Analisis Komposisi Pigmen, Aktivitas Antioksidan, dan Kandungan β-karoten dari Sargassum duplicatum Agardh dan Turbinaria decurrens Bory

Transkripsi

1 Analisis Komposisi Pigmen, Aktivitas Antioksidan, dan Kandungan β-karoten dari Sargassum duplicatum Agardh dan Turbinaria decurrens Bory TESIS Diajukan kepada Program Studi Magister Biologi untuk Memperoleh Gelar Magister Sains Biologi (M.Si.) Hermanus Nawaly NIM: Program Studi Magister Biologi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2014

2

3

4

5

6

7

8 Abstrak Pigmen alami dalam rumput laut coklat dapat dimanfaatkan sebagai sumber makanan fungsional. Penelitian bertujuan untuk mengevaluasi komposisi pigmen, aktivitas antioksidan, dan kandungan β-karoten dari rumput laut coklat, Sargassum duplicatum Agardh dan Turbinaria decurrens Bory dari Perairan Pulau Osi, Laut Banda, Maluku, Indonesia. Ekstraksi menggunakan aseton dan pola spektra ekstrak kasar diamati dengan spektrofotometer pada panjang gelombang nm. Pola spektra dari ekstrak kasar S. duplicatum dan T. decurrens menunjukkan kehadiran senyawa klorofil dan karotenoid. Komposisi pigmen diketahui dengan menganalisis ekstrak kasar dengan HPLC (High Performance Liquid Chromatography) fase terbalik yang dimonitor pada panjang gelombang 450 nm. Aktivitas antioksidan dievaluasi menggunakan 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) pada panjang gelombang 517 nm, diulang tiga kali, pada konsentrasi ekstrak 80, 160, 320, 640, 800 mg/l. Analisis kandungan β-karoten S. duplicatum dan T. decurrens menggunakan metode spektrofotometer sebanyak tiga kali ulangan pada panjang gelombang 450 nm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa S. duplicatum dan T. decurrens mengandung 21 dan 18 pigmen. Komposisi utama pigmen dalam S. duplicatum dimulai dari yang paling tinggi adalah fukosantin (70,175%), klorofil C2 (10,008%), seperti β,ε-karoten (5,195%), flavoxanthin (2,564%), dan pigmen golongan karotenoid (tidak teridentifikasi) (2,241). Pigmen pada T. decurrens terdiri dari fukosantin (62,016%), klorofil C2 (11,590), flavoxanthin (7,550%), seperti β,ε-karoten (3,021%), auroxanthin (2,774%), dan 9 -cis-neochrome (2,721%). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai penghambatan T. decurrens selalu lebih besar 50% pada semua konsentrasi, sedangkan nilai untuk S. duplicatum mulai terjadi pada konsentrasi 320 mg/l. Berdasarkan uji-t, nilai penghambatan T. decurrens secara signifikan (P<0,05) lebih besar dibandingkan nilai untuk S. duplicatum pada semua konsentrasi yang digunakan. Nilai kandungan (rata-rata ± simpangan baku) β-karoten dari S. duplicatum dan T. decurrens secara berturut-turut adalah 5,47 ± 0,42 dan 7,11 ± 0,26 μg/g berat basah sampel. Jadi dapat disimpulkan bahwa fukosantin dan klorofil C2 adalah komposisi utama dari S. duplicatum dan T. decurrens. Aktivitas antioksidan yang dimiliki oleh T. decurrens lebih tinggi dari pada aktivitas antioksidan S. duplicatum. β-karoten dari S. duplicatum dan T. decurrens dapat dimanfaatkan sebagai sumber alternatif vitamin A. Kata kunci: Komposisi pigmen, antioksidan, β-karoten, Sargassum duplicatum, Turbinaria decurrens i

9 Abstract Natural pigments are important compounds contained in brown seaweed that can be used as a source of functional foods. The study aimed to evaluate pigment composition, antioxidant activity, and β-carotene content of brown seaweed, Sargassum duplicatum Agardh and Turbinaria decurrens Bory from Osi Island Waters, Banda Sea, Moluccas, Indonesia. Acetone was used to extract seaweed, then the crude extract spectra patters were observed using spectrophotometer at the wavelength of nm that showed the presence of chlorophyll and carotenoid compounds. Pigment compositions of the crude extract were analyzed using HPLC (High Performance Liquid Chromatography) reversed phase at the wavelength of 450 nm. The antioxidant activity was analyzed using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl ( DPPH ) at the wavelength of 517 nm, repeated three times, at concentration of 80, 160, 320, 640, 800 mg/l respectively. β-carotene contents were analyzed by spectrophotometric method at the wave length of 450 nm with three replications. The results showed that S. duplicatum and T. decurrens contained 21 and 18 pigments repectively. The main composition of pigment in S. duplicatum starting from the highest were fucoxanthin (70.175%), chlorophyll C2 (10.008%), like β,εcarotene (5.195%), flavoxanthin (2.564%), and carotenoid pigment group (not identified) (2.241). Pigments in T. decurrens composed of fucoxanthin (62.016%), chlorophyll C2 (11.590), flavoxanthin (7.550%), like β,ε-carotene (3.021%), auroxanthin (2.774%), and 9'- cis-neochrome (2.721%). The inhibition value more than 50% for T. decurrens accured at all concentrations, whrereas that for S. duplicatum began to occur at the concentration of 320 mg/l. The inhibition values of T. decurrens were significantly (t-test, P<0.05) higher than those of S. duplicatum in all concentrations. β-carotene content (average ± standard deviation) in S. duplicatum and T. decurrens were respectively 5.47 ± 0.42 and 7.11 ± 0.26 mg/g wet weight. It can be concluded that fucoxanthin and chlorophyll C2 were the main composition of S. duplicatum and T. decurrens. T. decurrens antioxidant activity is higher than that of the S. duplicatum. β-carotene from S. duplicatum and T. decurrens can be used as alternative sources of vitamin A. Keywords: Pigment composition, antioxidant, β-carotene, Sargassum duplicatum, Turbinaria decurrens ii

