 Hb 2.3 0.06 Hc 1.8 0.05 Hd 1.1 0.03 He 2.4 0.06 Hf 1.7 0.04 Hg 60.2 1.52 Hh 5.7 0.14 Hi 13.3 0.34 Hj 22.1 0.56 Hk 12.5 0.32 Hl 8.6 0.22 Hm 19.1 0.48 Hn 7.8 0.20 Ho 6.5 0.16 Terdapat 2 fraksi yang diduga mengandung komponen tunggal, yakni fraksi Hf dan Hi. Namun, bobot fraksi Hf tidak mencukupi, maka fraksi Hi yang kemudian dianalisis menggunakan spektrofotometer NMR. Fraksi Hg yang jumlahnya cukup banyak diduga hanya mengandung 2 komponen. Fraksi tersebut diuji pola pemisahannya dalam beberapa kombinasi eluen KLT dan diperoleh kombinasi eluen terbaik untuk pemurnian adalah diklorometana-etil asetat (3:7). Pemurnian 51.05 mg fraksi Hg dilakukan dengan metode KR dengan sistem eluen isokratik. Diperoleh fraksi Hg1 dengan bobot 11.4 mg yang menghasilkan 1 noda KLT dengan nilai Rf sama dengan fraksi Hf. Oleh karena itu, fraksi Hf dan Hg1 kemudian digabungkan (fraksi Hfg1) dan dianalisis menggunakan spektrofotometer NMR.
7
Struktur Metabolit Sekunder dalam Fraksi Hfg1 Hasil Isolasi Di antara fraksi Hfg1 dan Hi, hanya fraksi Hfg1 yang dapat ditentukan struktur molekulnya. Spektrum NMR menunjukkan bahwa fraksi Hi masih berupa campuran (Lampiran 5). Struktur senyawa metabolit sekunder dalam fraksi Hfg1 (6.3 mg) yang berbentuk kristal putih kekuningan ditentukan berdasarkan spektrum NMR 1H, 13C, koherensi kuantum tunggal heterointi (HSQC), koherensi ikatan rangkap heterointi (HMBC), dan spektroskopi korelasi total (TOCSY). Spektrum 13C-NMR (Lampiran 6) menunjukkan 7 sinyal karbon dari 9 atom karbon. Sinyal pada δC 171.7 ppm menunjukkan gugus karbonil dari asam karboksilat. Dua sinyal di δC 117.2 dan 146.9 ppm merupakan sinyal karbon sp2 dengan kondisi lingkungan kimia yang berbeda. Cincin aromatik benzena dibuktikan dengan munculnya 4 sinyal pada δC 128.3, 128.9, 130.7, dan 134.0 ppm. Dua sinyal di δC 128.3 dan 128.9 ppm memiliki intensitas 2 kali lebih tinggi dibandingkan dengan 2 sinyal lainnya. Setiap sinyal tersebut dihasilkan oleh 2 atom karbon yang ekuivalen. Pola geseran kimia keempat sinyal aromatik tersebut menunjukkan struktur benzena monosubstitusi dengan substituen penarik-elektron. Spektrum 1H-NMR (Lampiran 7) menunjukkan sinyal pada δH 6.4 ppm (1H, d) dan 7.8 ppm (1H, d). Dua sinyal tersebut menunjukkan gugus alkena yang saling trans dengan tetapan kopling 16 Hz (Gambar 3). Hal ini semakin diperkuat oleh spektrum TOCSY 1D (Lampiran 8) yang menunjukkan bahwa ketika hidrogen pada δH 6.4 ppm diradiasi, hanya puncak serapan pada δH 7.8 ppm yang muncul, menunjukkan korelasi langsung (berdekatan) di antara kedua proton ini. Sinyal salah satu proton (δH 7.8 ppm) lebih ke medan bawah disebabkan oleh efek resonans dari gugus asam karboksilat yang mengakibatkan proton Cβ lebih terawaperisai dan memiliki nilai geseran kimia lebih besar. Proton aromatik ditunjukkan oleh puncak serapan pada