UJI BANDING METODE EKSTRAKSI KAROTENOID DAN TOKOFEROL SARI BUAH MERAH
UUN SUNDARI
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
2
ABSTRAK UUN SUNDARI. Uji Banding Metode Ekstraksi Karotenoid dan Tokoferol Sari Buah Merah. Dibimbing oleh LATIFAH K. DARUSMAN dan MOHAMAD RAFI. Buah merah (Pandanus conoideus Lam.) merupakan tanaman pandan yang mengandung berbagai senyawa aktif, terutama karotenoid dan tokoferol. Karotenoid dan tokoferol diekstraksi dengan tiga metode yang berbeda, yang dikembangkan berdasarkan metode Harborne, Qian & Sheng, dan Hegazi. Ekstraksi karotenoid dan tokoferol pada metode Harborne menggunakan tahap saponifikasi dan diikuti dengan ekstraksi pelarut eter. Sementara metode Qian & Sheng dan Hegazi dilakukan dengan ekstraksi satu tahap, yaitu masing-masing dengan pelarut campuran aseton dan kloroform (metode Qian & Sheng) dan aseton (metode Hegazi). Evaluasi terhadap ketiga metode dilakukan dengan melihat presisi dan akurasinya. Metode Harborne menghasilkan presisi yang tidak teliti dalam mengekstraksi β-karoten (% SBR = 6,97 %), tetapi sangat teliti dalam mengekstraksi tokoferol (% SBR = 0,47 %). Metode Qian & Sheng mempunyai presisi yang sedang dalam mengekstraksi β-karoten dan tokoferol, dengan % SBR berturut-turut sebesar 2,18 % dan 3,58 %, sedangkan metode Hegazi menghasilkan presisi yang sedang dalam mengekstraksi β-karoten (% SBR = 4,72 %), dan tidak dapat digunakan untuk analisis tokoferol. Berdasarkan akurasinya, metode Harborne tidak memberikan hasil yang tepat dalam mengekstraksi tokoferol dengan % perolehan kembali sebesar 86,71-180,17 %, dan tidak dapat dievaluasi untuk mengekstraksi β-karoten. Metode Qian & Sheng tidak memberikan hasil yang tepat dalam mengekstraksi tokoferol (% perolehan kembali = 74,31-109,55 %), tetapi memberikan hasil yang tepat dalam mengekstraksi β-karoten (% perolehan kembali = 91,14-99,18 %), sedangkan metode Hegazi tidak memberikan hasil yang tepat dalam mengekstraksi β-karoten (% perolehan kembali = 61,10-88,59 %). Uji-F dan uji-t dilakukan berdasarkan data uji presisi. Uji-F menunjukkan bahwa hanya metode Hegazi dan Qian & Sheng yang memiliki simpangan baku yang tidak berbeda nyata dalam mengekstraksi β-karoten, sementara dalam mengeksraksi tokoferol metode Harborne dan Qian & Sheng memiliki simpangan baku yang berbeda. Uji-t yang dilakukan dengan nilai kepercayaan 95 % menunjukkan bahwa ketiga metode ekstraksi ini memiliki hasil analisis yang berbeda nyata dalam mengekstrasi β-karoten, sementara dalam mengeksraksi tokoferol metode Harborne dan Qian & Sheng juga memiliki hasil analisis yang berbeda.
