TESIS. Oleh : Bayu Perisha NPM :

Transkripsi

1 Karakterisasi dengan NIRS dan Analisis Pigmen Ekstrak Aseton Metanol dengan KCKT pada Rumput Laut Coklat Sargassum yang Tumbuh di Perairan Teluk Awur Jepara TESIS Diajukan kepada Program Studi Magister Biologi, Fakultas Biologi, guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai Gelar Magister Sains Biologi (M.Si.) Oleh : Bayu Perisha NPM : Program Pasca Sarjana Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2013

2

3 Karakterisasi dengan NIRS dan Analisis Pigmen Ekstrak Aseton Metanol dengan KCKT pada Rumput Laut Coklat Sargassum yang Tumbuh di Perairan Teluk Awur Jepara TESIS Oleh : Bayu Perisha NPM : Telah disetujui untuk diuji: Tanggal : 25 April 2013 Pembimbing Utama, Pembimbing Pendamping, Prof. Dr. Ferdy S. Rondonuwu, M.Sc. Dr. A.B. Susanto, M.Sc.

4 LEMBAR PENGESAHAN Judul Tesis Nama Mahasiswa NPM Program Studi : Karakterisasi dengan NIRS dan Analisis Pigmen Ekstrak Aceton Metanol dengan KCKT pada Rumput Laut Coklat Sargassum yang Tumbuh di Perairan Teluk Awur Jepara : Bayu Perisha : : Magister Biologi Menyetujui, Pembimbing Utama, Pembimbing Pendamping, Prof. Dr. Ferdy S. Rondonuwu, M.Sc. Dr. A.B. Susanto, M.Sc. Mengesahkan, Ketua Program Studi Magister Biologi Ir. Ferry F. Karwur, M.Sc., Ph.D. Dinyatakan Lulus Ujian tanggal: 25 April 2013

5 PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS TUGAS AKHIR Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Bayu Perisha Program Studi : Magister Biologi Fakultas : Biologi, Universitas Kristen Satya Wacana menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir, judul: Karakterisasi dengan NIRS dan Analisis Pigmen Ekstrak Aseton Metanol dengan KCKT pada Rumput Laut Coklat Sargassum yang Tumbuh di Perairan Teluk Awur Jepara yang dibimbing oleh: 1. Prof. Dr. Ferdy S. Rondonuwu, M.Sc. 2. Dr. A. B. Susanto, M.Sc. adalah benar-benar hasil karya saya. Di dalam laporan tugas akhir ini tidak terdapat keseluruhan atau sebagian tulisan atau gagasan orang lain yang saya ambil dengan cara menyalin atau meniru dalam bentuk rangkaian kalimat atau gambar serta simbol yang saya aku seolah-olah sebagai karya saya sendiri tanpa memberikan pengakuan pada penulis atau sumber aslinya. Salatiga, 31 Januari 2013 Yang memberi pernyataan, Bayu Perisha

6 PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika Universitas Kristen Satya Wacana (UKSW), saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Bayu Perisha NPM : Program Studi : Magister Biologi Fakultas : Biologi Jenis karya : Tesis demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada UKSW Hak bebas royalti non-eksklusif (non-exclusive royalty free right) atas karya ilmiah saya berjudul: Karakterisasi dengan NIRS dan Analisis Pigmen Ekstrak Aseton Metanol dengan KCKT pada Rumput Laut Coklat Sargassum yang Tumbuh di Perairan Teluk Awur Jepara. Dengan hak ini, UKSW berhak menyimpan, mengalihmedia/ mengalihformatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data, merawat, dan mempublikasikan tugas akhir saya, selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta. Demikian peryataan ini saya buat dengan sebenarnya. Salatiga, 29 April 2013 Yang menyatakan, Bayu Perisha Mengetahui, Pembimbing Utama, Pembimbing Pendamping, Prof. Dr. Ferdy S. Rondonuwu, M.Sc. Dr. A.B. Susanto, M.Sc.

