PURIFIKASI ANTOSIANIN DARI EKSTRAK UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L.) DENGAN MENGGUNAKAN SOLID PHASE EXTRACTION TERMODIFIKASI Skripsi
IDA AYU PUTU CHANDRA DEWI 1108505002
JURUSAN FARMASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2015
i
Lembar Pengesahan
PURIFIKASI ANTOSIANIN DARI EKSTRAK UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L.) DENGAN MENGGUNAKAN SOLID PHASE EXTRACTION TERMODIFIKASI SKRIPSI Skripsi ini diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana farmasi (S.Farm) di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayanana
OLEH IDA AYU PUTU CHANDRA DEWI NIM. 1108505002
Menyetujui: Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt. Ni Putu Linda Laksmiani, S. Farm.,M.Sc.,Apt. NIP. 196804201994021001
NIP. 198509012008122003
Mengesahkan: Ketua Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt. NIP. 196804201994021001
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Purifikasi Antosianin Dari Ekstrak Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.) Dengan Menggunakan Solid Phase Extraction Termodifikasi” tepat pada waktunya. Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari dukungan, saran, dan bimbingan dari berbagai pihak. Maka dari itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1.
Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt., selaku dosen pembimbing I yang dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan dan saran dengan sabar selama penulis mengikuti pendidikan di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana, khususnya dalam penyusunan skripsi ini.
2.
Ni Putu Linda Laksmiani, S. Farm., M.Sc., Apt., selaku dosen pembimbing II yang dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan dan saran dalam penyusunan skripsi ini.
3.
Ir. Anak Agung Gede Raka Dalem, M.Sc. (Hons), selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.
4.
Seluruh dosen dan staf pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas MIPA Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama penyusunan skripsi ini.
iii
5.
Orang tua yang sangat saya cintai dan hormati, Ida Bagus Made Mardawa (alm) dan Ida Ayu Putu Sri Eka Putri yang telah mengasuh dan membesarkan penulis, membimbing dan memberi motivasi dalam penyusunan skripsi ini.
6.
Adik kandung saya Ida Bagus Ananda Manuaba, yang terkasih Ida Bagus Gede Sarasvananda, serta keluarga besar di Gria Kekeran Pasdalem, Gianyar yang selalu memberi motivasi dan dukungan.
7.
Seluruh rekan mahasiswa Lumiere Onze Vauquelin Farmasi angkatan 2011 dan Rapid Isocratic Analisis 2011 yang saya cintai yaitu Ratu, Waisnawa, Krisnantara, Risma, Evi, Suparwata, Eka, Yogi, Yuni, tim seperjuangan penulis Tria Wiriyanti, Mbok Dwi dan Bu Nova yang banyak membantu dan memberikan semangat dalam penyusunan skripsi ini.
8.
Semua pihak yang terlibat dan telah membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih belum sempurna.
Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun sehingga di masa yang akan datang dapat menjadi lebih baik. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan.
Bukit Jimbaran, Juli 2015
Penulis
iv
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL........................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii KATA PENGANTAR ..................................................................................... iii DAFTAR ISI .................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... viii DAFTAR TABEL ............................................................................................ ix DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... x DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH ....................................................... xi ABSTRAK ....................................................................................................... xiii ABSTRACT ..................................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 4 1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 5 1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA...................................................................... 6 2.1 Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.) .............................................. 6 2.1.1 Klasifikasi Tanaman Ubi Jalar Ungu ..................................... 6 2.1.2 Deskripsi Tanaman Ubi Jalar Ungu ....................................... 6 2.1.3 Kandungan Tanaman Ubi Jalar Ungu .................................... 7 2.1.4 Khasiat Tanaman Ubi Jalar Ungu .......................................... 7 2.2 Antosianin........................................................................................ 8 2.2.1 Definisi dan Jenis Antosianin................................................. 8 2.2.2 Stabilitas Antosianin .............................................................. 9 2.2.3 Ekstraksi Antosianin .............................................................. 11 2.2.4 TAC (Total Anthocyanin Content) ......................................... 12 2.3 Ekstraksi Fase Padat (Solid Phase Extraction “SPE”) .................... 13
v
