ISOLASI, IDENTIFIKASI, DAN UJI SITOTOKSIK SENYAWA ALKALOID DARI DAUN MINDI (Melia azedarach L.)

Transkripsi

1 JURNAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA (JKPK), Vol.1, No.2, Agustus 2016 Program Studi Pendidikan Kimia Universitas Sebelas Maret halaman ISSN ISSN (online) ISOLASI, IDENTIFIKASI, DAN UJI SITOTOKSIK SENYAWA ALKALOID DARI DAUN MINDI (Melia azedarach L.) Fitriyani *, Dewi Kusrini, dan Enny Fachriyah Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Diponegoro, Semarang, Indonesia *Keperluan korespondensi, telp: , Received: July 22, 2016 Accepted: August 15, 2016 Online Published: August 31, 2016 ABSTRAK Mindi (Melia azedarach L.) dari suku Meliaceae merupakan salah satu jenis tanaman yang memiliki beberapa golongan senyawa salah satunya alkaloid. Daun Mindi (Melia azedarach L.) telah diekstrak dengan pelarut etanol 96% secara maserasi untuk penapisan fitokimianya. Alkaloid dapat diisolasi dari ektrak metanol-air daun Mindi dengan cara penggaraman yang kemudian diekstraksi dengan eluen etil asetat. Pemisahan alkaloid dengan KLT preparatif menggunakan eluen etil asetat:kloroform (6:4) dan uji kemurniannya dengan metode KLT berbagai eluen tunggal, campuran, dan dua dimensi. Analisis struktur terhadap isolat alkaloid menggunakan spektro meter UV-Vis, FT-IR, dan LC-MS serta uji sitotoksik ekstrak alkaloid dengan metode BSLT (Brine Shrimp Lethality Test). Identifikasi isolat alkaloid menggunakan spektrometri UV-Vis menunjukkan alkaloid golongan indol, dengan panjang gelombang 220 nm dan 270 nm. Analisis menggunakan spektrometri FTIR menunjukan isolat alkaloid memiliki gugus fungsi N-H, O-H, CH3, CH2, C=C aromatik, C-N, dan C=O, dan analisis dengan LC-MS isolat alkaloid memiliki berat molekul 290,45 g/mol. Hasil uji sitotoksik ekstrak alkaloid menunjukkan LC50 sebesar 21,273 ppm, sehingga dapat disimpulkan bahwa ekstrak alkaloid bersifat sangat sitotoksik. Kata kunci: Mindi (Melia azedarach L.), alkaloid indol, BSLT ABSTRACT Mindi (Melia azedarach L.) from Meliaceae tribe is one kind of plant that has several classes of compounds, one is alkaloid. The Mindi leaf has been extracted using a solvent of 96% ethanol by maseration method for elucidation of its fitochemistry. Alkaloid can be isolated from methanol-water extract of mindi leaf by salting extracted with ethyl acetate eluent. Separation of alkaloids was performed by preparative TLC using the eluent ethyl acetate: chloroform (6:4) and test its purity by TLC method using eluent single variety, mix, and twodimensional. Structure analysis of the alkaloid isolates were carried out using UV-Vis spectrophotometer, FT-IR, and LC-MS as well as test cytotoxic alkaloid extrac usingt BSLT (Brine Shrimp Lethality Test) method. Identification of the alkaloid isolates using UV-Vis spectrometry showed that indole-group alkaloid has wavelengths of 220 nm and 270 nm. Analysis using FTIR spectrometry showed that alkaloids isolate has a functional group N-H, O- H, CH3, CH2, C = C aromatic, C-N and C = O. The isolat has a molecular weight of g / mol by analysis using LC-MS. The cytotoxic test showed that LC50 of alkaloid extract of ppm, so that it can be concluded that the alkaloid extract is highly cytotoxic. Keywords: Mindi (Melia azedarach L.), indole alkaloids, BSLT. Keywords: Combustion, MSW, biomass, TGA 33

