KIMIA.STUDENTJOURNAL, Vol. 1, No. 2, pp. 264-268 UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG Received, 11 January 2013, Accepted, 16 January 2013, Published online, 1 February 2013
PENGARUH KONSENTRASI MINYAK KENANGA (Cananga odorata) TERHADAP AKTIVITASNYA SEBAGAI ANTIRADIKAL BEBAS Amalia Ratnaputri Utomo1, Rurini Retnowati1*, Unggul P. Juswono2 1
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya Jl. Veteran Malang 65145 2 Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya Jl. Veteran Malang 65145 *Alamat korespondensi, Tel : +62-341-575838, Fax : +62-341-575835 Email:
[email protected]
ABSTRAK Pada penelitian ini, minyak kenanga untuk uji antiradikal diperoleh dari hasil isolasi bunga kenanga (Cananga odorata) segar dengan distilasi uap. Aktivitas benzil benzoat (4,53%) dalam minyak kenanga sebagai antiradikal terhadap minyak jagung (radiasi UV 254 nm) ditentukan dengan ESR. ESR adalah alat yang digunakan untuk mengukur aktivitas antiradikal dan menentukan jenis radikal bebas dalam bahan. Hasil penelitian ini adalah penambahan minyak kenanga pada konsentrasi 7 µL memiliki aktivitas optimal sebagai antiradikal untuk memerangkap radikal hidroksil sebesar 80,5%, alkil 50% dan peroksil 42,8%. Berdasarkan hasil tersebut menunjukkan bahwa minyak kenanga efektif sebagai antiradikal. Kata kunci: antiradikal, Cananga odorata, ESR, minyak kenanga.
ABSTRACT In this research, cananga oil for antiradical test obtained from isolated of fresh cananga flower (Cananga odorata) by steam distillation. The activity of benzyl benzoate (4.53%) in cananga oil as an antiradical contained in corn oil (UV 254 nm radiated) determined by ESR. ESR is a tool of measuring the antiradical activity and type of free radicals in materials. The result of this research is addition of cananga oil 7 µL had optimal activity as an antiradical for trapping 80.5% hydroxyl radicals, 50% alkyl and 42.8% peroxyl. Based on the result showed that cananga oil can be an effective antiradical. Keywords: antiradical, Cananga odorata, cananga oil, ESR.
PENDAHULUAN Minyak kenanga adalah salah satu minyak atsiri yang banyak dihasilkan di Indonesia yang memiliki potensi sebagai bahan baku wewangian (parfum), kosmetika (sabun), dan farmasi (anti repelan) [1]. Persebaran minyak kenanga di pasar Indonesia mencapai 67% dengan nilai ekspor sebesar Rp. 725.000 per kg [2]. Pada penelitian Rachmawati, dkk. [3] minyak kenanga diisolasi dari bunga kenanga segar dengan distilasi uap selama 8 jam. Analisis komponen utama minyak kenanga tersebut menggunakan KG-SM adalah β-kariofilen (19,39%), germakren-D (13,39%), linalool (11,28%), α-humulen (9,46%) dan benzil benzoat (4,53%).
264
Saat ini mulai dilakukan penelitian minyak kenanga sebagai antioksidan. Hal ini dilakukan karena minimnya penelitian mengenai aktivitas minyak atsiri sebagai antioksidan dibandingkan dengan semakin banyaknya kasus penyakit akibat radikal bebas [4]. Kerja antioksidan adalah menghambat terbentuknya radikal bebas pada tahap inisiasi dan menghambat kelanjutan reaksi berantai pada tahap propagasi. Antioksidan yang baik adalah senyawa yang mampu membuat radikal dari antioksidan tersebut menjadi lebih stabil [5]. Menurut Burlakova, dkk. [6] terdapat perbedaan antara aktivitas antioksidan dan antiradikal. Aktivitas antiradikal menunjukkan kemampuan senyawa untuk bereaksi dengan radikal bebas sedangkan antioksidan adalah kemampuan untuk menghambat proses oksidasi. Salah satu senyawa antioksidan yang memiliki sifat sebagai antiradikal adalah benzil benzoat yang terkandung dalam minyak kenanga karena kemampuannya yang dapat memerangkap radikal bebas hidroksil, peroksil dan alkil. Pada penelitian sebelumnya, pengujian senyawa antiradikal biasanya dilakukan dengan metode DPPH. Metode DPPH didasarkan pada kemampuan antiradikal untuk menghambat radikal bebas dengan mendonorkan atom hidrogen [7]. Kelemahan metode DPPH adalah hanya dapat memberikan informasi mengenai aktivitas senyawa yang diuji dan hanya dapat mengukur senyawa antiradikal yang terlarut dalam pelarut organik khususnya alkohol. Berdasarkan hal tersebut, maka dilakukan penelitian uji aktivitas lain yaitu dengan ESR. Keunggulan dari ESR adalah selain dapat mengetahui aktivitas antiradikal, menentukan jenis radikal yang diperangkap dan efisien. Prinsip kerja ESR adalah penentuan molekul yang memiliki elektron tidak berpasangan dengan mengamati medan magnet saat elektron tersebut mengalami resonansi dengan energi elektromagnetik. Resonansi magnetik merupakan saat spin-spin magnetik dari atom-atom tertentu menyerap frekuensi tertentu ketika mengalami medan magnet bolak-balik pada frekuensi yang sama dengan frekuensi alami dari sistem [8]. Pada penelitian ini, uji aktivitas komponen minyak kenanga sebagai antiradikal digunakan alat ESR dengan sumber radikal bebas dari minyak jagung yang diradiasi sinar UV pada λ= 254 nm. Alasan digunakannya minyak jagung adalah adanya kandungan asam linoleat C18:2 (asam lemak tak jenuh) sebesar 56,3% yang menyebabkan minyak dapat dengan mudah dioksidasi oleh sinar UV [9].
