i
KANDUNGAN KIMIA MINYAK ATSIRI DARI KULIT BUAH JERUK BALI (Citrus maxima) SERTA UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI TERHADAP Staphylococcus aureus DAN Escherichia coli Skripsi
Oleh : Komang Ardipa Saputra NIM. 1208105007
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2016
KANDUNGAN KIMIA MINYAK ATSIRI DARI KULIT BUAH JERUK BALI (Citrus maxima) SERTA UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI TERHADAP Staphylococcus aureus DAN Escherichia coli Skripsi Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) di Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana
Oleh : Komang Ardipa Saputra NIM. 1208105007
Disetujui untuk disidangkan tanggal : 16 Mei 2016 Menyetujui Pembimbing I
Pembimbing II
Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil.,Ph.D. NIP. 19650319198903 2 001
Drs. I Wayan Suirta, M.Si. NIP. 19650719199203 1 002
Mengesahkan Ketua Jurusan Kimia
Mengesahkan Ketua Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana
Dr. I Nengah Wirajana, S.Si., M.Si. NIP. 19710219199702 2 001
ii
TEAM PENGUJI SIDANG SKRIPSI KANDUNGAN KIMIA MINYAK ATSIRI DARI KULIT BUAH JERUK BALI (Citrus maxima) SERTA UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI TERHADAP Staphylococcus aureus DAN Escherichia coli Oleh : Komang Ardipa Saputra NIM. 1208105007
Sidang ini disidangkan di Bukit Jimbaran Pada hari Jum’at tanggal 24 Juni tahun 2016 Penguji Sidang Skripsi Ketua
Sekretaris
Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil.,Ph.D. M.Si. NIP. 19650319198903 2 001
Drs. I Wayan Suirta, M.Si. NIP. 19650719199203 1 002
Anggota
Dr. Drs Manuntun Manurung, M.Si. NIP. 19610525199009 1 001 Anggota
Oka Ratnayani, S.Si., M.Si.,Ph.D NIP. 19730105199903 2 002 Anggota
Ni Komang Ariati, S.Si.,M.P. NIP. 19701203200012 2 001 iii
ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk menentukan aktivitas antibakteri minyak atsiri kulit buah jeruk Bali (Citrus maxima) dan mengidentifikasi komposisi senyawanya. Minyak atsiri kulit buah jeruk Bali diekstraksi menggunankan metode destilasi uap dan komposisi senyawanya diidentifikasi menggunakan KGMS ( Kromatografi Gas –Spektrometer Massa). Uji aktivitas antibakteri dilakukan dengan menggunakan metode diffusi agar terhadap bakteri Escherichia coli (E.coli ) dan Staphylococcus aureus (S.aureus). Minyak atsiri yang diperoleh dari ekstraksi kulit buah jeruk Bali berwarna bening memiliki bau khas seperti jeruk dengan rendemen 0,14 %. Hasil uji aktivitas menunjukkan minyak atsiri kulit buah jeruk Bali dapat menghambat pertumbuhan bakteri E.coli dan S.aureus. Pada konsentrasi 50, 75, dan 100 ppm minyak atsiri tersebut memberikan daya hambat yang kuat terhadap E.coli dengan diameter hambat berturut-turut, 11mm, 14 mm, dan 17 mm. Namun aktivitas antibakterinya terhadap S.aureus pada 50 ppm tergolong sedang dengan daya hambat 9 mm, dan aktivitas yang kuat ditunjukkan pada konsentrasi 75 dan 100 ppm dengan daya hambat berturut-turut 11 mm dan 14 mm. Hasil analisis spektra KG-MS menunjukkan minyak atsiri kulit buah jeruk Bali terdiri dari 5 puncak senyawa yang teridentifikasi sebagai senyawa α-pinen, mirsen, limonen, germakren dan β-asaron. Kata kunci: jeruk Bali (citrus maxima), minyak atsiri, Staphylococcus aureus dan Escherichia coli, Kromatografi Gas –Spektrometer Massa.
