Dasar-Dasar Teknik Kimia ISSN 1410-9891
Studi Awal Isolasi dan Aktivitas Antioksidan Ekstrak Heksana dari Daging Buah Dillenia indica Maruti Wulandari, Atastina S. Basuki, Rita Arbianti, dan Tania S. Utami Departemen Teknik Gas dan Petrokimia, Fakultas Teknik Universitas Indonesia Kampus UI Depok, Depok 16424 Tel. 7863515, 7863516 Abstrak Untuk mengetahui pemanfaatan daging buah Dillenia indica yang tumbuh di depan Departemen Teknik Gas dan Petrokimia FTUI dilakukan isolasi dan uji aktivitas antioksidan senyawaan kimia yang terkandung di dalamnya. Isolasi senyawaan tersebut menggunakan cara maserasi dalam pelarut n-heksana yang dilanjutkan dengan pemisahan ekstrak menggunakan metode kromatografi kolom dengan fasa diam silika gel dan fasa geraknya n-heksana dan kloroform secara gradien. Isolasi daging buah Dillenia indica menghasilkan enam fraksi komponen yang disebut dengan A – F. Senyawaan kimia yang didapat diuji aktivitas antioksidannya dengan metode carotene bleaching. Hasil uji aktivitas antioksidan menunjukan komponen D, E dan F memiliki aktivitas antioksidan yang lebih baik bila dibandingkan dengan komponen A, B, C, ekstrak kasar dan kontrol. Abstract To know the exploiting of the kernel of Dillenia indica which grow in front of Department of Gas and Petrochemical Engineering, University of Indonesia, isolation and antioxidant activities assay of its compound were done. The isolation was done by immersion in n-hexane continued with extract separation using the method of column chromatography with silica gel as the stationary phase and hexane-chloroform by gradient as the mobile phase. The separation resulted six fractions called fraction A – F. The compounds obtained were tested for their antioxidant activity by carotene bleaching method. This assay indicated that fraction D, E and F had better antioxidant activity than fraction A, B, C, crude extract and control.
1. Pendahuluan Di lingkungan sekitar Departemen Teknik Gas dan Petrokimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok, terdapat satu jenis tumbuhan yang menarik untuk dipelajari karena buahnya yang banyak dan beraroma khas (wangi). Selama ini belum banyak yang mengetahui nama dari tumbuhan tersebut apalagi pemanfaatannya. Setelah diidentifikasi di Pusat Penelitian Biologi LIPI, Bogor, diketahui nama ilmiah tumbuhan tersebut adalah Dillenia indica, sebagian orang menyebutnya sebagai sempur. Sedangkan morfologi buah Dillenia indica beserta daunnya ditunjukkan dalam Gambar 1.
Gambar 1. Buah Dillenia indica dan daunnya [1]
Setiap makhluk hidup diciptakan tentulah ada manfaatnya. Dari literatur yang didapatkan, diketahui bahwa tumbuhan ini paling banyak dimanfaatkan kayunya [2], namun pemanfaatan bagian lain dari tumbuhan Dillenia indica ini belum banyak diketahui. Karena sifat buahnya yang beraroma khas dan berbuah banyak, maka dicoba untuk mempelajari pemanfaatan dari buah Dillenia indica ini dengan harapan nantinya akan menjadi suatu komoditas tertentu yang bernilai tinggi dan berdaya guna. Adapun jenis spesies dari tumbuhan dengan genus Dillenia ini selain Dillenia indica ternyata banyak sekali, yaitu 26 spesies, dengan ciri-ciri morfologi tumbuhan yang tidak jauh berbeda dan dikelompokkan dalam famili Dilleniaceae [2]. Menurut sebuah penelitian dikatakan bahwa famili Dilleniaceae mengandung golongan senyawa flavonoid, dimana senyawaan ini mampu bertindak sebagai antioksidan alami [3]. Dillenia bracteata merupakan salah satu contoh spesies yang termasuk ke dalam famili Dlleniaceace, pada ekstrak yang diisolasi dari tanaman ini ditemukan kaempherol 3,7-disulphate yang merupakan senyawa flavonoid sulfat dan berfungsi sebagai antioksidan alami [3]. Contoh lain Dillenia pentagyna Roxb dilaporkan
Peningkatan Daya Saing Nasional Melalui Pemanfaatan Sumber Daya Alam untuk Pengembangan Produk dan Energi Alternatif
1
Dasar-Dasar Teknik Kimia ISSN 1410-9891 mengandung senyawa flavanone glycoside, dan senyawa flavonol glycoside [4], keduanya termasuk kedalam golongan senyawa flavonoid. Karena belum ada penelitian yang melaporkan kandungan kimia dari Dillenia indica, maka berdasarkan kesamaan genus dengan Dillenia bracteata dan Dillenia pentagyna Roxb, terdapat kemungkinan bahwa dalam spesies Dillenia indica juga terkandung golongan senyawa flavonoid. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan uji aktivitas antioksidan senyawaan kimia dari daging buah Dillenia indica ini dengan tujuan untuk mengetahui pemanfaatan daging buah tersebut secara lebih spesifik.