2.4 KLT-Spektrofotodensitometri ......................................................... 15 2.4.1 Kromatografi Lapis Tipis ....................................................... 15 2.4.2 Spektrofotodensitometri ......................................................... 16 BAB III METODE PENELITIAN................................................................... 19 3.1 Rancangan Penelitian ...................................................................... 19 3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 19 3.3 Alat dan Bahan Penelitian ............................................................... 20 3.3.1 Alat Penelitian ........................................................................ 20 3.3.2 Bahan Penelitian..................................................................... 20 3.4 Prosedur Penelitian .......................................................................... 21 3.4.1 Determinasi Umbi Ubi Jalar Ungu ......................................... 21 3.4.2 Penyiapan Bahan Baku .......................................................... 21 3.4.3 Ekstraksi Ubi Jalar Ungu ....................................................... 21 3.4.4 Perhitungan Total Anthocyanin Content (TAC) dalam Ekstrak Kasar ...................................................................................... 22 3.4.5 Pengembangan Metode Kromatografi Lapis Tipis ................ 22 3.4.6 Purifikasi Ekstrak ................................................................... 24 3.4.7 Evaluasi Hasil Purifikasi Menggunakan KLT-Spektrofotodensitometri ................................................ 24 3.4.8 Perhitungan Total Anthocyanin Content (TAC) Dalam Ekstrak Terpurifikasi ........................................................................... 26 3.5 Analisis Data ................................................................................... 27 3.6 Skema Penelitian ............................................................................. 28 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 29 4.1 Determinasi Tanaman dan Penyiapan Bahan Baku ......................... 29 4.2 Ekstraksi Umbi Ubi Jalar Ungu ....................................................... 29 4.3 Pengembangan Metode Kromatografi Lapis Tipis .......................... 31 4.4 Purifikasi Ekstrak ............................................................................ 38 4.5 Evaluasi Hasil Pemisahan Menggunakan KLT-Spektrofotodensitometri ......................................................... 41 4.6 TAC (Total Anthocyanin Content) Umbi Ubi Jalar Ungu ............... 51
vi
BAB V PENUTUP ........................................................................................... 54 5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 54 5.2 Saran ................................................................................................ 54 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 55 LAMPIRAN ..................................................................................................... 58
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1
Ubi Jalar Ungu .......................................................................... 5
Gambar 2.2
Rumus Struktur Antosianin ...................................................... 10
Gambar 2.3
Contoh kromatogram senyawa standar dan sampel antosianin pada plat (20 cm x 10 cm) pada panjang gelombang 555 nm .....16
Gambar 4.1
Ekstrak Kental Umbi Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.) .......31
Gambar 4.2
Hasil Pemisahan Pada Masing-masing Fase Gerak.....................32
Gambar 4.3
Kromatogram dan Spektrum Elusi Fase Gerak A .......................33
Gambar 4.4
Kromatogram dan Spektrum Elusi Fase Gerak B .......................34
Gambar 4.5
Kromatogram dan Spektrum Hasil Scanning 530 nm .................36
Gambar 4.6
Fraksi Hasil Elusi Cepat ..............................................................39
Gambar 4.7
Fraksi Hasil Elusi Laju Alir Terkontrol ......................................39
Gambar 4.8
Hasil Pemisahan dengan Elusi Menggunakan Fase Gerak A ......42
Gambar 4.9
Hasil Pemisahan dengan Elusi Menggunakan Fase Gerak B ......42
Gambar 4.10 Kromatogram dan Spektrum Ekstrak Terpurifikasi Etanol Asam Hasil Elusi Fase Gerak A ............................................................44 Gambar 4.11 Kromatogram dan Spektrum Ekstrak Terpurifikasi Etanol Asam Hasil Elusi Fase Gerak B .............................................................45 Gambar 4.12 Perbandingan Hasil Pemisahan Ekstrak Kasar dan Ekstrak Terpurifikasi Elusi Fase Gerak A ................................................47 Gambar 4.13 Perbandingan Hasil Pemisahan Ekstrak Kasar dan Ekstrak Terpurifikasi Elusi Fase Gerak B ................................................47 Gambar 4.14 Struktur Kation Flavilium dan Bentuk Hemiketal.......................52
viii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Rantai Samping Penyusun Senyawa Golongan Antosianin ............. 10 Tabel 4.1 Hasil Identifikasi Antosianin Elusi dengan Fase Gerak A ............... 49 Tabel 4.2 Hasil Identifikasi Antosianin Elusi dengan Fase Gerak B ............... 50
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Surat Keterangan Hasil Determinasi .....................................
59
Lampiran 2. Perhitungan Rendemen Ekstrak.............................................
61
Lampiran 3. Perhitungan TAC (Total Anthocyanin Content) Ekstrak Kasar 62 Lampiran 4. Perhitungan TAC (Total Anthocyanin Content) Ekstrak Terpurifikasi...........................................................................
x
63
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH
Chamber
: sebuah bejana untuk mencuci dan mengelusi plat pada kromatografi lapis tipis.
Ekstrak
: sediaan kering, kental, atau cair dibuat dengan menyari simplisia nabati atau hewani menurut cara yang cocok, diluar pengaruh cahaya matahari langsung.
KLT
: kromatografi lapis tipis.
Multi step
: suatu tindakan yang dilakukan dengan beberapa tahapan.