iv
ABSTRACT Citrus maxima, locally known as Jeruk Bali, is one of the Indonesian medicinal plants. This study aimed to determine antibacterial activity of Citrus maxima peel essential oil and to analysis its chemical constituents. The essential oil was extracted using steam distillation method and its chemical constituent was identified utilizing Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) technique. Antibacterial activity test was done using diffusion agar methods towards Escherichia coli (E.coli) and Staphylococcus aureus (S.aureus) bacteria. Steam distilled fresh Citrus maxima peel gave 0.14 % colorless oil with specific aroma of citrus. Antibacterial activity test resulted that the, essential oil of citrus maxima peel could inhibit the growth of both bacteria Escherichia coli (E.coli) and Staphylococcus aureus (S.aureus). The essential oil at 50, 75, and 100 ppm strongly inhibited the growth of E.coli with diameter inhibition of 11mm, 14mm, and 17mm respectively and inhibited the growth of S.aureus by 9 mm,11 mm and 14 mm respectively. GC-MS spectra showed 5 peaks which identified as αpinene, mircen, limonen, germacren dan β-asaron. Key words: citrus maxima, essential oil, Staphylococus aureus dan Escherichia coli, Gas Chromatography-Mass Spectrometry.
v
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa, karena berkat rahmat-Nya akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Kandungan Kimia Minyak Atsiri dari Kulit Buah Jeruk Bali (Citrus maxima) serta Uji Aktivitas Antibakteri terhadap Staphylococcus aureus dan Escherichia coli” tepat pada waktunya sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si.) di Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana. Penulisan dan penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D selaku pembimbing akademik sekaligus pembimbing I dan Drs. I Wayan Suirta, M.Si. selaku pembimbing II yang telah memberikan semangat dan dorongan serta penuh kesabaran membimbing dan memberi nasihat hingga skripsi ini selesai. 2. Bapak Dr. I Nengah Wirajana, S.Si., M.Si. selaku Ketua Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Udayana. 3. Seluruh staf Dosen dan staf Tata Usaha di lingkungan Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis. 4. Orang tua saya yang selalu mendukung saya baik dari segi moral dan dana dari awal kuliah sampai pembuatan skripsi. 5. Teman angkatan 2012 yang selalu memberikan saya kritikan dan saran dalam penulisan skripsi. 6. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang juga turut membantu dan memberikan dukungan dalam menyelesaikan skripsi.
vi
Penulis menyadari terbatasnya kemampuan yang penulis miliki sehingga skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang positif dari semua pihak sangat penulis harapkan demi kesempurnaannya Denpasar, 24 Juni 2016
Penulis
vii
DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul ..................................................................................................i Lembar Pengesahan ..........................................................................................ii Team Penguji Sidang Skripsi ...........................................................................iii Abstrak ...............................................................................................................iv Abstract ..............................................................................................................v Kata Pengantar .................................................................................................vi Daftar Isi ............................................................................................................viii Daftar Tabel.......................................................................................................xi Daftar Gambar ..................................................................................................xii Daftar Lampiran ...............................................................................................xiii BAB I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang .................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................4 1.3 Tujuan...............................................................................................5 1.4 Manfaat Penelitian............................................................................5 BAB II Tinjauan Pustaka 2.1 Tumbuhan Jeruk Bali(Citrus maxima). ............................................6 2.1.1 Morfologi Jeruk Bali...............................................................6 2.1.2 Klasifikasi ...............................................................................7 2.1.3 Manfaat Jeruk Bali ..................................................................8 2.2 Minyak Atsiri ...................................................................................8 2.2.1 Monoterpen .............................................................................10
viii
2.2.2 Seskuiterpen ............................................................................11 2.3 Teknik Minyak Atsiri dengan Destilasi Uap ....................................12 2.4 Aktivitas Antibakteri ........................................................................13 2.4.1 Bakteri Staphylococcus aureus ...............................................14 2.4.2 Bakteri Escherichia coli .........................................................15 2.5 Metode Uji Aktivitas Antibakteri .....................................................16 2.6 Gas Kromatografi dan Spektokopi Massa (GC-MS) .......................18 BAB III Metode Penelitian 3.1 Alat dan Bahan .................................................................................20 3.2.1 Bahan Tumbuhan ....................................................................20 3.2.2 Bahan Penunjuk Uji Hayati ....................................................20 3.2.3 Bahan Kimia ...........................................................................20 3.2.4 Peralatan yang Digunakan ......................................................20 3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ..........................................................20 3.3 Prosedur Penelitian ...........................................................................21 3.3.1 Penyiapan sampel ...................................................................21 3.3.2 Isolasi Minyak Atsiri dengan destilasi uap .............................21 3.3.3 Uji Aktivitas Antibakteri ........................................................22 3.3.4 Analisis kualitatif kromatografi gas dan spektokopi massa (GCMS) ..................................................................................23 BAB IV Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil Determinasi Tanaman .............................................................24 4.2 Hasil Isolasi Minyak Atsiri dengan Destilasi Uap ...........................24 Uji Aktivitas Antibakteri .........................................................................25
ix
4.3 Hasil Identifikasi Minyak Atsiri Kulit Buah Jeruk Bali dengan GCMS....................................................................................................27 A. Identifikasi senyawa puncak 1 dengan (tR) 10.254 menit (0.46%) ...................................................................................28 B. Identifikasi senyawa puncak 2 dengan (tR) 12.314 menit (2.48%) ...................................................................................29 C. Identifikasi senyawa puncak 3 dengan (tR) 13.888 menit (94.96%) .................................................................................31 D. Identifikasi senyawa puncak 4 dengan (tR) 27.595 menit (1.01%) ...................................................................................33 E. Identifikasi senyawa puncak 5 dengan (tR) 27.595 menit (1.01%) ...................................................................................34 Bab V Simpulan dan Saran 5.1 Simpulan...........................................................................................36 5.2 Saran .................................................................................................36 Daftar Pustaka ...................................................................................................37 Lampiran ...........................................................................................................39 Curriculum Vitae ..............................................................................................