2 34 Fitriyani dkk., Isolasi, Identifikasi, Dan Uji Sitotoksik PENDAHULUAN Tanaman mindi (Melia azedarach L.) adalah salah satu tanaman berfamili Meliaceae, yang merupakan tanaman asli dari Mexico dan Argentina. Tanaman ini dapat tumbuh di Indonesia yang beriklim tropis [7]. Dalam kehidupan sehari-hari, tanaman mindi digunakan secara tradisional untuk obat malaria, diabetes, batuk, penyakit kulit, dan lain-lain [3]. Penelitian lain menyatakan bahwa ekstrak daun mindi memiliki aktivitas sebagai antibakteri, antioksidan, analgesik [2], antidiabetes, antihipertensi, antireumatik [7], insektisida, rodentisida, dan fungisida [6]. Pada daun mindi terdapat kandungan metabolit sekunder antara lain alkaloid, tannin, saponin, fenolik, glikosida, steroid, terpenoid dan flavonoid [1]. Berdasarkan kemotaksonomi tanaman Dysoxylum binectanferum (Meliceae) yang telah teridentifikasi mengandung senyawa alkaloid yaitu chromene alkaloid dan rohitukine. Penelitian yang dilakukan menyebutkan bahwa tanaman mindi memiliki aktivitas sebagai antikanker, dengan IC50 range of ppm. Daun dari tanaman mindi belum banyak diteliti, oleh karena itu pada penelitian ini akan dilakukan isolasi, identifikasi, dan uji sitotoksik senyawa alkaloid dari daun mindi. Berdasarkan informasi di atas, penelitian mengenai isolasi alkaloid, penentuan struktur, dan uji aktivitasnya belum banyak dilakukan. Penelitian ini akan dilakukan isolasi dan identifikasi senyawa golongan alkaloid, serta aktivitas sitotoksik ekstrak alkaloid pada daun Mindi. Hasil penelitian ini nantinya diharapkan dapat memberikan informasi mengenai jenis senyawa alkaloid yang terkandung dalam daun Mindi (Melia azedarach L.) dan uji sitotoksiknya. METODE PENELITIAN Alat dan bahan. Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari rotary evaporator, blender, neraca analitik, kertas saring,erlenmeyer, pipet tetes,gelas beker, corong gelas, corong pisah, botol vial, pipa kapiler, tabung reaksi, pengaduk kaca, penangas air, cawan penguap, wadah pengembang, lampu UV, spektrofotometer UV Vis, FT-IR (Perkin Elmer Spectrum Version , dan LC-MS. Bahan yang diperlukan dalam penelitian ini yaitu daun Mindi (Melia azedarach L.) dari daerah Purworejo, Jawa Tengah, aquades, etanol 96% teknis, n-heksana teknis, kloroform teknis, etil asetat teknis, plat KLT silika gel GF 254 (Merck), plat KLT Preparatif silika gel GF 254 (Merck), n-heksana p.a. (Merck), etil asetat p.a. (Merck), asam asetat p.a. (Merck), kloroform p.a. (Merck), metanol p.a. (Merck), asam klorida (Merck), natrium hidroksida (Merck), pereaksi dragendorf, pereaksi Mayer. Ekstraksi senyawa alkaloid: Serbuk daun Mindi sebanyak 1000 g dimaserasi dengan pelarut etanol 96% selama 8 x 24 jam. Ekstrak etanol diuapkan pada kondisi vakum sampai ekstrak kental, selanjutnya dilarutkan dalam metanol dan ditambahkan aquades dengan rasio 1:1, didiamkan selama semalam untuk memisahkan antara