Quality control : suatu kegiatan untuk memelihara dan meningkatkan suatu produk melalui proses penelitian, pengembangan serta perancangan produk. Rotav
: rotary vaccum evaporator adalah suatu alat yang digunakan memisahkan pelarut dalam suatu ekstrak.
Slit
: suatu komponen yang terdapat pada alat densitometri untuk mengatur cahaya yang masuk ke alat.
SPE
: solid phase extraction atau ekstraksi fase padat yaitu teknik pemurnian yang berdasarkan ekstraksi senyawa (atau campuran senyawa) dari larutan melalui proses adsorpsi pada penyangga padat.
Solute
: zat terlarut yaitu zat yang jumlahnya sedikit dan yang larut dalam suatu larutan.
xi
Solvent
: pelarut yaitu zat yang jumlahnya banyak dalam larutan dan zat untuk melarutkan serta memisahkan solute (zat terlarut) dari material.
TAC
: Total Anthocyanin Content yaitu kandungan senyawa antosianin total dalam suatu sampel dan dinyatakan dalam mg/100 g sampel.
xii
ABSTRAK Antosiani pada ubi jalar ungu memiliki berbagai khasiat. Purifikasi antosianin diperlukan untuk meningkatkan stabilitas dari pigmen dan meminimalkan interferensi dari komponen aktif biologi yang memungkinkan peneliti dapat lebih baik mengevaluasi kemampuan antosianin untuk manfaat kesehatan manusia. Sehingga pada penelitian ini dikembangkan metode purifikasi dengan menggunakan ekstraksi fase padat menggunakan fase diam polar yaitu silika gel 60 F254. Sebanyak 1 kg umbi ubi jalar ungu diblender dengan menggunakan etanol 70% dan dimaserasi selama 24 jam dengan 1 L 0,005% HCl dalam etanol 70%. Maserat dipekatkan dengan menggunakan rotary evaporator. Purifikasi dilakukan dengan ekstraksi fase padat (solid phase extraction) menggunakan fase diam silika gel 60 F254, fase gerak A campuran etil asetat : toluena : air : asam format (12:3:0,8:1,2 v/v) dan etanol asam serta dengan variasi laju elusi. Hasil purifikasi dievaluasi dengan KLT-spektrofotodensitometri menggunakan fase diam silika gel 60 F254, elusi ganda menggunakan fase gerak A campuran etil asetat : toluena : air : asam format (12:3:0,8:1,2 v/v) dan fase gerak B campuran n-butanol : asam asetat glasial : air (4:1:2 v/v). Kadar antosianin total ditetapkan dengan spektrofotometri. Rendemen diperoleh sebesar 10,35% ekstrak kental dengan kadar antosianin total sebesar 2,05% b/b atau sekitar 205 mg/100 gram. Kadar antosianin total ekstrak terpurifikasi yang diperoleh dari hasil elusi cepat sebesar 1,94% b/b atau sekitar 194 mg/100 gram.
Kata Kunci : Antosianin, Kadar antosianin total, Purifikasi, Solid phase extraction, Ubi jalar ungu.
xiii
ABSTRACT Anthocyanins in purple sweet potato has various advantages. Anthocyanin purification is needed to improve pigmen stability and to minimize the interference from biologically active compounds, which may allow researchers to better validate the ability of anthocyanins to benefit human health. In this study, a purification method was developed by using solid phase extraction with silica gel 60 F254, as a polar stationary phase. An amount of 1 kg of purple sweet potato tubers was blended with 70% of ethanol and macerated for 24 hours with 1 L of 0,005% HCl in 70% ethanol. Macerat was concentrated by using a rotary evaporator. Purification was conducted by solid phase extraction, using silica gel 60 F254 as stationary phase, mobile phase A mixture of ethyl acetate: toluene: water: formic acid (12: 3: 0.8: 1.2 v / v) and ethanol acid as well as the variation rate of elution. The results were evaluated by TLC purification-spektrofotodensitometri using stationary phase silica gel 60 F254, double elution using mobile phase A mixture of ethyl acetate: toluene: water: formic acid (12: 3: 0.8: 1.2 v / v) and the mobile phase Motion B Phase B mixture n-butanol: glacial acetic acid: water (4: 1: 2 v / v). The total of anthocyanin levels was set by spectrophotometry. The yield of 10.35% was obtained for viscous extract with total anthocyanin content of 2.05% w / w or about 205 mg / 100 g. Purification using rapid elution and elution flow rate control has not been able to separate the maximal yet. Total anthocyanin concentration of the purified extract is 1.94% w / w or about 194 mg / 100 g.
Keyword : Anthocyanin, Purification, Purple sweet potato, Solid phase extraction, Total anthocyanin content.
xiv