x
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Hasil Isolasi Minyak Atsiri Kulit Buah Jeruk Bali (Citrus maxima). 24 Tabel 4.2 Data Hasil Uji Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri Kulit Buah Jeruk Bali ...........................................................................................25 Tabel 4.3 Dugaan Senyawa-Senyawa Minyak Atsiri Kulit Buah Jeruk Bali ( Citrus maxima ) Berdasarkan Database WILEY229.LIB ..................27 Tabel 4.4 Pola Fragmentasi Pada Senyawa Puncak 1 ........................................28 Tabel 4.5 Pola Fragmentasi Pada Senyawa Puncak 2 ........................................30 Tabel 4.6 Pola Fragmentasi Pada Senyawa Puncak 3 ........................................32 Tabel 4.7 Pola Fragmentasi Pada Senyawa Puncak 4 ........................................33 Tabel 4.8 Pola Fragmentasi Pada Senyawa Puncak 5 ........................................34
xi
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Buah Jeruk Balik (Citrus maxima) ................................................7 Gambar 2.2 Kerangka Dasar Suatu Unit Isopren ..............................................10 Gambar 2.3 Contoh Struktur Senyawa Golongan Monoterpen .........................10 Gambar 2.4 Contoh Struktur Senyawa Golongan Seskuiterpen ........................11 Gambar 4.1 Kromatogram Minyak Atsiri Kulit Buah Jeruk Bali.......................27 Gambar 4.2 Spektra Massa Senyawa Puncak 1 (a) dan Senyawa α-Pinen (b)...28 Gambar 4.3 Kemungkinan Fragmentasi Pada Senyawa Puncak 1.....................29 Gambar 4.4 Spektra Massa Senyawa Puncak 2 (a) dan Senyawa Mircen (b)....29 Gambar 4.5 Kemungkinan Fragmentasi pada Senyawa Puncak 2.....................31 Gambar 4.6 Spektra Massa Senyawa Puncak3 (a) dan Senyawa limonen (b)....31 Gambar 4.7 Kemungkinan Fragmentasi pada Senyawa Puncak 3.....................32 Gambar 4.8 SpektraMassa Senyawa Puncak 4(a) dan Senyawa Germacren D (b)..............................................................................33 Gambar 4.9 Senyawa Germacren D....................................................................34 Gambar 4.10 Spektra Massa Senyawa Puncak 5(a) dan Senyawa B Asaron (b)......................................................................................34 Gambar 4.11 Kemungkinan Fragmentasi pada Senyawa Puncak 5.....................35
xii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Skema kerja isolasi minyak atsiri kulit buah jeruk Bali ................39 Lampiran 2 Surat Keterangan Determinasi Tanaman .......................................40 Lampiran 3 Perhitungan Pembuatan Larutan Sampel 100 ppm, 75 ppm, 50 ppm, dan 25 ppm ......................................................................41 Lampiran 4 Perhitungan Rendemen Hasil Isolasi Minyak Atsiri Dari Kulit Buah Jeruk Bali (Citrus maxima) Dengan Destilasi Uap .................................................................................42 Lampiran 5 Hasil Uji Antibakteri Minyak Atsiri Dari Kulit Buah Jeruk
Bali
(Citrus
maxima)
Terhadap
Bakteri
Staphylococcus aureus Dan Escherichia coli ................................43 Lampiran 6 Kondisi Operasional Instrumen Kromatografi Gas – Spektrometer Massa (KG-SM/GC-MS) ...............................................................45 Penentuan
xiii
14