3
ABSTRACT UUN SUNDARI. Comparison of Extraction Methods for Red Fruit Oil’s Carotenoids and Tocopherol Tests. Supervised by LATIFAH K. DARUSMAN and MOHAMAD RAFI. Red fruit (Pandanus conoideus Lam.) is screw pine crop which consist of many active compounds, especially carotenoids and tocopherol. Carotenoids and tocopherol were extracted using 3 different methods developed by Harborne, Qian & Sheng, and Hegazi. Carotenoids and tocopherol extraction in Harborne method using a saponification step followed by liquid extraction with ether. While in Qian & Sheng and Hegazi method was done in one step extraction using a mixture of acetone and chloroform (Qian & Sheng method) and acetone (Hegazi method), respectively. The three methods was evaluated for their precisions and accurations. Harborne method gave inaccurate precision on extracting β-carotene (% RSD = 6,97 %), but very accurate on extracting tocopherol (% RSD = 0,47 %). Qian & Sheng method gave moderate precision on extracting β-carotene and tocopherol, with % RSD 2,18 % and 3,58 %, respectively, whereas Hegazi method gave moderate precision on extracting βcarotene (% RSD = 4,72 %), but cannot be used to analyze tocopherol. Based on the accuracy, Harborne method did not give precise result on extracting tocopherol with % recovery 86,71-180,17 %, but cannot be evaluated to extracting β-carotene. Qian & Sheng method did not give precise result on extracting tocopherol (% recovery = 74,31109,55 %), but it gave precise result on extracting β-carotene (% recovery = 91,14-99,18 %), whereas Hegazi method did not give precise result on extracting β-carotene (% recovery = 61,10-88,59 %). F-test and t-test were done based on precision test data. F-test showed that Hegazi and Qian & Sheng methods which gave similar standard deviation on extracting β-carotene, while on extracting tocopherol, Harborne method and Qian & Sheng gave a significant difference on standard deviation. T-test which is done with 95 % confidence level showed that three methods gave a significant difference on the result on extracting β-carotene, while on extracting tocopherol, Harborne method and Qian & Sheng gave a significant difference on the result.
4
UJI BANDING METODE EKSTRAKSI KAROTENOID DAN TOKOFEROL SARI BUAH MERAH
UUN SUNDARI
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
5
Judul Skripsi
: Uji Banding Metode Ekstraksi Karotenoid dan Tokoferol Sari Buah Merah
Nama
: Uun Sundari
NIM
: G44202060
Menyetujui: Pembimbing I
Pembimbing II
Prof. Dr. Ir. Latifah K. Darusman, MS NIP 130 536 681
Mohamad Rafi, S.Si NIP 132 321 454
Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. Drh. Hasim, DEA NIP 131 578 806
Tanggal Lulus:
6
PRAKATA Bismillahirrohmannirrohiim, Alhamdulillah, segala puja dan puji hanya milik Allah SWT; atas limpahan rahmat dan petunjuk-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah. Shalawat dan salam semoga tercurah kepada teladan umat, Rasulullah Muhammad SAW. Karya ilmiah ini disusun berdasarkan penelitian yang dilaksanakan pada bulan Januari sampai dengan Juli 2007. Judul skripsi ini ialah Uji Banding Metode Ekstraksi Karotenoid dan Tokoferol Sari Buah Merah. Penulis menyadari bahwa keberhasilan penulisan karya ilmiah ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Ibu Prof. Dr. Ir. Latifah K. Darusman, MS dan Bapak Mohamad Rafi, S.Si, selaku pembimbing. Terima kasih juga disampaikan kepada Bagian Kimia Analitik dan Pusat Studi Biofarmaka yang telah mendanai sebagian besar penelitian ini. Di samping itu, penghargaan penulis juga sampaikan kepada Ibu Irmanida Batubara, Ibu Nunuk, Bapak Eman, Mbak Ina, Mas Zaim, beserta seluruh staf Laboratorium Kimia Analitik IPB dan Laboratorium Pusat Studi Biofarmaka. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak, Emih, Ceuceu, dan Teteh atas segala doa dan kasih sayangnya, serta Teh Mila, Ka Titis, Intan, Indah, Susan, Nindira, seluruh syabab kampus dan teman Kimia 39 atas doa, bantuan, dan dukungannya. Hanya Allahlah sebaik-baiknya Pembalas. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Januari 2008 Uun Sundari
7
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Subang, 2 Februari 1985 sebagai anak ketiga dari 3 bersaudara dari pasangan Saepudin dan Temi. Tahun 1996 penulis menyelesaikan sekolah di SDN 3 Sukamandi dan pada tahun 1999 penulis menyelesaikan sekolah di SLTPN 2 Sukamandi. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan sekolah ke SMUN 1 Ciasem dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun tersebut penulis diterima di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) IPB melalui jalur SPMB (Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru). Selama perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar TPB tahun ajaran 2003/2004, Kimia Analitik I dan II S1 Kimia tahun ajaran 2004/2005, Kimia Analitik III S1 Kimia tahun ajaran 2005/2006, Kimia Lingkungan D3 Analisis Kimia tahun ajaran 2006/2007, Kimia Dasar D3 tahun ajaran 2007/2008, dan Kimia Fisik D3 Analisis Kimia tahun ajaran 2007/2008. Penulis juga pernah mengikuti Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Laboratorium Kimia, Balai Penelitian Tanaman Padi Sukamandi selama periode bulan Juli sampai dengan Agustus 2005, dan menulis laporan ilmiah berjudul ”Karakterisasi Mutu Gabah dan Beras Galur Harapan dan Varietas Padi Unggul”.
