PROFIL SENYAWA PENCIRI DAN BIOAKTIVITAS TANAMAN TEMULAWAK PADA AGROBIOFISIK BERBEDA WARAS NURCHOLIS

Transkripsi

1 PROFIL SENYAWA PENCIRI DAN BIOAKTIVITAS TANAMAN TEMULAWAK PADA AGROBIOFISIK BERBEDA WARAS NURCHOLIS SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Profil Senyawa Penciri dan Bioaktivitas Tanaman Temulawak pada Agrobiofisik Berbeda adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhit tesis ini. Bogor, Agustus 2008 Waras Nurcholis NIM G

3 ABSTRACT WARAS NURCHOLIS. Profile of Marker Compound and Bioactivity of Temulawak on Different Agrobiofisic. Under direction of EDY DJAUHARI PURWAKUSUMA and MONO RAHARDJO. Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb) which belong to Zingiberaceae, empirically used as herbal medicines. The research was aimed to determine promising line A, B, and C of temulawak from Balittro based on high bioactive content (xanthorrhizol and curcuminoid) and its in vitro bioactivity (anti oxidant and toxicity), and to establish agrobiophysic environmental condition which produced high active compound. The xanthorrhizol and curcuminoid content were measured by HPLC. Anti oxidant and toxicity were determined in vitro by DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl) method and BSLT (Brine Shrimp Lethality Test) method. The result show that promising line A produced highest bioactive and bioactivity yield with productivity of xanthorrhizol and curcuminoid were 0,1568 g/ plant and 0,0564 g/ plant, respectively. Its IC 50 of antioxidant activity was 65,09 ppm and LC 50 of toxicity was 69,05 ppm. According to agrobiophysic parameter of Cipenjo, temulawak was suitable in environment which have temperatur ºC, rainfall about 223,97 mm/ year and sandy clay soil. Keywords: Temulawak, xanthorrhizol, curcuminoid, anti oxidant and toxicity

4 RINGKASAN WARAS NURCHOLIS. Profil Senyawa Penciri dan Bioaktivitas Tanaman Temulawak pada Agrobiofisik Berbeda. Dibimbing oleh EDY DJAUHARI PURWAKUSUMA dan MONO RAHARDJO. Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.) merupakan salah satu jenis tumbuhan dari keluarga Zingiberaceae yang secara empirik banyak digunakan sebagai obat, baik dalam bentuk tunggal maupun campuran, yaitu sebagai hepatoproteksi, anti-inflamasi, antikanker, antidiabetes, antimikroba, antihiperlipidemia, dan pencegah kolera. Khasiat lainnya yang dimiliki oleh komponen kimia dalam temulawak adalah antibakteri, antijamur, antioksidan, dan antilipidemia. Sebagai bahan baku obat, temulawak selain produksi rimpang tinggi juga harus bermutu tinggi. BPOM menegaskan bahwa obat herbal harus memenuhi persyaratan yang meliputi mutu, keamanan, dan khasiat. Mutu temulawak dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain penanganan budidaya hingga proses pascapanen. Budidaya yang standar harus mengacu kepada SOP mulai dari pemilihan varietas (aksesi), lokasi, jenis dan kesuburan tanah, serta kondisi iklim (curah hujan, suhu udara, kelembaban, dan intensitas sinar matahari). Senyawa metabolit sekunder yang mengandung bahan aktif berkhasiat obat utama di dalam temulawak adalah xantorizhol dan kurkuminoid. Mutu bahan baku obat di dalam temulawak diprioritaskan terhadap tingginya kadar xantorizhol dan kurkuminoid, yang salah satunya ditentukan oleh faktor genetik dan lingkungan tumbuh tanaman temulawak. Keamanan (toksisitas) dan khasiat (efikasi) dari tanaman temulawak merupakan aktivitas biologi (bioaktivitas) dari bioaktif yang terkandung dalam tanaman temulawak. Oleh karena itu perlu diketahui nomor harapan tanaman temulawak yang unggul dan lingkungan tumbuh yang sesuai, sehingga diperoleh produksi dan mutu rimpang yang tinggi (bioaktif dan bioaktivitas tinggi). Pada penelitian ini dilakukan uji multilokasi 3 nomor harapan temulawak A, B, dan C di Cipenjo (Cileungsi) dan Ganjar Resik (Sumedang), yang mewakili sentra pengembangan budidaya temulawak di Jawa Barat serta Kragilan (Boyolali) yang mewakili sentra pengembangan budidaya temulawak di Jawa Tengah. Penelitian bertujuan untuk memilih diantara nomor harapan temulawak A, B, dan C dari Balittro yang terbaik berdasarkan kandungan bioaktif (xanthorrhizol dan kurkuminoid) dan bioaktivitas (antioksidan dan toksisitas) yang tinggi, dan menentukan kondisi lingkungan agrobiofisik yang menghasilkan tingkat bahan aktif tinggi. Dari penelitian ini diharapkan dapat diperoleh nomor harapan temulawak terseleksi dan kondisi lingkungan agrobiofisik yang sesuai berdasarkan kualitas bahan aktif dan potensi bioaktivitasnya. Kandungan bioaktif xantorhizol dan kurkuminoid diukur dengan menggunakan KCKT. Antioksidan dan toksisitas ditentukan dengan menggunakan metode DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl) dan metode BSLT (Brine Shrimp Lethality Test). Data agronomi yang diambil pada penelitian ini adalah bobot basah dan jumlah rimpang induk per tanaman temulawak yang dipanen pada 9 bulan setelah tanam. Bobot basah rimpang tertinggi adalah 1247,95 g/tanaman dihasilkan dari nomor harapan temulawak A yang ditanam di Ganjar Resik. Jumlah rimpang

5 induk per tanaman tertinggi adalah nomor harapan A yang ditanam di Cipenjo dengan jumlah 4,67 rimpang/ tanaman. Pada ketiga lokasi penelitian hasil rendemen tertinggi dihasilkan oleh nomor harapan temulawak B yaitu 16,03% di Ganjar Resik, 13,21% di Kragilan, dan 14,94% di Cipenjo. Nomor harapan temulawak A menghasilkan rendemen tertinggi dari lokasi Cipenjo, yaitu 13,21%. Rendemen sebesar 13,37% merupakan rendemen tertinggi yang dihasilkan oleh nomor harapan temulawak C dari lokasi Ganjar Resik. Ketiga nomor harapan temulawak memiliki kecenderungan yang berbeda dalam menghasilkan bioaktif xantorhizol dan kurkuminoid. Lokasi penanaman mempunyai pengaruh berbeda terhadap produksi bioaktif temulawak. Produktivitas xantorhizol dan kurkuminoid tertinggi dihasilkan oleh nomor harapan temulawak A di lokasi Cipenjo, yaitu 0,1568 gram xantorhizol dan 0,0564 gram kurkuminoid per tanaman temulawak. Nilai IC50 rendah menunjukkan aktivitas antioksidan yang tinggi. Terlihat bahwa nomor harapan A memiliki aktivitas antioksidan yang tinggi di ketiga lokasi penelitian, yang tertinggi adalah nomor harapan A yang ditanam di Cipenjo dengan IC50 sebesar 65,09 ppm. Nomor harapan B yang ditanam di Cipenjo menghasilkan aktivitas antioksidan yang rendah dengan IC50 sebesar 242,67 ppm. Nilai LC50 rendah menunjukkan toksisitas yang tinggi. Nomor harapan A baik yang ditanam di Ganjar Resik, Kragilan, dan Cipenjo memberikan nilai toksisitas yang tinggi, dengan nilai LC50 berturut-turut adalah 63,60 ppm, 77,81 ppm, dan ppm. Jadi temulawak nomor harapan A ini memiliki hasil yang konsisten diketiga lokasi penelitian. Namun nilai toksisitas tertinggi dimiliki oleh nomor harapan C yang ditanam di Ganjar Resik, dengan LC50 sebesar ppm. Berdasarkan kandungan bioaktif (xantorhizol dan kurkuminoid) dan bioaktivitas (antioksidan dan toksisitas) nomor harapan temulawak terbaik adalah nomor harapan temulawak A. Lokasi Cipenjo (Cileungsi) dengan kondisi temperatur ºC, curah hujan 223,97 mm/tahun, dan tanah liat berpasir merupakan lokasi yang paling sesuai untuk budidaya temulawak dibandingkan Kragilan (Boyolali) dan Ganjar Resik (Sumedang). Perlu dilakukan penelitian pada tingkat genetik untuk mengetahui pengaturan ekspresi gen terkait dengan produktivitas xantorhizol dan kurkuminoid pada ketiga nomor harapan temulawak. Perlu dilakukan penelitian mengenai faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi mekanisme biokimiawi pada temulawak untuk meningkatkan produksi bioaktif xantorhizol dan kurkuminoid. Kata kunci: Temulawak, xantorhizol, kurkuminoid, antioksidan dan toksisitas