7 Abstrak Rumput laut Coklat merupakan tumbuhan tingkat rendah yang memiliki kandungan makromolekul berupa karbohidrat, protein dan lemak. Selain itu, rumput laut Coklat adalah organisme fotosintetik yang memilki pigmen klorofil dan karotenoid. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakterisasi dengan penggunaan spektroskopi NIRS (Near Infra Red Spectroscopy) dan untuk mengetahui kandungan pigmen fotosintetik dengan penggunaan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) pada tiga jenis rumput laut Coklat Sargassum yang tumbuh di perairan Teluk Awur Jepara. Metode penelitian menggunakan metode eksperimental laboratoris. Pada analisa karakterisasi sampel dibaca dengan spektrofotometer NIR flek N-500, selanjutnya data yang diperoleh dari hasil pembacaan spektrum NIRS dianalisa menggunakan sofware Matlab R2010a untuk mendapatkan turunan kedua (second derivate), sedangkan untuk analisa komposisi pigmen dilakukan dengan menggunakan KCKT SHIMADZU LC-20AB dengan Photodiode Array Detector (PDA) pada panjang gelombang nm, selanjutnya data numerik yang diperoleh dari hasil analisa dengan kromatogram KCKT dianalisa menggunakan sofware Origin61. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakterisasi kandungan yang terdapat pada rumput laut Coklat Sargassum dapat diketahui dengan penggunaan spektroskopi NIRS yaitu dengan ditemukannya enam komponen yang telah teridentifikasi, sedangkan hasil analisa komposisi pigmen dengan KCKT menunjukkan bahwa rumput laut Coklat Sargassum yang tumbuh di Perairan Teluk Awur Jepara memiliki kandungan pigmen fotosintetik klorofil dan karotenoid yang beragam dengan teridentifikasinya enam jenis pigmen klorofil dan tiga belas jenis pigmen karotenoid. Kata Kunci: Rumput Laut Coklat, Sargassum, Spektrum, NIRS, KCKT, Pigmen Fotosintetik

8 Abstarct Brown seaweed is a plant that contains of macromolecules such as carbohydrates, proteins and fats. In addition, the brown seaweeds are photosynthetic organisms that have the pigment chlorophyll and carotenoids. This study aims to determine the characterization with the use of spectroscopy NIRS (Near Infra Red Spectroscopy) and to know the content of photosynthetic pigments by using High Performance Liquid Chromatography (HPLC) on three types of brown seaweed Sargassum that grow in the waters of Teluk Awur Jepara. Research methods using experimental laboratory methods. In the analysis of the sample characterization NIR spectrophotometer read with flecks N-500, then the data obtained from the spectrum NIRS readings were analyzed using the software Matlab R2010a to get the second derivative, whereas pigment composition analysis performed using a Shimadzu HPLC LC-20AB with Photodiode Array Detector (PDA) at a wavelength of nm, then the numerical data obtained from the analysis by chromatogram of HPLC analyzed using software Origin61. The results showed that the characterization of the content contained in brown seaweed Sargassum can be determined by using NIRS spectroscopy is the discovery of the six components that have been identified, while the analysis of pigment composition by HPLC showed that the brown seaweed Sargassum that grow in the waters of Teluk Awur Jepara contains photosynthetic pigment chlorophyll and carotenoids that varies with the identified six types of pigment chlorophyll and carotenoid pigments thirteen types. Keywords: Brown Seaweed, Sargassum, Spectrum, NIRS, HPLC, photosynthetic pigments

9 Prakata Alhamdulillah, segala puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan hasil penelitian dengan judul Karakterisasi dengan NIRS dan Analisis Pigmen Ekstrak Aseton Metanol dengan KCKT pada Rumput Laut Coklat Sargassum yang Tumbuh di Perairan Teluk Awur Jepara. Penulis juga mengucap syukur atas segala kekuatan, kesabaran dan kesehatan yang telah Allah SWT berikan dalam pemilihan tema penelitian, pelaksanaan penelitian, hingga penulisan laporan hasil penelitian ini. Penulis percaya bahwa tanpa bimbingannya, penulis tidak akan dapat memulai ataupun menyelesaikan studi di Program Pascasarjana Magister Biologi, Universitas Kristen Satya Wacana, ini. Adapun segala perencanaan, pelaksanaan dan penyelesaian penelitian ini juga tidak lepas dari bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Penulis secara khusus mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Ferdy Rondonuwu, M.Sc., selaku dosen pembimbing pertama berikut Pembantu Rektor V Universitas Kristen Satya Wacana. Terima kasih untuk segala bimbingan, arahan, kesabaran, dan kepercayaan yang telah diberikan kepada penulis untuk memulai dan menyelesaikan studi lanjut ini. 2. Bapak Dr. A. B. Susanto, M.Sc., selaku dosen pembimbing kedua dan Koordinator Beasiswa Unggulan Biro Kerjasama Luar Negeri (BPKLN) Kemdikbud Indonesia. Terima kasih untuk segala bimbingan, masukan, keluangan waktu di tengah segala kesibukannya, serta bantuan yang diberikan semasa penulis menempuh studi. 3. Bapak Ir. Ferry F. Karwur, M.Sc., Ph.D., selaku Ketua Program Studi Magister Biologi, Universitas Kristen

