JSTFI
Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology
Vol.V, No.1, Januari 2016
47
PENGGUNAAN FTIR-ATR ZnSe (FOURIER TRANSFORM INFRA RED) UNTUK
PENETAPAN KADAR KUERSETIN DALAM TEH HITAM (Camellia sinensis L.)
Wiwin Winingsih, Mursyida Ulfa, O. Suprijana
Sekolah Tinggi Farmasi Indonesia
_________________________________________________________________________
Abstrak
Kuersetin adalah senyawa yang memiliki efek antioksidan dan terdapat pada berbagai macam
tumbuhan, salah satunya teh hitam. Pada penelitian ini kuersetin pada teh ditetapkan kadarnya
dengan cara FTIR ATR ZnSe. Metode FTIR ATR (attenuated total reflectance) merupakan
teknik FTIR sederhana dan dapat digunakan pada pengukuran sampel dalam bentuk padat dan
cairan. ATR merupakan teknik yang sangat cepat dan hanya memerlukan sampel dalam jumlah
yang sedikit. Sampel teh diekstraksi dengan pelarut etanol 96% secara sonikasi dan dihidrolisis
menggunakan HCl 1N. Analisis kuantitatif didasarkan pada nilai absorbansi pada bilangan
gelombang 1508 cm-1
- 1513 cm-1
yang merupakan nilai serapan gugus C=C pada kuersetin.
Pembuatan kurva kalibrasi dilakukan dengan menggunakan metode penambahan standar
kuersetin dengan lima variasi konsentrasi, yaitu 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% dan 0,5% ke dalam 50
mg sampel. Berdasarkan hasil perhitungan kurva kalibrasi diperoleh kadar kuersetin dalam
sampel yaitu 0,186%. Kinerja analitis yang dilakukan diantaranya akurasi, presisi dan linearitas.
Uji akurasi dilakukan pada konsentrasi teh yaitu 80% (40 mg sampel + 10 mg KBr), 100% (50
mg sampel), 120% (50 mg sampel + 10 mg kuersetin standar), ketiganya memenuhi parameter
akurasi yang dipersyaratkan yaitu pada rentang 98% - 102%. Presisi dilakukan dengan
menghitung RSD yaitu 1,72 memenuhi rentang nilai RSD ≤ 2,5. Uji linearitas dilakukan
terhadap standar kuersetin dengan lima variasi konsentrasi, yaitu 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% dan
0,5% memiliki nilai koefisien korelasi (r) 0,93 dengan rentang konsentrasi 0,1 – 0,5%. Analisis
kuersetin dengan metode FTIR-ATR ZnSe menunjukkan kinerja analitik yang baik dengan nilai
akurasi dan presisi memenuhi standar validasi.
Kata Kunci: Kuersetin, Teh Hitam, FTIR-ATR ZnSe
Abstract
Quercetin is an antioxidant agent that widely produced by plant, one of it is tea. In this research
the determination of quercetin from black tea was carried out by FTIR ATR ZnSe method. FTIR
ATR ZnSe techniques are simple and can be used in the measurement of the sample in the form
of solids and liquids. ATR is a technique that is very fast and requires only small amounts of
sample. The sample was extracted by sonication using ethanol 96% as the solvent and
hydrolyzed by HCl 1N. The quantitative analysis was based on the absorbance value at wave
number 1508 cm-1 to 1513 cm-1which was the absorbance of C = C group in quercetin.
Calibration curve was made by standard addition method. The concentration of standard
quercetin used was 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% and 0,5% in 50 mg of sample. The concentration of
quercetin in the sample was calculated from the calibration curve and the result was o,186%.
the performance of analytical method was determined by measuring accuracy, precision and
linearity. Accuracy test carried out by using the concentration of tea 80% (40 mg sample + 10
mg KBr), 100% (50 mg sample), 120% (50 mg sample +10 mg standard quercetin), the result
met the parameters required accuracy which is in the range of 98% - 102%. Precision was
determined by calculating the RSD the result was 1,72,that was fulfill the required RSD value,
which is RSD ≤ 2,5. Linearity test performed on quercetin standard with five variations of
concentration, namely 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% and 0,5% which had the correlation coefficient
(r) 0,93 in the concentration range of 0,1 – 0,5%. Analysis of quercetin with FTIR-ATR method
showed good analytical performance based on the value of accuracy and precision that met
validation standards requirement.