6 Hak cipta milik IPB, tahun 2008 Hak cipta dilindungi undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencamtumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan, atau makalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. 2. dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

7 PROFIL SENYAWA PENCIRI DAN BIOAKTIVITAS TANAMAN TEMULAWAK PADA AGROBIOFISIK BERBEDA WARAS NURCHOLIS Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Departemen Biokimia SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

8 Judul Tesis Nama NIM : Profil Senyawa Penciri dan Bioaktivitas Tanaman Temulawak pada Agrobiofisik Berbeda : Waras Nurcholis : G Disetujui Komisi Pembimbing Drs. Edy Djauhari PK, MSi Ketua Drs. Mono Rahardjo, MS Anggota Diketahui Ketua Program Studi Biokimia Dekan Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. drh. Maria Bintang, MS. Prof. Dr. Ir. Khairil A Notodiputro, MS Tanggal Ujian: 22 Agustus 2008 Tanggal Lulus:

9 Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: drh. Sulistiyani, MSc, PhD

10 PRAKATA Sujud syukur penulis haturkan kepada Yang Maha Kuasa Allah swt, hanya karena kuasa-nya makalah hasil penelitian yang berjudul Profil Senyawa Penciri dan Bioaktivitas Tanaman Temulawak pada Agrobiofisik Berbeda dapat terselesaikan. Makalah hasil penelitian ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Magister Sains. Penulis mengucapkan terima kasih kepada segala pihak yang telah membantu selama proses penyusunan makalah hasil penelitian ini, khususnya kepada: 1) Bapak Drs. Edy Djauhari PK, MSi dan Drs. Mono Rahardjo, MS selaku pembimbing yang banyak memberi masukan selama penyusunan makalah hasil penelitian ini. 2) Ibu Prof. Dr. drh. Maria Bintang, MS, selaku Ketua Program Studi Pascasarjana Biokimia IPB yang telah memberi masukan untuk perbaikan makalah hasil penelitian ini. 3) Ibu Prof. Dr.Latifah K Darusman, MS, selaku Kepala Pusat Studi Biofarmaka yang telah memberi kesempatan meneliti mengenai topik ini dan terimakasih juga atas semangat dan doanya. 4) Orang tua serta adikku yang banyak memberi semangat untuk terus melangkah ke depan. 5) Para staf PSB-IPB yang telah banyak memberi semangat dan bantuan dalam penelitian ini. Penulis menyadari bahwa makalah hasil penelitian ini jauh dari kesempurnaan, oleh sebab itu penulis mengharapkan adanya kritik dan juga saran yang membangun untuk perbaikkan di masa yang akan datang. Semoga makalah hasil penelitian ini bermanfaat bagi kita semua. Bogor, Agustus 2008 Waras Nurcholis

11 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Kediri pada tanggal 02 Januari 1980 dari ayah Sekar dan ibu Sumilah. Penulis merupakan putra pertama dari dua bersaudara. Tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Pelepat dan pada tahun yang sama penulis menempuh pendidikan sarjana di Program Studi Biokimia pada Institut Pertanian Bogor, lulus pada tahun Kesempatan untuk melanjutkan pendidikan pascasarjana ditempuh di Program Studi Biokimia pada Program Pascasarjana IPB pada tahun yang sama. Selama mengikuti perkuliahan penulis juga bekerja di Pusat Studi Biofarmaka LPPM-IPB.

12 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii PENDAHULUAN... 1 TINJAUAN PUSTAKA Temulawak... 3 Komposisi Kimia Temulawak... 5 Xanthorrhizol... 8 Kurkuminoid Antioksidan Uji Toksisitas Larva Udang METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Bahan dan Alat Metode HASIL DAN PEMBAHASAN Parameter Agronomi 3 Nomor Harapan Temulawak Rendemen 3 Nomor Harapan Temulawak Kandungan Xantorhizol dan Kurkuminoid 3 Nomor Harapan Temulawak Antioksidan dan Toksisitas 3 Nomor Harapan Temulawak KESIMPULAN DAN SARAN UCAPAN TERIMAKASIH DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 32

13 x DAFTAR TABEL Halaman 1 Komposisi rimpang temulawak Kadar minyak atsiri rimpang temulawak Sifat fisik minyak temulawak Komponen minyak temulawak Efek cisplatin atau kombinasinya dengan xanthorrizol dan kurkumin pada lipid peroksida dalam ginjal mencit Parameter agronomi 3 nomor harapan temulawak di tiga lokasi penelitian Bioaktivitas antioksidan dan toksisitas 3 nomor harapan temulawak... 24

14 xi DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur xantorhizol Biosintesis seskuiterpenoid secara umum Struktur kurkumin dan desmetoksikurkumin Biosintesis kurkuminoid Rendemen rimpang induk 3 nomor harapan temulawak Produktivitas xantorhizol pada uji multilokasi 3 nomor harapan temulawak Produktivitas xantorhizol pada uji multilokasi 3 nomor harapan temulawak... 22

15 xii DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Diagram alir penelitian Contoh probit analisis Contoh perhitungan aktivitas inhibisi radikal DPPH Data lengkap antioksidan dan toksisitas Parameter agronomi nomor harapan temulawak A, B, dan C Kandungan bioaktif nomor harapan temulawak A, B, dan C arakteristik data agrobiofisik lokasi penelitian... 40

