73
UJI AKTIVITAS HIPOGLIKEMIK NANO PARTIKEL DAUN TEMURU DAN EKSTRAK DAUN TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng) TERHADAP TIKUS PUTIH YANG DIINDUKSI ALOKSAN SERTA
AKTIVITAS ANTIOKSIDANNYA
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Magister dalam Ilmu Farmasi Pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
OLEH: RINI HANDAYANI
NIM 137014008
PROGRAM STUDI MAGISTER FARMASI FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2015
74
UJI AKTIVITAS HIPOGLIKEMIK NANO PARTIKEL DAUN TEMURU DAN EKSTRAK DAUN TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng) TERHADAP TIKUS PUTIH YANG DIINDUKSI ALOKSAN SERTA
AKTIVITAS ANTIOKSIDANNYA
OLEH: RINI HANDAYANI
NIM 137014008
PROGRAM STUDI MAGISTER FARMASI FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
76
PENGESAHAN TESIS
Nama Mahasiswa : Rini Handayani
Nomor Induk Mahasiswa : 137014008
Program Studi : Magister Farmasi
Judul Tesis : Uji Aktivitas Hipoglikemik Nano partikel Daun Temuru dan Ekstrak Etanol Daun Temuru (Murraya koenigii (L) Spreng) Terhadap Tikus Putih yang Diinduksi Aloksan Serta Aktivitas Antioksidannya
Telah diuji dan dinyatakan LULUS di depan Tim Penguji pada hari Kamis tanggal dua puluh tujuh bulan Agustus tahun dua ribu lima belas.
Mengesahkan:
Tim Penguji Tesis
Ketua Tim Penguji Tesis : Prof. Dr. Karsono., Apt.
Anggota Tim Penguji Tesis : Prof. Dr. Urip Harahap, Apt.
Prof. Dr. Rosidah, M.Si., Apt.
77
UJI AKTIVITAS HIPOGLIKEMIK NANO PARTIKEL DAUN TEMURU DAN EKSTRAK DAUN TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng) TERHADAP TIKUS PUTIH YANG DIINDUKSI ALOKSAN SERTA
AKTIVITAS ANTIOKSIDANNYA
ABSTRAK
World Health Organization memperkirakan penderita diabetes mellitus
(DM) terus meningkat baik di dunia maupun di Indonesia pada tahun 2030. Akarbose sebagai antidiabetik DM tipe 2 memiliki efek samping. Pengobatan menggunakan bahan alam dianggap lebih aman dan mempunyai efek samping yang relatif kecil. Aplikasi teknologi nano dalam dunia pengobatan terus meningkat, tetapi belum ditemukan teknologi nano dalam pengolahan simplisia daun temuru.
Tujuan penelitian ini untuk menguji aktivitas hipoglikemik, menentukan golongan senyawa bioaktif, membandingkan aktivitas hipoglikemik, dan mengukur aktivitas antioksidan nano partikel dan ekstrak etanol daun temuru, serta mengetahui pengaruh kadar glukosa darah terhadap kadar kolesterol darah tikus DM.
Nano partikel daun temuru diperoleh menggunakan metode milling selanjutnya karakteristik nano partikel dianalisis menggunakan SEM (Scanning
Electron Microscope) dan PSA (Particle Size Analyzer), sedangkan ekstrak
etanol daun temuru diperoleh dengan cara maserasi. Uji hipoglikemik menggunakan tikus yang diinduksi dengan aloksan 150 mg/kg bb intraperitoneal. Pengukuran kadar glukosa darah (KGD) tikus menggunakan alat glukotest dan penetapan kadar kolesterol total darah tikus menggunakan metode kolorimetri enzimatik. Penentuan aktivitas antioksidan menggunakan metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhidrazyl).