265
METODE PENELITIAN Bahan dan alat Bahan penelitian yang digunakan minyak kenanga, minyak jagung “CCO”, DPPH (2,2di-phenyl-1-picryl-hydrazil). Peralatan yang digunakan peralatan gelas laboratorium, kompartmen UV, dan alat Electron Spin Resonance (ESR) Leybold Heracus. Prosedur pembuatan radikal bebas pada minyak jagung Minyak jagung 25 mL diradiasi sinar UV 254 nm selama 40 menit dalam kompartmen UV. Minyak jagung hasil radiasi ditentukan jenis radikal dan luas resonansi yang terbentuk dengan ESR Leybold yang telah dikalibrasi DPPH. Uji aktivitas minyak kenanga sebagai anti radikal bebas menggunakan ESR Minyak kenanga konsentrasi 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 µL ditambahkan ke dalam minyak jagung yang telah diradiasi pada prosedur preparasi radikal bebas, ke dalam tabung yang berbeda, dilanjutkan uji aktivitas antiradikal dengan ESR. Aktivitas minyak kenanga ditunjukkan dengan terjadinya penurunan luas resonansi pada kurva radikal bebas dari sebelum dan sesudah penambahan minyak kenanga pada minyak jagung yang diradiasi. HASIL DAN PEMBAHASAN Pembuatan radikal bebas pada minyak jagung Pada penelitian ini, sumber radikal dihasilkan dengan meradiasi minyak jagung menggunakan sinar UV pada λ= 254 nm selama 40 menit, karena pada panjang gelombang tersebut menghasilkan energi foton sebesar 7,795x10-22 kJ. Senyawa hidrokarbon pada minyak jagung memiliki energi ikatan rata-rata per partikel sebesar 6,877x10-22 kJ untuk ikatan C-H, 5,764x10-22 kJ untuk ikatan C-C, dan 5,83x10-22 kJ untuk ikatan C-O [10] menyebabkan energi foton yang diradiasikan pada minyak jagung dapat melampaui energi ikatan senyawa dalam minyak jagung sehingga terbentuk radikal bebas. Sedangkan pada λ= 366 nm, energi foton tidak melampaui energi ikatan dalam minyak jagung, sehingga tidak digunakan panjang gelombang 366 nm untuk sumber radiasi. Kelimpahan radikal bebas ditunjukkan dari besarnya luas resonansi (Tabel 1) yang terbaca pada layar osiloskop alat ESR. Jenis radikal yang terbentuk dilihat dari nilai g karena setiap radikal bebas memiliki nilai g yang berbeda-beda. Radikal tebanyak yang terbentuk dari proses radiasi dengan sinar UV 254 nm secara berurutan adalah hidroksil, peroksil dan alkil. Radikal hidroksil dan alkil diperoleh pada tahap inisiasi dilanjutkan pembentukan radikal peroksil pada tahap propagasi. Radikal hidroksil banyak terkandung dalam minyak
266
jagung karena pada tahap inisiasi terjadi serangan spesies oksigen reaktif yang mudah melepaskan sebuah atom hidrogen dari C rangkap. Tabel 1. Kelimpahan Radikal Bebas Minyak Jagung Setelah Radiasi UV υ (mHz) I (A) g JENIS RADIKAL LUAS RESONANSI (cm2) 32,7 0,274 2,015068 Peroksil 0,28 31,4
0,265
2,000674
Hidroksil
0,36
19,1
0,161
2,003088
Alkil
0,24
Uji aktivitas minyak kenanga sebagai anti radikal bebas menggunakan ESR Aktivitas minyak kenanga sebagai anti radikal bebas ditunjukkan dari adanya penurunan luas kurva resonansi radikal bebas (Gambar 1) setelah penambahan minyak kenanga pada minyak jagung yang mengandung radikal hidroksil, peroksil, dan alkil.