δH 7.4 ppm (3H, t) dan 7.6 ppm (2H, q). Kedua sinyal tersebut memperkuat dugaan struktur benzena monosubstitusi. Sinyal proton dapat‒tukar dari OH asam karboksilat tidak muncul pada spektrum 1 H˗NMR, kemungkinan karena proton tersebut berikatan hidrogen dengan molekul air yang dapat masuk selama proses penyiapan sampel. Data spektrum HSQC (Lampiran 9) menunjukkan beberapa korelasi antara proton dan karbon melalui 1 ikatan. Korelasi sinyal δC 117.2 ppm dan δH 6.4 ppm serta δC 146.9 ppm dan δH 7.8 ppm membuktikan keberadaan unit alkena yang setiap atom karbonnya tersubstitusi oleh satu gugus lain (Gambar 3). Dua proton pada δH 7.6 ppm berkorelasi dengan 2 karbon pada δC 128.3 ppm, sedangkan 2 proton pada δH 7.4 ppm terikat pada 2 karbon dengan δC 128.9 ppm, sedangkan 1 proton sisa pada δH 7.4 ppm terikat pada atom karbon dengan δC 130.7 ppm. Fakta lain yang diperoleh adalah sinyal karbon pada δC 134.0 ppm merupakan sinyal karbon kuaterner karena tidak berkorelasi dengan salah satu sinyal pada 1H-NMR.
Gambar 3 Unit alkena disubstitusi dengan kopling trans
8
Spektrum HMBC (Lampiran 10) menunjukkan korelasi antara proton dan karbon yang dihubungkan melalui 2 atau 3 ikatan. Berdasarkan spektrum tersebut, posisi substituen karboksilat dapat ditentukan terkonjugasi dengan ikatan rangkap karena terdapat korelasi sinyal karbonil (δC 171.7 ppm) dengan 2 sinyal proton pada δH 6.4 dan δH 7.8 ppm, tetapi tidak berkorelasi dengan proton aromatik. Atom karbon yang terikat langsung pada gugus asam karboksilat (C2) dapat dibedakan dengan atom C3 berdasarkan pola korelasinya. Atom C2 (δC 117.2 ppm) berkorelasi dengan sinyal proton C3 (7.8 ppm), tetapi tidak berkorelasi 3 ikatan dengan proton aromatik. Hal ini membuktikan bahwa atom C3 yang berikatan langsung dengan unit benzena. Berdasarkan serangkaian hasil analisis di atas, dapat diidentifikasi bahwa struktur senyawa yang berhasil diisolasi adalah asam trans-sinamat (Gambar 4).
Gambar 4 Struktur senyawa asam trans-sinamat Prediksi tersebut diperkuat dengan adanya korelasi sinyal atom C3 (δC 146.9 ppm) dengan sinyal proton aromatik (δH 7.5 ppm). Analisis spektrum HMBC juga menunjukkan bahwa sinyal pada δC 128.3, 128.9, 134.0, dan 146.9 ppm berturutturut merupakan sinyal atom C4 (karbon kuaterner benzena), C5 dan C9, C6 dan C8, serta C7. Sebagian bentuk korelasi pada HMBC tersebut dapat diilustrasikan pada Gambar 4 Kandungan senyawa asam trans˗sinamat dan asam trans˗p˗metoksi sinamat pada ekstrak etanol daun D. repens yang berasal dari Taiwan telah dilaporkan oleh Kuo et al. (1995). Bentuk ester dari asam sinamat diketahui merupakan unit substituen dalam senyawa golongan iridoid glukosida, durantosida I (Gambar 5) yang berhasil diisolasi dari daun tanaman D. erecta (Takeda et al. 1994).
Gambar 5 Senyawa durantosida I pada D. erecta (Takeda et at. 1994).