Analisis SEM dan PSA menunjukkan bahwa nano partikel daun temuru memiliki permukaan yang halus dan rata dengan rerata ukuran partikel 35,77 ± 36,3 nm. Analisis paired samples statistic menunjukkan bahwa rata-rata penurunan KGD puasa kelompok tikus yang diberikan nano partikel dan ekstrak etanol daun temuru berbeda nyata dengan kelompok kontrol diabetik berturut-turut dengan nilai signifikan 0,003; 0,002, P < 5%. Analisis regresi linier sederhana (RLS) secara statistik menunjukkan peningkatan dan penurunan KGD sebesar 1mg/dL akan meningkatkan atau menurunkan kadar kolesterol total tikus DM sebesar 0,144mg/dL. Skrining fitokimia menunjukkan nano partikel mengandung senyawa bioaktif alkaloid, flavonoid, glikosida, saponin, antrakuinon glikosida, tanin, triterpenoid/steroid, dan ekstrak etanol daun temuru mengandung senyawa bioaktif alkaloid, glikosida, saponin, dan triterpenoid/steroid. Analisis aktivitas antioksidan ekstrak etanol daun temuru memiliki IC50 sebesar 34,16 ppm dan IC50 nano partikel sebesar 328,42 ppm.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa nano partikel dan ekstrak etanol daun temuru dapat menurunkan KGD tikus. Kadar glukosa darah tikus mempengaruhi kadar kolesterol total tikus DM dan aktivitas antioksidan nano partikel lebih besar daripada ekstrak etanol daun temuru.
78
HYPOGLYCEMIC ACTIVITY TEST NANO PARTICLES TEMURU LEAVEAS AND TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng) LEAF EXTRACT TO RATS INDUCED ALLOXAN AND THE ANTIOXIDANT
ACTIVITY
ABSTRACT
World Health Organization predict that Diabetes Mellitus (DM) keep increasing whether in worldwide or Indonesia in 2030. Acarbose is an antidiabetic for DM type II that has a side effect. Treatment using the natural product is effectiveness and less side effect. Nanotechnology application in medicinal world keep increasing, but the nanotechnology in the leaves of temuru simplex has not been found.
The aim of this study was to evalueted the hypoglycemic activity, determined the bioactive compounds, compared the hypoglycemic activity, and measured the antioxidant activity of nano particles and ethanolic extract of temuru leaves, and to determined the effect of blood glucose level against cholesterol in DM rats.
Nano particles of temuru leaves was obtained using milling method then the characteristic of nano particles was analyzed using SEM (Scanning Electron Microscope) and PSA (Particle Size Analyzer), while the extract was obtained using maceration. Hypoglycemic test was using rats that was induced with intraperitoneal of 150 mg/kg/BW alloxan. Blood glucose level was measured using glucose test instrument and the cholesterol was determined using enzymatic colorimetric method. Antioxidant activity was determined using DPPH (2.2-diphenyl-1-picrylhidrazil).
SEM and PSA analysis showed that the of nano particles temuru leaveas had a soft and flat surface with the average particle size about 35.7±36.3 nm. Paired samples statistic analysis showed that the decreasing of fasted blood glucose level in the rats group that given nano particles and ethanolic extract of temuru leaves was significantly different with diabetic control group with significant value 0.003;0.002, P < 5%. Simple linier regression statistically showed that the increasing or decreasing of 1 mg/dL blood glucose level will increase or decrease the total cholesterol of 0.144 mg/dL. Phytochemical screening showed nano particles contained alkaloids, flavonoids, glycoside, saponins, antraquinone glycoside, tannin, triterpenoids/steroids, and the extract of temuru leaves contained bioactive compounds such as alkaloids, flavonoids, saponins, and triterpenoids/steroids. Antioxidant activity analysis showed that the IC50 of ethanolic extract of temuru leaves was 34.16 ppm and IC50 of nano
particles was 324.43 ppm.
The results indicates that nano particles and ethanolic extract of temuru leaves can decreasing the rats blood glucose level. The blood glucose levellevel in DM rats is influences the total cholesterol and the antioxidant activity of nano particles was higher than the ethanolic extract of temuru leaves.