2. Metodologi Penelitian Bahan kimia yang digunakan adalah nheksana, kloroform dan etanol teknis sebagai pelarut, lempeng silika gel untuk analisis Kromatografi Lapisan Tipis (KLT), silika gel 60 G (E. Merck Art. 7734) yang berukuran 63–250 µm sebagai penyerap untuk kromatografi kolom, karotenoid yang diisolasi dari wortel dan minyak kedelai untuk digunakan dalam uji aktivitas antioksidan. Sedangkan peralatan utama yang digunakan untuk analisis adalah lampu UV KLT dengan panjang gelombang 254 nm dan kolom kaca berdiameter dalam 2,5 cm dan panjang 30 cm, vacuum rotary evaporator (Yamato) dan spektrofotometer UV-Visibel (Hitachi D2500). Penelitian dilakukan di laboratorium DPK dan TEL Departemen TGP FTUI.
Preparasi Sampel Daging buah Dillenia indica yang mentah diambil dari pohonnya yang tumbuh di depan Departemen Teknik Gas dan Petrokimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia (TGP FTUI), Depok. Sebanyak 1 kg daging buah Dillenia indica yang telah dihaluskan dengan menggunakan blender direndam dalam 1 liter n-heksana dan dibiarkan selama 7 hari (setiap hari dilakukan pengocokan). Kemudian larutan hasil perendaman disaring dan dipisahkan dari residu. Ekstrak yang diperoleh dipekatkan dengan menggunakan vacuum rotary evaporator pada temperatur 40 ºC dan selanjutnya disebut dengan ekstrak kasar.
Penentuan Jumlah Komponen Sampel Sebagai analisis pendahuluan sampel digunakan metode Kromatografi Lapisan Tipis (KLT). Untuk memvisualisasikan komponenkomponen yang terpisah pada lempeng digunakan lampu UV sehingga terlihat berupa bercak-bercak yang tampak dari bagian bawah sampai bagian atas dari lempeng KLT. Sistem pelarut untuk KLT ini diperoleh dengan cara trial and error untuk
mendapatkan visualisasi bercak yang terbaik, yaitu pada perbandingan heksana:kloroform = 1:15.
Pemisahan Komponen pada Sampel Kromatografi kolom digunakan untuk memisahkan komponen-komponen dari sampel. Pada kromatografi kolom gravitasi ini, penyerap diletakkan dalam kolom. Sampel yang akan dianalisa diisi melalui bagian atas dari kolom. Eluennya dipilih dengan mencoba menerapkan sistem pelarut pada KLT yaitu heksana dan kloroform dengan cara pengelusian landaian yaitu dengan metode gradien kepolaran yang meningkat seperti ditunjukkan pada Tabel 1. Selanjutnya dilakukan uji KLT untuk mengetahui jumlah komponen pada setiap tampungan dengan menggunakan sistem pelarut yang sama dengan sistem pelarut pada KLT. Tampungan yang mempunyai Rf sama digabung menjadi satu dan selanjutnya disebut fraksi. Selanjutnya dilakukan uji KLT kembali untuk setiap fraksi gabungan yang diperoleh.
Tabel 1. Perbandingan beberapa fasa gerak pada kromatografi kolom n-heksana kloroform 80 0 75 5 70 10 65 5 60 10 55 25 50 30 45 35 40 40 35 45 30 50 25 55 20 60 15 65 10 70 5 75 0 80
Pengujian Aktivitas Antioksidan Pengujian aktivitas antioksidan dilakukan dengan menggunakan metode carotene bleaching. Pada metode ini, 300 mg karotenoid dilarutkan dalam 1 L campuran etanol : kloroform (3:2) dan ditambahkan 10 gram minyak kedelai. Kemudian ditambahkan komponen hasil kromatografi kolom, ekstrak heksana dan antioksidan pembanding sebanyak 3% berat minyak. Aktivitas antioksidan ditentukan melalui pengukuran absorbansi karotenoid pada panjang gelombang maksimum.
