ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG (Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN TESIS

Transkripsi

1 ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG (Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN TESIS Oleh; MAYANG SARI / KIM FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG (Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam program studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Oleh MAYANG SARI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

3 Judul Tesis : Nama : Mayang Sari Nomor Pokok : Program studi : Kimia ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG (Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN Menyetujui : Komisi Pembimbing ( Lamek Marpaung, M.Phil,Ph.D ) ( Prof.Dr. Tonel Barus) Ketua Anggota Ketua Program Studi Dekan ( Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D) (Dr. Sutarman, MSc) Tanggal lulus : 22 Juli 2014

4 Telah diuji pada Tanggal : 22 Juli 2014 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : 1. Dr. Lamek Marpaung, M.Phil Anggota : 2. Prof.Dr. Tonel Barus 3. Dr. Hamonangan Nainggolan, Msc 4. Prof.Dr. Jamaran Kaban, Msc 5. Dr. Sovia Lenny, MS

5 PERNYATAAN ORISINALITAS JUDUL TESIS : ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG (Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis maupun diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka. Medan, Juli 2014 Penulis ( Mayang Sari )

6 KATA PENGANTAR Bismillahirrahmanirrahim Puji Syukur yang tak terhingga penulis ucapkan dengan segala kerendahan hati dan diri kepada Allah SWT, Sang Khaliq yang senantiasa mencurahkan segala nikmat Iman, Islam dan Ihsan, serta Shalawat dan salam kepada Nabi Allah sebagai teladan insan terbaik; Rasulullah Muhammad SAW sehingga penulis mampu menyelesaikan penelitian hingga selesainya penulisan tesis ini dengan sebaik mungkin. Tesis ini berjudul ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG (Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN. Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains (M.Si) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universias Sumatera Utara Medan. Keberhasilan dari penelitian dan penulisan tesis ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak yang terlibat secara langsung maupun tidak langsung dan telah memberikan dukungan baik secara moril maupun materil. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga kepada: 1. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DMT & H, M.Sc, (CTM), Sp.A(K) dan Dr. Sutarman, M.Sc selaku Rektor dan Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D dan Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc selaku Ketua Program Studi dan Sekretaris Pascasarjana Ilmu Kimia. Bapak dan Ibu dosen Pascasarjana Ilmu Kimia yang telah membimbing dan memotivasi serta memberi disiplin ilmu selama penulis menjalani studi. 3. Bapak Lamek Marpaung, M.Phil,Ph.D selaku dosen pembimbing I dan Bapak Prof.Dr Tonel Barus selaku dosen pembimbing II yang telah

7 4. dengan sabar meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya serta memberikan masukan, saran, dan petunjuk kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan tesis ini. 5. Seluruh staf laboratorium Kimia Bahan Alam FMIPA USU, Terutama Bapak Dr. Lamek Marpaung, Ph.D, laboratorium Fitokimia Farmasi FMIPA USU, laboratorium Mikrobiologi PTKI Medan. Kak Lely selaku tata usaha Pascasarjana Ilmu Kimia USU. 6. Orangtua penulis, buat Ayahanda dan Ibunda Misnawaty yang selalu sabar dan mendoakan, memberi perhatian, dan menjadikan inspirasi di setiap langkah hidup kami. 7. Kepada Suami, yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis. 8. Sahabat seperjuangan yang selalu mengerti, membantu, dan berbagi dalam suka dan duka dan selalu mendoakan yang terbaik kepada penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah dengan sabar mendengarkan segala keluh kesah dan memberikan masukannya kepada penulis. Hanya Allah SWT yang dapat membalas segala kebaikan yang telah kalian berikan kepada penulis. Penulis berharap Allah memberikan Berkah-Nya berlipat ganda kepada kalian, amin ya Rabbalalamin. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun dari pihak pembaca sangat diharapkan penulis demi kesempurnaan tesis ini. Akhir kata semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan untuk masa yang akan datang. Medan, Juli 2014 Penulis Mayang Sari

8 RIWAYAT HIDUP 1. Nama : Mayang Sari 2. Tempat/Tanggal Lahir : Medan/11 Maret Agama : Islam 4. Status : Menikah 5. Alamat : Jln. Binjai km 6,8 gg. Nuri no.6 Medan 6.Nama Suami 8.Nama Ayah 9.Nama Ibu : Rizal Zulkhairi, ST : Norman : Misnawaty 10. Riwayat Pendidikan : SD Methodist 6 Medan : Tahun 1987 SMP Negeri 16 Medan : Tahun 1990 SMA Negeri 4 Medan : Tahun 1993 S-1 Teknik Kimia USU Medan : Tahun 1999 S-2 MIPA Kimia USU Medan : Tahun 2014

