PENAMBAHAN JUMLAH KISI PADA MODEL OTENTIKASI RANCANGAN SEGITIGA KOMPOSISI PENYUSUN OBAT BAHAN ALAM
LINA HANDAYANI
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
ABSTRAK LINA HANDAYANI. Penambahan Jumlah Kisi pada Model Otentikasi Rancangan Segitiga Komposisi Penyusun Obat Bahan Alam. Dibimbing oleh LATIFAH K. DARUSMAN dan AGUS M. SOLEH. Pengendalian kualitas suatu obat bahan alam semakin dikembangkan. Salah satu contohnya dengan pembuatan rancangan segitiga komposisi sebagai diagram kontrol model otentikasi terhadap komposisi penyusun obat Tensigard (Phapros), yang diklaim mengandung ekstrak seledri dan kumis kucing. Penelitian ini bertujuan memperbanyak jumlah kisi pada rancangan segitiga komposisi sehingga diharapkan dapat memperbaiki model otentikasi komposisi Tensigard sebelumnya. Teknik analisis yang digunakan adalah teknik spektroskopi inframerah dan hasilnya diinterpretasikan dengan pendekatan metode kemometrik, yaitu analisis komponen utama serta regresi komponen utama (RKU). Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua rancangan kombinasi memperlihatkan kemiripan pola spektrum inframerah. Kombinasi seledri-kumis kucing-bahan pengisi (SDKK) menghasilkan jumlah proporsi kumulatif komponen utama 1 dan 2 yang paling besar, baik pada data amatan semua daerah bilangan gelombang (4000-400 cm-1) maupun daerah sidik jari (1500-500 cm-1), masing-masing sebesar 94.94 dan 97.52%. Model terbaik berdasarkan hasil regresi komponen utama dari kombinasi SDKK, dengan proporsi seledri, kumis kucing, dan bahan pengisi masing-masing sebesar 61.50, 16.30, dan 77.80%.
ABSTRACT LINA HANDAYANI. The additional of lattice number toward simplex lattice design as authentication model of herbal medicine composition. Supervised by LATIFAH K. DARUSMAN and AGUS M. SOLEH. The quality control of herbal medicine is improving. Control diagram has been made as authentication model from Tensigard (Phapros) composition. Tensigard consisted of celery and kumis kucing extracts. The purpose of this research was to add lattice number in simplex lattice design in order to improve the Tensigard authentication model. The research was conducted by incorporating appropriate chemometric methods (principal component analysis and regression component analysis (PCR)) as tools for extracting relevant chemical information from the obtained infrared data. The result showed that all of combination designs have an infrared spectra similarity. Celery-kumis kucing-filler (SDKK) combination produced the biggest cumulative proportion of component 1 and 2, both all wavelengths and fingerprint area data, 94.94 and 97.52%, respectively. The best model based on PCR result from SDKK combination, which produced the proportion of celery, kumis kucing, filler, 61.50, 16.30, and 77.80%, respectively.