Peningkatan Daya Saing Nasional Melalui Pemanfaatan Sumber Daya Alam untuk Pengembangan Produk dan Energi Alternatif
2
Dasar-Dasar Teknik Kimia ISSN 1410-9891 3. Hasil Penelitian dan Pembahasan
Penentuan Jumlah Komponen Sampel Hasil uji KLT menunjukkan bahwa dalam ekstrak n-heksana daging buah Dillenia indica terdapat 5 (lima) bercak yang dapat dilihat pada Gambar 3.
Namun belum tentu dalam ekstrak kasar ini mengandung 5 (lima) komponen karena bisa jadi satu bercak pada lempeng tersebut bukan berarti pula telah menunjukkan satu komponen, karena adanya komponen-komponen yang saling berdempetan, terutama seperti yang ditunjukkan oleh bercak yang bentuknya jauh lebih besar dari yang lainnya.
Pemisahan Komponen pada Sampel Jumlah fraksi yang berhasil diisolasi dapat dilihat pada Tabel 2 sedangkan hasil uji KLT untuk fraksi-fraksi yang telah digabungkan ini dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 3. Hasil uji KLT pada ekstrak kasar Tabel 2. Hasil isolasi sampel Fraksi Komponen
Jumlah (gram)
Wujud
Warna
A B C D E F TOTAL
0,1057 0,1113 0,1029 0,2197 0,1433 0,0982 0,7811
Minyak Minyak Minyak Minyak Minyak Minyak
Bening Bening Kuning Hijau Hijau Bening
% Berat dalam 1 kg daging buah 0,011891 0,012521 0,011576 0,024716 0,016121 0,011048 0,087874
Gambar 4. Hasil uji KLT pada fraksi gabungan
Peningkatan Daya Saing Nasional Melalui Pemanfaatan Sumber Daya Alam untuk Pengembangan Produk dan Energi Alternatif
3
Dasar-Dasar Teknik Kimia ISSN 1410-9891 Berdasarkan pembacaan harga Rf yang terlihat pada Gambar 4 dapat disimpulkan bahwa secara umum sampel (ekstrak kasar) tidak terpisahkan dengan sempurna. Hal ini terjadi karena Rf komponennya yang bervariasi dan saling berdekatan, mulai dari Rf yang rendah sampai Rf tinggi, dan bisa jadi ada beberapa komponen/senyawa yang berdempetan. Atau dengan kata lain terdapat banyak komponen yang terkandung dalam ekstrak kasar ini. Untuk komponen-komponen yang mempunyai harga Rf tinggi, perbedaan volum tambat yaitu volum pelarut yang diperlukan untuk menggerakkan pusat pita sampel ke ujung akhir kolom tidak mencukupi untuk menghasilkan pemisahan. Sedangkan untuk komponen-komponen dengan harga Rf terlalu rendah, volum tambat yang diperlukan besar, dan terjadi pelebaran pita, serta selanjutnya tumpang tindih, yang menyebabkan pemisahan tidak baik. Berdasarkan hasil pembacaan harga Rf, didapatkan data harga Rf komponen pada ekstrak kasar berbeda dengan harga Rf pada komponen setelah dipisahkan. Hal ini dapat terjadi karena Rf untuk suatu senyawa akan merupakan suatu konstanta dari satu percobaan ke percobaan berikutnya hanya jika kondisi kromatografi berikut ini juga konstan [5]: - sistem pelarut - penyerap - ketebalan penyerap - jumlah bahan yang diteteskan Selain itu faktor kemurnian pelarut yang digunakan juga mungkin berpengaruh. Pelarut yang digunakan adalah pelarut teknis, bukan pelarut jenis merck yang kemurniannya tinggi. Kandungan pengotor ataupun senyawa lain dalam pelarut teknis inilah yang mempengaruhi bagus tidaknya bercak yang dihasilkan juga pembacaan harga Rf. Karena faktor-faktor ini sulit untuk dijaga agar tetap konstan dari percobaan ke percobaan, maka sulit untuk dilakukan perbandingan secara langsung komponen mana yang telah berhasil dipisahkan melalui pembacaan harga Rf komponennya.
