TOKSISITAS MINYAK ATSIRI KAYU SURIAN
(Toona sinensis Roemor) TERHADAP LARVA
UDANG Artemia salina Leach
MARTUA YAN STEWARD NABABAN
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Toksisitas Minyak Atsiri Kayu Surian (Toona Sinensis Roemor) Terhadap Larva Udang Artemia Salina Leach adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dibawah bimbingan dosen Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M. Agr dan Dr. Ir. Rita Kartika Sari, M.Si dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2013
ABSTRAK
MARTUA YAN STEWARD NABABAN. Toksisitas Minyak Atsiri Kayu Surian (Toona sinensis Roemor) terhadap Larva Udang Artemia salina Leach. Dibimbing oleh Wasrin Syafii dan Rita Kartika Sari.
Sebagai negara dengan keanekaragaman hayati yang tinggi Indonesia memiliki potensi yang cukup besar untuk mengembangkan spesies-spesies tumbuhan obat serta mengeksplorasi senyawa aktif yang terkandung di dalamnya. Surian (Toona sinensis Roemor) merupakan salah satu spesies yang memiliki potensi obat karena telah terbukti mengandung senyawa aktif yang bersifat toksik terhadap beberapa jenis kanker serta bersifat antioksidan dan antibakteri, namun belum berhasil diisolasi senyawa aktifnya. Penelitian ini menggunakan metode kromatografi kolom dengan eluen yang ditingkatkan kepolarannya untuk memisahkan minyak atsiri kayu teras surian menjadi fraksi-fraksinya, kemudian diuji toksisitasnya terhadap larva udang A. salina. Hasil fraksinasi menghasilkan 9 fraksi dengan fraksi 1 merupakan fraksi teraktif dengan nilai LC50 6.79 µg/mL. Fraksi ini didominasi oleh senyawa spatulenol (14.93%), neoallosimena (10.17%),
α-kurkumena (6.54%), -elemena (3.40%) dan ledena (3.39%).
Kata kunci: fraksi, kromatografi kolom, senyawa aktif, surian, toksisitas
ABSTRACT
MARTUA YAN STEWARD NABABAN. The Toxicity of Essential Oil from Surianwood (Toona sinensis Roemor) to the Artemia salina Leach. shrimp larvae. Supervised by Wasrin Syafii and Rita Kartika Sari.
Indonesia which known as a high biological diversity is a potential country to develop medicinal plants species and explore the active compounds contained in it. Surianwood (Toona sinensis Roemor) is one of the species which potentially developed because it has been proved for containing active compounds that are toxic to certain types of cancer and has antioxidant and antibacterial effect, but it haven’t managed to isolate the active compounds. This research uses the column chromatography method with increased polarity to separate the essential oil into its fractions, then tested to A. salina shrimp larvae. The fractionation generates 9 fractions with fraction 1 is most active fraction which LC50 6.79 µg/mL. This fraction dominated by spathulenol (14.93%), neoallocimene (10.17%), α -curcumene (6.54%), -elemene (3.40%) and ledene (3.39%).
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan
pada
Departemen Hasil Hutan
TOKSISITAS MINYAK ATSIRI KAYU SURIAN
(Toona sinensis Roemor) TERHADAP LARVA
UDANG Artemia salina Leach
MARTUA YAN STEWARD NABABAN
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Toksisitas Minyak Atsiri Kayu Surian (Toona Sinensis Roemor) Terhadap Larva Udang Artemia Salina Leach
Nama : Martua Yan Steward Nababan
NIM : E24080094
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Wasrin Syafii, M Agr Pembimbing I
Dr Ir Rita Kartika Sari, M Si Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Ir I Wayan Darmawan, M Sc Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas penyertaan, hikmat dan kasih setia-Nya yang melimpah sehingga penulis dapat mengakhiri masa perkuliahan serta menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi yang berjudul Toksisitas Minyak Atsiri Kayu Surian (Toona Sinensis Roemor) Terhadap Larva Udang Artemia Salina Leach yang dilaksanakan pada bulan Mei 2012 hingga bulan November 2012.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada orang tua dan keluarga yang selalu mendukung penulis selama menyelesaikan perkuliahan. Penulis juga memberikan apresiasi yang setinggi-tingginya kepada Bapak Prof. Dr. Wasrin Syafii, M. Agr dan kepada Ibu Dr. Ir. Rita Kartika Sari, M.Si selaku dosen pembimbing yang tidak henti-hentinya memberikan bimbingan, arahan, dorongan dan motivasi kepada penulis selama menyelesaikan studi.