10 Prakata Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas penyertaan-nya penulisan tesis ini dapat terselesaikan dengan baik. Penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada pihakpihak yang telah memberikan dukungan dan motivasi sehingga penulisan tesis ini dapat berjalan dan diselesaikan dengan baik: 1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia atas dukungan berupa Beasiswa Unggulan, Biro Perencanaan dan Kerjasama Luar Negeri, Sekretaris Jenderal Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. 2. Prof. John A. Titaley, Th.D. selaku Rektor Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. 3. Drs. Jubhar Mangimbulude, M.Sc., Ph.D. dan Ir. Ferry F. Karwur, M.Sc., Ph.D. selaku Ketua dan mantan Ketua Program Studi Magister Biologi, UKSW secara berturut-turut dan selaku Pengajar. 4. Dr. A.B. Susanto, M.Sc., selaku Pembimbing Tesis, Pengajar, dan Penasihat bagi Penulis selama ini. 5. Ir. Jacob L.A. Uktolseja, M.Sc., selaku Pembimbing Tesis, Pengajar, dan Penasihat bagi Penulis selama ini. iii

11 6. Staf Pengajar Program Studi Magister Biologi yang telah memberikan ilmu pengetahuan dan pengalaman berharga selama studi. 7. Staf Laboratorium Carotenoid and Antioxidant Research Center (CARC), Magister Biologi, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga yang telah membantu dalam proses penelitian. 8. Ibu Anastasia Natalia Kurniasari S.Si selaku sekertaris di Program Studi Magister Biologi, UKSW. 9. Papa, Mama, Djudi, Yehuda, dan Billy yang selalu memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis. 10. Elsa Angelin Leuhery yang telah membantu dalam proses penelitian dan studi serta selalu memberikan motivasi kepada penulis. 11. Seluruh Teman-teman Magister Biologi, UKSW. Penulis menyadari bahwa penulisan tesis ini masih memerlukan penyempurnaan, oleh karena itu adaanya saran dan kritik dari berbagai pihak akan diterima dengan senang hati. Akhir kata, semoga tesis ini dapat memberikan manfaat bagi ilmu pengetahuan. Salatiga, Januari 2014 Hermanus Nawaly iv

12 Daftar Isi Halaman Abstrak... i Abstract... ii Prakata... iii Daftar Isi... v Daftar Tabel... vii Daftar Gambar... viii BAB I. Pengantar... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan Penelitian... 3 BAB II. Tinjauan Pustaka... 4 A. S. duplicatum dan T. decurrens S. duplicatum T. decurrens... 5 B. Pigmen Rumput Laut Klorofil Karotenoid... 8 C. Rumput Laut sebagai Sumber Antioksidan. 11 D. Rumput Laut sebagai Sumber Alternatif β karoten BAB III. Metode Penelitian A. Pengambilan dan Identifikasi Sampel Rumput Laut B. Ekstraksi Pigmen Sampel C. Identifikasi Kehadiran Pigmen Ekstrak Kasar Sampel D. Analisis Komposisi Pigmen Sampel E. Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Kasar Sampel F. Isolasi dan Kandungan β-karoten Sampel G. Analisis Data BAB IV. Hasil dan Pembahasan A. Identifikasi Kehadiran Pigmen Ekstrak Kasar Sampel B. Analisis Komposisi Pigmen Sampel C. Uji Aktivitas Antioksidan Sampel v

13 D. Isolasi dan Kandungan β-karoten Sampel.. 30 BAB V. Kesimpulan Daftar Pustaka vi

14 Daftar Tabel Halaman Tabel 1. Komposisi pigmen ekstrak S. duplicatum pada panjang gelombang 450 nm Tabel 2. Komposisi pigmen ekstrak T. decurrens pada panjang gelombang 450 nm vii

15 Daftar Gambar Halaman Gambar 1. Struktur klorofil... 7 Gambar 2. Struktur β-karoten... 9 Gambar 3. Pola spektra dari S. duplicatum dan T. decurrens dalam pelarut aseton Gambar 4. Profil kromatogram ekstrak aseton S. duplicatum pada panjang gelombang 450 nm Gambar 5. Profil kromatogram ekstrak aseton T. decurrens pada panjang gelombang 450 nm Gambar 6. Persen penghambatan ekstrak kasar S. duplicatum dan T. decurrens dengan berbagai konsentrasi yang dievaluasi dengan metode DPPH Gambar 8. Pola spektra β-karoten hasil isolasi dari S. duplicatum dan T. decurrens viii