Uji Aktivitas Antioksidan Metode carotene bleaching dilakukan untuk menentukan aktivitas antioksidan berdasarkan penurunan nilai absorbansi dari karotenoid yang dicampur dengan substrat minyak kedelai dan diinkubasi pada temperaur tertentu. Karotenoid berfungsi sebagai indikator bahwa telah terjadi proses oksidasi pada substrat minyak kedelai. Jika terjadi oksidasi pada minyak maka akan terbentuk radikal peroksida yang akan menyerang ikatan rangkap terkonjugasi yang ada pada karotenoid. Karotenoid memiliki banyak ikatan rangkap terkonjugasi yang bila terjadi oksidasi akan menyebabkan sebagian ikatan rangkap terkonjugasinya putus akibat berikatan
dengan radikal peroksida, sehingga absorbansi warna pada spektrofotometer akan menurun. Minyak kedelai digunakan karena banyak mengandung asam lemak ikatan tak jenuh, oksidasi mudah terjadi pada ikatan tak jenuh dalam asam lemak yang menyebabkan terbentuknya radikal peroksida. Pengujian aktivitas antioksidan dilakukan dengan menambahkan ekstrak kasar (EK), komponen A, B, C, D, E dan F sebanyak 3% berat minyak kedelai dalam campuran karotenoid dan minyak kedelai. Sebagai kontrol adalah campuran karotenoid dan minyak kedelai tanpa penambahan zat. Pengujian aktivitas antioksidan dilakukan dengan variasi temperatur inkubasi yaitu 27 oC dan 80 oC. Hasil uji aktivitas antioksidan dapat dilihat pada gambar 5 dan Gambar 6. Suatu zat dikatakan memiliki aktivitas antioksidan bila dapat menghambat terjadinya oksidasi, sehingga nilai absorbansi karotenoid yang terukur tidak menurun drastis atau lebih stabil dibanding terhadap kontrol yang tidak ditambahkan antioksidan. Pada Gambar 5 dapat dilihat bahwa dalam rentang waktu tiga hari, campuran karotenoid yang diberi ekstrak kasar dan komponen hasil kromatografi kolom memiliki absorbansi yang stabil. Secara keseluruhan dari Gambar 5 dapat dilihat bahwa, campuran karotenoid yang memiliki nilai absorbansi yang tidak menurun drastis adalah campuran yang telah ditambahkan komponen D, komponen E dan komponen F. Hal ini menunjukan bahwa komponen D, E, dan F memiliki aktivitas antioksidan, karena penambahan zat tersebut ke dalam campuran karotenoid dapat mengikat radikal peroksida yang terbentuk pada reaksi oksidasi, sehingga mencegah pemutusan ikatan rangkap terkonjugasi yang terdapat pada karotenoid. Campuran karotenoid yang ditambahkan komponen A, B, C dan ekstrak kasar (EK) mengalami penurunan absorbansi yang cukup tajam bila dibandingkan dengan kompnen D, E dan F. Penurunan absorbansi tersebut menunjukan banyak terjadinya ikatan rangkap terkonjugasi yang putus karena diserang radikal peroksida, dapat disimpulkan komponen A, B, C dan ekstrak kasar (EK) tidak memiliki aktivitas antioksidan. Pada Gambar 5 dapat dilihat bahwa pada konsentrasi yang sama yaitu 3% dari berat minyak kedelai aktivitas antioksidan komponen D > komponen F > komponen E. Berdasarkan teori semakin besar jumlah ikatan rangkap akan menyebabkan absorbansi kearah panjang gelombang sinar tampak pada spektrofotometer UV-Vis akan semakin besar, sehingga nilai absorbansi juga akan semakin besar [6]. Ekstrak kasar tidak menunjukan aktivitas yang baik hal ini dapat disebabkan adanya komponen-komponen yang saling meniadakan sehingga aktivitas
Peningkatan Daya Saing Nasional Melalui Pemanfaatan Sumber Daya Alam untuk Pengembangan Produk dan Energi Alternatif
4
Dasar-Dasar Teknik Kimia ISSN 1410-9891 Inkubasi pada temperatur 80 oC menyebabkan oksidasi terjadi lebih cepat karena setiap peningkatan suhu 10 oC laju reaksi meningkat dua kali sehingga aktivitas antioksidan dapat diamati dalam waktu yang lebih singkat daripada saat pengujian pada temperatur ruang. Aktivitas yang ditunjukkan tidak jauh berbeda dengan hasil pengujian pada temperatur ruang. Komponen yang memiliki aktivitas antioksidan adalah D, E dan F. Sedangkan komponen A, B, C dan ekstrak kasar tidak memiliki aktivitas antioksidan.