Keywords: Quercetin, Black tea, FTIR-ATR ZnSe
JSTFI
Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology
Vol.V, No.1, Januari 2016
48
PENDAHULUAN
Teh (Camellia sinensis) dibuat dari
pucuk muda daun teh yang telah mengalami
proses pengolahan tertentu seperti
pelayuan, penggilingan, oksidasi enzimatis,
dan pengeringan. Manfaat yang dihasilkan
dari minuman teh adalah memberi rasa
segar, dapat memulihkan kesehatan badan,
dan terbukti tidak menimbulkan dampak
negatif. Khasiat yang dimiliki minuman teh
tersebut berasal dari kandungan senyawa
kimia pada daun teh (Towaha, 2013). Salah
satu senyawa kimia yang terdapat dalam teh
adalah kuersetin.
Kuersetin merupakan senyawa
flavonoid golongan aglikon flavonol.
Dalam tumbuhan, flavonoid biasanya
terikat dalam bentuk glikosida flavonoid
(Harbone, 2006). Kuersetin mempunyai
aktivitas sebagai antioksidan, antiinflamasi,
dan antihistamin (Gupta et al., 2015).
Informasi mengenai kandungan kuersetin
dalam teh sangat penting diketahui terutama
bagi pelaku industri teh dan petani sehingga
dapat menghasilkan produk teh yang bercita
rasa, beraroma, serta berkhasiat tinggi yang
mampu bersaing dengan teh produksi luar
negeri (Towaha, 2013).
Konsentrasi kuersetin dapat
ditentukan dengan cara spektrofotometri
UV, HPLC, dan HPTLC. Meskipun
metode-metode tersebut sesuai untuk
penetapan kadar kuersetin dari tanaman,
tetapi masih mempunyai beberapa
keterbatasan. Metode kolorimetri memiliki
sensitivitas yang rendah, rumit dan
memerlukan waktu, sedangkan HPLC
memiliki sensitivitas yang tinggi, tetapi
memerlukan waktu pembersihan sampel
dan pengkondisisan kolom yang lama, serta
biaya pelarut yang mahal. Cara lain yang
lebih sederhana dan sensitivitasnya tidak
kalah dengan HPLC adalah HPTLC.
Metode ini merupakan pengembangan dari
TLC, namun untuk bisa menganalisis
dengan HPTLC diperlukan detektor khusus
(Gupta et al., 2015). Oleh karena itu, perlu
dilakukan penelitian untuk mencari metode
penetapan kadar kuersetin yang sederhana
dan murah, salah satunya adalah FTIR.
Teknik analisis FTIR, telah banyak
digunakan untuk analisis simplisia dan
senyawa pada bahan baku herbal. Beberapa
penelitian membuktikan bahwa teknik
ATR-FTIR dapat digunakan untuk
mengkuantifikasi beberapa obat secara
simultan (Hughes et al., 2013).
Pemilihan FTIR sebagai metode
analisis didasarkan pada kecepatan analisis,
kemudahan metode analisis, biaya dan
ketersediaan alat, serta waktu yang relatif
singkat. Kelebihan lainnya dapat digunakan
pada semua frekuensi dari sumber cahaya
secara simultan sehingga analisis dapat
dilakukan lebih cepat daripada
menggunakan cara sekuensial atau
scanning. Sensitivitas dari metode
spektrofotometri FTIR lebih besar daripada
cara dispersi sebab radiasi yang masuk ke
sistem detektor lebih banyak tanpa harus
melalui celah (slitless) (Mulja, 1995).