9 ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG (Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN ABSTRAK Hasil isolasi minyak atsiri akar Blumea balsamifera DC ini dilakukan dengan cara destilasi air (hidrodestilasi) didapat kadar minyak atsiri 0,17% (v/b). Analisis komponen kimia minyak atsiri akar Blumea balsamifera DC menggunakan metoda gabungan Kromatografi Gas dan Spektrometri Massa (GC-MS), memperlihatkan bahwa minyak akar Blumea balsamifera DC memiliki 21 komponen kimia dengan 14 komponen utama (kandungan diatas 1%) yaitu : Propane, 2-Ethoxy ; 1,3,6-Octatriene, 3,7-Dimethyl (ocimena); Thujopsen-13; Thymohydroquinone Dimethyl Ether; 2-Allyl- 1,4-Dimethoxy-3-Methyl-Benzene; Thymol; Neryl Acetat; 1,5-Dimethyl-1-Vinil-4- Hexenyl-3-Methil Butanoate; Geranyl Pentanoate; 5-Oxatricyclo [ (4,6)] Dodecane, 1,2-trimethyl-9-Methylene dan Tridecane. Berdasarkan hasil uji antimikroba terhadap 4 jenis mikroba, memberikan hasil yang positif pada Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella typhi dan Candida Albicans. Dan Uji antioksidan dengan metode DPPH menunjukkan bahwa minyak atsiri dari akar Blumea balsamifera DC memiliki persen aktivitas antioksidan yang baik (12,1 ppm), sehingga dapat digunakan sebagai salah satu sumber antioksidan alami. Kata kunci: Akar Blumea balsamifera DC, Minyak atsiri, Hidrodestilasi, uji aktivitas antimikroba, uji antioksidan.

10 CHEMICAL COMPOUNDS ANALYSIS OF SEMBUNG ROOTS (Blumea balsamifera DC) ESSENTIAL OIL WITH GC-MS AND TEST ANTIMICROBIAL ACTIVITY AND ANTIOXIDANT ABSTRACT The results of the root essential oil isolation Blumea balsamifera DC is done by water distillation (hidrodestilasi) obtained volatile oil content of 0.17% (v / w). Analysis hemical components essential oils roots of roots Sembung using a combined method of Gas Chromatography and Mass Spectrometry (GC-MS), shows that the roots of Blumea balsamifera DC oils have chemical components 21 to 14 major components (content above 1%) are: Propane, 2-Ethoxy; 1,3,6-Octatriene, 3,7- Dimethyl (ocimena); Thujopsen-13; Thymohydroquinone Dimethyl Ether; 2-Allyl-1,4- Dimethoxy-3-Methyl-Benzene; Thymol; Neryl acetate; 1,5-Dimethyl-1-vinyl-4- Hexenyl-3-Methil Butanoate; Geranyl Pentanoate; 5-Oxatricyclo [ (4,6)] Dodecane, 1,2-trimethyl-9-methylene and Tridecane. Based on the results of antimicrobial testing against 4 types of microbes, gave a positive result in Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella typhi and Candida albicans. And antioxidants with DPPH test showed that the essential oil from the roots of Blumea balsamifera DC has a good percent antioxidant activity (12,1 ppm), so it can be used as a source of natural antioxidants. Keywords: Root Blumea balsamifera DC, Essential oils, hidrodestilasi, test the antimicrobial activity, antioxidant test.

11 DAFTAR ISI Nomor Judul Halaman KATA PENGANTAR RIWAYAT HIDUP ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i iii iv v vi ix x xi BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Permasalahan Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Lokasi Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian 5 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Metabolit Skunder Tumbuhan sebagai Obat Tradisional Minyak Atsiri Tumbuhan Sembung (Blumea Balsamifera DC) Isolasi Minyak Atsiri 11