8
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL........................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... viii DAFTAR LAMPIRAN................................................................................................... viii PENDAHULUAN ........................................................................................................... 1 TINJAUAN PUSTAKA Buah Merah (Pandanus conoideus Lam.) ............................................................... Tokoferol .................................................................................................................. Karotenoid ................................................................................................................ Metode Ekstraksi.. .................................................................................................... Spektrofotometri UV-Vis ......................................................................................... Evaluasi Hasil Analisis............................................................................ .................
1 1 2 2 3 3
BAHAN DAN PROSEDUR Bahan dan Alat ......................................................................................................... 4 Prosedur .................................................................................................................... 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Panjang Gelombang Maksimum .............................................................................. 5 Ekstraksi Karotenoid dan Tokoferol......................................................................... 5 Evaluasi Hasil Analisis ............................................................................................ 6 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ................................................................................................................... 8 Saran ......................................................................................................................... 8 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 8 LAMPIRAN..................................................................................................................... 11
9
DAFTAR TABEL Halaman 1 Panjang gelombang maksimum β-karoten dan tokoferol ............................................ 5 2 Kadar β-karoten dan tokoferol .................................................................................... 5 3 Presisi β-karoten dan tokoferol pada penggunaan beberapa metode ekstraksi ........... 6 4 Perolehan kembali β-karoten dan tokoferol pada beberapa metode ekstraksi ............ 7
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Buah Merah ................................................................................................................. 1 2 Struktur kimia α-tokoferol ........................................................................................... 2 3 Struktur kimia β-karoten .............................................................................................. 2
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Bagan alir penelitian .................................................................................................... 12 2. Kurva serapan β-karoten dan tokoferol pada beberapa pelarut.................................... 13 3 Presisi metode ekstraksi Harborne............................................................................... 14 4 Akurasi metode ekstraksi Harborne ............................................................................. 16 5 Presisi metode ekstraksi Qian dan Sheng .................................................................... 18 6 Akurasi metode ekstraksi Qian dan Sheng .................................................................. 20 7 Presisi metode ekstraksi Hegazi................................................................................... 22 8 Akurasi metode ekstraksi Hegazi................................................................................. 23 9 Uji-F dan uji-t............................................................................................................... 24
PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
Buah merah (Pandanus conoideus Lam.) merupakan jenis tanaman pandan yang mengandung berbagai komponen aktif, diantaranya karotenoid, tokoferol, dan asam lemak, seperti asam laurat, miristat, palmitat, oleat, linoleat, dan linolenat (Pohan et al. 2006). Buah ini dipercaya dapat menyembuhkan berbagai macam penyakit, seperti HIV/AIDS, kanker otak, kanker payudara, kanker rahim, sakit mata, kebutaan, sakit jantung, dan paru-paru (Budi 2007). Kemampuan buah ini dalam menyembuhkan berbagai macam penyakit, dikaitkan dengan kandungan komponen aktifnya, terutama karotenoid dan tokoferol. Karotenoid dan tokoferol dikenal sebagai senyawa antioksidan. Di dalam tubuh, senyawa antioksidan dapat memutus reaksi berantai dari radikal bebas sebagai pemicu berbagai macam penyakit (Kumalaningsih 2006). Karotenoid dan tokoferol merupakan senyawa yang relatif tidak stabil terhadap panas dan cahaya (Gloria et al. 1993, diacu dalam Jia et al. 2007), sehingga dibutuhkan penanganan khusus dalam proses analisisnya. Salah satu tahapan terpenting suatu analisis adalah proses ekstraksi. Pada penelitian yang sudah dilakukan, karotenoid dan tokoferol diekstraksi dengan melalui tahap saponifikasi terlebih dahulu (Oliver 1998; Prates et al. 2006) sebelum diikuti dengan ekstraksi pelarut organik, baik pelarut tunggal maupun campuran. Ekstraksi karotenoid dan tokoferol dilakukan dengan menggunakan pelarut n-heksana (Prates et al. 2006), kloroform (Burns et al. 2003), dan asetonitril (Lee et al. 2004). Umumnya teknik ekstraksi dikembangkan untuk mengurangi jumlah penggunaan pelarut, mengurangi waktu analisis, meningkatkan presisi analisis, dan mengurangi biaya preparasi (Shen 2005). Penelitian bertujuan membandingkan 3 metode ekstraksi karotenoid dan tokoferol sehingga diperoleh metode terbaik dalam mengekstraksi kedua golongan senyawa antioksidan ini dari kandungan warna yang pekat dalam sari buah merah. Ketiga metode yang dibandingkan, yaitu metode Harborne (1987), Qian & Sheng (1998), dan Hegazi (1998). Perbandingan ketiga metode dilakukan dengan menggunakan beberapa parameter, yaitu presisi dan akurasi. Selain itu, perbandingan dua metode juga dilakukan melalui uji-F dan uji-t.
Buah Merah (Pandanus conoideus Lam.) Buah merah (Pandanus conoideus Lam.) termasuk salah satu keluarga tanaman pandanpandanan dengan klasifikasi Kingdom : Plantae Divisi : Magnoliophyta Kelas : Liliopsida Ordo : Pandanales Familia : Pandanaceae Genus : Pandanus Spesies : Pandanus conoideus Lam. Buah merah (Gambar 1) merupakan tumbuhan endemik Papua. Tumbuhan ini secara alami tumbuh tersebar di seluruh wilayah Papua, terutama daerah-daerah yang lembab (Tokede et al. 2004). Tinggi tanaman dapat mencapai 15 meter yang diperkokoh akar-akar tunjang pada batang sampai ketinggian 1 meter dari pangkal batang. Umumnya buah ini berbentuk lonjong dengan kuncup tertutup daun buah. Buah merah sendiri panjang buahnya mencapai 30-120 cm dengan diameter 10-25 cm (Wiryanta 2005).
Gambar 1 Buah merah. Buah merah mengandung berbagai komponen aktif, diantaranya karotenoid, tokoferol, dan asam lemak, seperti asam laurat, miristat, palmitat, oleat, linoleat dan linolenat (Pohan et al. 2006). Buah ini dipercaya dapat menyembuhkan berbagai macam penyakit, seperti HIV/AIDS, kanker otak, kanker payudara, kanker rahim, sakit mata, kebutaan, sakit jantung, dan paru-paru (Budi 2007). Berbagai penelitian telah dilakukan terkait buah merah ini, diantaranya uji toksisitas akut dan sub kronis sari buah merah oleh Widowati (2007) dan uji hambat tumoregenesis (Mun’im et al. 2006). Tokoferol Tokoferol dikenal sebagai vitamin E. Golongan senyawa ini mempunyai peranan penting terutama dikaitkan dengan sifatnya sebagai antioksidan. Dengan menerima oksigen,