PENAMBAHAN JUMLAH KISI PADA MODEL OTENTIKASI RANCANGAN SEGITIGA KOMPOSISI PENYUSUN OBAT BAHAN ALAM
LINA HANDAYANI
Skripsi sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
Judul Nama NIM
: Penambahan Jumlah Kisi pada Model Otentikasi Rancangan Segitiga Komposisi Penyusun Obat Bahan Alam : Lina Handayani : G44204028
Menyetujui: Pembimbing I,
Pembimbing II,
Prof. Dr. Ir. Latifah K. Darusman, MS NIP 195308241976032001
Agus M.Soleh, S.Si, MT NIP 197503151999031004
Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA NIP 196103281986011002
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji syukur kepada Allah Tritunggal karena dengan kuasa dan anugerahNya karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah berjudul Penambahan Jumlah Kisi pada Perbaikan Model Otentikasi Rancangan Segitiga Komposisi Penyusun Obat Bahan Alam ini dilaksanakan pada bulan Mei 2008 sampai dengan Februari 2009 di laboratorium Kimia Analitik Departemen Kimia IPB dan Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Prof.Dr.Ir.Latifah K.Darusman, M.S. dan Bapak Agus M.Soleh, S.Si, MT sebagai pembimbing yang telah memberikan arahan, saran, dan dorongan selama pelaksanaan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Ungkapan terima kasih kepada Bapa, Mama, Abang Raymond, dan Adik Richard atas doa, kasih sayang, dukungan semangat serta materil yang diberikan kepada penulis. Terima kasih kepada Pak Eman, Bu Nunung, dan semua staf laboratorium Kimia Analitik, atas bantuan dan saran-saran yang diberikan selama melaksanakan penelitian. Terima kasih kepada Nio dan semua staf laboratorium Pusat Studi Biofarmaka atas bantuannya selama pengukuran dengan spektrofotometer FTIR. Terima kasih kepada Budi, Tri, Julie, Balqis, Erika, Kak Erika, dan semua teman Kimia 41. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada keluarga Kelompok Kecil, dan teman-teman PMK IPB, atas bantuan, doa, semangat, dan kebersamaannya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2009
Lina Handayani
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 15 November 1986 dari pasangan Togang Maruli Napitupulu dan Nursalam Sinaga. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara. Tahun 2004 penulis lulus dari SMU Negeri I Tambun-Bekasi dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum mata kuliah Kimia pada tahun ajaran 2005/2006, Agama Kristen Protestan pada tahun ajaran 2005/2006 dan 2006/2007, Kimia Analitik Layanan Ilmu Teknologi Pangan serta mata kuliah Spektroskopi II Diploma 3 pada tahun ajaran 2007/2008. Penulis aktif di Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Persekutuan Mahasiswa Kristen (PMK) di Komisi Pembinaan Pemuridan sebagai pengurus dan pemimpin kelompok kecil. Pada bulan Juli sampai dengan Agustus 2007, penulis melaksanakan praktik lapangan di PT Coca-Cola Bottling Indonesia, Cibitung.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ................................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR ........................…………………………….…………...... vii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ vii PENDAHULUAN ........………………..…………………………………............ 1 TINJAUAN PUSTAKA Bahan Tanaman ……………………...…………………………………... 1 Reserpin …………………………..……………………..…...…………... 2 Spektroskopi InframerahTransformasi Fourier ......................................... 3 Simplex Lattice Design ………………...……...……….…....…………… 3 Analisis Komponen Utama ........................................................................ 3 BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat .....……………..……………………….………….…...... 4 Lingkup Penelitian ...……………….………...………………..……........ 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Uji Fitokimia …………………………………………………….………. 5 Kadar Air ………………………………………………………………… 6 Spektrum Inframerah Kombinasi Asli Ramuan Ekstrak Obat Tensigard .. 6 Spektrum Inframerah Kombinasi Ekstrak Seledri-Sambiloto …………… 6 Spektrum Inframerah Kombinasi Ekstrak Seledri-Reserpin …………….. 6 Analisis Komponen Utama Spektrum Inframerah Kombinasi Ekstrak …. 7 Analisis Komponen Utama Spektrum Inframerah Daerah Sidik Jari ….... 7 Analisis Regresi Komponen Utama ……………………………………... 8 SIMPULAN ......................................................................................................... 10 SARAN ................................................................................................................ 10 DAFTAR PUSTAKA .....………………………………..…………………....... 11 LAMPIRAN ......................................................................................................... 13