3 JURNAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA (JKPK), Vol. 1, No. 2, Agustus 2016, hal klorofil dengan filtrat. Simplisa dan ekstrak yang didapatkan dilakukan analisis penapisan fitokimia yang meliputi alkaloid, flavonoid, tanin, kuinon, saponin, dan steroid/ triterpenoid. Isolasi Alkaloid: Fraksi yang berupa metanol air dilakukan partisi menggunakan n-heksan dan kloroform. Fraksi metanol-air yang didapatkan dilakukan penggaraman menggunakan HCl 2 M hingga ph 3 lalu diekstraksi dengan pelarut etil asetat sehingga didapatkan lapisan asam. Pada lapisan asam dilakukan penambahan NH 4 OH hingga ph 9 kemudian dilakukan ekstraksi kembali dengan pelarut etil asetat. Setelah itu diuapkan hingga didapatkan ekstrak alkaloid, dan dilakukan pemisahan menggunakan KLT sebagai fase diam berupa silika gel GF 254 dan eluen berupa etil asetat : kloroform (6:4). Noda yang terbentuk dilakukan uji alkaloid dengan pereaksi Dragendorf. Noda positif alkaloid dilakukan pemisahan menggunakan KLT preparatif dengan fase diam silika gel GF 254, ketebalan 2 mm dan eluen berupa etil asetat : kloroform (6:4). Uji Kemurnian: Uji kemurnian isolat alkaloid dilakukan dengan KLT berbagai pelarut tunggal (etil asetat, etanol, n- heksana), campuran (etil asetat:etanol (7:3), etil asetat:etanol (8:2), etil asetat:nheksana (7:3), etil asetat:n-heksana (8:2)), juga KLT dua dimensi (etil asetat: etanol (9:1) dan etil asetat: n-heksana (9:1)) hingga diperoleh satu noda. Karakterisasi Isolat Alkaloid: Untuk mengetahui struktur isolat alkaloid yang didapatkan, dilakukan analisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis, FT-IR, dan LC-MS. Uji Aktivitas: Telur Artemia salina dimasukkan di dalam air garam selama 2 x 24 jam. Suhu penetasan adalah ± C dan ph ± 6-7. Telur akan menetas setelah jam dan larvanya siap untuk uji BSLT. Sampel dari ekstrak alkaloid diambil 62,5 mg, dilakukan pengenceran dengan konsentrasi 1000, 100, dan 10 ppm. Pengujian dilakukan dengan memasukkan 10 ekor larva Artemiasalina berumur 48 jam ke dalam botol vial yang telah berisi larutan ekstrak alkaloid. Setelah 24 jam, jumlah larva yang mati dihitung dan dilakukan analisis probit untuk menentukan aktivitas LC 50 ([5]. PEMBAHASAN Penapisan fitokimia berfungsi untuk mengetahui keberadaan golongan senyawa metabolit sekunder yang terkandung di dalam simplisia serbuk maupun di dalam ekstrak etanol. Penapisan fitokimia yang dilakukan secara kualitatif dengan mengidentifikasi keberadaan suatu senyawa tanpa menentukan kadarnya. Prinsip penapisan fitokimia ialah analisis golongan kimia tumbuhan dengan uji spesifik dengan reagen yang memberikan uji spesifik terhadap golongan kimia tertentu. Golongan yang diidentifikasi pada penelitian ini antara lain alkaloid, flavonoid, tanin, saponin, kuinon, steroid dan triterpenoid. Hasil penapisan fitokimia dapat dilihat pada Tabel 1. Pada tabel 1 menunjukkan bahwa penapisan fitokimia pada serbuk dan ekstrak etanol daun Mindi mengandung senyawa golongan alkaloid, flavonoid, saponin, tanin, kuinon dan steroid. Hasil

4 36 Fitriyani dkk., Isolasi, Identifikasi, Dan Uji Sitotoksik penapisan fitokimia yang diperoleh berbeda dengan penelitian yang dilakukan [1] yang melaporkan dalam ekstrak etanol daun mindi mengandung senyawa metabolit sekunder alkaloid, tannin, saponin, fenolik, glikosida, steroid, terpenoid dan flavonoid. Ekstrak alkaloid selanjutnya dianalisis menggunakan KLT untuk mengetahui jumlah senyawa yang ada di dalam ekstrak (Gambar 1). Tabel 1. Hasil uji fitokimia daun Mindi Uji Fitokimia Serbuk Ekstrak Alkaloid + + Saponin + + Flavonoid + + Tanin + + Kuinon + + Steroid + + Triterpenoid - - Proses isolasi alkaloid dari ekstrak metanol-air dilakukan dengan reaksi penggaraman menggunakan HCl 2M untuk membentuk garam alkaloid, karena alkaloid bersifat basa sehingga apabila ditambahkan dengan asam akan membentuk garam. Garam alkaloid ini kemudian diekstraksi dengan pelarut etil asetat, untuk memisahkan senyawa alkaloid dengan senyawa yang bukan alkaloid, karena alkaloid terikat pada lapisan asam ini. Untuk membebaskan alkaloid dari bentuk garamnya, maka ditambahkan NH 4 OH sampai suasana menjadi basa, sehingga alkaloid akan terbentuk menjadi basa alkaloid kembali. Lapisan ini kemudian diekstraksi kembali dengan pelarut etil asetat, selanjutnya diuapkan hingga terbentuk ekstrak alkaloid. Untuk mengetahui ekstrak alkaloid yang didapatkan mengandung alkaloid atau tidak maka ditambahkan pereaksi Dragendorff, terbentuknya endapan merah bata berarti positif adanya alkaloid. Gambar 1. Hasil KLTekstrak alkaloid dengan eluen etil asetat: kloroform (6:4) pada panjang gelombang 254 nm (kiri) dan setelah disemprot pereaksi Dragendorf (kanan) Pada gambar 1 terlihat jumlah senyawa (noda) ada 4 dengan harga Rf masing-masing 0,22; 0,36; 0,64; dan 0;89. Selanjutnya disemprot dengan pereaksi Dragedorf untuk mengetahui noda mana yang positif alkaloid, dan yang positif yaitu pada noda ke-4, dengan Rf 0,89, yang ditandai dengan terbentuknya warna merah bata. Gambar 2. Hasil KLT preparative ekstrak alkaloid dengan eluen etil asetat:kloroform (6:4) pada lampu UV λ 254 nm

