pengembangan metode penetapan kadar total … awal.pdf · pengembangan metode penetapan kadar total...
TRANSCRIPT
i
PENGEMBANGAN METODE PENETAPAN KADAR
TOTAL ANTOSIANIN PADA EKSTRAK UBI JALAR
UNGU (Ipomoea batatas L.) MENGGUNAKAN
KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS-
SPEKTROFOTODENSITOMETRI
Skripsi
ANAK AGUNG RIAS PARAMITA DEWI
1208505036
JURUSAN FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2016
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa, karena
berkat rahmat dan restu-Nya penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul
“Pengembangan Metode Penetapan Kadar Total Antosianin pada Ekstrak
Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.) Menggunakan Kromatografi Lapis
Tipis-Spektrofotodensitometri” tepat pada waktunya.
Penyusunan Skripsi ini tentunya tidak terlepas dari dukungan, bimbingan dan
bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M.Si. selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana
2. Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt. selaku dosen
pembimbing I yang telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan dan
saran kepada penulis selama mengikuti pendidikan di Jurusan Farmasi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana,
khususnya dalam Skripsi ini.
3. Ni Made Widi Astuti, S. Farm., M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing II yang
dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan dan
saran dalam penyusunan Skripsi ini.
4. Dr. Sagung Chandra Yowani, S.Si., M.Si., Apt. selaku dosen Pembimbing
Akademik yang telah memberikan perhatian, dukungan dan motivasi kepada
penulis dari awal kuliah hingga saat ini.
iv
5. Seluruh dosen dan staf pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas MIPA
Universitas Udayana yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada
penulis selama penyusunan Skripsi ini.
6. Orang tua yang sangat saya cintai dan hormati, Anak Agung Utara Arimbawa,
S.E dan Dewa Ayu Sri Adnyani yang telah mengasuh dan membesarkan
penulis, membimbing, memberikan motivasi dan dukungan dalam penyusunan
Skripsi ini.
7. Adik kandung penulis Anak Agung Gede Serayu Mahendra, saudara dekat
Anak Agung Ayu Prasiska Dewi, serta keluarga besar di Puri Belang Kaler
yang selalu memberi motivasi dan dukungan.
8. Sahabat UNO tercinta yaitu Eka Fitri, Mitsue, Shaine, Ferianta yang
senantiasa menemani penulis disaat susah maupun senang.
9. Seluruh rekan mahasiswa Dioscuri Hygeia Farmasi angkatan 2012, Vanadium
Spectra (Analisis 2012), dan Grup Riset PSP yang saya cintai yaitu Claudia,
Ayu, Sonia, Krisnawan, Dewa dan Sugi yang telah banyak memberikan
dukungan, bantuan dan kebersamaan dari awal proyek hingga saat ini.
10. Mbok Dwi dan Bu Nova yang telah banyak membantu dan memberikan
semangat kepada penulis dalam penyusunan Skripsi ini.
11. Semua pihak yang terlibat dan telah membantu penulis dalam penyusunan
Skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa penyusunan ini masih belum sempurna. Untuk itu
penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat
v
membangun sehingga di masa yang akan datang dapat menjadi lebih baik. Penulis
berharap semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Bukit Jimbaran, Juni 2016
Penulis
vi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... iii
DAFTAR ISI .................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ............................................................................................ x
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xi
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH ....................................................... xii
ABSTRAK ....................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 4
1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 6
2.1 Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.) .............................................. 6
2.1.1 Klasifikasi tanaman ubi jalar ungu ......................................... 6
2.1.2 Deskripsi tanaman ubi jalar ungu ........................................... 6
2.1.3 Kandungan tanaman ubi jalar ungu ...................................... 7
2.1.4 Khasiat tanaman ubi jalar ungu .............................................. 7
2.2 Antosianin ........................................................................................ 8
2.2.1 Struktur antosianin .................................................................. 8
2.2.2 Metode ekstraksi antosianin ................................................... 9
2.2.3 Identifikasi antosianin ............................................................ 10
2.3 Metode pH Differential ................................................................... 11
2.4 Metode KLT-Spektrofotodensitometri ............................................ 13
2.4.1 KLT-Spektrofotodensitometri dalam analisis antosianin ...... 13
2.4.2 Parameter kromatografi .......................................................... 14
2.5 Validasi Metode ................................................................................ 17
vii
2.5.1 Spesifisitas .............................................................................. 17
2.5.2 Akurasi.................................................................................... 18
2.5.3 Presisi...................................................................................... . 18
2.5.4 Linieritas dan rentang ............................................................. 19
2.6 Analisis Korelasi .............................................................................. 20
BAB III METODE PENELITIAN................................................................... 22
3.1 Rancangan Penelitian ...................................................................... 22
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 22