9
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Hasil uji fitokimia ekstrak metanol buah sinyo nakal menunjukkan kandungan senyawa steroid, flavonoid, alkaloid, saponin, dan tanin. Dua fraksi polar diperoleh dari serangkaian pemisahan, yakni fraksi Hfg1 dan Hi. Komponen fraksi Hi belum dapat ditentukan struktur molekulnya karena masih berupa campuran senyawa, sedangkan fraksi Hfg1 merupakan asam trans-sinamat berdasarkan analisis NMR. Saran Penelitian ini sangat baik untuk dilanjutkan agar dapat diperoleh suatu kajian fitokimia yang lebih lengkap dari buah tanaman sinyo nakal asal Indonesia. Perbanyakan bobot fraksi-fraksi hasil pemisahan KKG diperlukan agar dapat dimurnikan lebih lanjut dan struktur komponen kimia di dalamnya dapat ditentukan. Telaah lanjutan terkait potensi bioaktivitas senyawa murni hasil isolasi maupun fraksi hasil pemisahan juga perlu dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA Abou-Setta LM, Nazif NM, Shahat AA. 2007. Phytochemical investigation and activity of Duranta repens. J Appl Sci Res. 3:1426-1433. Adu F, Gbedema S Y, Brown P, Annan K, Boamah VE. 2011. Antibacterial and free radical scavenging activity of Duranta plumieri Linn. J Pharm Sci Res. 2:282-287. Ahmad N, Zeb F, Ahmad I, Wang F. 2009. Repenins A–D, four new antioxidative coumarinolignoids from Duranta repens Linn. Bioorg Med Chem Lett. 19:3521-3524. Ahmad S, Nizami TA, Nawaz HR, Malik A, Afza N. 1998. A new steroid from Duranta repens [abstrak]. Fitoterapia. 69:448-450. Ahmed WS, Mohamed MA, El-Dib RA, Hamed MM. 2009. New triterpene saponins from Duranta repens Linn. and their cytotoxic activity. Molecules. 14:1952-1965. Anis I, Anis E, Ahmed S, Mustafa G, Malik A, Amtul Z, Rahman A. 2001. Thrombin inhibitory constituents from Duranta repens. Helv Chim Acta. 84:649-655. Anis I, Ahmed S, Malik A, Yasin A, Choudary MI. 2002. Enzyme inhibitory constituents from Duranta repens. Chem Pharm Bull. 50:515-518. Harborne JB. 1987. Metode Fitokimia. Padmawinata K, Soediro I, penerjemah. Terjemahan dari: Phytochemical Methods. Bandung (ID) : Penerbit ITB
10
Hermawati E. 2009. Metabolit sekunder dari salah satu tumbuhan obat Indonesia: daun Desmodium triquentrum Linn. (Farbaceae) [skripsi]. Bandung (ID): Institut Teknologi Bandung. Hiradate S, Yada H, Ishii T, Nakajima N, Kameyama MO, Sugie H, Zungsontiporn S, Fujii Y. 1999. Three plant growth inhibiting saponins from Duranta repens. Phytochemistry. 52:1223-1228. Iqbal K, Malik A, Mukhtar N, Anis I, Khan SN, Choudhary MI. 2004. αGlucosidase inhibitory constituents from Duranta repens. Chem Pharm Bull. 52:785-789. Jayalakshmi B, Raveesha KA, Amruthesh KN. 2011. Phytochemical investigations and antibacterial activity of some medicinal plants againts pathogenic bacteria. J Appl Pharm Sci. 1:124-128. Kuo YH, Chen ZS, Lin YL. 1995. Chemical components of the leaves of Duranta repens Linn. Chem Pharm Bull. 44:429-436. Nikkon F, Hasan S, Rahman MH, Hoque MA, Mosaddik A, Haque MA . 2008a. Antishigellosis and cytotoxic potency of crude extracts and isolated constituents from Duranta repens. Mycobiology. 36:173-177. Nikkon F, Habib, MR, KArim MR, Hossain MS, Mosaddik MA, Haque ME. 2008b. Biochemical, hematological and histiphatological effects of Duranta repens stem on rats. Asian J Biochem. 2:366-372. Nikkon F, Saud ZA, Hossain K, Parvin MS, Haque ME. 2009. Larvicidal effects of stem and fruits of Duranta repens against the mosquito Culex quinquefasciatatus. J Pharm Tech Res. 4:1709-1713. Serena MM, Balasubraman M, Rajan K, Gerald IAJ. 2010. Evaluation of the larvicidal activity of the leaf extracts of Duranta erecta Linn. (Verbenaceae) on the larvae of Culex quinquefascitatus (Say) (Culicidae). J Biopesticides. 3:582-585. Shahat AA, Nazif NM, Abousetta LM, Ibrahim NA, Cos P, Miert SV, Pieter L, Vlietinck AJ. 2005. Phytochemical investigation and antioxidant activity of Duranta repens. Phytother Res. 19:1071-1073. Takeda Y, Morimoto Y, Matsumoto T, Ogimi C, Hirata E, Takushi A, Otsuka H. 1994. Iridoid glucosides from the leaves and stems of Duranta erecta. Phytochemistry. 39:829-833.