5 JURNAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA (JKPK), Vol. 1, No. 2, Agustus 2016, hal Gambar 3. KLT isolat alkaloid pita 4 menggunakan berbagai eluen, (A) etil asetat, (B) etanol, (C) n-heksana, (D) etil asetat:etanol (7:3), (E) etil asetat:etanol (8:2), (F) etil asetat:n-heksana (7:3), (G) etil asetat:n-heksana (8:2), pada lampu UV λ 365 nm Pemisahan alkaloid dengan KLT preparatif menggunakan eluen etil asetat : kloroform (6:4) pada gambar 2, terlihat ada 4 pita dan yang positif alkaloid adalah pita ke-4 dengan Rf 0,9. Selanjutnya pita ke-4 dikerok dan dilarutkan dalam pelarut etil asetat untuk memisahkan isolat dengan silika gel. Selanjutnya isolat alkaloid dilakukan uji kemurnian dengan KLT berbagai eluen tunggal, campuran, dan dua dimensi. Pada gambar 3, terlihat hasil KLT hanya satu noda yang berwarna biru, diduga isolat alkaloid yang didapatkan sudah murni. Hasil analisis isolat alkaloid menggunakan spektrofotometer UV-Vis, pada gambar 4, didapatkan serapan pada panjang gelombang 220 nm dan 270 nm, merupakan serapan dari ikatan terkonjugasi aromatik dan merupakan serapan alkaloid yang mempunyai kerangka dasar indol, seperti yang terlihat pada gambar 5. Gambar 5. Kerangka dasar senyawa alkaloid indol [8] Gambar 4. Spektrum UV-Vis isolat alkaloid daun Mindi

6 38 Fitriyani dkk., Isolasi, Identifikasi, Dan Uji Sitotoksik Gambar 6. Spektrum FTIR isolat alkaloid daun Mindi Serapan pada panjang gelombang 220 nm dan 270 nm mengindikasikan adanya senyawa aromatik dan ikatan terkonjugasi [4]. Hasil analisis FTIR, pada gambar 6,menunjukkan serapan pada panjang gelombang 3452,94 cm -1 yang merupakan serapan dari vibrasi ulur gugus N-H. Vibrasi ulur C-H alifatik muncul pada panjang gelombang 2927,26 cm -1 dan 2860,37 cm -1. Serapan pada panjang gelombang 1735,83 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi ulur C=O. Vibrasi ulur C=C aromatik muncul pada panjang gelombang 1643,49 cm -1. Adanya serapan 1552,66 cm -1 menunjukkan adanya N-H tekuk.vibrasi tekuk C-H alifatikasimetri muncul pada panjang gelombang 1460,28 cm -1. Vibrasi tekuk C-H alifatik simetri muncul pada panjang gelombang 1385,65 cm -1. Adanya serapan pada panjang gelombang 1095,97 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi ulur C-N. Serapan pada panjang gelombang 799,19 cm -1 menunjukkan adanya substitusi pada cincin aromatik. Isolat alkaloid dianalisis lebih lanjut menggunakan Liquid Chromatography Mass Spectroscophy (LC MS) untuk mengetahui kemurnian dan berat molekul senyawa alkaloid. Hasil kromatogram hasil LC-MS isolat alkaloid dapat dilihat pada gambar 7. Berdasarkan kromatogram pada gambar 7, menunjukkan bahwa isolat alkaloid belum murni, karena terdapat 3 puncak. Puncak pertama (T 1 ) pada waktu retensi 1,8 menit, puncak kedua (T 2 ) pada 2,3 menit, dan puncak ketiga (T 3 ) pada 3,0 menit. Gambar 7. Kromatogram isolat alkaloid