JSTFI
Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology
Vol.V, No.1, Januari 2016
49
METODOLOGI
Alat
Pada penelitian ini alat-alat yang
digunakan antara lain instrument FTIR
(Thermo Scientific Nicolet iS5ATR ZnSe),
sonikator (Elma S 30 H Elmasonic), dan
alat pendukung meliputi termometer, kertas
perkamen, cawan penguap, spatel, serta
peralatan gelas lainnya.
Bahan
Pada penelitian ini bahan yang
digunakan antara lain teh hitam Gambung
dengan kualitas BOP (Broken Orange
Pecco) (PPTK Gambung, Jawa Barat),
standar kuersetin (Sigma Aldrich), etanol
96 % (Mercl), HCl (Merck), KBr (Merck),
dan akuades.
Preparasi sampel
Sebanyak 50 gram teh ditambahkan
200 ml etanol 96%. Kemudian dilakukan
sonikasi selama 10–15 menit dan ekstrak
disaring menggunakan kertas saring
Whatman. Hasil ekstrak diuapkan sampai
menjadi ekstrak kental. Setelah itu,
dilakukan proses hidrolisis dengan
menambahkan 2 ml HCl 1 N, lalu
dipanaskan pada suhu 70ºC selama 30
menit, diuapkan, dan dikeringkan hingga
didapatkan serbuk halus. Pengujian
dilakukan menggunakan FTIR ATR ZnSe.
Penetapan Kadar Sampel
a. Penentuan spektrum sampel (0%
standar)
Sebanyak 50 mg sampel diletakkan
pada holder FTIR. Holder yang digunakan
adalah ZnSe ATR dengan resolusi 16.
Kemudian sampel ditekan dengan die
(penekan) lalu dipilih opsi collect sample
pada aplikasi OMNIC Spectra®.
Pengulangan dilakukan sebanyak enam kali
untuk menentukan repeatabilitas.
b. Pembuatan kurva kalibrasi
Kurva kalibrasi dibuat dengan
menggunakan metode penambahan standar
kuersetin. Sebanyak 10 mg, 20 mg, 30 mg,
40 mg, dan 50 mg standar kuersetin
ditambahkan ke dalam 50 mg sampel dan
ditambahkan KBr sampai beratnya 100 mg
sehingga diperoleh nilai x 0,1%, 0,2%,
0,3%, 0,4%, dan 0,5%. Spektrum dan nilai
absorbannya ditentukan menggunakan
FTIR pada bilangan gelombang 1508 cm-1
–
1513 cm-1
.
c. Penetapan kadar sampel
Penetapan kadar kuersetin dalam
sampel didapat dengan ekstrapolasi kurva
kalibrasi dengan persamaan y= ax + b,
dengan y=0.
Validasi Metode
a. Penentuan akurasi
Penentuan akurasi dilakukan
dengan mengukur sampel dengan
konsentrasi 80%, 100%, dan 120%
sebanyak 3 replikasi. Kemudian hasil
pengukuran dibandingkan dengan
konsentrasi yang seharusnya. Akurasi
dinyatakan dengan % perolehan kembali
JSTFI
Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology
Vol.V, No.1, Januari 2016
50
(Recovery). Batas penerimaan perolehan
kembali: 98-102%.
b. Penentuan presisi
Penentuan presisi dilakukan dengan
cara mengukur sampel konsentrasi 100%
sebanyak 6 kali. Presisi ditentukan dengan
menghitung deviasi standar antar beberapa
pengukuran sampel. Presisi dinyatakan
dengan % RSD (Relative Standard
Deviation) dan persyaratan % RSD ≤ 2(1-
0.5log C).
c. Penentuan linearitas dan rentang
Penentuan linearitas dilakukan
dengan menghitung koefisien korelasi
antara konsentrasi analit dengan respon
yang dihasilkan dalam pengukuran kurva
kalibrasi. Suatu metode dianggap
memenuhi persyaratan linieritas bila
koefisien korelasi (r2) kurva hasil uji
dengan minimal 5 titik ≥ 0,98.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penyiapan Sampel
Teh hitam kualitas BOP yang
diekstraksi dengan cara sonikasi
menggunakan pelarut etanol menghasilkan
ekstrak berwarna kuning. Setelah
dihidrolisis dengan HCl dan dipanaskan
terjadi perubahan warna menjadi coklat
sehingga setelah dikeringkan didapatkan
serbuk coklat. Hasil rendemen ekstrak teh
hitam sebesar 17,04%.