Penulis berterimakasih kepada para staf dan teman-teman di Laboratorium Kimia Hasil Hutan dan Laboratorium Kimia Organik (Bapak Supriatin, Bapak Sabur, Mas Gunawan, Mae, Mita, Arip, Dumas Flis Tang, Umar, Rina, Toriq) atas kerja sama, pertolongan, masukan dan semangatnya. Terimakasih pula kepada Jose Hasibuan, Benny Sinaga, Togi Damanik, Robert Suek, Daniel Nainggolan, Idho Tarigan, Tunggul E. Sitorus, Wellem Labatar, Samuel C. Nababan, Citra Lumban Gaol, Lia Purba, Vonika Manurung, Paul M. Brugman dan Richard Lawer atas kasih, inspirasi, teladan, kebersamaan, sharing hidup, dan doa yang sangat berarti bagi penulis. Tidak lupa pula kepada teman-teman seperjuangan THH`45 dan Pondok Salman atas kebersamaan selama menempuh studi. Akhir kata, semoga karya tulis ini berguna bagi kemajuan ilmu pengetahuan terutama di bidang kehutanan. Terimakasih.
Bogor, Februari 2013
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL x
DAFTAR GAMBAR x
PENDAHULUAN 1
METODE 2
Persiapan Bahan Baku 2
Penyulingan dan Penentuan Rendemen 2
Fraksinasi Minyak Atsiri 3
Uji Toksisitas Brine Shrimp Lethality Test (BSLT) 3
Analisis Data 4
Analisis Komposisi Kimia Fraksi Teraktif 4
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Rendemen dan Karakteristik Minyak Atsiri Kayu Teras Surian dan
Fraksi-fraksinya 5
Toksisitas Fraksi Minyak Atsiri Surian 7
Identifikasi Senyawa yang Terkandung dalam Fraksi Teraktif
Minyak Atsiri Kayu Teras Surian 8
SIMPULAN DAN SARAN 10
Simpulan 10
Saran 10
DAFTAR PUSTAKA 11
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Hasil fraksinasi minyak atsiri kayu teras surian dengan kromatografi
kolom (elusi gradien) 6
Tabel 2 Nilai rata- rata mortalitasa larva udang Artemia salina dan LC50 fraksi
minyak atsiri kayu teras surian 7
Tabel 3 Nilai rata-rata mortalitasa larva udang Artemia salina dan LC50 fraksi
minyak atsiri kayu teras surian 8
Tabel 4 Komposisi kimia fraksi teraktif minyak atsiri kayu teras surian
berdasarkan analisis GC-MS 9
DAFTAR GAMBAR
1
PENDAHULUAN
Indonesia sebagai salah satu negara dengan keanekaragaman hayati yang sangat tinggi diperkirakan memiliki sekitar 30,000 spesies tumbuhan berbunga. Sekitar 1260 spesies merupakan tumbuhan obat yang secara pasti diketahui berasal dari hutan tropika Indonesia (Zuhud et al. 1994). Sementara menurut Darusman et al. (2003) baru kurang lebih 465 jenis tumbuhan saja yang terdaftar dimanfaatkan sebagai tumbuhan obat. Hal ini menunjukkan bahwa potensi pengembangan spesies-spesies tumbuhan obat yang tumbuh di Indonesia sangat besar dan eksplorasi senyawa aktif yang terkandung di dalam tumbuhan obat yang berasal dari hutan tropika Indonesia sangat diperlukan.
Salah satu tumbuhan yang memiliki potensi obat adalah surian (Toona sinensis). Secara empiris hampir keseluruhan bagian dari pohon surian termasuk biji, kulit, batang, tangkai dan daun digunakan sebagai obat tradisional di berbagai negara (Edmond & Staniforth 1998). Akan tetapi penggunaan surian sebagai obat tradisional di Indonesia masih terbatas sebagai obat diare (Djam`an 2002). Padahal beberapa penelitian membuktikan bahwa daun surian mengandung senyawa bioaktif yang bersifat sitotoksik terhadap beberapa jenis sel kanker seperti sel kanker paru-paru, sel kanker ovarium, sel leukemia dan sel kanker prostat serta bersifat antioksidan dan anti bakteri (Chang et al. 2002, Chang et al. 2006, Yang et al. 2006, Chen et al. 2009, Wang et al. 2007, Hseu et al. 2008, Lin et al. 2012).
Selain bagian daun, bagian kayu surian potensial dikembangkan sebagai sumber senyawa aktif antikanker. Penelitian Sari et al. (2011) menunjukkan bahwa ekstrak etanol kayu teras surian memiliki aktivitas antioksidan dan sangat toksik terhadap larva udang Artemia salina Leach. Hasil analisis kimianya menunjukkan bahwa ekstrak etanol kayu teras surian mengandung beberapa jenis senyawa kimia penyusun minyak atsiri yang berperan terhadap tingginya toksisitas ekstrak. Meyer et al. (1982) menjelaskan bahwa uji toksisitas terhadap larva udang A. salina tersebut berkorelasi positif dengan efek antikanker. Penelitian lanjutan oleh Sari (2012) membuktikan bahwa minyak atsiri hasil penyulingan kayu teras surian memiliki aktivitas antiproliferasi sel kanker limfoma dan serviks tetapi tidak bersifat sitotoksik terhadap sel normal.