16 PENDAHULUAN Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.) merupakan salah satu jenis tumbuhan dari keluarga Zingiberaceae yang secara empirik banyak digunakan sebagai obat, baik dalam bentuk tunggal maupun campuran, yaitu sebagai hepatoproteksi, anti-inflamasi, antikanker, antidiabetes, antimikroba, antihiperlipidemia, dan pencegah kolera (Hwang 2006). Khasiat lainnya yang dimiliki oleh komponen kimia dalam temulawak adalah antibakteri (Darusman et al. 2006, Hwang et al. 2000), antijamur (Rukayadi et al. 2007), antioksidan (Masuda et al. 1992), dan antilipidemia (Yasni et al. 1994). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa komponen aktif utama yang terdapat dalam temulawak adalah xantorhizol dan kurkuminoid. Beberapa efikasi dari xantorhizol adalah berpotensi sebagai antibakteri Streptococcus mutans (Rukayadi & Hwang 2006), sebagai antifungi spesies Candida (Rukayadi 2006), sebagai antikanker dan antiimflamasi (Lee et al. 2002) dan sebagai neuroproteksi (Lim et al. 2005). Kurkuminoid dapat digunakan sebagai antioksidan, antiimflamasi, dan antihiperkolesterolemia (Peschel et al. 2006), sebagai antialergi (Masuda et al. 2004), berpotensi sebagai agen pengelat ion besi (Borsari et al. 2002), dan sebagai antikanker (Park et al. 2004). Sebagai bahan baku obat, temulawak selain produksi rimpang tinggi juga harus bermutu tinggi. BPOM (2005) menegaskan bahwa obat herbal harus memenuhi persyaratan yang meliputi mutu, keamanan, dan khasiat. Mutu temulawak dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain penanganan budidaya hingga proses pascapanen. Budidaya yang standar harus mengacu kepada SOP mulai dari pemilihan varietas (aksesi), lokasi, jenis dan kesuburan tanah, serta kondisi iklim (curah hujan, suhu udara, kelembaban, dan intensitas sinar matahari). Senyawa metabolit sekunder yang mengandung bahan aktif berkhasiat obat utama di dalam temulawak adalah xantorizhol dan kurkuminoid. Mutu bahan baku obat di dalam temulawak diprioritaskan terhadap tingginya kadar xantorizhol dan kurkuminoid, yang salah satunya ditentukan oleh faktor genetik dan lingkungan tumbuh tanaman temulawak. Keamanan (toksisitas) dan khasiat (efikasi) dari tanaman temulawak merupakan aktivitas biologi (bioaktivitas) dari bioaktif yang terkandung dalam tanaman temulawak. Oleh karena itu perlu 1

17 2 diketahui nomor harapan tanaman temulawak yang unggul dan lingkungan tumbuh yang sesuai, sehingga diperoleh produksi dan mutu rimpang yang tinggi (bioaktif dan bioaktivitas tinggi). Pada penelitian ini dilakukan uji multilokasi 3 nomor harapan temulawak A, B, dan C di Cipenjo (Cileungsi) dan Ganjar Resik (Sumedang), yang mewakili sentra pengembangan budidaya temulawak di Jawa Barat serta Kragilan (Boyolali) yang mewakili sentra pengembangan budidaya temulawak di Jawa Tengah. Data sekunder agrobiofisik dari ke tiga lokasi penelitian digunakan sebagai data pendukung. Hal ini dilakukan karena menurut Sidik et al. (1995) produksi rimpang dan bioaktif dipengaruhi oleh tempat tumbuh. Tujuan penelitian ini adalah: (a) memilih diantara nomor harapan temulawak A, B, dan C dari Balittro yang terbaik berdasarkan kandungan bioaktif (xanthorrhizol dan kurkuminoid) dan bioaktivitas (antioksidan dan toksisitas) yang tinggi, dan (b) menentukan kondisi lingkungan agrobiofisik yang menghasilkan tingkat bahan aktif tinggi. Dari penelitian ini diharapkan dapat diperoleh nomor harapan temulawak terseleksi dan kondisi lingkungan agrobiofisik yang sesuai berdasarkan kualitas bahan aktif dan potensi bioaktivitasnya.

18 3 TINJAUAN PUSTAKA Temulawak (Curcuma xanthorriza Roxb) Temulawak merupakan tanaman obat berupa tumbuhan rumpun berbatang semu. Di Jawa Barat temulawak disebut sebagai koneng gede sedangkan di Madura disebut sebagai temu lobak. Kawasan Indo-Malaysia merupakan tempat dari mana temulawak ini menyebar ke seluruh dunia. Saat ini tanaman ini selain di Asia Tenggara dapat ditemui pula di Cina, Indo Cina, Bardabos, India, Jepang, Korea, Amerika Serikat, dan beberapa negara Eropa ( ). Secara lengkap klasifikasi temulawak adalah sebagai berikut: dunia plantae, divisi spermatophyta, sub divisi angiospermae, kelas monocotyledonae, keluarga zingiberaceae, genus Curcuma, spesies Curcuma xanthorrhiza ROXB. Secara alami temulawak tumbuh dengan baik di lahan-lahan yang teduh dan terlindung dari sinar matahari. Di habitat alamiya, rumpun tanaman ini tumbuh subur di bawah naungan pohon bambu dan jati. Meskipun demikian temulawak juga dapat tumbuh di tempat yang terik, seperti di tanah tegalan. Tanaman ini memiliki daya adaptasi yang tinggi terhadap berbagai cuaca di daerah beriklim tropis. Suhu udara yang baik untuk budidaya tanaman ini antara C (Afifah & Tim Lentera 2003). Tanaman ini memerlukan curah hujan tahunan antara mm/tahun ( Temulawak dapat tumbuh di dataran rendah dan tinggi, sampai ketinggian 750 meter di atas permukaan laut, bahkan dapat tumbuh hingga ketinggian 1800 meter di atas permukaan laut. Perakaran temulawak dapat beradaptasi dengan baik pada berbagai jenis tanah baik tanah berkapur, berpasir, agak berpasir, maupun tanah-tanah berat yang berliat. Produksi rimpang yang optimal diperlukan tanah yang subur, gembur dan berdrainase baik. Pemupukan anorganik dan organik diperlukan juga untuk memberi unsur hara yang cukup dan menjaga struktur tanah agar tetap gembur. Tanah yang mengandung bahan organik diperlukan untuk menjaga agar tanah tidak mudah tergenang air ( Temulawak merupakan tumbuhan tahunan yang tumbuh tegak dengan tinggi hingga lebih dari 1 m tetapi kurang dari 2 m, berwarna hijau atau coklat gelap. Akar rimpang terbentuk dengan sempurna dan bercabang kuat, berwarna hijau

19 4 gelap. Tiap batang mempunyai daun 2 9 helai dengan bentuk bundar memanjang sampai bangun lanset, warna daun hijau atau coklat keunguan terang sampai gelap, panjang daun cm dan lebar cm, panjang tangkai daun termasuk helaian cm. Daun termasuk tipe daun sempurna, artinya tersusun dari pelepah daun, tangkai daun, dan helai daun (Sidik et al. 1995). Perbungaan lateral, tangkai ramping dan sisik berbentuk garis, panjang tangkai 9 23 cm dan lebar 4 6 cm, berdaun pelindung banyak dengan panjang melebihi atau sebanding mahkota bunga. Kelopak bunga berwarna putih berbulu, panjang 8 13 mm, mahkota bunga berbentuk tabung dengan panjang keseluruhan 4.5 cm, helaian bunga berbentuk bundar memanjang berwarna putih dengan ujung yang berwarna merah dadu atau merah, panjang cm dan lebar 1 cm ( Sebagai tanaman monokotil, temulawak tidak memiliki akar tunggang. Akar yang dipunyai adalah rimpang. Rimpang adalah bagian batang di bawah tanah. Rimpang di sebut juga umbi akar, umbi batang atau umbi tinggal. Rimpang temulawak berukuran paling besar di antara semua rimpang genus Curcuma dengan diameter sampai 6 cm. Rimpang temulawak terdiri dari rimpang induk (empu) dan rimpang anakan (cabang). Rimpang induknya berbentuk bulat seperti telur dan berwarna kuning tua atau coklat kemerahan. Bagian dalamnya berwarna jingga kecoklatan (Afifah & Tim Lentera 2003). Rimpang kedua yang lebih kecil keluar dari rimpang induk. Arah pertumbuhannya kesamping, berwarna lebih muda dengan bentuk yang bermacam-macam, jumlahnya sekitar 3-7 buah. Jika dibiarkan tumbuh lebih dari satu tahun, akan tumbuh banyak rimpang lagi. Rimpang ini aromanya tajam dan rasanya pahit agak pedas (Afifah & Tim Lentera 2003). Produk yang diambil dari tanaman tersebut adalah rimpang induk yang tumbuh dekat permukaan tanah dengan kedalaman 5 8 cm (Wahid & Soediarto 1985). Panen dilakukan setelah tanaman mencapai 7 8 bulan atau setelah daunnya menguning dan kering. Panen yang terbaik adalah ketika tanaman berumur bulan (Darwis et al. 1991).