DAFTAR TABEL Halaman 1 Hasil Uji fitokimia sampel .............……………..…………............................ 5 2 Peubah respons untuk masing-masing kombinasi komposisi …..………...... 8 3 Model regresi untuk kombinasi SDKK ............................................................ 8 4 Kebaikan model untuk kombinasi SDKK ........................................................ 9 5 Model regresi untuk kombinasi SDSBL .......................................................... 9 6 Kebaikan model untuk kombinasi SDSBL .................................................... 10 7 Model regresi untuk kombinasi SDRP …………………………………..…. 10 8 Kebaikan model untuk kombinasi SDRP ……………………………..…..... 10
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Seledri …………………………...….............................................................. 2 2 Kumis kucing ………...….…...............………............................................... 2 3 Sambiloto …………...………………………................................................. 2 4 Struktur reserpin …………………..................................................................... 3 5 Contoh rancangan segitiga komposisi setiap kombinasi ................................ 3 6 Diagram analisis data ………………….......................................................... 5
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1
Bagan alir penelitian ..................................................................................... 14
2
Bagan alir uji fitokimia …………………..................................................... 15
3
Hasil Uji Fitokimia Sampel (Darusman et al. 2007) ………………...……. 16
4
Penentuan Kadar Air ……..……………………........................................... 16
5
Kode komposisi campuran untuk setiap ramuan …..………….................... 17
6
Komposisi campuran sebenarnya untuk setiap ramuan ................................ 18
7
Contoh spektrum IR yang dihasilkan pada kombinasi seledri-kumis kucingbahan pengisi (SDKK) .................................................................................. 19
8
Contoh spektrum IR yang dihasilkan pada kombinasi seledri-sambilotobahan pengisi (SDSBL) ................................................................................. 19
9
Contoh spektrum IR yang dihasilkan pada kombinasi seledri-reserpinbahan pengisi (SDRP) ................................................................................... 20
10 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data asli kombinasi SDKK .......................................................................................... 20 11 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data seleksi kombinasi SDKK .......................................................................................... 21 12 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data asli kombinasi SDSBL ......................................................................................... 21 13 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data seleksi kombinasi SDSBL ......................................................................................... 22 14 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data asli kombinasi SDRP ........................................................................................... 22 15 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data seleksi kombinasi SDRP ........................................................................................... 23 16 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data asli daerah sidik jari kombinasi SDKK …………….………………………….. 23 17 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data seleksi daerah sidik jari kombinasi SDKK ……….……………………………….. 24 18 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data asli daerah sidik jari kombinasi SDSBL …………..…………………………… 24 19 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data seleksi daerah sidik jari kombinasi SDSBL ..……………………………………… 25 20 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data asli daerah sidik jari kombinasi SDRP…………………………………………..25 21 Diagram kontrol (plot skor komponen utama 1 dan 2) pada rataan data seleksi daerah sidik jari kombinasi SDRP ………..……………………………….. 26 22 Nilai komponen utama 1 dan 2 (KU1 dan KU2) pada kombinasi SDKK .... 27 23 Nilai komponen utama 1 dan 2 (KU1 dan KU2) pada kombinasi SDSBL ... 28 24 Nilai komponen utama 1 dan 2 (KU1 dan KU2) pada kombinasi SDRP ..... 29