2
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan rendemen minyak atsiri hasil penyulingan kayu teras surian dan fraksi-fraksi hasil fraksinasinya dalam kromatografi kolom, menguji toksisitas fraksi-fraksi tersebut terhadap larva udang Artemia salina Leach, serta menganalisis komposisi kimia fraksi teraktifnya.
METODE
Penelitian ini terdiri atas beberapa tahapan yaitu persiapan bahan baku, penyulingan dan penentuan rendemen, fraksinasi minyak atsiri dalam kromatografi kolom, uji toksisitas larva udang A. salina serta analisis kimia fraksi teraktif menggunakan GC-MS.
Persiapan Bahan Baku
Bahan yang digunakan adalah pohon surian (Toona sinensis Roemor) dengan tinggi ± 8 m dan diameter 21 cm. Pohon tersebut diperoleh dari hutan rakyat Ciapus, Bogor, Jawa Barat. Untuk memastikan kebenaran jenis pohon yang digunakan, bagian daunnya telah diidentifikasi di Herbarium Bogoriense Bidang Botani Pusat Penelitian Biologi-LIPI Cibinong. Contoh uji diperoleh dari bagian teras kayu berupa serpihan kayu hasil penyerutan log.
Penyulingan dan Penentuan Rendemen
Sebanyak 3 kg contoh uji berupa serpih kayu basah dengan kadar air 20.75 % dimasukkan ke dalam alat penyulingan. Proses penyulingan menggunakan metode kukus (water and steam distillation), yaitu penyulingan dengan menggunakan air yang dipanaskan sehingga menghasilkan uap panas. Uap ini kemudian melalui bahan baku yang dapat menguapkan minyak atsiri yang terkandung. Uap panas tersebut mengalami pengembunan saat melalui kondensor. Hasil pengembunan ini berupa air dan minyak atsiri yang kemudian ditampung pada labu kondensat. Setelah disuling selama 8 jam, minyak atsiri yang dihasilkan kemudian dipisahkan dengan air dan ditimbang bobotnya. Rendemen minyak kemudian dihitung terhadap bobot kering tanur yaitu bobot kering yang terkoreksi menggunakan penghitungan kadar air kayu. Rendemen diperoleh dengan menggunakan rumus:
Rendemen (%) o tp t
inp t × 100
Ket: output = bobot minyak atsiri (g)
3
Fraksinasi Minyak Atsiri
Minyak atsiri yang diperoleh melalui penyulingan kemudian dipisahkan menjadi fraksi-fraksinya menggunakan kromatografi kolom. Fraksinasi menggunakan metode kromatografi kolom merupakan metode pemisahan senyawa kompleks menjadi menjadi komponen-komponennya melalui distribusi antara fasa diam dan fasa geraknya berdasarkan kemiripan karakteristik secara kimia (Houghton dan Raman 1998). Fasa diam berupa silika G60 yang bersifat polar mengadsorbsi/ menjerap minyak atsiri yang dilewatkan pada kolom.
Sebelumnya, minyak atsiri ditotolkan pada pelat kromatografi lapis tipis (KLT) jenis silika gel G60F254 dari Merck kemudian pelat dielusi dengan berbagai eluen. Pelat hasil elusi kemudian diamati dibawah lampu UV 254 nm. Pelat yang menghasilkan noda terbanyak dan terpisah menunjukkan bahwa eluen yang digunakan sebagai eluen terbaik (Skoog et al. 2004). Eluen yang digunakan adalah campuran n-heksana dan etil asetat. Elusi dengan pelarut n-heksana (nonpolar) dan etil asetat (semipolar) akan mengakibatkan terjadinya desorbsi, yaitu lepasnya penjerapan silika gel terhadap komponen minyak atsiri yang memiliki kemiripan sifat dengan pelarut. Senyawa tersebut kemudian ikut terbawa pada proses elusi.
Pengemasan kolom dilakukan menggunakan 600 g silika G60 untuk memisahkan ±14 g sampel minyak atsiri. Di dalam kromatografi kolom, elusi senyawa kimia penyusun minyak atsiri dimulai dengan 1 L pelarut n-heksana 100% dan dilanjutkan dengan campuran n-heksana dan etil asestat dengan kepolaran yang ditingkatkan bertahap (step gradient) sebesar 10%. Hasil elusi ditampung setiap 10 mL ke dalam vial yang kemudian dideteksi nodanya menggunakan KLT di bawah lampu UV 254 nm. Hasil elusi dalam botol vial yang menunjukkan pola noda yang sama berdasarkan uji KLT digabungkan menjadi satu fraksi. Hasil elusi tiap fraksi kemudian dipekatkan menggunakan evaporator putar untuk memisahkan eluennya, dan kemudian ditimbang untuk mengetahui bobotnya.