20 5 Komposisi Kimia Temulawak Rimpang temulawak mengandung zat kuning kurkumin, minyak atsiri, pati, protein, lemak (fixed oil), selulosa, dan mineral (Ketaren 1998). Kadar dari masing-masing komponen tersebut tergantung dari umur panen. Berdasarkan hasil analisis oleh Balai Penelitian dan Pengembangan Industri Ujung Pandang (Herman 1985), rimpang kering temulawak mengandung 29 34% karbohidrat, dan 6 10% minyak atsiri, sedangkan rimpang segar mengandung air 7 80%. Suwiah (1991) menguraikan komposisi rimpang kering temulawak dengan kadar air 10% seperti Tabel 1. Menurut Sidik et al. (1995) produksi rimpang dipengaruhi oleh tempat tumbuh. Pada daerah rendah (240 m di atas permukaan laut) produksi rimpang segar lebih tinggi. Kadar pati di daerah rendah juga lebih tinggi dan kadar tersebut makin berkurang pada dataran tinggi. Sebaliknya kadar minyak atsiri tertinggi (1,63%) diperoleh pada ketinggian 1200 meter di atas permukaan laut. Untuk mendapatkan produksi rimpang tinggi dengan lebih besar sebaiknya temulawak ditanam di tempat yang terlindung. Namun demikian temulawak masih dapat tumbuh dengan baik di tempat yang terbuka. Menurut Wahid dan Sudiarto (1985), mutu rimpang temulawak sangat tergantung pada umur, tempat tumbuh, dan jenis tanah. Kadar minyak atsiri rimpang temulawak dari berbagai sumber pustaka tertera pada Tabel 2. Tabel 1 Komposisi rimpang temulawak Komponen Besaran (%) Pati Lemak (fixed oil) 5.38 Kurkumin 1.93 Serat kasar 6.89 Abu 3.96 Protein 6.44 Mineral (N, P, K, Na) - Minyak atsiri 10.96

21 6 Menurut Sinambela (1985), komponen utama dari rimpang temulawak adalah fraksi zat warna dan minyak atsiri. Warna kekuningan dari temulawak disebabkan oleh adanya kurkumin (C 25 H 32 O 3 ) yang memiliki rumus bangun seperti Gambar 2. Menurut Meijer dan Koolhaas dalam Guenther (1952), minyak temulawak mempunyai sifat fisik seperti pada Tabel 3. Menurut Dieterle dan Kaiser (1933 dalam Sinambela 1985), minyak temulawak yang diisolasi dengan cara destilasi vakum bertingkat mengandung komponen utama berupa p-tolilmetilkarbinol yang bersifat koleresis dan sikloisoprenmirsen. Sedangkan menurut Malingre (1971) minyak atsiri yang diisolasi dengan cara ekstraksi oleh pelarut mempunyai komponen yang terdiri atas zingiberen, β-kurkumin, ar-kurkumin, xanthorrizol, atlantan, turmeron, arturmeron, dan isofuranogermakren. Komponen dari minyak temulawak menurut Liang et al. (1985), Maiwald dan Schawantes (1991 dalam Anang 1992), serta Dickes dan Nicholas (1976) dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 2 Kadar minyak atsiri rimpang temulawak Sumber pustaka Kadar minyak atsiri (%) Balai Penelitian dan Pengembangan 6-10 Industri Ujung Pandang (1980 dalam Herman 1985) Meijer dan Kollhaas (1939 dalam Nurdjanah et al. 1994) Lucker et al. (1976 dalam Liang et al. 1985) 7,3-29, Sirait et al. (1985) Rimpang temulawak berumur: - 8 bulan 4,6-10 bulan 5,2-12 bulan 5,3-15 bulan 5,1

22 7 Tabel 3 Sifat fisik minyak temulawak Spesifikasi Besaran Bobot jenis (27,5 ºC / 4 C) 0,9099-0,9250 Putaran optic (27 C) Indek bias (26 C) (-)9 0 - (-) ,5024 1, tricyclin 2. α-pinene 3. camphene 4. β-pinene 5. sabrinene 6. myrsene 7. phellandren 8. limonene 9. 1,8-cineol 10. δ-terpinene 11. β- cymen 12. terpionlene 13. δ-elemene 14. camphor 15. α-bergamolene 16. β-elemene 17. caryophyllene 18. allo-aromadendrene 19. trans-β-farnesene 20. berneol 21. gerwacrene D 22. zingiberene 23. β-bisabolene 24. β-curcumene 25. β-cadinene 26. β-sesquiphellandrene 27. ar-curcumene 28. isofuranogermacene 29. turmerone 30. turmerol 31. ar-turmerone 32. xanthorrizol Tabel 4 Komponen minyak temulawak I II III *seskuiterpen - β-curcumene -α-curcumene -1-sikloisoprenmyrcene -zingiberene -xanthorrizol -turunan lisabolen -epolisid-bisacuron -bisacuron A -bisacuron B -bisacuron C *ketonseskuiterpen -turmeron -α-turmeron -α-atlanton (0,3%) -germakron *monoterpen -sineol -d-borneol -d-α-phelladrene -d-champane Sumber: I = Liang et al. (1985) II = Maiwald dan Schawantes (1991 dalam Anang 1992) III = Dicnes dan Nicholas (1976) -α-lumulene (25,2%) -camphane (21,9%) -zerumbon (21,2%) -α-curcumene (0,8%) -lumulene epolesi (4,6%) -camphor (4,2%) -α-pinene (3,4%) -borneol dan α-terpineol (0,6%) -eucalypttol (1,8%) -β-caryophyllene (1,6%) -limonene (1,5%) -linaloal (0,9%) -3-karene (0,3%) -lumulene dixcida -β-pinene (0,6%)

23 8 Xanthorrizol Karakterisasi xanthorrizol menurut Hwang (2006) adalah sebagai berikut, golongan sesquiterpene, BM 218 g/mol, tidak berwarna dan berflavor, tidak volatil, stabil terhadap suhu dan panas, dan sangat pahit. Rumus struktur xanthorrizol terlihat pada Gambar 1. HO H 3 C Gambar 1 Struktur xanthorrizol (Hwang 2006) Biosintesis xanthorrizol Xanthorrizol merupakan salah satu komponen minyak atsiri dalam temulawak dan termasuk dalam golongan seskuiterpen (Hwang 2006). Belum terdapat literatur yang menjelaskan bagaimana biosintesis xanthorrhizol terjadi namun karena xanthorrizol merupakan seskuiterpenoid maka secara umum biosintesisnya berpola pada biosintesis pembentukan seskuiterpenoid. Gambar 2 Biosintesis seskuiterpenoid secara umum ( uk/iubmb /enzyme /reaction/terp/sesqui.html).