antioksidan tidak sebesar komponen D, E dan F. Jika dilihat dari masing-masing komponen, maka komponen D memberikan aktivitas antioksidan yang paling baik daripada komponen E dan F karena nilai absorbansi yang lebih besar daripada kedua komponen lainnya, maka dalam konsentrasi yang sama komponen D lebih banyak mengikat radikal peroksida sehingga ikatan rangkap karotenoid yang terputus lebih sedikit. Seperti ekstrak kasar, komponen D juga berupa campuran namun senyawa-senyawa yang ada di dalamnya saling bersinergis sehingga menghasilkan aktivitas antioksidan yang baik. 0.4 0.4
0.35 0.35
0.3
0.3
0.25 absorbansi
absorbansi
0.25
0.2
0.2
0.15
0.15
0.1
0.1
0.05
0.05
0
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
10
1
2
3
4
5
kontrol
6
7
8
9
10
7
8
9
10
hari
hari
kontrol
A
B
0.45 0.4
0.4
0.35
0.35
0.3
absorbansi
0.3
absorbansi
0.25
0.2
0.25
0.2
0.15
0.15
0.1
0.1
0.05
0.05
0
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
10
1
2
3
4
5
kontrol
6
hari
hari
kontrol
C
D
0.4 0.4
0.35
0.35
0.3
0.3
0.25 absorbansi
absorbansi
0.25
0.2
0.2
0.15
0.15
0.1
0.1
0.05
0.05
0
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
1
2
kontrol
3
4
5
6
7
8
9
10
hari
hari
kontrol
E
F
0.4
0.35
0.3
absorbansi
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
hari
kontrol
EK
Gambar 5. Hasil uji aktivitas antioksidan pada temperatur 27oC
Peningkatan Daya Saing Nasional Melalui Pemanfaatan Sumber Daya Alam untuk Pengembangan Produk dan Energi Alternatif
5
Dasar-Dasar Teknik Kimia ISSN 1410-9891
0.7
0.7
0.6
0.6
0.5
absorbansi
absorbansi
0.5
0.4
0.4
0.3 0.3
0.2 0.2
0.1 0
1
2
3
4
5
0.1 0
waktu inkubasi (jam)
1
2
3
4
5
waktu inkubasi (jam)
kontrol
A
kontrol
0.7
0.7
0.6
0.6
0.5
absorbansi
0.5
absorbansi
B
0.4
0.4
0.3
0.3
0.2
0.2
0.1 0
0.1 0
1
2
3
4
1
2
waktu inkubasi (jam)
kontrol
4
5
D
C
0.7
0.7
0.6
0.6
0.5
0.5
absorbansi
absorbansi
kontrol
3 waktu inkubasi (jam)
5
0.4
0.4
0.3
0.3
0.2
0.2
0.1
0.1 0
1
2
3
4
5
0
1
kontrol
2
3
4
5
waktu inkubasi (jam)
waktu inkubasi (jam)
kontrol
E
F
0.7
0.6
absorbansi
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1 0
1
2
3
4
5
waktu inkubasi (jam)
kontrol
EK
Gambar 6. Hasil uji aktivitas antioksidan pada temperatur 80oC
Peningkatan Daya Saing Nasional Melalui Pemanfaatan Sumber Daya Alam untuk Pengembangan Produk dan Energi Alternatif
6
Dasar-Dasar Teknik Kimia ISSN 1410-9891
4. Kesimpulan Fraksi D, E, F dari ekstrak heksana daging buah Dillenia indica memiliki aktivitas antioksidan yang lebih baik dari pada fraksi A, B, C dan ekstrak kasar.
Daftar Pustaka [1] http:// www.TopTropicals.com - rare plants for home and garden.htm [2] Prosea, “Plant Resources of South-East Asia,” Vol 5, Bogor: Prosea Foundation, 1995. [3] Gurni, Alberto A, Wilfried A. Konig and Klaus Kubitzki, 1981, Flavonoid Glycosides and Sulphates from The Dilleniceae, Dalam Phytochemistry Vol.20 No.5 hal.1057-1059 [4] Srivastava, Savitri D, 1981, Flavonoids From The Stem Of Dillenia pentagyna. Dalam Phytochemistry Vol. 20. No.10 hal. 2445 [5] http://orgchem.colorado.edu/hndbksupport /TLC/TLC.html [6] Elizah, 2001, Karekteristik Senyawa Aktif Antioksidan dari Kulit Batang Pala (Myristica fragrant), Skripsi Sarjana Kimia Universitas Indonesia. Depok
Peningkatan Daya Saing Nasional Melalui Pemanfaatan Sumber Daya Alam untuk Pengembangan Produk dan Energi Alternatif
7