11
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
12
Lampiran 2 Metode uji fitokimia (Harborne 1987) 1. Uji alkaloid Sebanyak 2 g ekstrak dilarutkan dalam kloroform, kemudian ditambahkan 10 mL kloroform-amonia dan disaring. Filtrat yang diperoleh ditetesi dengan H2SO4 2 M, kemudian dikocok hingga terbentuk 2 lapisan. Lapisan asam (tidak berwarna) dipipet ke dalam tabung reaksi, kemudian dibagi 3 untuk diuji dengan beberapa tetes reagen Dragendorf, Mayer, dan Wagner. Uji positif alkaloid berturut-turut ditunjukkan dengan munculnya endapan jingga, putih kekuningan, dan cokelat. 2. Uji triterpenoid dan steroid Sebanyak 2 g ekstrak ditambah 25 mL etanol kemudian dipanaskan dan disaring. Filtrat diuapkan, lalu residu ditambah dengan dietil eter. Larutan eter dipipet dan diuji pada pelat tetes. Jika contoh berubah warna menjadi merah/ungu setelah penambahan 3 tetes pereaksi Lieberman-Buchard, maka contoh positif mengandung triterpenoid. Jika terbentuk warna hijau, maka contoh positif mengandung steroid. 3. Uji flavonoid dan fenol Sebanyak 2 g ekstrak diekstraksi dengan beberapa mL metanol hingga terendam, lalu dipanaskan hingga mendidih dan disaring. Filtrat dibagi menjadi 2 bagian. Bagian pertama ditambahkan NaOH 10% dan bagian kedua ditambahkan H2SO4 pekat. Bila setelah penambahan NaOH 10% terbentuk warna merah, berarti terdapat senyawa fenol hidrokuinon. Sementara bila penambahan H2SO4 pekat menghasilkan warna merah muda, berarti ekstrak mengandung senyawa turunan resorsinol dan floroglusinol. 4. Uji saponin dan tanin Sebanyak 2‒4 g ekstrak ditambahkan akuades panas kemudian dipanaskan sampai mendidih dan disaring. Filtrat dibagi ke dalam 2 tabung reaksi. Uji saponin dilakukan dengan cara larutan didinginkan terlebih dahulu kemudian dikocok tegak. Timbulnya busa yang stabil setinggi lebih kurang 1 cm selama 10 menit menandakan keberadaan saponin. Filtrat pada tabung kedua ditambahkan FeCl3 1% dan bila dihasilkan warna biru atau hitam kehijauan, berarti terdapat tanin.