24 9 Aktivitas biologis xanthorrhizol Xanthorrizol mempunyai daya hambat yang tinggi terhadap bakteri spesies Streptococcus penyebab karies pada gigi. Berdasarkan hal tersebut maka xanthorrizol dapat digunakan dalam produk makanan dan pasta gigi untuk mencegah penyakit pada gigi (Hwang 2000). Xanthorrhizol dapat digunakan sebagai agen potensial antibakteri pembentukan biofilm oleh Streptococcus mutans (Rukayadi & Hwang 2006). Penelitian lain menunjukkan bahwa xanthorrhizol memiliki aktivitas sebagai anti-fungi pada spesies Candida, sehingga dimungkinkan xanthorrhizol dapat digunakan untuk treatment candidiasis (Rukayadi 2006). Xanthorrhizol juga memiliki aktivitas biologis sebagai antikanker dan antiinflamasi. Penelitian Lee et al. (2002) memperlihatkan bahwa sisquiterpenoid alami dari C. xanthorriza (xanthorrizol) dan C. zedoaria (ar-turmeron dan β- turmeron) dapat digunakan sebagai kandidat inhibitor COX-2 dan inos bagi penderita kanker chemopreventive atau sebagai anti-inflamasi. Xanthorrhizol dapat digunakan sebagai suplemen agen antikanker. Seperti terlihat pada Tabel 5 adanya peranan xanthorrizol dan kurkuminoid yang dikombinasikan dengan Cisplatin sebagai antikanker. Cisplatin merupakan obat antikanker yang umum digunakan, tetapi penggunaannya akan menimbulkan efek samping misalnya nephrotoxicity. Data diatas mempelajari mengenai efek kurkumin dan xanthorrizol yang diisolasi dari Curcuma xanthorriza yang dikombnasikan dengan cisplatin terhadap induksi nephrotoxicity mencit. Data memperlihatkan bahwa xanthorrizol dapat mencegah efek induksi nephrotoxicity dari cisplatin dan terlihat bahwa xanthorrizol dapat menurunkan nephrotoxicity yang disebabkan oleh cisplatin. Hal ini karena xanthorrizol secara fisiologis berfugsi dalam kaitannya dengan regulasi dari fosforilasi c-jun N-terminal Kinase (JNKs) (Kim et al. 2005). Xanthorrizol juga dapat digunakan sebagai neuroproteksi. Penelitian Lim et al. (2005) menunjukkan bahwa Xanthorrizol merupakan kandidat yang efektif untuk tretmen penyakit Alzheimer s dan penyakit saraf lain yang terkait dengan Reactive oxygen species (ROS) dan inflammasi.

25 10 Tabel 5 Efek cisplatin atau kombinasinya dengan xanthorrizol dan kurkumin pada lipid peroksida dalam ginjal mencit Kelompok nmol MDA mg -1 protein Kontrol 1.38 Cisplatin (45 mg/kg) 1.41 Kurkumin (200 mg/kg) + Cisplatin (45 mg/kg) 1.27 Xanthorrizol (100 mg/kg) + Cisplatin ( mg/kg) Xanthorrizol (200 mg/kg) + Cisplatin ( mg/kg) (Sumber: Kim et al. 2005) Kurkuminoid Fraksi kurkuminoid yang terdapat pada rimpang temulawak terdiri dari dua komponen, yaitu kurkumin dan desmetoksikurkumin (Hwang 2006). Struktur kurkumin dan desmetoksikurkumin terlihat pada Gambar 3. Kurkuminoid mempunyai warna kuning atau kuning jingga, berbentuk serbuk dengan rasa sedikit pahit, dengan BM kurkumin 368 g/mol dan BM desmetoksikurkumin 338 g/mol. Secara kimia, kurkuminoid merupakan turunan diferuloilmetan, yaitu dimetoksidiferuloilmetan (kurkumin) dan monodesmetoksidiferuloilmetan (desmetoksikurkumin) (Kiso 1985). HO OCH 3 OCH 3 OH O OH HO Kurkumin OCH 3 OH O OH Desmetoksikurkumin Gambar 3 Struktur kurkumin dan desmetoksikurkumin (Hwang 2006)

26 11 Biosintesis kurkuminoid Kurkuminoid termasuk dalam golongan senyawa fenolik sehingga biosintesisnya mengikuti lintasan fenolik, yaitu disintesis dari fenilalanin melalui lintasan fenilpropanoid (Ramirez-Ahumada et al. 2006). Dari penelitiannya Ramirez- Ahumada et al. tersebut ditemukan adanya aktivitas enzim tioesterase yang tinggi pada semua jaringan, hal ini akan mengarahkan pembentukan kurkuminoid melalui lintasan fenilpropanoid sebagai penyumbang ester KoA (Gambar 4). Pada Gambar tersebut terlihat adanya aktivitas enzim polyketide synthases, reductase, dan hydroxylases dan OMTs yang akan mengubah p-coumaroyl-coa dan Feruloyl- CoA menjadi bisdemethoxycurcumin (3) demethoxycurcumin (4) curcumin (1). Gambar 4 Biosintesis kurkuminoid. Enzim yang terlibat: PAL = phenylalanine ammonialyase; C4H = cinnamate 4-hydroxylase; 4CL = 4-coumarate:CoA ligase; CST = p-coumaroyl shikimate transferase; CS30H=p-coumaroyl 5-O-shikimate 30-hydroxylase; OMT = O-methyltransferase; CCOMT = caffeoyl-coa O- methyltransferase, polyketide synthases, reductase, dan hydroxylases dan OMTs (Ramirez-Ahumada et al. 2006).

27 12 Aktivitas biologis kurkuminoid Kurkuminoid, pigmen kuning dari temulawak, dapat digunakan sebagai antioksidan, antikarsinogenik, dan antihiperkolesterolimea (Peschel et al. 2006). Kurkuminoid terdapat tiga senyawa yaitu kurkumin, bisdetoksikurkumin, dan demethoksikurkumin, yang masing-masing senyawa tersebut memiliki aktivitas sebagai antioksidan. Penelitian Jayaprakasha et al. (2006) menunjukan bahwa aktivitas antioksidan yang paling tinggi dimulai dari kurkumin, demetoksikurkumin, dan terakhir bisdemetoksikurkumin Kurkumin yang merupakan penyusun utama kurkuminoid dilaporkan merupakan antioksidan alami yang dapat menghambat efek sitotoksisitas dan kanker (Soudamini dan Kuttan 1988). Kurkuminoid dapat digunakan sebagai antialergi, hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Matsuda et al. (2004) bahwa kurkuminoid dapat menghambat degranulasi dan efek pelepasan TNF-α dan IL-4 dalam sel RBL-2H3. Penelitian yang telah dilakukan Borsari et al. (2002) menunjukkan bahwa kurkuminoid memiliki potensi sebagai agen pengelat ion besi sehingga penggunaan akan lebih luas pada tingkat klinis. Kurkuminoid dapat mencegah efek binding protein myc-max pada elemen E-bok dalam sel SNU16 dan juga dapat mencegah ekspresi target gen myc termasuk ornitine dekarboksilase (ODC), cdc25a, dan c-myc yang terekspresi berlebihan pada sel line SNU16 kanker perut manusia (Park et al. 2004). Antioksidan Pada keadaan normal, secara fisiologis sel memproduksi radikal bebas sebagai konsekuensi logis pada reaksi biokimia dalam kehidupan aerobik. Radikal bebas memiliki peran fisiologis pada fagositosis, fertilitas, sintesis DNA dan protein. Apabila radikal bebas berada dalam junlah berlebihan sementara jumlah antioksidan seluler tetap atau lebih sedikit maka kelebihannya tidak dapat dinetralkan dan dapat berakibat pada kerusakan sel. Dalam upaya penstabilan diri atau pemenuhan keganjilan elektronnya, elektron yang tidak berpasangan pada radikal bebas tersebut secara cepat ditransfer atau menarik elektron makromolekul biologis di sekitarnya seperti asam lemak tidak

