analisis senyawa kimia minyak atsiri akar...
TRANSCRIPT
ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG
(Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI
AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN
TESIS
Oleh;
MAYANG SARI
127006001/ KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
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 Universitas Sumatera Utara
Oleh
MAYANG SARI
127006001
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
Judul Tesis :
Nama : Mayang Sari
Nomor Pokok : 127006001
Program studi : Kimia
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
ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK
ATSIRI AKAR SEMBUNG (Blumea
balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA
UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN
ANTIOKSIDAN
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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 )
Universitas Sumatera Utara
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 Universitas Sumatera Utara 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
1. Nama : Mayang Sari
2. Tempat/Tanggal Lahir : Medan/11 Maret 1974
3. Agama : Islam
4. Status : Menikah
5. Alamat : Jln. Binjai km 6,8 gg. Nuri no.6 Medan
6.Nama Suami : Rizal Zulkhairi, ST
8.Nama Ayah : Norman
9.Nama Ibu : 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
Universitas Sumatera Utara
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 [8.2.0.0(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.
Universitas Sumatera Utara
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 [8.2.0.0 (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.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Nomor Judul Halaman
KATA PENGANTAR i
RIWAYAT HIDUP iii
ABSTRAK iv
ABSTRACT v
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR LAMPIRAN xi
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Permasalahan 3
1.3 Pembatasan Masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 4
1.5 Lokasi Penelitian 4
1.6 Manfaat Penelitian 5
1.7 Metodologi Penelitian 5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Metabolit Skunder Tumbuhan sebagai Obat Tradisional 6
2.2 Minyak Atsiri 6
2.3 Tumbuhan Sembung (Blumea Balsamifera DC) 9
2.4 Isolasi Minyak Atsiri 11
Universitas Sumatera Utara
2.4.1 Ekstraksi Komponen Bahan Alam 11
2.4.2 Metode Penyulingan 12
2.5 Analisa Minyak Atsiri Menggunakan GC-MS 14
2.5.1 Kromatografi Gas 14
2.5.2 Spektrofotometri Massa 17
2.6 Uji Aktivitas Antimikroba 20
2.7 Mekanisme Antimikroba 21
2.8 Amoksisilin 22
2.9 Daya Kerja Antimikrobial 22
2.10 Jenis Bakteri yang Diuji 23
2.10.1 Staphylococcus Aureus 25
2.10.2 Escherichia Coli 26
2.10.3 Salmonella Thypi 27
2.10.4 Candida Albicans 28
2.11 Antioksidan 29
2.12 Sumber Antioksidan 30
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian 32
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian 32
3.3 Alat Dan Bahan
3.3.1 Alat – Alat Yang Digunakan 32
3.3.2 Bahan – Bahan Yang Digunakan 33
3.4 Prosedur Penelitian
3.4.1 Persiapan Sampel 33
3.4.2 Ekstraksi Minyak Atsiri 33
3.4.3 Kromotografi Gas – Spektrometer Massa (GC-MS) 34
3.4.4 Uji Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri 34
Universitas Sumatera Utara
3.4.5 Uji Aktivitas Antioksidan Minyak Atsiri 36
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Ekstraksi Minyak Atsiri 40
4.1.2 Hasil Analisis Kromatografi Gas-Spektrometr Massa 40
4.2 Pembahasan
4.2.1 Analisis Data Spektrum GC-MS 43
4.2.2 Uji Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri Akar Sembung 67
4.2.3 Indeks Antimikrobial Kontrol Positif dan Negatif 70
4.2.4 Uji Aktivitas Antioksidan Minyak Atsiri Akar Sembung 72
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 77
5.2 Saran 78
DAFTAR PUSTAKA 79
LAMPIRAN 84