3.3 Alat dan Bahan Penelitian ............................................................... 23
3.3.1 Alat penelitian ........................................................................ 23
3.3.2 Bahan penelitian ..................................................................... 23
3.4 Prosedur Penelitian .......................................................................... 23
3.4.1 Determinasi tanaman ubi jalar ungu ...................................... 23
3.4.2 Penyiapan bahan baku dan ekstraksi sampel terstandarkan ... 23
3.4.3 Metode spektrofotometri UV-Vis .......................................... 24
a. Optimasi waktu pengukuran ............................................... 24
b. Penetapan kadar total antosianin terstandarkan ................. 25
c. Validasi metode spektrofotometri UV-Vis......................... 26
3.4.5 Metode KLT-Spektrofotodensitometri................................... 28
a. Penyiapan dan prosedur umum KLT.................................. 28
b. Optimasi fase gerak ............................................................ 29
c. Penetapan kadar total antosianin ........................................ 30
3.5 Analisis Data .................................................................................... 31
3.6 Skema Penelitian ............................................................................. 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 33
4.1 Sampel .............................................................................................. 33
4.1.1 Determinasi tanaman .............................................................. 33
4.1.2 Penetapan susut pengeringan serbuk ubi jalar ungu ............... 33
4.1.3 Ekstraksi dan penetapan kadar air ekstrak kental ................... 34
4.2 Metode Spektrofotometri UV-Vis ................................................... 35
4.2.1 Optimasi waktu pengukuran absorbansi ................................. 35
viii
4.2.2 Penetapan kadar total antosianin terstandarkan ...................... 36
4.2.3 Validasi metode ...................................................................... 38
4.3 Metode Kromatografi Lapis Tipis-Spektrofotodensitometri ........... 40
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 48
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 48
5.2 Saran ................................................................................................ 49
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 50
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Ubi Jalar Ungu (Purple Sweet Potato) ..................................... 6
Gambar 2.2 Struktur Umum Antosianin ...................................................... 9
Gambar 2.3 Karakteristik Spektra Antosianin dari Buah Huckleberry pada
Buffer 1 dan 4,5........................................................................ 12
Gambar 2.4 Hasil Pemisahan Ekstrak Kasar Ubi Jalar Ungu dengan KLT-
Spektrofotodensitrometri.......................................................... 13
Gambar 2.5 Kromatogram dengan Nilai Resolusi 1,5 ................................. 15
Gambar 2.6 Jenis Tailing Factor .................................................................. 16
Gambar 3.1 Skema Umum Penelitian .......................................................... 32
Gambar 4.1 Grafik Optimasi Waktu Pengukuran Absorbansi ..................... 36
Gambar 4.2 Spektra Antosianin dengan Spektrofotometri UV-Vis ............ 38
Gambar 4.3 Kurva Hubungan Konsentrasi Antosianin dengan Absorbansi
Akhir ......................................................................................... 40
Gambar 4.4 Spektrum Antosianin dengan KLT-Spektrofotodensitometri .. 41
Gambar 4.5 Hasil Optimasi Fase Gerak Sistem Fase Normal .................... 42
Gambar 4.6 Hasil Optimasi Fase Gerak Sistem Fase Terbalik .................... 45
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Rantai Samping Penyusun Senyawa Golongan Antosianin ............. 9
Tabel 2.2 Reaksi Flavonoid terhadap Beberapa Pereaksi ................................ 10
Tabel 2.3 Sistem KLT untuk Identifikasi Antosianin dengan Fase Diam
Silika Gel 60 F254 ............................................................................. 14
Tabel 2.4 Interpretasi Nilai Koefisien Korelasi (r) .......................................... 21
Tabel 4.1 Susut Pengeringan Serbuk Ubi Jalar Ungu ...................................... 34
Tabel 4.2 Kadar Air Ekstrak Kental Ubi Jalar Ungu ....................................... 35
Tabel 4.3 Kadar Total Antosianin Ekstrak Ubi Jalar Ungu Terstandarkan ..... 37
Tabel 4.4 Persentase Perolehan Kembali dan Koefisien Variasi ..................... 39
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Rs dan Tf Puncak Spot Antosianin pada masing-
masing fase Gerak Sistem Kromatografi Fase Normal ................... 43
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Rs dan Tf Puncak Spot Antosianin pada masing-
masing fase Gerak Sistem Kromatografi Fase Terbalik .................. 46
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil Determinasi Tanaman Ubi Jalar Ungu ............................... 55
Lampiran 2. Perhitungan Rendemen Ekstrak Ubi Jalar Ungu ......................... 57
Lampiran 3. Perhitungan Persentase Selisih Peningkatan Kadar Total
Antosianin pada Variasi Waktu ................................................. 58
Lampiran 4. Perhitungan Parameter Validasi Spektrofotometri UV-Vis ........ 61
Lampiran 5. Perhitungan Parameter Kromatografi Rs dan Tf ......................... 65
xii
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
Absorbansi : Ukuran kuantitatif yang diekspresikan sebagai
rasio logaritmik antara radiasi yang jatuh ke bahan
dan yang ditransmisikan menembus bahan.