28 13 jenuh, protein, asam nukleat dan asam deoksiribonukleat (DNA). Makromolekul yang teroksidasi akan terdegradasi dan jika makromolekul tersebut merupakan bagian dari sel atau organel maka berakibat pada kerusakan sel (Halliwell & Gutteridge 1990). Kerusakan sel tersebut akan berimplikasi terhadap timbulnya penyakit-penyakit degeneratif. Antioksidan adalah zat yang mampu memperlambat atau mencegah proses oksidasi (Schuler 1990). Pada kosentrasi yang tinggi, zat antioksidan bersifat prooksidan atau meningkatkan oksidasi (Cillard & Cormier 1980; Schuler 1990). Antioksidan biologis adalah zat yang mampu melindungi sistem biologis dari kerusakan akibat kelebihan oksidasi (Krinsky 1992). Antioksidan primer adalah zat yang dapat bereaksi dengan radikal bebas atau menubahnya menjadi produk yang stabil, sedangkan antioksidan sekunder atau preventif dapat mengurangi laju reaksi awal pada reaksi rantai (Gordon 1990). Antioksidan diketahui bekerja pada berbagai tahap oksidasi molekul lemak, yaitu dengan cara menurunkan konsentrasi oksigen, menangkap singlet oksigen, pencegahan tahap inisiasi reaksi rantai melalui penangkapan radikal hidroksil, pengikatan ion logam katalisator, dekomposisi produk utama menjadi senyawa nonradikal dan pemutusa reaksi rantai untuk mencegah kelanjutan penarikan elektron dari substrat (Shahidi 1997). Sistem pertahanan fisiologis terhadap senyawa-senyawa reactive oxygen spesies (ROS) dapat dibagi ke dalam dua kelompok besar, yaitu sistem pertahanan preventif dan sistem pertahanan melalui pemutusan rantai reaksi radikal. Sebuah molekul dapat berperan dalam satu atau ke dua kelompok. Pada sistem pertahanan preventif, sistem pertahanan menghambat senyawa-senyawa ROS (mengkelat metal) atau merusak pembentukannya. Di dalam cairan ekstra seluler, terdapat berbagai senyawa dengan berat molekul kecil yang dapat menangkap senyawa-senyawa ROS pada saat pembentukannya, misalnya β-karoten dan vitamin A yang merupakan penangkal singlet oksigen. Di dalam cairan intra selluler, berbagai enzim berpartisipasi dalam degradasi senyawa-senyawa ROS intra selluler. Enzim-enzim seperti superoksida dismutase, katalase, dan glutation peroksidase mempunyai sebuah atom oligo pada sisi aktifnya.

29 14 Antioksidan alami khususnya yang berasal dari tumbuhan semakin banyak diminati karena mempunyai tingkat keamanan lebih baik dari pada antioksidan sintetik dan memiliki manfaat yang luas dalam bidang makanan, kesehatan, dan kosmetik. Senyawa-senyawa turunan fenolat tersebar luas dalam tumbuhan dan beberapa diantaranya lebih efektif dibanding dengan antioksidan sintetik (Sidik 1997). Antioksidan dengan berat molekul kecil lainnya yang ditemukan dalam bahan pangan antara lain vitamin E, vitamin C, dan karotenoid. Antioksidan-antioksidan tersebut berperan dalam sistem pertahanan melalui pemutusan reaksi radikal. Sebagian besar antioksidan yang ditemukan pada vitamin E, C, dan karotenoid adalah komponen fenolik atau polifenolik. Sebagaimana umumnya senyawa fenolik dapat menangkap radikal bebas. Senyawa fenol dapat berfungsi sebagai antioksidan primer karena mampu menghentikan reaksi rantai radikal bebas pada oksidasi lipid (Kochlar & Rossell 1990; dalam Indriani 2004). Radikal bebas yang terbentuk pada reaksi senyawa fenol dengan radikal lemak selalu distabilkan oleh delokalisasi elektron tidak berpasangan di sekitar cincin aromatik (Ingold 1960; dalam Indriani 2004). Melalui efek induktif, substitusi gugus alkil posisi 2, 4, dan 6 pada senyawa fenol meningkatkan densitas elektron pada gugus hidroksil sehingga meningkatkan rekaktivitas terhadap radikal lemak (Gordon 1990). Uji Toksisitas Larva Udang (Brine Shrimp Lethality Test/ BSLT) Uji hayati dapat dilakukan dengan berbagai cara. Mc Laughin et al. (dalam Attaur-Rahman 1991) menyarankan tiga uji hayati sederhana. Pertama, dengan mengamati kemampuan bahan aktif untuk membunuh larva udang Artemia salina Leach.; kedua, dengan mengamati daya inhibisi bahan aktif terhadap pertumbuhan sel tumor pada kentang; ketiga, dengan mengamati pengaruh bahan aktif terhadap pertumbuhan daun Lemna minor L. Uji hayati dalam penelitian ini dilakukan dengan mengamati letalitas larva udang Artemia salina L yang disebabkan oleh ekstrak tumbuhan Curcuma xanthorrhiza Roxb. Alasan penggunaan hewan ini dalam uji hayati adalah karena hasilnya dapat dipercaya, memiliki spektrum aktivitas farmakologi yang luas, mudah

30 15 dilakukan dan murah (Meyer et al. 1982). Hasil dari uji ini dapat digunakan untuk menduga kemampuan bahan yang diuji untuk membunuh sel kanker, hama penyakit, dan untuk menduga efek farmakologi bahan tersebut. Data yang diperoleh dapat diolah untuk menduga nilai LC50 (Lethal Concentration 50%) dengan tingkat kepercayaan 95% (Mc Laughin et al. dalam Attaur-Rahman 1991). Uji dengan hewan ini merupakan uji hayati yang sederhanan dalam melakukan riset produk-produk alam. Uji ini bisa dilakukan di rumah, dan tidak membutuhkan suatu keahlian khusus, serta telur Artemia salina L. dapat dengan mudah diperoleh di toko pakan ikan (Meyer et al. 1982).

31 16 METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Uji Biofarmaka Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB. Lokasi penanaman temulawak dilakukan di Desa Kragilan Kabupaten Boyolali, Desa Ganjar Resik Kabupaten Sumedang, dan Desa Cipenjo Kecamatan Cileungsi Kabupaten Bogor. Penelitian dilakukan mulai bulan Mei 2007 sampai dengan bulan Februari Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pisau stainless steel, oven, alat penggiling, kertas saring, evaporator, inkubator, pipet volumetrik, Erlenmeyer, gelas piala, neraca analitik, KCKT, spektrofotometer dan alat-alat gelas. Bahan-bahan yang digunakan adalah sampel temulawak yang terdiri atas temulawak nomor harapan A, B, dan C yang diambil dari lokasi penelitian di Kragilan, Cipenjo, dan Ganjar Resik, pupuk kandang, urea, SP-36, KCl, metanol, asam asetat, asetonitril, larva udang Artemia salina Leach, air laut sintetis, standar xantorhizol, standar kurkuminoid, dan DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl). Metode Sampel Penelitian dan Budidaya Temulawak Sampel diambil dengan memanfaatkan tanaman uji multilokasi terhadap 3 nomor harapan temulawak Balittro. Tiga nomor harapan temulawak ini merupakan hasil karakterisasi dan evaluasi terhadap 20 nomor plasma nutfah temulawak hasil eksplorasi tahun Ketiga nomor harapan temulawak tersebut memiliki rata-rata produksi 2,39 3,37 kg/ m 2, lebih baik dibandingkan dengan rata-rata produksi nasional 1,07 kg/ m 2. Ketiga nomor harapan temulawak tersebut selain mempunyai potensi produksi tinggi, juga memiliki mutu yang tinggi dengan kandungan minyak atsiri berkisar 6,2 9,8% dan kadar kurkumin 1,16 3,24%, lebih tinggi dari persyaratan ekspor (Setiyono et al. 2006). Tempat penelitian dilakukan di sentra produksi temulawak, di tiga lokasi yaitu Cipenjo (Cileungsi), Ganjar Resik (Sumedang), dan Kragilan (Boyolali). Pelaksanaan tanamnya pada tahun 2006 dan pelaksanaan panen pada tahun Percobaan menggunakan rancangan petak