Pemisahan senyawa dapat dilihat dari perbedaan gerak senyawa dengan laju tertentu, yang dapat dinyatakan dengan Retention factor (Rf). Nilai ini dapat diperoleh dengan membagi jarak yang ditempuh oleh noda sampel dengan jarak yang ditempuh oleh pelarut yag terelusi (Gritter et al. 1991). Nilai Rf dapat dijadikan sebagai suatu petunjuk suatu senyawa berdasarkan interaksinya dengan pelat KLT yaitu dibandingkan dengan larutan pembanding yang telah diketahui Rf-nya pada eluen yang sama (Stahl 1985).
Uji Toksisitas Brine Shrimp Lethality Test (BSLT)
Langkah pertama dalam uji BSLT adalah penetasan telur udang A. salina. Telur udang ditempatkan pada wadah yang telah berisi air laut dengan dilengkapi aerator dan lampu penerangan selama 48 jam. Kemudian dilakukan persiapan larutan fraksi minyak atsiri. Konsentrasi fraksi minyak atsiri dibuat 5 variasi yaitu 10 µg/mL, 50 µg/mL, 100 µg/mL, 150 µg/mL dan 200 µg/mL.
4
minyak dalam 50 mL air laut. Larutan induk ini kemudian diambil pada jumlah tertentu dan ditambahkan dengan air laut untuk memperoleh konsentrasi yang diinginkan. Agar minyak dapat larut dalam air laut ditambahkan DMSO (Dimetil Sulfoksida). Pengujian tiap konsentrasi larutan uji dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan. Kontrol dibuat berupa air laut yang hanya ditambahkan DMSO maksimal 2%. Kemudian setelah 24 jam, pengamatan terhadap jumlah larva udang yang mati dan yang hidup dilakukan untuk mendapatkan data mortalitas dengan rumus:
o talita j mlah la va matij mlah la va a al 100
Data mortalitas yang telah diperoleh kemudian dikoreksi dengan mortalitas kontrol menggunakan rumus dari Abbott (1925) dalam Sari (2002) yaitu:
o talita te ko ek i mo talita – mo talita kont ol 100
- mo talita kont ol 100
Analisis Data
Data mortalitas larva udang hasil uji BSLT diolah dengan program Minitab 16 for Windows dengan probit analisis untuk mendapatkan nilai Lethality Concentration 50% (LC50). Nilai LC50 (Lethal Concentration 50%) merupakan suatu nilai yang menyatakan konsentrasi suatu senyawa kimia yang dapat membunuh 50% hewan uji dalam satuan µg/mL atau ppm (part per million).
Nilai LC50 menentukan tingkat toksisitas fraksi-fraksi minyak atsiri. Penentuan tingkat toksisitas menggunakan pedoman dari Meyer et al. (1982) dimana LC50 < 30 µg/mL adalah sangat toksik, 30 µg/mL ≤ LC50 ≤ 1000 µg/mL adalah toksik, dan LC50 > 1000 µg/mL adalah tidak toksik.
Analisis Komposisi Kimia Fraksi Teraktif
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen dan Karakteristik Minyak Atsiri Kayu Teras Surian dan Fraksi-fraksinya
Penyulingan minyak atsiri dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan dengan rendemen rata-rata sebesar 0.64%. Hasil ini tidak jauh berbeda dengan hasil penelitian Astari (2012) yang melaporkan rendemen rata-rata minyak atsiri kayu teras Surian sebesar 0.63%. Hasil penelitian tersebut juga melaporkan bahwa rendemen minyak atsiri yang diperoleh dari kayu teras lebih besar dibandingkan dengan minyak atsiri yang diperoleh dari daun dan gubalnya. Ini menunjukkan bahwa bagian pohon surian yang paling tepat dioptimalkan pemanfaatannya untuk minyak atsiri adalah bagian teras karena bagian tersebut memiliki rendemen yang lebih tinggi dibanding bagian lainnya. Minyak atsiri hasil penyulingan dari kayu teras surian berwarna hijau jernih (Gambar 1).
Minyak atsiri merupakan komponen minyak yang mudah menguap dengan aroma khas. Hasil penelitian menunjukkan minyak atsiri kayu teras surian memiliki aroma yang menyengat. Hal ini sesuai dengan penelitian Darmawan (2011) dan Astari (2012) yang menyatakan aroma minyak atsiri Surian beraroma menyengat. Menurut Sari (2012) aroma minyak atsiri kayu surian menyengat dan pedas seperti merica atau sirih. Ciri khas aroma minyak atsiri kayu teras Surian yang beraroma tajam seperti merica dan bawang putih (Edmonds & Staniforth 1998) juga ditemukan pada aroma batang pohon surian. Hal ini membuktikan pernyataan Sirait (2007) bahwa minyak atsiri merupakan senyawa yang bertanggung jawab terhadap aroma khas pada berbagai tumbuhan.