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1 Beberapa Suktur Monoterpen 8
2.2 Struktur Seskuiterpen 8
2.3 Tumbuhan Sembung 10
2.4 Skema Alat GC-MS 14
2.5 Diagram Spektrometer Massa 18
2.6 Struktur Kimia Amoksisilin 22
2.7 Stapilococus aureus 25
2.8 Escherichia coli 26
2.9 Salmonella typhi 27
2.10 Candida albicans 28
2.11 Struktrur senyawa DPPH radikal bebas dan non radikal 31
3.1 Bagan Penelitian Pembuatan Minyak Atsiri 38
3.2 Bagan Penyiapan Mikroba Uji 39
3.3 Bagan Uji Aktivitas Antimikroba 39
4.1 Kromagram Minyak Atsiri Akar Sembung 41
4.2 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 22,81 44
4.3 Pola Fragmentasi Senyawa Thymohydroquinone Dimethyl Ether 46
4.4 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 20,39 47
4.5 Pola Fragmentasi Senyawa Naphthalene,
1,2,3,5,6,7,8,8A-Octahydro-1,8A-Dimethyl 49
4.6 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 7,024 50
4.7 Pola Fragmentasi Senyawa 1,3,6-Octatriene, 3,7-Dimethyl
(cis-Ocimene) 51
4.8 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 18,81 52
Universitas Sumatera Utara
4.9 Pola Fragmentasi Senyawa Thujopsen 54
4.10 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 21,183 55
4.11 Pola Fragmentasi Senyawa Alloaromadendren 56
4.12 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 16,864 57
4.13 Pola Fragmentasi Senyawa Anisole, 2-isopropil,-5 methyl 58
4.14 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 23,151 59
4.15 Pola Fragmentasi Senyawa 2-Allyl-1,4-Dimethoxy-3-
Methyl-Benzene (Metil Eugenol) 60
4.16 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 24,033 61
4.17 Pola Fragmentasi Senyawa Thymol 62
4.18 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 24,175 63
4.19 Pola Fragmentasi Senyawa Neryl Acetat 63
4.20 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 24,275 64
4.21 Pola Fragmentasi Senyawa Bycyclo Undec-4-ene,4,11,11
-Trimethyl-8-Methylene (gama caryopilen) 65
4.22 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 26,808 66
4.23 Pola Fragmentasi Senyawa 5-Oxatricyclo [8.2.0.0(4,6)]
Dodecane,1,2-trimethyl-9-Methylene 66
4.24 Diameter Zona Hambat Pertumbuhan Mikroba oleh Minyak Atsiri 68
4.25 Perbandingan Indeks Antimikrobial Amoksisilin dengan Minyak 70
4.26 Mekanisme DPPH Akseptor 73
4.27 Kurva Regresi Linier Pengujian Antioksidan Minyak Atsiri 74
4.28 Kurva Regresi Linier Pengujian Antioksidan Vitamin C 741
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1 Klasifikasi Senyawa Terpenoid 7
2.2 Perbedaan Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif 30
4.1 Komponen Minyak Atsiri Akar Tumbuhan Sembung 42
4.2 Data Penghambatan Minyak Atsiri terhadap Mikroba 67
4.3 Data Penghambatan Kontrol Positif dan Kontrol Negatif 70
4.4 Indeks Antimikrobial Minyak Atsiri terhadap Amoksisilin 71
4.5 Hasil Pengukuran Aktivitas Antimikroba Vitamin C 74
4.6 Hasil Pengukuran Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri 75
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1. Herbarium Tumbuhan Akar Sembung 84
2. Foto Tumbuhan Akar Sembung 85
3. Gambar Alat Stahl 85
4. Perhitungan Kadar Minyak Atsiri 85
5. Alat GC-MS 86
6. Alat Spektrofotometer UV-Vis 86
7. Foto Uji Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri 86
8. Foto Uji Aktivitas Antimikroba Amoksisilin 86
9. Kondisi Operasi GC-MS 87
10. Spektrum GC-MS pada RT 7,024 88
11. Spektrum GC-MS pada RT 16,864 89
12. Spektrum GC-MS pada RT 19,811 90
13. Spektrum GC-MS pada RT 20,390 91
14. Spektrum GC-MS pada RT 21,243 92
15. Spektrum GC-MS pada RT 22,474 93
16. Spektrum GC-MS pada RT 22,914 94
17. Spektrum GC-MS pada RT 23,151 95
18. Spektrum GC-MS pada RT 24,140 96
19. Spektrum GC-MS pada RT 24,215 97
20. Spektrum GC-MS pada RT 26,342 98
21. Spektrum GC-MS pada RT 26,946 99
Universitas Sumatera Utara