13
Lampiran 3 Hasil analisis kadar air (AOAC 950.46 (B) 2005) Bobot awal (g) Ulangan
Cawan
Sampel
Bobot akhir (g) Kadar air (%)
1 22.5850 2.0118 1.8079 10.14 2 19.3788 2.0003 1.7921 10.41 3 19.4953 2.0214 1.7108 15.37 Rerata 11.97 ± 2.94 Keterangan: Bobot awal = Bobot sampel kering udara Bobot akhir = Bobot konstan sampel setelah dikeringkan Contoh perhitungan : Kadar air (%) = =
100% 100%
= 10.14%
SD =
2.94
14
Lampiran 4 Profil KLT ekstrak metanol bebas-tanin D. repens Pengujian dengan sistem eluen tunggal:
C BT
C BT
n-Heksana
C BT
Kloroform
C BT
Etil asetat
C
Aseton
BT
Metanol
Keterangan: C= ekstrak kasar metanol; BT= ekstrak metanol bebas tanin
Pengujian dengan sistem 2 eluen:
a
b
c
d
Keterangan : a: n-heksana‒etil asetat 1:9 b: n-heksana‒etil asetat 2:8 c: n-heksana‒etil asetat 3:7 d: n-heksana‒etil asetat 4:6
e
f
g
h
e: n-heksana‒etil asetat 5:5 f: n-heksana‒etil asetat 6:4 g: n-heksana‒etil asetat 7:3 h: n-heksana‒etil asetat 8:2
15
Lampiran 5 Spektrum 1H-NMR fraksi Hi
15
16
Lampiran 6 Spektrum 13C-NMR fraksi Hfg1
16
17
Lampiran 7 Spektrum 1H-NMR fraksi Hfg1
17
18
Lampiran 8 Spektrum TOCSY fraksi Hfg1
18
19
Lampiran 9 Spektrum HSQC fraksi Hfg1
19
20
Lampiran 10 Spektrum HMBC fraksi Hfg1
20
21
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Mojokerto, 22 Januari 1991 dari pasangan Harianto dan Suparti. Penulis merupakan anak pertama dari 2 bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikannya di Sekolah Menengah Atas Negeri (SMAN) 1 Puri Mojokerto tahun 2009, kemudian penulis melanjutkan pendidikan Program Sarjana di Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor tahun 2009‒2013. Selama menempuh pendidikan, penulis aktif dalam beberapa organisasi di dalam kampus maupun di luar kampus. Selama periode 2009‒2011, penulis aktif sebagai anggota Korps Sukarelawan Remaja (KSR) IPB tahun 2009‒2010, anggota KMNU IPB (Keluarga Mahasiswa Nahdlatul Ulama IPB). Selama 3 tahun, penulis dipercaya sebagai Koordinator Mata Ajaran Kimia Dasar TPB pada Bimbingan Belajar Real Education Center (REC) dan akhirnya diamanahkan menjadi Bendahara REC pada periode 2012‒2013. Pada tahun 2011, penulis menjadi salah satu anggota Tim Khusus yang bertugas membuat soal olimpiade kimia tingkat SMA pada acara Pesta Sains Nasional IPB dan kembali dipercaya untuk menjadi Koordinator Tim Khusus pada tahun berikutnya (2012). Di sela-sela kesibukan kuliah, penulis meluangkan waktu untuk mengikuti beberapa kompetisi, di antaranya Kompetisi Kuliner Daerah dalam acara Gebyar Nusantara IPB tahun 2011 dan berhasil mendapatkan Juara I, kontingen IPB dalam Olimpiade Nasional MIPA Perguruan Tinggi (2013), serta Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian (PKMP) yang berjudul “Analisis Potensi Tanaman Mata Lele (Lemna sp.) sebagai Adsorben Logam Berat Cr dan Pb”. Selain itu, penulis juga aktif sebagai asisten praktikum Kimia Biologis (2012), asisten praktikum Kimia Organik D3 IPB (2013), asisten praktikum Kimia Bahan Alam (2013), dan asisten praktikum Kimia Dasar TPB (2013). Penulis melakukan praktik lapangan di Balai Penelitian Tanah dan Agroklimat tahun 2012 dengan judul laporan “Analisis Tekstur, Kapasitas Tukar Kation, dan Bahan Organik Tanah”.
21