Hasil fraksinasi dalam kromatografi kolom terhadap minyak atsiri kayu teras surian menghasilkan 9 fraksi. Fraksi dengan rendemen tertinggi adalah fraksi 1, kemudian diikuti oleh fraksi 5 fraksi 4 (Tabel 1). Persentase hasil elusi yang mencapai 99.6% menunjukkan kemungkinan terkandungnya senyawa polar dalam minyak atsri surian yang masih teradsorbsi pada fase diam (silika gel). Menurut Cseke et al. (2006) campuran eluen sebagai fase gerak dalam kromatografi kolom yang cocok untuk minyak atsiri (terpenoid) adalah campuran n-heksana dan etil asetat. Penelitian oleh Darmawan (2011) melaporkan bahwa eluen terbaik minyak atsiri kayu teras surian adalah campuran n-heksana:etil asetat dengan perbandingan 8:2.
6
Minyak atsiri kayu teras surian diketahui didominasi oleh senyawa yang cenderung bersifat nonpolar karena sekitar 34% merupakan fraksi hasil elusi dengan n-heksana dan 45 % merupakan fraksi hasil elusi dengan campuran n -heksana:etil asetat dengan perbandingan 8:2. Hal ini dipertegas oleh penelitian Suryawati dan Murniyanto (2011) bahwa minyak atsiri didominasi oleh senyawa yang bersifat nonpolar. Houghton dan Rahman (1998) menyatakan bahwa
senyawa yang umumnya larut dalam pelarut nonpolar adalah dari golongan senyawa lemak, lilin, dan minyak atsiri (terpenoid). Analisis fitokimia yang dilakukan oleh Darmawan (2011) terhadap berbagai bagian surian menunjukkan bahwa minyak atsiri kayu surian mengandung senyawa terpenoid.
Fraksi 1 dan fraksi 5 hasil fraksinasi minyak atsiri kayu teras surian meskipun merupakan fraksi dominan, tetapi belum merupakan senyawa tunggal. Hal ini disebabkan karena jumlah noda hasil analisis pada KLT lebih dari satu. Hal ini sesuai dengan pernyataan Lenny (2004) bahwa keberadaan beberapa noda pada satu pelat mengindikasikan terdapatnya senyawa yang memiliki adanya kemiripan, terutama polaritasnya terhadap eluen.
Hasil pemisahan ini menghasilkan 9 fraksi sedangkan penelitian Sari (2012) hanya menghasilkan 5 fraksi. Perbedaan ini disebabkan karena kromatografi kolom memiliki luas bidang kontak fasa diam dengan sampel lebih tinggi dibandingkan KLTP sehingga senyawa-senyawa terpisah lebih baik. Gritter et al. (1991) menyatakan bahwa pemisahan sampel yang paling baik adalah dengan meningkatkan luas bidang kontak fasa diam (silika gel) dengan sampel. Selain itu pemisahan dalam kromatografi kolom dapat menggunakan eluen dengan kepolaran yang dapat ditingkatkan. Harvey (2000) mengemukakan bahwa metode eluen dengan bertingkat (step gradient) digunakan bertujuan agar semua sampel dalam kolom tersebut dapat terbawa. Namun penelitian ini juga belum dapat memisahkan senyawa-senyawa menjadi senyawa tunggal. Hal ini diduga karena Tabel 1 Hasil fraksinasi minyak atsiri kayu teras surian dengan kromatografi
kolom (elusi gradien)
elusi menggunakan n-Heksana:Etil asetat pada perbandingan 4:6, 3:7, 1:9 dan Etil asetat tidak terdeteksi adanya fraksi
7
tingkat kemiripan sifat kepolaran yang tinggi antar senyawa penyusun minyak atsiri kayu surian. Pemisahan fraksi yang masih mengandung lebih dari satu senyawa perlu dilanjutkan dengan menggunakan KLTP sehingga diperoleh senyawa tunggal.
Toksisitas Fraksi Minyak Atsiri Surian
Uji toksisitas menggunakan metode BSLT terhadap kesembilan fraksi minyak kayu teras surian dengan lima variasi konsentrasi menghasilkan nilai mortalitas yang bervariasi pada tiap fraksinya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi minyak maka mortalitas larva udang semakin besar (Tabel 2). Sementara itu mortalitas kontrol rata-rata adalah sebesar 2.31%. Persentase mortalitas kontrol ini masih tergolong cukup rendah karena persentase mortalitas kontrol dalam pengujian BSLT menurut Fajarningsih et al. (2006) maksimal sebesar 10%. Dengan demikian DMSO yang digunakan untuk meningkatkan kelarutan sampel dalam air laut dinilai baik.
Fraksi 1 sampai dengan 5 lebih toksik dibandingkan fraksi lainnya karena pada konsentrasi 50 µg/mL saja telah membunuh larva udang 100%, sedangkan pada fraksi 6 sampai dengan fraksi 9 pada konsentrasi yang sama hanya mampu membunuh 7% sampai 33% larva udang. Namun mortalitas yang sangat tinggi pada konsentrasi yang diujikan tersebut membuat pengolahan data dengan analisis probit tidak dapat digunakan karena data yang tersedia tidak terandalkan (Tabel 2). Untuk itu fraksi 1 sampai fraksi 5 tersebut diuji BSLT kembali dengan menggunakan konsentrasi yang lebih rendah.