32 17 terbagi, dengan 4 ulangan. Perlakuan yang dicobakan adalah 3 nomor harapan temulawak (A, B, dan C). Jarak tanam yang digunakan 75 cm x 50 cm. Ukuran plot (6 m x 5 m) = 30 m2. Semua perlakuan dipupuk 20 ton/ha pupuk kandang, 200 kg/ha Urea, 200 kg/ha SP 36 dan 200 kg/ha KCl. Peubah yang diamati adalah kadar kurkuminoid, xantorhizol, antioksidan, dan toksisitas dari rimpang temulawak umur 9 bulan setelah tanam. Ekstraksi sampel temulawak Ekstraksi adalah cara untuk memisahkan campuran beberapa zat menjadi komponen-komponen yang terpisah, sedangkan maserasi merupakan proses perendaman sampel dengan pelarut yang digunakan pada suhu ruangan (Darwis 2000). BPOM membatasi penggunaan pelarut untuk ekstraksi tumbuhan sebagai herbal dan pelarut yang diperbolehkan adalah etanol, air, atau campuran etanol-air. Selain itu Faraouq (2003) menyatakan bahwa etanol merupakan pelarut terbaik untuk ekstraksi simplisia tumbuhan untuk tujuan menjadi obat herbal. Etanol dapat bercampur dengan air dalam berbagai perbandingan dan mudah penguapan residunya dalam ekstrak. Berdasarkan hal tersebut proses ekstraksi dalam penelitian ini menggunakan pelarut etanol 70%. Adapun prosesnya adalah 50 g serbuk kering rimpang temulawak dimasukkan ke dalam maserator, ditambah 500 ml etanol 70% direndam selama 6 jam sambil sekali-kali diaduk, kemudian didiamkan sampai 24 jam. Maserat dipisahkan, dan proses diulang 2 kali dengan jenis dan jumlah pelarut yang sama. Semua maserat dikumpulkan dan diuapkan dengan penguap vakum hingga diperoleh ekstrak kental. Rendemen yang diperoleh ditimbang dan dicatat. Pengukuran kandungan kimiawi xantorhizol dan kurkuminoid Pengukuran Xanthorrizol. Ekstrak yang diperoleh dari proses ekstraksi kemudian diukur kadar xantorhizolnya dengan menggunakan KCKT. Sistem KCKT yang digunakan ialah kolom C18, detector UV-Vis, volume injeksi 10 μl, eluen H3PO4 dan metanol, dan suhu kolom 40 ºC. Perhitungan kadar xanthorrhizol sampel didasarkan dari standar xanthorhizol. Pengukuran kurkuminoid. Ekstrak yang diperoleh dari proses ekstraksi kemudian diukur kadar kurkuminoidnya dengan menggunakan KCKT. Sistem KCKT yang digunakan ialah kolom C18, detector UV-Vis, volume injeksi 10 μl,

33 18 dengan eluen metanol, asam asetat 2%, dan asetonitril dan suhu kolom 48 ºC. Perhitungan kadar kurkuminoid sampel didasarkan pada standar kurkuminoid (Jayaprakasha et al. 2002). Uji Bioaktivitas Uji toksisitas (BSLT). Air laut dimasukkan dalam wadah kecil yang sudah dibagi menjadi dua bagian ruangan dengan menggunakan sekat. Sedikit telur udang Artemia salina Leach. dimasukkan dalam salah satu ruang, kemudian ruangan ini ditutup sedang sisi lain dibiarkan terbuka atau diberi lampu untuk menarik udang yang telah menetas melalui lubang sekat, sehingga anak udang dapat terpisahkan dari bagian telur atau kulit telur. Setelah dua hari, telur udang akan menetas menjadi udang-udang kecil yang disebut nauplii dan siap digunakan untuk melakukan pengujian. 10 ekor larva udang dimasukkan dalam vial yang didalamnya terdapat sampel uji dengan konsentrasi 10, 50, 100, dan 500 ppm, masing-masing dilakukan 3 kali pengulangan. Setelah 24 jam, jumlah larva udang yang mati untuk tiap-tiap konsentrasi dihitung dan dicatat (McLaughlin et al. 1998). Nilai LC50 diperoleh dengan menggunakan analisis probit program SPSS. Uji aktivitas antioksidan dengan metode DPPH. Ekstrak temulawak dilarutkan dalam metanol dan dibuat dalam berbagai konsentrasi (10, 40, 80, 100, 150, dan 200 ppm). Masing-masing dimasukkan ke dalam botol kecil dan ditambahkan larutan DPPH 1 mm sebanyak 1 ml dalam metanol. Lalu disimpan di dalam inkubator pada suhu 37ºC selama 1 jam. Kemudian diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 515 nm. Nilai IC50 diperoleh dengan cara menghitung menurut rumus y = a + b lnx. Harga y yang dimasukkan adalah 50, untuk menyatakan inhibisi sejumlah 50% setelah masa inkubasi 60 menit. Nilai a dan b diperoleh dengan perhitungan menggunakan rumus regresi linier berdasarkan data dari konsentrasi yang digunakan. Harga x yang diperoleh merupakan konsentrasi larutan yang menyebabkan inhibisi terhadap 50% radikal bebas.

34 19 HASIL DAN PEMBAHASAN Parameter Agronomi 3 Nomor Harapan Temulawak Data agronomi yang diambil pada penelitian ini adalah bobot basah dan jumlah rimpang induk per tanaman temulawak yang dipanen pada 9 bulan setelah tanam (Tabel 6). Bobot basah rimpang tertinggi adalah 1247,95 g/tanaman dihasilkan dari nomor harapan temulawak A yang ditanam di Ganjar Resik. Jumlah rimpang induk per tanaman tertinggi adalah nomor harapan A yang ditanam di Cipenjo dengan jumlah 4,67 rimpang/ tanaman. Kondisi tanah pada lokasi penelitian akan mempengaruhi produksi rimpang dan banyaknya jumlah rimpang. Kondisi tanah di Ganjar Resik lebih berpasir dibandingkan dengan Cipenjo dan Kragilan (Setiyono et al. 2006), sehingga dengan kondisi tanah yang berpasir menyebabkan pertumbuhan rimpang lebih optimal. Kondisi tanah yang liat (Cipenjo) menyebabkan adanya tekanan pada pertumbuhan rimpang sehingga rimpang tumbuh tidak maksimal dan lebih memperbanyak jumlah percabangan rimpang dibandingkan dengan meningkatkan besarnya rimpang. Tabel 6 Parameter agronomi 3 nomor harapan temulawak di tiga lokasi penelitian Lokasi No Rata-rata bobot Rata-rata jumlah Penelitian harapan basah rimpang rimpang per temulawak (g/ tanaman) tanaman A 1247,95 d 2,67 a Ganjar B 1068,31 bcd 2,50 a Resik C 688,08 a 2,33 a Kragilan Cipenjo A 1084,29 bcd 2,83 ab B 1062,96 bc 3,00 ab C 958,21 b 2,50 a A 1182,52 cd 4,67 c B 1163,82 cd 3,67 abc C 1068,31 bcd 4,17 bc Keterangan: Huruf kecil yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan bahwa secara statistik perlakuan berbeda nyata pada α: 0.05 dengan uji Duncan.