12 2.4.1 Ekstraksi Komponen Bahan Alam Metode Penyulingan Analisa Minyak Atsiri Menggunakan GC-MS Kromatografi Gas Spektrofotometri Massa Uji Aktivitas Antimikroba Mekanisme Antimikroba Amoksisilin Daya Kerja Antimikrobial Jenis Bakteri yang Diuji Staphylococcus Aureus Escherichia Coli Salmonella Thypi Candida Albicans Antioksidan Sumber Antioksidan 30 BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian Waktu dan Tempat Penelitian Alat Dan Bahan Alat Alat Yang Digunakan Bahan Bahan Yang Digunakan Prosedur Penelitian Persiapan Sampel Ekstraksi Minyak Atsiri Kromotografi Gas Spektrometer Massa (GC-MS) Uji Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri 34

13 3.4.5 Uji Aktivitas Antioksidan Minyak Atsiri 36 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil Penelitian Ekstraksi Minyak Atsiri Hasil Analisis Kromatografi Gas-Spektrometr Massa Pembahasan Analisis Data Spektrum GC-MS Uji Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri Akar Sembung Indeks Antimikrobial Kontrol Positif dan Negatif Uji Aktivitas Antioksidan Minyak Atsiri Akar Sembung 72 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 78 DAFTAR PUSTAKA 79 LAMPIRAN 84

14 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman 2.1 Beberapa Suktur Monoterpen Struktur Seskuiterpen Tumbuhan Sembung Skema Alat GC-MS Diagram Spektrometer Massa Struktur Kimia Amoksisilin Stapilococus aureus Escherichia coli Salmonella typhi Candida albicans Struktrur senyawa DPPH radikal bebas dan non radikal Bagan Penelitian Pembuatan Minyak Atsiri Bagan Penyiapan Mikroba Uji Bagan Uji Aktivitas Antimikroba Kromagram Minyak Atsiri Akar Sembung Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 22, Pola Fragmentasi Senyawa Thymohydroquinone Dimethyl Ether Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 20, Pola Fragmentasi Senyawa Naphthalene, 1,2,3,5,6,7,8,8A-Octahydro-1,8A-Dimethyl Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 7, Pola Fragmentasi Senyawa 1,3,6-Octatriene, 3,7-Dimethyl (cis-ocimene) Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 18,81 52

15 4.9 Pola Fragmentasi Senyawa Thujopsen Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 21, Pola Fragmentasi Senyawa Alloaromadendren Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 16, Pola Fragmentasi Senyawa Anisole, 2-isopropil,-5 methyl Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 23, Pola Fragmentasi Senyawa 2-Allyl-1,4-Dimethoxy-3- Methyl-Benzene (Metil Eugenol) Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 24, Pola Fragmentasi Senyawa Thymol Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 24, Pola Fragmentasi Senyawa Neryl Acetat Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 24, Pola Fragmentasi Senyawa Bycyclo Undec-4-ene,4,11,11 -Trimethyl-8-Methylene (gama caryopilen) Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 26, Pola Fragmentasi Senyawa 5-Oxatricyclo [ (4,6)] Dodecane,1,2-trimethyl-9-Methylene Diameter Zona Hambat Pertumbuhan Mikroba oleh Minyak Atsiri Perbandingan Indeks Antimikrobial Amoksisilin dengan Minyak Mekanisme DPPH Akseptor Kurva Regresi Linier Pengujian Antioksidan Minyak Atsiri Kurva Regresi Linier Pengujian Antioksidan Vitamin C 741

16 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 2.1 Klasifikasi Senyawa Terpenoid Perbedaan Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif Komponen Minyak Atsiri Akar Tumbuhan Sembung Data Penghambatan Minyak Atsiri terhadap Mikroba Data Penghambatan Kontrol Positif dan Kontrol Negatif Indeks Antimikrobial Minyak Atsiri terhadap Amoksisilin Hasil Pengukuran Aktivitas Antimikroba Vitamin C Hasil Pengukuran Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri 75

17 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman 1. Herbarium Tumbuhan Akar Sembung Foto Tumbuhan Akar Sembung Gambar Alat Stahl Perhitungan Kadar Minyak Atsiri Alat GC-MS Alat Spektrofotometer UV-Vis Foto Uji Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri Foto Uji Aktivitas Antimikroba Amoksisilin Kondisi Operasi GC-MS Spektrum GC-MS pada RT 7, Spektrum GC-MS pada RT 16, Spektrum GC-MS pada RT 19, Spektrum GC-MS pada RT 20, Spektrum GC-MS pada RT 21, Spektrum GC-MS pada RT 22, Spektrum GC-MS pada RT 22, Spektrum GC-MS pada RT 23, Spektrum GC-MS pada RT 24, Spektrum GC-MS pada RT 24, Spektrum GC-MS pada RT 26, Spektrum GC-MS pada RT 26,946 99