Tabel 2 Nilai rata-rata mortalitasa larva udang Artemia salina dan LC50 fraksi minyak atsiri kayu teras surian
Fraksi
Fraksi 6 3.33 33.33 50 83.33 90 83.68 Toksik
Fraksi 7 3.33 16.67 23.33 40 60 179.38 Toksik
Fraksi 8 13.33 13.33 35.19 72.22 78.52 107.77 Toksik
Fraksi 9 13.33 7.04 35.93 55.56 67.41 141.16 Toksik
a
- rataan dari 3 kali ulangan
- dikoreksi dengan mortalitas kontrol
b
data fraksi 1 sampai fraksi 5 tidak terandalkan.
c
8
Hasil analisis probit menunjukkan bahwa berdasarkan nilai LC50, fraksi 6 sampai fraksi 9 tergolong ke dalam kategori toksik (Tabel 2). Hasil pengujian BSLT lanjutan terhadap fraksi 1 sampai dengan fraksi 5 menunjukkan bahwa semua fraksi yang diujikan tergolong sangat toksik dan fraksi 1 merupakan fraksi teraktif (Tabel 3). Fraksi 1 yang merupakan hasil elusi dengan eluen n-heksana 100% diduga memiliki aktivitas antiproliferasi sel kanker yang tinggi karena hasil penelitian Sari (2012) menunjukkan bahwa fraksi 1 hasil fraksinasi minyak atsiri dalam KLTP dengan eluen n-heksana 100% memiliki aktivitas antiproliferasi sel kanker limfosit Raji yang tinggi (nilai IC50 22 µg/mL). Fraksi teraktif dari minyak atsiri kayu teras surian yaitu fraksi 1 kemudian diidentifikasi komponen penyusunnya menggunakan instrumen analisis GC-MS.
Identifikasi Senyawa yang Terkandung dalam Fraksi Teraktif Minyak Atsiri Kayu Teras Surian
Meskipun hasil analisis KLT menunjukkan bahwa fraksi 1 terdiri dari 4 noda, ternyata hasil analisis GC-MS mengidentifikasi sebanyak 31 senyawa (Tabel 4). Sebanyak 70.14% dari fraksi tersebut dapat teridentifikasi. Hampir mencapai 30 % senyawa tidak dapat teridentifikasi dengan baik disebabkan rendahnya kemiripan dengan pangkalan data sehingga tidak dapat dipastikan jenis senyawanya. Identifikasi senyawa menunjukkan bahwa fraksi 1 minyak atsiri kayu teras surian ini terdiri dari seskuiterpena dan seskuiterpena beroksigen.
Sekitar 33.12% dari senyawa yang teridentifikasi dalam fraksi 1 merupakan seskuiterpena beroksigen sedangkan selebihnya merupakan seskuiterpena. Menurut Ketaren (1985), senyawa yang tergolong hidrokarbon beroksigen adalah sebagai penyebab utama aroma minyak atsiri, lebih tahan panas, serta lebih stabil terhadap proses oksidasi. Senyawa penyebab aroma menyengat kayu surian adalah senyawa seskuiterpena beroksigen tersebut.
Tabel 3 Nilai rata-rata mortalitasa larva udang Artemia salina dan LC50 fraksi minyak atsiri kayu teras surian
Fraksi - dikoreksi dari mortalitas kontrol
b
menurut Meyer et al.(1982)
c
9
29 12.86 3-PhenylIndolizine 2-
Carbaldehyde c 1.69 90 221 C15 H11NO
10
Hasil identifikasi menggunakan GC-MS menunjukkan bahwa senyawa utama pada fraksi teraktif minyak atsiri kayu teras surian adalah spatulenol (14.93%), neoallosimena (10.17%), α-kurkumena (6.54%), -elemena (3.40%) dan ledena (3.39%). Senyawa-senyawa utama tersebut merupakan senyawa dan sesquiterpena kecuali spatulenol yang merupakan senyawa seskuiterpena beroksigen. Hasil GC-MS pirolisis pada penelitian Sari (2012) terhadap minyak atsiri kayu surian yang belum dipisahkan fraksi-fraksinya juga menunjukkan bahwa minyak atsiri kayu teras surian didominasi oleh spatulenol namun dalam persentase relatif lebih besar (21%). Hasil penelitian Mu et al. (2007) yang telah melakukan analisis GC-MS pada ekstrak daun surian asal China melaporkan bahwa komponen utama ekstrak daun tersebut adalah trans-kariofilena (21.42%). Senyawa ini juga ditemukan pada hasil analisis fraksi 1 minyak atsiri surian tetapi dalam konsentrasi relatif kecil (1.55%).