Pengukuran Kadar Kuersetin Dalam
Sampel
a. Penentuan Spektrum Kuersetin Standar
Serapan yang muncul pada
spektrum kuersetin standar terdapat pada
wilayah 4000 sampai 500. Berikut adalah
spektrum hasil pengukuran FTIR dari
kuersetin standar yang digunakan (Gambar
1) dan daerah serapan yang muncul pada
Gambar 1. Spektrum FTIR kuersetin standar
Tabel 1. Daerah Serapan FTIR Kuersetin Standar
Bilangan gelombang (cm-1
) Gugus fungsi
3400 – 3200 O-H
1725 – 1705 C=O keton
1600 – 1475 C=C aromatik
1260 – 1000 C-O
JSTFI
Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology
Vol.V, No.1, Januari 2016
51
kuersetin standar (Tabel 1).
b. Penetapan Spektrum Sampel
Berdasarkan penelitian Ajeng
(2015), penetapan secara kuantitatif
dilakukan dengan mengamati nilai
absorbansi pada bilangan gelombang 1500
cm-1
–1600 cm-1
. Gambar 2 menunjukkan
spektrum hasil pengukuran FTIR dari teh
yang dihidrolisis dengan penambahan
kuersetin standar.
Penarikan kuersetin dari teh yang
dihidrolisis memiliki hasil paling baik
untuk dijadikan dasar pada analisis
kuersetin, yaitu pada bilangan gelombang
1508 cm-1
- 1513cm-1
dengan gugus C=C.
Bilangan gelombang ini dipilih karena
memiliki linearitas yang paling baik (R
mendekati 1) dibandingkan pada bilangan
gelombang yang lain.
c. Pembuatan Kurva Baku
Gambar 2. Spektrum FTIR teh dengan proses hidrolisis dengan penambahan kuersetin
standar dengan berbagai konsentrasi
Ket : ( ) teh yang dihidrolisis; ( ) teh yang dihidrolisis + kuersetin 10mg;
( ) teh yang dihidrolisis + kuersetin 20mg; ( ) teh yang dihidrolisis +
kuersetin 30mg; ( ) teh yang dihidrolisis+kuersetin 40mg; ( ) teh yang
dihidrolisis + kuersetin 50mg
Gambar 3. Kurva variasi konsentrasi standar kuersetin pada teh yang dihidrolisis
JSTFI
Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology
Vol.V, No.1, Januari 2016
52
Pembuatan kurva baku dilakukan
dengan menggunakan metode penambahan
standar kuersetin dengan lima variasi
konsentrasi, yaitu 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%
dan 0.5% ke dalam 50 mg sampel. Kurva
baku kuersetin pada teh yang melalui
proses hidrolisis terdapat pada gambar 3.
d. Penetapan Kadar Kuersetin
Penetapan kadar kuersetin di dalam
sampel didapat dengan ekstrapolasi kurva
kalibrasi (Gambar 3). Berdasarkan
ekstrapolasi kurva kalibrasi diperoleh kadar
kuersetin dalam sampel yaitu 0,186%.
Kadar yang diperoleh diluar kurva
kalibrasi, tetapi masih ada dalam kisaran
rentang yaitu 0,1% -0,5 %.