1
PENDAHULUAN Gerakan kembali ke alam (back to nature) menjadi konsep yang saat ini diminati oleh masyarakat. Salah satu contoh diantaranya adalah peningkatan jumlah konsumen pengguna obat bahan alam. Keinginan konsumen untuk mendapatkan efek khasiat yang cepat dari obat yang dikonsumsinya seringkali membuat produsen menambahkan obat sintesis ke dalam produk yang dibuatnya. Selain itu, faktor keterbatasan sumber bahan baku simplisia dan ketidakcermatan dalam menentukan keaslian spesies simplisia juga dapat menyebabkan produsen memproduksi obat dengan bahan baku yang berbeda dari bahan baku yang seharusnya. Hal ini dapat menjadi potensi yang berbahaya bagi konsumen obat bahan alam. Badan POM RI telah menemukan 93 produk obat tradisional yang dicampur dengan bahan kimia. Bahan kimia yang dicampurkan merupakan bahan obat keras, diantaranya adalah fenibutason, metampiron, dan deksametason. Oleh karena itu, pengawasan produk obat harus dilakukan untuk menjamin mutu dan keamanannya. Salah satu caranya dengan pembuatan diagram kontrol model otentikasi komposisi obat bahan alam. Komposisi kimia yang terkandung dalam ekstrak obat bahan alam merupakan suatu komposisi yang kompleks. Metode uji yang dapat memberikan gambaran secara menyeluruh tentang karakteristik kimia suatu bahan alam adalah teknik spektroskopi inframerah (IR). Spektrum IR yang dihasilkan merupakan hasil interaksi antara senyawasenyawa kimia dalam matriks sampel yang sangat kompleks. Perolehan informasi dari data spektrum IR memerlukan suatu metode kemometrik berupa analisis multivariat. Kemometrik digunakan untuk menemukan korelasi statistik antara data spektrum dan informasi yang telah diketahui dari sampel. Analisis multivariat menyediakan metode untuk mengurangi data berukuran besar yang diperoleh dari instrumen, seperti spektrofotometer. Analisis multivariat dapat digunakan untuk pengenalan pola dalam sampel salah satunya melalui metode Analisis Komponen Utama (Miller & Miller 2000). Aplikasi spektroskopi IR pada analisis herbal masih sangat terbatas jika dibandingkan penggunaanya pada industri pangan dan mikrobiologi (Sim et al. 2004). Salah satu contoh aplikasi spektroskopi IR pada analisis herbal antara lain seperti yang dilakukan oleh Darusman et al. (2007), yang
menerapkan interpretasi kemometrik terhadap spektrum FTIR untuk membentuk diagram kontrol model otentikasi pada kombinasi komposisi asli Tensigard (obat bahan alam penurun tekanan darah, yang diklaim mengandung ekstrak seledri, daun kumis kucing, dan bahan pengisi). Selain itu, dilakukan juga analisis terhadap spektrum FTIR pada kombinasi ramuan dengan ekstrak kumis kucing yang disubstitusi oleh ekstrak sambiloto dan obat sintetis resrpin. Sambiloto dan reserpin dapat dijadikan sebagai bahan tambahan. Pemodelan otentikasi komposisi Tensigard tersebut menggunakan rancangan segitiga komposisi dengan 3 jumlah kisi dan menggunakan analisis komponen utama (AKU). Darusman et al. (2007) melaporkan bahwa rancangan segitiga komposisi dengan 3 jumlah kisi masih sulit digunakan sebagai kontrol model otentikasi kombinasi ramuan obat Tensigard. Penelitian ini bertujuan memperbanyak jumlah kisi menjadi kisi 6 pada rancangan segitiga komposisi, yang akhirnya diharapkan dapat memperbaiki model otentikasi sebelumnya.
TINJAUAN PUSTAKA Bahan Tanaman Seledri (Apium graveolens) Seledri merupakan tanaman berbentuk rumput, berbatang pendek dengan daun lekuk-lekuk tidak teratur dan bertangakai panjang. Seledri (Gambar 1) berasal dari daerah subtropis Asia dan Eropa, mempunyai nama ilmiah Apium graveolens. Secara taksonomi, seledri diklasifikasikan dalam divisi Spermatophyta, subdivisi Angiospermae, kelas Dichotyledonae, bangsa Umbelliflorae, suku Umbelliferae, marga Apium, jenis Apium graveolens. Ada sekitar 156 komponen yang telah berhasil diidentifikasi dari seledri. Golongan utamanya adalah monoterpena, alkohol alifatik, komponen karbonil, fenol, dan epoksida aromatik. Minyak seledri mengandung senyawa terpenoid dengan limonen sebagai komponen terbesar (70-80%) (BPOM RI 2007). Kandungan seledri (Ashari 1995) terdiri atas air, protein, lemak, karbohidrat, serat, kalsium, besi, riboflavin, nikotinamida, dan asam askorbat. Seledri berkhasiat menurunkan tekanan darah, khasiat ini muncul karena
