IDENTIFIKASI KOMPONEN KIMIA MINYAK ATSIRI DAUN BUNGA TAHI AYAM (Tagetes erecta L) SERTA UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI DAN ANTIOKSIDAN SKRIPSI DENNY ANTA DONA PUTRA PINEM 080802061 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
IDENTIFIKASI KOMPONEN KIMIA MINYAK ATSIRI DAUN BUNGA TAHI AYAM (Tagetes erecta L) SERTA UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI DAN ANTIOKSIDAN SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains DENNY ANTA DONA PUTRA PINEM 080802061 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
PERSETUJUAN Judul : IDENTIFIKASI KOMPONEN KIMIA MINYAK ATSIRI DAUN BUNGA TAHI AYAM (Tagetes erecta L) SERTA UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI DAN ANTIOKSIDAN Kategori : SKRIPSI Nama : DENNY ANTA DONA PUTRA PINEM Nomor Induk Mahasiswa : 080802061 Program Studi : SARJANA (S-1) KIMIA Departemen Fakultas : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, Agustus 2012 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Cut Fatimah Zuhra,S.Si, M.Si NIP: 197404051999032001 Dr.Mimpin Ginting,MS NIP:195510131986011001 Diketahui/ Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr.Rumondang Bulan Nasution,MS NIP: 195408301985032001
PERNYATAAN IDENTIFIKASI KOMPONEN KIMIA MINYAK ATSIRI DAUN BUNGA TAHI AYAM (Tagetes erecta L) SERTA UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI DAN ANTIOKSIDAN SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Agustus 2012 DENNY ANTA D.P PINEM 080802061
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, yang telah melimpahkan kasih dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana Sains di Fakultas MIPA USU. Adapun judul skripsi ini adalah Identifikasi Komponen Kimia Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam (Tagetes erecta L) serta Uji Aktivitas Antibakteri dan Antioksidan. Pada kesempatan ini, perkenankanlah penulis untuk menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr.Sutarman, M.Sc selaku Dekan FMIPA USU 2. Ibu Rumondang Bulan, MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, MSc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA-USU. 3. Bapak Dr.Mimpin Ginting,MS selaku pembimbing I serta Ibu Cut Fatimah Zuhra, S.Si, M.Si selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktunya selama penulis melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini hingga selesai 4. Bapak dan Ibu staf pengajar FMIPA USU serta staf pegawai di Jurusan Kimia 5. Asisten Laboratorium Kimia Organik : B Cristy, K Cilo, Samuel, Mutiara, Bayu, Sion, Egitarius, Naomi, Despita, dan Rimenda yang selalu memberikan dorongan serta semangat untuk penulis. Serta teman-teman yang membantu dalam lancarnya penelitian hingga selesai : B Roby, K Yemima, B Aspriadi, K Merry, Defi, Mono, Sondang, Noaksen, B Frans, B Mirza, K Yusni, dan teman-teman seperjuangan stambuk 2008 serta teman-teman yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu namun tulus membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Secara Khusus penulis ingin menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada Ayahanda tercinta I.Pinem dan Ibunda A Br Tarigan yang senantiasa memberikan doa serta dukungan moril dan materil hingga akhirnya penulis menyelesaikan studi. Serta tak lupa terima kasih untuk abang ku Aleksander Pinem, adik Ku Oktavianta Pinem, dan adik ku Ocky Boy Pinem yang telah memberikan dukungan kepada penulis. Mengingat keterbatasan kemampuan dan waktu yang ada, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk segala saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan skripsi ini sangat diharapkan. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca sekalian Tuhan Yesus Memberkati.
ABSTRAK Minyak atsiri daun bunga tahi ayam (Tagetes erecta L) diisolasi dengan metode hidrodestilasi menggunakan alat stahl. Daun bunga tahi ayam dihidrodestilasi selama ± 4-5 jam menghasilkan minyak atsiri sebesar 0,03 % (v/b). Komponen kimia minyak atsiri daun bunga tahi ayam yang dianalisis menggunakan GC-MS menunjukkan ada 15 senyawa dan senyawa utamanya yaitu Piperiton (52,94%), Eugenol (9,18%), Limonen (8,85%), 3,7,-dimetil,-1,3,7-Oktatriena (6,70%), Terpinolena (6,25%), dan 2,6,6-trimetil,-2,4-sikloheptadienon (5,68%). Uji aktivitas antibakteri minyak atsiri daun bunga tahi ayam dilakukan dengan metode difusi agar terhadap bakteri Basillus subtilis, Eschercia coli, dan Salmonella sp yang menunjukkan terbentuknya zona bening. Aktivitas antioksidan dari minyak atsiri daun bunga tahi ayam menunjukkan nilai dengan IC 50 sebesar 150,95 mg/l.