Absorptivitas molar : Suatu tetapan yang spesifik untuk setiap molekul
pada panjang gelombang dan pelarut tertentu.
Absorptivitas molar disimbolkan oleh ε dengan
satuan M-1
cm -1
.
Aglikon : Bagian bukan gula dari senyawa glikosida yang
dapat dibebaskan dengan proses hidrolisis.
Aktivasi : Proses pengaktifan plat yang bertujuan
menghilangkan molekul air yang terjerap pada plat
dan mengaktifkan sisi aktif dari silika gel yang
terdapat pada plat.
Puncak Gaussian : Puncak yang terdistribusi secara normal/sempurna
Alifatik : Senyawa aromatik yang tidak memiliki gugus
fenil.
Antidiabetes : Obat yang digunakan untuk menurunkan kadar
glukosa dalam darah.
Antineuroinflamasi : Obat yang digunakan untuk mencegah atau
mengobati inflamasi pada sel saraf.
Antioksidan : Zat yang mampu memperlambat atau mencegah
proses oksidasi.
xiii
Antosianidin : Aglikon dari glikosida antosianin.
Antosianin : Pigmen larut air yang menyebabkan warna merah,
ungu, atau biru pada tanaman.
Area Under Curve
(AUC)
: Luas area dari sebuah puncak dalam kromatogram.
Aromatik : Senyawa yang terdiri dari cincin planar
berkonjugasi dengan awan elektron phi yang
berdelokalisasi.
Association of
Analytical Chemists
(AOAC)
: Suatu asosiasi non profit yang menerbitkan standar
dan metode analisis kimia yang dirancang untuk
meningkatkan kepercayaan terhadap analisis kimia
dan mikrobiologi.
Buffer : Larutan yang dapat mempertahankan harga pH
tertentu terhadap usaha menambah pH seperti
penambahan asam, basa, atau pengenceran yang
relatif sedikit.
Chamber : Sebuah bejana untuk mencuci dan mengelusi plat
pada kromatografi lapis tipis.
Cost effectiveness : Efektivitas biaya
Ekstrak : Sediaan kering, kental, atau cair dibuat dengan
menyari simplisia nabati atau hewani menurut cara
yang cocok, diluar pengaruh cahaya matahari
langsung.
xiv
Elusi : Proses mengekstraksi zat yang umumnya padat
dari campuran zat dengan menggunakan zat cair
(pelarut).
Flavonoid : Senyawa polifenol yang terdiri dari 15 atom
karbon tersusun dalam konfigurasi C6-C3-C6
dengan 2 cincin aromatik dan dihubungkan oleh 3
atom karbon.
Glikon : Bagian gula sebuah glikosida.
Heterosiklik : Senyawa kimia yang mempunyai struktur cincin
yang mengandung atom selain karbon, seperti
belerang, oksigen, ataupun nitrogen.
Hidrolisis : Pemecahan senyawa kimia melalui penambahan
air.
Hipoglikemi : Keadaan kadar gula darah (glukosa) secara
abnormal rendah.
Kadar Total Antosianin : Kandungan senyawa antosianin total dalam suatu
sampel dan dinyatakan dalam mg/100g atau mg/L
sampel.
Korelasi : Nilai yang menunjukkan kekuatan dan arah
hubungan linier antara dua variabel.
Kromatografi : Suatu teknik pemisahan molekul berdasarkan
perbedaan pola pergerakan antara fase gerak dan
fase diam.
xv
Kromatogram : Hasil dari kromatografi.
Optimasi : Suatu proses menyesuaikan variabel kontrol untuk
menemukan tingkat yang mencapai hasil terbaik.
Pengembangan : Suatu usaha untuk meningkatkan kemampuan
teknis, teoritis, konseptual sesuai dengan
kebutuhan.
pH Differential : Suatu metode untuk menetapkan kadar total
antosianin yang didasarkan atar prinsip penurunan
pH.
Resolusi : Derajat pemisahan antara dua puncak yang
berturutan secara kuantitatif.
Rf : Retardation Factor
Spektra : Bentuk jamak dari spektrum atau kumpulan dari
beberapa spektrum.
Spektrofotodensitometri : Pengukuran spot analit pada plat KLT dengan cara
melewatkan pada sumber sinar yang intensitasnya
diukur pada detektor.