Spatulenol, α-kurkumena, dan -elemena yang merupakan senyawa utama dalam fraksi teraktif diduga berperan terhadap tingginya toksisitas fraksi 1. Hal ini dipertegas oleh hasil penelitian Sari (2012) menunjukkan bahwa spatulenol dan -elemena merupakan senyawa utama dalam fraksi minyak atsiri kayu surian yang memiliki aktivitas antiproliferasi sel kanker limfosit yang tinggi. Menichini et al. (2009) juga melaporkan bahwa minyak atsiri Teucrium polium yang didominasi oleh spatulenol memiliki aktivitas antikanker kolon CACO-2. Penelitian oleh Itokawa et al. (1984) menunjukan bahwa α-kurkumena merupakan komponen Curcuma xanthorrizza yang memiliki potensi antitumor paling aktif. Senyawa δ-elemena juga dilaporkan bersifat sitotoksik (Duh et al. 1999). Namun senyawa–senyawa yang memiliki konsentrasi kecil belum dapat diketahui secara pasti pengaruhnya terhadap aktivitas suatu senyawa.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Penyulingan kayu teras surian dengan metode kukus (water and steam distillation) menghasilkan minyak atsiri dengan rendemen 0.64%. Hasil fraksinasi minyak atsiri menggunakan metode kromatografi kolom menghasilkan 9 fraksi, dengan fraksi 1 memiliki rendemen tertinggi sebesar 33.83%. Hasil uji toksisitas terhadap larva udang Artemia salina Leach. menunjukkan bahwa fraksi 1-5 tergolong sangat toksik, sedangkan fraksi 6-9 tergolong toksik. Fraksi 1 minyak atsiri kayu teras surian merupakan fraksi teraktif dengan nilai LC50 6.79 µg/mL. Fraksi ini didominasi oleh senyawa spatulenol (14.93%), neoallocimena (10.17%), α-kurkumena (6.54%), -elemena (3.40%) dan ledena (3.39%).
Saran
11 Toona sinensis Roemor exerts potent antiproliferatife effect on human lung cancer cells. American J Chin Med 30 (2 & 3): 307-314.doi: 10.1142/S01924 15X0200022.
Chang HL, Hsu HK, Su JH, Wang PH, Chung YF, Chia YC, Tsai LY, Wu YC, Yuan SS. 2006. The fractionated Toona sinensis leaf extract induces apoptosis of human ovarian cancer cells and inhibits tumor growth in a murine xenograft model. Gynec Oncol 102: 309-314.doi:10.1016/j.ygyno.2005.12.023.
Chen HM, Wu YC, Chia YC, Chang FR, Hsu HK, Hsieh YC, Chen CC, Yuan SS. 2009. Gallic acid, a major component of Toona sinensis leaf extracts, contains a ROS-mediated anti-cancer activity in human prostate cancer cells. Canc Letters 286: 161 – 171.doi:10.1016/j.canlet.2009.05.040.
Cseke LJ, Kirakosyan A, Kaufman PB, Warber SL, Duke JA, Brielmann HL. 2006. Natural Product from Plant. Boca Raton (US): Taylor & Francis.
Darmawan I. 2011. Bioaktivitas minyak atsiri pohon suren (Toona sinensis Roemor) berdasarkan uji brine shrimp lethality test (BSLT) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Darusman D, Darusman LK, Rahmanendra D. 2003. Kelayakan agribisnis kumis kucing dan kapulaga serta kontribusinya terhadap kelayakan pendapatan rumah tangga petani di desa Kalaparea dan desa Palasari hilir kabupaten Sukabumi. Di dalam: Lestari Y, editor. Seminar dan Pameran Nasional Tumbuhan Obat Indonesia XXIV. 2003 September 19-20; Bogor, Indonesia. Bogor (ID): Pusat Studi Biofarmaka LP IPB. hlm 45-49.
Djam`an DF. 2002. Informasi Singkat Benih 24. Bogor (ID): Balai Penelitian dan Pengembangan Teknologi Perbenihan.
Duh CY, Wang SK, Weng YL, Chiang MY, Dai CF. 1999. Cytotoxic terpenoids from the formosan soft coral Nephthea brassica. J Nat Prod 62: 1518-1521. 11]; (1):35-41. Tersedia pada http://www.sidik.litbang.kkp.go.id/index.php/ searchkatalog/byId/3811.
Gritter RJ, Bobbit JM, Schwarting AE. 1991. Pengantar Kromatografi. Padmawinata K, penerjemah. Bandung (ID): ITB Pr. Terjemahan dari: Introduction of Chromatography.
Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York (US): McGraw-Hill. Hostettmann K, Hostettmann M, Marson A. 1995. Cara Kromatografi Preparatif
12
Houghton PJ, Raman A. 1998. Laboratorary Handbook for the Fractionation of Natural Extracts. New York (US): Chapman & Hall.
Hseu YC, Chang WH, Chen, CS, Liao JW, Huang CJ, Lu FJ, Chia YC, Hsu HK, Wu JJ, Yang HL. 2008. Antioxidant activities of Toona Sinensis leaves extracts using different antioxidant models. Chem toxicol 46:105-114.doi:10.1016/j. fct.2007.07.003.