Kinerja Analitis
a. Akurasi
Uji akurasi menunjukkan derajat
hasil kedekatan antara hasil analisis dengan
kadar analit yang sebenarnya. Uji akurasi
dilakukan terhadap teh yang melalui proses
hidrolisis dengan konsentrasi 80%, 100%,
dan 120%, sebanyak 3 replikasi, kemudian
dihitung hasil perolehan kembalinya
(recovery). Berdasarkan dari uji akurasi
yang telah dilakukan pada Tabel 2, ketiga
variasi teh memenuhi parameter akurasi
yang dipersyaratkan yaitu pada rentang 98-
102 %.
b. Presisi
Pengujian presisi dilakukan dengan
menghitung RSD terhadap konsentrasi
100% teh yang dihidrolisis. Hasil
pengukuran RSD dari teh yang dihidrolisis
adalah 1,72. Berdasarkan pengukuran RSD
yang telah dilakukan memenuhi rentang
nilai RSD ≤ 2,5. Data uji presisi dapat
dilihat pada Tabel 3.
c. Linearitas dan Rentang
Hasil uji linearitas dilakukan
terhadap standar kuersetin dengan lima
variasi konsentrasi, yaitu 0.1%, 0.2%,
Tabel 2.Hasil Uji Akurasi Teh yang Dihidrolisis
Konsentrasi Konsentrasi Hasil Pengukuran (%) %Perolehan Kembali (PK)
80% 81,6 102
100% 100 100
120% 120 100
Rentang PK 100 – 102
Tabel 3. Hasil Uji Presisi Teh yang Dihidrolisis
Konsentrasi Absorban RSD
100%
0,187
0,187
0,189
0,189
0,187
0,188
1,72
Keterangan : RSD = Relative Standard Deviation (Standar Deviasi Relatif)
JSTFI
Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology
Vol.V, No.1, Januari 2016
53
0.3%, 0.4% dan 0.5% memiliki nilai
koefisien korelasi (r2) 0,93 dengan rentang
0.1–0.5%. Hasil uji linearitas tidak
memenuhi persyaratan yaitu nilai koefisien
korelasi (r2) 0,98, sehingga hubungan
linieritas antara konsentrasi dengan
absorban kurang linier.
SIMPULAN
Analisis kuantitatif kuersetin
dengan metode FTIR-ATR ZnSe
menunjukkan kinerja analitik yang baik
dengan nilai, akurasi dan presisi memenuhi
standar validasi, sedangkan pada linieritas
menunjukkan nilai yang kurang baik hal ini
menyebabkan konsentrasi hasil ekstrapolasi
diluar kurva regresi linier . Berdasarkan
ekstrapolasi kurva kalibrasi diperoleh kadar
kuersetin dalam sampel yaitu 0,186%.
DAFTAR PUSTAKA
Ajeng, N.,2015, Pengembangan Metode
Anallisis Kuersetin dari The
Hitam (Camellia Sinensis L.)
Menggunakan FTIR (Fourier
Transform Infrared), Sekolah
Tinggi Farmasi Indonesia,
Bandung.
Gupta, A., Sheth, N.R., et al. 2015.
Determination of quercetin a
Biomarker in Hepatoprotective
Polyherbal Formulation through
HPTLC. Journal of
Chromatography & Separation
Techniques.Vol. 1 : 19-22.
Harbone, J.B. 2006, Metode Fitokimia
Penuntun Cara Modern
Menganilis Tumbuhan,
diterjemahkan Padmawinata, K.
dan Sudiro, I. Bandung: Penerbit
Institut Teknologi Bandung. Hal :
84-87.
Harmita. 2004. Petunjuk Pelaksanaan
Validasi Metode dan Cara
Perhitungannya, Majalah Ilmu
Kefarmasian. Vol. I(3) : 117 -135.
Hughes,J., Ayoko,G., et al. 2013. Rapid
Quantification of
Methamphetamine using
Attenuated Total Reflectance
Fourier Transform Infrared
Spectroscopy (ATR-FTIR) and
Chemometric Oplosone, 7(8): 1-7.
Mulja, M, Suharman. 1995. Analisis
Instrumental. Surabaya: Airlangga
University Press. Hal : 14.
Towaha, J. 2013. Kandungan Senyawa
Kimia pada Daun Teh (Camellia
sinensis L.). Warta Penelitian dan
Pengembangan Tanaman Industri,
19(3): 12-16.