Gambar 1. Pengaruh minyak kenanga terhadap radikal bebas pada minyak jagung a= Radikal peroksil, b= Radikal hidroksil dan c= Radikal alkil Berdasarkan Gambar 1, diperoleh data bahwa radikal bebas hidroksil mengalami penurunan secara signifikan setelah penambahan minyak kenanga 7 µL sebesar 80,5%. Radikal alkil sebesar 50% dan peroksil sebesar 42,8%, tidak mengalami penurunan yang signifikan dibandingkan dengan radikal hidroksil. Pada konsentrasi 8 dan 9 µL menunjukkan penurunan luas kurva yang stasioner untuk radikal alkil dan hidroksil, sedangkan pada radikal peroksil masih terdapat perubahan yaitu sekitar 10,7%. Hal ini menunjukkan bahwa minyak kenanga maksimal memerangkap radikal hidroksil dan alkil pada konsentrasi 7 µL dan pada konsentrasi tersebut belum dapat memerangkap radikal peroksil secara keseluruhan, dikarenakan struktur radikal peroksil yang ruah dengan 2 atom oksigen yang membuat radikal tersebut sulit diperangkap. Ditinjau dari penurunan luas resonansi terbesar, menunjukkan bahwa radikal hidroksil terbanyak diperangkap oleh minyak kenanga, karena komponen
267
minyak kenanga berupa benzil benzoat (4,53 %) memiliki struktur aromatis terkonjugasi dan memiliki elektron tidak berpasangan yang dapat mendonorkan elektron tersebut kepada radikal hidroksil (•OH). Setelah mendonorkan elektron tidak berpasangan, struktur benzil benzoat distabilkan dengan mendelokalisasikan elektronnya di dalam gugus benzena. KESIMPULAN Uji aktivitas antiradikal dan penentuan jenis radikal digunakan ESR. Berdasarkan hasil di atas, hasil radiasi minyak jagung dengan sinar UV 254 nm adalah radikal hidroksil, alkil dan peroksil. Hasil uji aktivitas menunjukkan bahwa minyak kenanga memiliki aktivitas antiradikal optimal terhadap radikal hidroksil sebesar 80,5%, alkil sebesar 50% dan peroksil sebesar 42,8%, pada konsentrasi optimum 7 µL karena adanya benzil benzoat dengan jumlah 4,53% yang terkandung dalam minyak kenanga. DAFTAR PUSTAKA 1.
Ginting S., 2004, Pengaruh Lama Penyulingan Terhadap Rendemen DanMutu Minyak Atsiri Daun Sereh Wangi, Skripsi, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
2.
Sastrohamidjojo H., 2002, Kimia Minyak Atsiri, FMIPA UGM, Yogyakarta.
3.
Ranny C.R., Rurini R., dan Unggul P.J., 2013, Isolasi Minyak Atsiri Kenanga (Cananga odorata) menggunakan Metode Distilasi Uap Termodifikasi dan Karakterisasinya Berdasarkan Sifat Fisik dan KG-SM, Skripsi, Universitas Brawijaya, Malang.
4.
M.R. Davis and M.N. Quiqley, 1995, Liquid Chromatographic Determination of UV Absorbers in Sunscreen, J. Chem. Educ., 72, pp. 279.
5.
I. Tahir, Karna Wijaya, dan Dinni Widianingsih, 2003, Terapan Analisis Hansch Untuk Aktivitas Antioksidan Senyawa Turunan Flavon/Flavonol, Makalah Seminar Khemometri, Yogyakarta, 25 Januari 2003.
6.
Burlakova, A.V. Alesenko, E.M. Molochkina, N.P. Palmina, dan N.G. Khrapova, 1975, Bioantioxidants in Radiation Damages and Malignant Growth, Moscow.
7.
Apak R, Guclu K, Ozyurek M, Celik S.E., and Karademir S.E., 2007, Comparitive Evaluation of Various Total Antioksidant Capacity Assay Applied to Phenolic Compounds with The CUPRAC Assay, J. Molecules, 12, pp. 1496-1547.
8.
A. Christeensen, 1997, Techniques and Mechanism As In Electro Chemistry, 1ed., J.Blckie Academic and Professional.
9.
S. Ketaren, 2006, Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan, Universitas Indonesia Press, Jakarta.
10. I.S. Pradipta, T.W. Nikodemus, dan Y. Susilawati, 2010, Isolasi dan Identifikasi Senyawa golongan Xanton dari Kulit Buah Manggis, Jurnal Jurusan Farmasi UII, Yogyakarta.
268