Itokawa H, Hirayama F, Funakoshi K, Takeya K. 1984. Studies on the antitumor bisabolane sesquiterpenoids isolated from Curcuma xanthorrhiza. Chem pharm bull [Internet]. [diunduh 2013 Feb 13] 3(8) 3488-3492. Tersedia pada http://ci.nii.ac.jp/naid/110003625852/.
Ketaren S. 1985. Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. Jakarta (ID): Balai Pustaka. Lenny S. 2004. Senyawa terpenoida dan steroida [karya ilmiah]. Medan (ID):
Universitas Sumatera Utara.
Lin Q, Li M, Zhou R, Liu Y. 2012. Chemical composition and anti-bacterial activity of essential oil from Cedrela sinensis (A. Juss.) Roem. seed. African J Biotech.11: 1789-1795.doi: 10.5897/ajb11.2947.
Menichini F, Conforti F, Rigano D, Formisano D, Piozzi F, Senatore F. 2009. Phytochemical composition, anti-inflammatory and antitumour activities of four teucrium essential oils from Greece. Food Chem. 115:679-686. doi:10.10 16/j.foodchem.2008.12.067.
Meyer BN, Ferrigni NR, Putnam JE, Jacobsen LB, Nichols DE, McLaughin JL. 1982. Brine shrimp: a convenient general bioassay for active plant constituents. J of Med Plant Res [Internet]. [diunduh 2012 Aug 25]; 45:31-34. Tersedia pada http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17396775.
Mu R, Wang X, Liu S, Yuan X, Wang S, Fan Z. 2007. Rapid determination of volatile compounds in Toona sinensis (A. Juss.) Roem. by MAE-HS-SPME followed by GC-MS. Chromatographia 65:463-467.doi: 10.1365/s10337-007-0183-00009-5893/07/04.
Sari RK. 2002. Isolasi dan identifikasi komponen bioaktif dari damar mata kucing (Shorea javanica K. Et. V). [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Sari RK, Syafii W, Achmadi SS, Hanafi M. 2011. Aktivitas antioksidan dan toksisitas ekstrak etanol surian (Toona sinensis). J Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan 4(2):46-52.
Sari RK. 2012. Aktivitas antioksidan, antiproliferasi sel kanker serta karakterisasi kimia fraksi aktif kayu teras surian (Toona sinensis) dan suren (Toona sureni) [disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Sirait M. 2007. Penuntun Fitokimia dalam Farmasi. Bandung (ID): ITB Pr. Skoog DA, West DM, Holler FJ, Crouch SR. 2004. Fundamentals of Analytical
Chemistry. 8th Edn. California (US): Thompson Learning
Stahl E. 1985. Analisis Obat secara Kromatografi dan Mikroskopis. Padmawinata K, penerjemah. Bandung (ID): ITB Pr. Terjemahan dari: Drug Analysis by Chromatography and Microscopic.
13
Wang KJ, Yang CR, Zhang YJ. 2007. Phenolic antioxidants from chinese toon (fresh young leaves and shoots of Toona sinensis). J Food Chem 101: 365-371. doi:10.1016/j.foodchem.2006.01.044.
Yang HL, Chang WH, Chia YC, Huang CJ, Lu FJ, Hsu HK, Hseu YC. 2006. Toona sinensis extracts induces apoptosis via reactive oxygen species in human premyelocytic leukimia cells. Food Chem Toxicol 44: 1978-1988.doi:10.1016/ j.fct.2006.06.027.
14
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Siborongborong, Sumatera Utara pada tanggal 16 November 1990 sebagai anak kedua dari lima bersaudara pasangan Bapak Jonsar Nababan dan Ibunda Emmyda Saragi. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SD Swasta St. Lucia Siborongborong pada tahun 2002, kemudian melanjutkan pendidikan di SMP Negeri 1 Siborongborong sampai tahun 2005. Pada tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 (plus) Matauli Pandan, Tapanuli Tengah. Penulis diterima di IPB melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan tinggi Negeri (SNMPTN) di Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan pada tahun yang sama. Kemudian pada tahun 2011 penulis memilih Bagian Kimia Hasil Hutan sebagai bidang minat studi.
Selama mengikuti perkuliahan penulis terlibat aktif dalam Komisi Pembinaan Pemuridan Unit Kegiatan Mahasiswa Persekutuan Mahasiswa Kristen IPB. Penulis juga pernah dipercayakan menjadi Badan Pengurus Harian (BPH) UKM PMK IPB tahun 2011. Penulis mengikuti Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Baturraden dan Cilacap, Jawa Tengah dan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) di Hutan Pendidikan Gunung Walat, Sukabumi. Penulis juga telah melaksanakan Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Pindo Deli Pulp and Paper Mills, Karawang. Pada 2011 penulis telah mengikuti Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) yang didanai oleh DIKTI.