IDENTIFICATION OF CHEMICAL COMPONENTS IN ESSENTIAL OIL OF TAGETES LEAVES (Tagetes erecta L) ALSO ANTIBACTERIAL ACTIVITY TEST AND ANTIOXIDANT ABSTRACT Essential Oil of the tagetes leaves (Tagetes erecta L) have isolated with hydrodestillation method use stahl. Tagetes leaves have hydrodestillation during ±4-5 hours resulting essential oil amount 0,03 % (v/b). Chemical component in essential oil of tagetes leaves have analysed use GC-MS shown there were fifteen compounds and the major are Piperitone (52,94%), Eugenol (9,18%), Limonen (8,85%), 1,3,7- Octatriene-3,7,-dimethyl (6,70%), Terpinolene (6,25%), and 2,4-Cycloheptadiene-1- on(5,68%). Antibacterial activity test of tagetes leaves have done using diffuse agar method to Basillus subtilis, Escherchia coli and Salmonella sp bacteria show a retardation area. Antioxidant activity of essential oil of tagetes leaves showed activity with IC 50 values 150,95 mg/l.
DAFTAR ISI PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN Halaman ii iii iv v vi vii x xi xiii BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Permasalahan 2 1.3 Pembatasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Lokasi Penelitian 3 1.7 Metodologi Penelitian 3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bunga Tahi Ayam ( Tagetes erecta L) 4 2.1.1 Manfaat Bunga Tahi Ayam 5 2.2 Minyak Atsiri 7 2.2.1 Isolasi Minyak Atsiri dengan Destilasi 8 2.2.2 Komposisi Kimia Minyak Atsiri 9 2.2.3 Biosintesis Minyak Atsiri 10 2.3 Analisis Komponen Kimia Minyak Atsiri dengan GC-MS 14 2.3.1 Kromatografi Gas 14 2.3.1.1 Gas Pembawa 15 2.3.1.2 Sistem Injeksi 15 2.3.1.3 Kolom 16 2.3.1.4 Fase Diam 16 2.3.1.5 Suhu 17 2.3.1.6 Detektor 17 2.3.2 Spektroskopi Massa 17 2.4 Spektroskopi Inframerah 20 2.5 Bakteri 21 2.5.1 Bakteri Gram Positif 22 2.5.1.1 Basillus 22 2.5.1.2 Streptococcus mutan 22 2.5.2 Bakteri Gram Negatif 22 2.5.2.1 Salmonella sp 22 2.5.2.2 Esherichia coli 23 2.6 Antioksidan 24 2.6.1 Pengertian Antioksidan 24
2.6.2 Fungsi Zat Antioksidan 25 BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Alat-alat 27 3.2 Bahan-bahan 28 3.3 Prosedur Penelitian 29 3.3.1 Penyediaan Sampel 29 3.3.2 Isolasi Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam dengan Alat Destilasi Stahl 29 3.3.3 Analisis Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam dengan GC-MS dan FT-IR 29 3.3.3.1 Analisa GC-MS 29 3.3.3.2 Analisa Spektroskopi FT-IR 30 3.3.4 Pengujian Sifat Antibakteri Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 31 3.3.4.1 Pembuatan Media Nutrien Agar (NA) dan Subkultur Bakteri 31 3.3.4.2 Pembuatan Media Mueller Hinton Agar (MHA) 31 3.3.4.3 Suspensi Bakteri 31 3.3.4.4 Uji Antibakteri Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 31 3.3.5 Uji Sifat Antioksidan Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 32 3.3.5.1 Pembuatan Larutan DPPH0,3Mm 32 3.3.5.2 Pembuatan Variasi Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 32 3.3.5.3 Uji Aktivitas Antioksidan 32 3.3.5.3.1 Larutan Blanko 32 3.3.5.3.2 Uji Aktivitas Antioksidan Sampel 32 3.4 Bagan Penelitian 33 3.4.1 Isolasi Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 33 3.4.2 Pengujian Sifat Antibakteri Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 34 3.4.2.1 Subkultur Bakteri 34 3.4.2.2 Uji Sifat Antibakteri Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 35 3.4.3 Uji Sifat Antioksidan Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 36 3.4.3.1 Pembuatan Larutan DPPH 0,3mM 36 3.4.3.2 Pembuatan Variasi Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 37 3.4.3.3 Uji Aktivitas Antioksidan 38 (a) Uji Larutan Blanko 38 (b) Uji Aktivitas Antioksidan Minyak Atsiri 38 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian 39 4.1.1 Penentuan Kadar Minyak atsiri 39 4.1.2 Hasil Analisa dengan GC-MS 39 4.1.3 Hasil Analisa FT-IR 42 4.1.4 Hasil Uji Aktivitas Antibakteri 43 4.1.5 Hasil Uji Antioksidan Minyak Atsiri 44 4.2 Pembahasan 44 4.2.1 Minyak Atsiri Hasil Proses Destilasi dengan Alat Stahl 44 4.2.2 Analisa Minyak Atsiri Daun Bunga tahi Ayam 45 4.2.3 Hasil Uji Aktivitas Antibakteri 72 4.2.4 Hasil Uji Antioksidan Minyak Atsiri 73
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 75 5.2 Saran 75 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Hasil Hidrodestilasi Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 39 Tabel 4.2 Hasil Analisa GC-MS minyak atsiri daun bunga tahi ayam 41 Tabel 4.3 Hasil pengukuran diameter zona bening beberapa kultur bakteri oleh minyak atsiri daun Bunga tahi ayam 43 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Absorbansi Minyak Atsiri Daun Bunga Tahi Ayam 44 Tabel 4.5 Tingkat kekuatan antioksidan dengan metode DPPH 74