10 Satya Wacana. Terima kasih telah membagikan ilmu, membimbing dan mendidik. 4. Seluruh dosen pengajar dan staf di PPs. Magister Biologi. 5. Biro Perencanaan dan Kerjasama Luar Negeri Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia atas bantuan pendanaan melalui Program Beasiswa Unggulan. 6. Kedua orang tua penulis yang dengan tanpa lelah memberikan motivasi dan do a rstu kepada penulis. 7. Nur Auliani Lestariningrum yang selalu senantiasa menemani dan mengiringi langkah penulis dari pengambilan sampel sampai pada terselesaikannya penulisan laporan penelitian ini. 8. Teman-teman Magister Biologi UKSW angkatan Akhir kata, penulis menyadari bahwa penelitian maupun pelaporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Penulis sangat terbuka terhadap kritik, masukan, atau saran dari setiap pembaca. Semoga penelitian kecil ini dapat bermanfaat bagi perkembangan pemanfaatan pigmen fotosintetik. Januari 2013 Penulis

11 Daftar Isi Abstrak... i Abstract... ii Prakata... iii Daftar Isi... v Daftar Tabel... vii Daftar Gambar... viii Daftar Lampiran... x I. Pendahuluan... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 4 II. Tinjauan Pustaka... 5 Rumput Laut Coklat... 5 Sargassum polycystum C. Agardh... 6 Sargassum duplicatum J. Agardh... 7 Sargassum filipendula C. Agardh... 7 Klorofil pada Rumput Laut Coklat... 8 Karotenoid pada Rumput Laut Coklat... 9 Analisa Karakterisasi dengan NIRS Analisa Klorofil dan Karotenoid dengan KCKT III. Materi dan Metode Tempat dan Waktu Bahan dan Alat Pengambilan Sampel Preparasi Sampel Ekstraksi Pigmen pada Rumput Laut dengan Metode Maserasi (Britton dkk, 1995) Analisa Kandungan Pigmen Dengan menggunakan KCKT (Maeda dkk, 2005) Persiapan dan Analisa Karakterisasi dengan NIRS Analisa Data... 17

12 IV. Hasil dan Pembahasan Analisa Karakterisasi dengan NIRS Analisa Komposisi Pigmen dengan KCKT V. Penutup Kesimpulan Saran Daftar Pustaka Lampiran

13 Daftar Tabel Tabel 1. Jangkauan Spektrum NIRS untuk Protein, Karbohidrat dan Lemak (Workman and Weyer, 2008) Tabel 2. Sebaran Distribusi Pigmen pada Sargassum di Perairan Teluk Awur Jepara Berdasarkan Waktu Tambat dan Absorbansi Maksimum... 26

14 Daftar Gambar Gambar 1. Spektrum Original dari Rumput Laut Coklat (sgr 1) Sargassum duplicatum, Sargassum polycystum, (sgr 3) Sargassum filipendula Gambar 2. Spektrum Second Derivate dari Rumput Laut Coklat (sgr 1) Sargassum duplicatum, (sgr 2) Sargassum polycystum, dan (sgr 3) Sargassum filipendula Gambar 3. Lima Puncak Serapan Spektrum (1,2,3,4,5) menunnjukkan ada lima komponen yang berhasil diidentifikasi oleh NIRS Gambar 4. Puncak 1 (daerah serapan Air) dan 2 (daerah serapan dari Selulosa, Aromatik (Ar CH3), dan Hidrokarbon Metilen) Gambar 5. Puncak 3 (daerah serapan Air), 4 (daerah serapan dari Hidrokarbon Aromatik dan Hidrokarbon Alifatik), dan 5 (daerah serapan dari alkenes polynes, Hidrokarbon Hidrokarbon Aromatik, dan Hidrokarbon Alifatik)... 22

15 Gambar 6. Profil Kromatogram Ekstrak Aseton Metanol Sargassum duplicatum pada 450 nm Gambar 7. Profil Kromatogram Ekstrak Aseton Metanol Sargassum polycystum pada 450 nm Gambar 8. Profil Kromatogram Ekstrak Aseton Metanol Sargassum filipendula (SGR 3) pada 450 nm... 25

16 Daftar Lampiran Lampiran 1. Pengambilan Sampel Lampiran 2. Preparasi Sampel Lampiran 3. Analisa Karakterisasi dengan NIRS Lampiran 4. Ekstraksi Pigmen Pada Rumput Laut Lampiran 5. Analisa Kandungan Pigmen dengan KCKT