35 20 Bobot basah dan jumlah rimpang induk per tanaman antara nomor harapan A dan B tidak berbeda nyata sedangkan nomor harapan C merupakan nomor harapan dengan produksi rimpang dan jumlah rimpang induk per tanaman yang rendah pada ketiga lokasi penelitian. Hal tersebut menunjukkan bahwa selain dipengaruhi oleh kondisi lingkungan/ tanah lokasi penelitian, besarnya rimpang dan jumlah rimpang induk per tanaman juga dipengaruhi oleh faktor genetik ketiga nomor harapan temulawak tersebut. Rendemen 3 Nomor Harapan Temulawak Pada ketiga lokasi penelitian hasil rendemen tertinggi dihasilkan oleh nomor harapan temulawak B yaitu 16,03% di Ganjar Resik, 13,21% di Kragilan, dan 14,94% di Cipenjo (Gambar 5). Nomor harapan temulawak A menghasilkan rendemen tertinggi dari lokasi Cipenjo, yaitu 13,21%. Rendemen sebesar 13,37% merupakan rendemen tertinggi yang dihasilkan oleh nomor harapan temulawak C dari lokasi Ganjar Resik. Selain faktor pelarut dan lamanya proses maserasi, optimalisasi ekstraksi secara maserasi ini dipengaruhi oleh ketebalan dinding sel dan membran sel dari ke tiga nomor harapan tanaman temulawak. Hal tersebut dikarenakan dalam maserasi adalah merendam bahan tanaman dalam pelarut tertentu, hal itu menyebabkan terjadi pemecahan dinding sel dan membran sel akibat perbedaan tekanan antara di dalam Rendemen (%) Ganjar Resik Kragilan Cipenjo Lokasi penelitian Nomor harapan temulawak: A B C Gambar 5 Rendemen rimpang induk 3 nomor harapan temulawak

36 21 dan di luar sel sehingga metabolit sekunder yang ada dalam sitoplasma akan terlarut dalam pelarut etanol yang digunakan. Hal inilah yang menentukan besar kecilnya rendemen yang dihasilkan dalam suatu proses ekstraksi secara maserasi. Jadi ketebalan dinding sel dan membran sel merupakan salah satu penentu keberhasilan dalam ekstraksi secara maserasi, dan faktor genetik dari ketiga nomor harapan temulawak tersebut yang akan menentukan ketebalan dinding sel dan membran sel. Kandungan Xanthorrhizol dan Kurkuminoid 3 Nomor Harapan Temulawak Bioaktif utama dalam temulawak adalah kandungan xantorhizol dan kurkuminoid, sehingga dalam penelitian ini metabolit sekunder yang diukur adalah kedua senyawa tersebut, dengan hasil produktivitas xantorhizol dan kurkuminoid terlihat pada Gambar 2 dan 3. Produktivitas metabolit xantorhizol dan kurkuminoid merupakan perkalian biomassa temulawak dengan kadar xantorhizol dan kurkuminoid. Ketiga nomor harapan temulawak memiliki kecenderungan yang berbeda dalam menghasilkan bioaktif xantorhizol dan kurkuminoid. Lokasi penanaman mempunyai pengaruh berbeda terhadap produksi bioaktif temulawak. Produktivitas xantorhizol dan kurkuminoid tertinggi dihasilkan oleh nomor harapan temulawak A di lokasi Cipenjo, yaitu 0,1568 gram xantorhizol dan 0,0564 gram kurkuminoid per tanaman temulawak. Produksi metabolit sekunder pada suatu tanaman dipengaruhi oleh banyak faktor diantaranya; genetik, nutrisi, enzim, umur tanaman, dan interaksi antara lingkungan baik biotik maupun abiotik. Masing-masing memiliki suatu mekanisme biokimiawi komplek tertentu yang menyebabkan ketiga nomor harapan temulawak memproduksi bioaktif xantorhizol dan kurkuminoid berbeda baik yang ditanam di Ganjar Resik, Kragilan, ataupun Cipenjo. Akumulasi metabolit sekunder tergantung pada musim dan tahap perkembangan tanaman (Mothes 1955; dalam Seigler 1998). Umur panen sangat mempengaruhi hasil produksi bioaktif xantorhizol dan kurkuminoid temulawak, sehingga dalam penelitian ini untuk mengurangi pengaruh umur tanaman maka tanaman dipanen pada umur 9 bulan setelah tanam.

37 22 Produktivitas xantorhizol (g/ tanaman) Ganjar Resik Kragilan Cipenjo Lokasi penelitian Nomor harapan temulawak: A B C Gambar 6 Produktivitas xantorhizol pada uji multilokasi 3 nomor harapan temulawak 0.07 Produktivitas kurkuminoid (g/ tanaman) Nomor harapan temulawak: A B C 0.00 Ganjar Resik Kragilan Cipenjo Lokasi penelitian Gambar 6 Produktivitas kurkuminoid pada uji multilokasi 3 nomor harapan temulawak Kondisi curah hujan di lokasi penelitian menurut Setiyono et al. (2006) adalah mm/thn untuk Kragilan, mm/thn untuk Ganjar Resik, dan 223,97 mm/tahun untuk Cipenjo. Waterman & Mole (1989; dalam Seigler 1998) menyatakan bahwa kuantitatif dan kualitatif yang bervariasi dari metabolit sekunder pada tanaman dapat terjadi sebagai respon dari cekaman yang ditimbulkan oleh lingkungannya. Curah hujan di Cipenjo lebih rendah dan kondisi tanah lebih liat

38 23 dibandingkan Kragilan dan Ganjar Resik. Hal ini diduga merupakan salah satu kondisi cekaman yang memungkinkan terjadinya induksi dalam produksi xantorhizol dan kurkuminoid yang tinggi di lokasi Cipenjo. Meskipun induksi xantorhizol dan kurkuminoid dipengaruhi juga oleh faktor genetik ketiga nomor harapan temulawak tersebut. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Khaerana (2007) yang menunjukkan bahwa cekaman kekeringan menyebabkan meningkatnya kandungan metabolit jenis atsiri dalam temulawak. Produksi suatu bioaktif dalam tanaman dapat terjadi melalui proses metabolisme yang normal maupun tidak normal. Metabolisme normal dapat terjadi melalui peningkatan metabolit primer sebagai prekursor untuk metabolit sekunder, dalam hal ini xantorhizol dan kurkuminoid. Metabolit primer akan tinggi jika terdapat CO 2 sebagai sumber karbon untuk fotosintesis yang melimpah dalam suatu lingkungan di tempat tanaman itu tumbuh. Menurut Setiyono et al. (2006) suhu di lokasi Cipenjo (28-34 ºC) lebih tinggi dibandingkan dengan lokasi Ganjar Resik dan Kragilan. Molekul CO 2 ini merupakan salah satu molekul yang dapat meningkatkan suhu udara, hal ini berarti di Cipenjo lebih banyak terdapat CO 2 dibandingkan 2 lokasi lainnya. Sedangkan produksi bioaktif melalui metabolisme yang tidak normal merupakan mekanisme biokimia tertentu, misalnya cekaman lingkungan, yang menyebabkan meningkatnya produksi bioaktif tertentu dalam suatu tanaman. Produktivias kurkuminoid (Gambar 6) di lokasi Kragilan tidak berbeda jauh dengan lokasi Cipenjo terhadap nomor harapan temulawaka, yaitu 0,0546 gram dan 0,0564 gram per tanaman. Hal ini dimungkinkan karena pengaruh cekaman unsur hara, terutama unsur N tanah di Kragilan yang sangat rendah (0,09%) dibadingakan 2 lokasi lainnya (Setiyono et al. 2006). Ketersedian N yang rendah dalam lingkungan merupakan aktivator gen-gen transkripsi yang berkaitan dengan metabolisme fenolik (Penuelas & Estiarte 1998), dalam hal ini kurkuminoid dalam temulawak. Sedangkan stimulasi enzim terutama dalam produksi metabolit terpenoid, dalam hal ini xantorhizol dari tanaman temulawak, tidak dipengaruhi oleh ketersedian N tanah yang rendah (Penuelas & Estiarte 1998).