Spektrofotometri : Suatu metode analisis yang didasarkan atas
pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu
sampel pada panjang gelombang tertentu.
Spektrum : Perbandingan absorbansi dan panjang gelombang
suatu senyawa.
Stres oksidatif : Keadaan tubuh saat kemampuan dari antioksidan
xvi
endogen tidak memadai untuk menetralisir radikal
bebas sehingga terjadi keadaan yang tidak
seimbang antara radikal bebas dengan antioksidan.
Tailing : Puncak kromatogram yang asimetris dan menjorok
ke belakang.
UV-Vis : Ultra Violet-Visual.
xvii
ABSTRAK
Kadar total antosianin umumnya ditetapkan dengan metode Spektrofotometri
UV-Vis. Metode Spektrofotometri UV-Vis kurang efisien dan efektif dalam
analisis sampel dalam jumlah besar. Kadar total antosianin yang ditetapkan
dengan KLT-Spektrofotodensitometri memberikan kesempatan untuk
memperoleh hasil akurat dan bersifat efisien. Penelitian ini bertujuan untuk
mengembangkan metode dalam penetapan kadar total antosianin pada ubi jalar
ungu.
Metode KLT-Spektrofotodensitometri dievaluasi melalui hasil pemisahan dan
penilaian terhadap parameter kromatografi. Sebanyak 10 fase gerak dioptimasi
dalam metode KLT-Spektrofotodensitomteri. Fase diam yang digunakan adalah
silika gel 60 F254 dan HPTLC C-18. Kedekatan hubungan antara metode
Spektrofotometri UV-Vis dan metode KLT-Spektrofotodensitometri dianalisis
secara statistik dengan uji korelasi Pearson.
Hasil validasi metode Spektrofotometri UV-Vis dalam menetapakan kadar
total antosianin pada ekstrak ubi jalar ungu telah memenuhi persyaratan parameter
validasi. Koefisien korelasi (r) sebesar 0,995 Rata-rata persentase (%) perolehan
kembali antosianin adalah 102,83% dan koefisien variasi (KV) sebesar 2,387%.
Limit of Detection (LOD) dan Limit of Quantification (LOQ) secara berturut-turut
yaitu 0,061 mg/mL dan 0,202 mg/mL. Metode KLT-Spektrofotodensitometri
belum dapat dimanfaatkan dalam menetapkan kadar total antosianin karena belum
mampu memisahkan antosianin dengan baik, melalui evaluasi nilai retardation
factor (Rf), resolusi (Rs) dan tailing factor (Tf). Korelasi (r) kedekatan hubungan
metode Spektrofotometri UV-Vis dan KLT-Spektrofotodensitometri tidak dapat
ditetapkan karena metode KLT-Spektrofotodensitometri belum dapat
dimanfaatkan dalam menetapkan kadar total antosianin.
Kata kunci: Ubi jalar ungu, Antosianin, Kadar Total Antosianin, Spektrofotometri UV-
Vis, KLT-Spektrofotodensitometri.
xviii
ABSTRACT
Total anthocyanin content generally determined using spectrophotometry
UV-Vis method. This method is less efficient and less effective in analyzing large
amount sample. Total anthocyanin content which was determined using TLC-
spectrophotodensitometry gave an opportunity for giving more accurate and
efficient result.
The TLC-spectrophotodensitometry was evaluated through an assessment of
the separation result and chromatographic parameters. There were ten mobile
phase optimized in TLC-Spectrofotodensitometry. The stationary phase are silica
gel 60 F254 and HPTLC C-18. The correlation between spectrophotometry UV-Vis
method and TLC-spectrophotodensitometry was analyzed statistically using
Pearson Correlation test.
The result of the validation method of spectrophotometry UV-Vis in
quantification of total anthocyanins content in purple sweet potato extract has met
the requirements of validation parameters. The correlation coefficient (r) was
0,995. The average recovery of anthocyanin was 102,83% and the coefficient of
variation (CV) was 2,387%. Limit of Detection (LOD) and Limit of Quantification
(LOQ) respectively were 0,061 mg/mL and 0,202 mg/mL. TLC-
spectrophotodensitometry was not able to determine the total anthocyanin content
yet, because the method was unable to separate anthocyanin well through the
evaluation of retardation factor (Rf), resolution (Rs) and tailing factor (Tf) value.
Correlation (r) of both spectrophotometry UV-Vis and TLC-
spectrophotodensitometry can not be set because TLC-spectrophotodensitometry
can not be utilized in quantification of total anthocyanins content.
Kata kunci: Purple sweet potato, Anthocyanin, Total Anthocyanins Content,
Spectrophotometry UV-Vis, TLC-spectrophotodensitometry