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Bunga Tahi Ayam 5 Gambar 2.2. Biosintesis Terpenoid 12 Gambar 2.3. Perubahan senyawa monoterpen 13 Gambar 2.4. Reaksi Biogenetik beberapa seskuiterpen 14 Gambar 2.5. Diagram spektrometer massa 18 Gambar 4.1. Kromatogram hasil analisa GC-MS minyak atsiri daun bunga tahi ayam 40 Gambar 4. 2. Spektrum FT-IR 42 Gambar 4.3. Zona Hambat dari minyak atsiri daun bunga tahi ayam terhadap bakteri Basillus subtilis, Escherchia coli, dan Salmonella sp 43 Gambar 4.4. Spektrum massa senyawa mirsena dengan RT 7,892 45 Gambar 4.5. Pola Fragmentasi Senyawa Mirsena 46 Gambar 4.6. Spektrum massa senyawa limonen dengan RT 8,583 47 Gambar 4.7. Pola Fragmentasi senyawa Limonen 48 Gambar 4.8. Spektrum massa senyawa 3,7-dimetil,-1,3,6,-Oktatriena dengan RT 9,167 49 Gambar 4.9. Pola Fragmentasi senyawa 3,7-dimetil,-1,3,6,-Oktatriena 50 Gambar 4.10. Spektrum massa senyawa 3,7-dimetil,-1,3,7,Oktatriena dengan RT 9,458 51 Gambar 4.11. Pola Fragmentasi senyawa 3,7-dimetil,-1,3,7,Oktatriena 52 Gambar 4.12. Spektrum massa senyawa Terpinolena dengan RT 9,992 53 Gambar 4.13. Pola Fragmentasi senyawa Terpinolena 54 Gambar 4.14. Spektrum massa senyawa Linalool RT 13,433 55 Gambar 4.15. Pola Fragmentasi senyawa Linalool 56 Gambar 4.16. Spektrum massa senyawa Terpineol dengan RT 14,192 57 Gambar 4.17. Pola Fragmentasi senyawa Terpineol 58 Gambar 4.18. Spektrum massa senyawa beta-kariofilena dengan RT 14,308 59 Gambar 4.19. Pola Fragmentasi senyawa beta-kariofilena 60 Gambar 4.20. Spektrum massa senyawa alpha Terpineol dengan RT 15,258 61 Gambar 4.21. Spektrum massa senyawa Piperiton dengan RT 15,783 62 Gambar 4.22. Pola Fragmentasi senyawa Piperiton 63 Gambar 4.23. Spektrum massa senyawa P-cymen-8-ol dengan RT 16,933 64 Gambar 4.24. Pola Fragmentasi senyawa P-cymen-8-ol 65 Gambar 4.25. Spektrum massa 2,6,6-trimetil,-2,4-Sikloheptadienon dengan RT 17,983 66 Gambar 4.26. Pola Fragmentasi 2,6,6-trimetil,-2,4-Sikloheptadienon 67 Gambar 4.27. Spektrum massa senyawa Nerolidol dengan RT 19,033 68 Gambar 4.28. Spektrum massa senyawa Eugenol dengan RT 20,425 69 Gambar 4.29. Pola Fragmentasi senyawa Eugenol 70 Gambar 4.30. Spektrum massa senyawa Indol dengan RT 24,817 71
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Hasil Identifikasi Tumbuhan 79 Lampiran 2. Pembuatan Variasi Konsentrasi Sampel 80 Lampiran 3. Hasil Uji Aktivitas Antioksidan 81 3.1 Perhitungan % Peredaman 81 Lampiran 4. Perhitungan Nilai IC 50 82 Lampiran 5. Grafik %Peredaman Vs Konsentrasi 83 Lampiran 6. Kromatogram minyak atsiri daun bunga tahi ayam 84 Lampiran 7. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa Mirsena yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 85 Lampiran 8. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa Limonen yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 86 Lampiran 9. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa 3,7-dimetil,1,3,6- Oktatriena yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 87 Lampiran 10. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa 3,7-dimetil,1,3,7- Oktatriena yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 88 Lampiran 11. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa Terpinolena yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 89 Lampiran 12. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa Linalool yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 90 Lampiran 13. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa Terpineol yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 91 Lampiran 14. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa β-kariofilena yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 92 Lampiran 15. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa α-terpineol yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 93 Lampiran 16. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa Piperiton yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 94 Lampiran 17. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa P-Cymen-8-ol yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 95 Lampiran 18. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa 2,6,6-trimetil, 2,4 Sikloheptadienon yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 96 Lampiran 19. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa Nerolidol yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 97 Lampiran 20. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa Eugenol yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 98 Lampiran 21. Pita Serapan Spektrofotometri Massa Senyawa 1H-Indol yang terkandung dalam minyak atsiri daun bunga tahi ayam 99