7 JURNAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA (JKPK), Vol. 1, No. 2, Agustus 2016, hal Gambar 8. Spektrogram dari puncak pertama waktu retensi 1,8 menit Spektrogram dari intensitas tertinggi yaitu pada puncak pertama, dapat dilihat pada gambar 8, menunjukkan bahwa muncul puncak dengan protonasi ion molekular [M+H+MeOH] + m/z 324,91 dari (m/z) [M+33], sehingga dapat disimpulkan bahwa berat molekul isolat yaitu 291,45 g/mol. Berdasarkan analisis dengan spektrofotometer UV-Vis, FT-IR, dan LC- MS, diduga senyawa alkaloid T 1 adalah alkaloid jenis indol (gambar 5), dengan berat molekul 291,45 g/mol. Hasil uji aktivitas sitotoksik ekstrk alkaloid daun Mindi menggunakan metode BSLT diperoleh harga LC 50 sebesar 21,273 ppm. Harga tersebut menunjukkan bahwa ekstrak alkaloid bersifat sangat sitotoksik. Hasil uji sitotoksik ekstrak alkaloid daun Mindi dapat dilihat pada tabel 2 sebagai berikut: KESIMPULAN 1. Senyawa alkaloid T 1 (waktu retensi 1,8 menit) yang terkandung dalam daun Mindi mempunyai kerangka dasar indol, yang mempunyai gugus fungsi N-H, C- N, C=O, C=C, CH 2, CH 3, dengan berat molekul 291,45 g/mol. 2. Uji aktivitas sitotoksik menggunakan metode BSLT diketahui bahwa ekstrak alkaloid bersifat sangat sitotoksik dengan LC 50 sebesar 21,273 ppm. UCAPAN TERIMAKASIH 1. Dr. Dwi Hudiyanti, M.Sc selaku Ketua Jurusan Kimia Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Diponegoro 2. Seluruh dosen Laboratorium Kimia Organik yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyusunan naskah penelitian ini 3. Seluruh staff laboratorium jurusan kimia Fakultas Sains dan Matematika Universitas Diponegoro yang telah membantu penulis

8 40 Fitriyani dkk., Isolasi, Identifikasi, Dan Uji Sitotoksik DAFTAR RUJUKAN [1] Article in Journal: Ahmed, M. F., et al.,2012, Phytochemical Studies and Antioxidant Activity of Melia azedarach Linn Leaves By DPPH Scavenging Assay. Journal of Pharmaceutical Applications, 3(1), [2] Article in Journal:Asadujjaman, e. a. (2013). Assessment of Bioactivities of Ethanolic Extract of Melia azedarach (Meliaceae) Leaves. Journal of Coastal Life Medicine, 1, [3] Article in Journal:Azam, M. M., et al. (2013). Pharmacological Potentials of Melia azedarach L. -A review. American Journal of BioScience, 1, [4] Chapter in Book:Jameel, F dan Hershenson, S., Formulation and Process Development Strategies for Manufacturing Biopharmaceutical,. John Willey & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey,2010, [5] Chapter in Book:Meyer, B. N., Ferrigni, N. R., Putman, J. E., Jacbsen, L. B., Nicols, D. E., and Mc Laughlin, J. L., Brine Shrimp : A Comvenient general Bioassay For Active Plant Constituents, West Lafayette : Plant medica,1982, [6] Article in Journal:Mishra, G. e. a. (2013). Melia azedarach: A Review. Medicinal Chemistry & Analysis, 3(2), [7] Article in Journal:Sharma, D. a. Y. P. (2013). Preliminary and Pharmacological Profile of Melia azedarach L.: An Overview. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 3(12), [8] Chapter in Book:Trease dan Evan, W.C., Pharmacognosy, Sixteenth Edition, Sauders Elsevier, Inggris, 2009,