79 DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
SURAT PERNYATAAN ... v
KATA PENGANTAR ... vi
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xvii
DAFTAR GAMBAR ... xix
DAFTAR LAMPIRAN ... xx
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 7
1.3 Hipotesis ... 7
80
1.5 Manfaat Penelitian ... 9
1.6 Kerangka Teori Penelitian ... 9
1.7 Kerangka Pikir Penelitian ... 11
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 14
2.1 Uraian tanaman ... ... 14
2.1.1 Habitat dan daerah tumbuh ... ... 14
2.1.2 Sinonim ... 14
2.1.3 Nama daerah ... 14
2.1.4 Sistematika tumbuhan ... 15
2.1.5 Morfologi tanaman ... 15
2.1.6 Kandungan kimia ... 16
2.1.7 Penggunaan tanaman ... 16
2.2 Ekstraksi ... ... 17
2.1.1 Metode ekstraksi... 18
2.3 Diabetes Mellitus ... 20
2.3.1 Klasifikasi diabetes mellitus ... 21
2.3.2 Manifestasi klinik diabetes mellitus ... 24
81
2.3.4 Komplikasi diabetes mellitus ... 25
2.3.5 Pengobatan diabetes mellitus ... 26
2.3.5.1 Terapi insulin ... 26
2.3.5.2 Obat Hipoglikemik Oral (OHO) ... 27
2.3.5.2.1 Sulfonilurea ... 27
2.3.5.2.2 Glinide (meglitinide dan turunan fenilalanin) ... 28
2.3.5.2.3 Biguanida ... 28
2.3.5.2.4 Tiazolidondion ... 29
2.3.5.2.5 Inhibitor DPP-4 ... 29
2.3.5.2.6 Penghambat enzim α-glukosidase ... 29
2.3.6 Diabetes mellitus pada hewan uji ... 31
2.4 Radikal bebas ... ... 33
2.4.1 Sumber radikal bebas ... 33
2.5Antioksidan ... ... 33
2.5.1 Klasifikasi antioksidan ... 35
2.5.1.1 Berdasarkan asal terbentuknya ... 35
82
2.5.2 Metode uji aktivitas antioksidan ... 37
2.5.3 Metode DPPH ... ... 37
2.6 Kolesterol... ... 38
2.6.1 Biosintesis kolesterol ... 38
2.6.2 Transfor lipid dalam plasma ... 40
2.6.3 Klasifikasi kadar lipid dalam plasma ... 41
2.6.4 Hiperlipidemia ... 42
2.6.5 Terapi hiperlipidemia ... 43
2.6.6 Metode pengukuran lipid plasma ... 47
2.7 Nanomaterial dan nanoteknologi ... 47
2.7.1 Nanopartikel ... 48
2.7.2 Metode pembuatan nanopartikel ... 48
2.7.3 Keunikan nanopartikel ... 51
BAB III METODE PENELITIAN ... 52
3.1 Alat ... 53
3.2 Bahan-bahan ... ... 54
3.3 Prosedur ... 54
3.3.1 Penyiapan bahan tumbuhan ... 54
83
3.3.1.2 Identifikasi tumbuhan ... 55
3.3.1.3 Pembuatan simplisia daun temuru ... 55
3.3.2 Pembuatan pereaksi ... 55
3.3.2.1 Besi (III) klorida 1%b/v ... 55
3.3.2.2 Larutan asam klorida 2N ... 55
3.3.2.3 Timbal (II) asetat 0,4M ... 55
3.3.2.4 Pereaksi meyer ... 55
3.3.2.5 Pereaksi molish ... 56
3.3.2.6 Pereaksi dragendorf ... 56
3.3.2.7 Larutan kloralhidrat ... 56
3.3.2.8 Larutan pereaksi asam sulfat 2N ... 56
3.3.2.9 Pereaksi bouchardat ... 56
3.3.2.10 Pereaksi lieberman-bouchardat ... 56
3.3.3 Pemeriksaan karakteristik simplisia ... 57
3.3.3.1 Pemeriksaan makroskopik ... 57
3.3.3.2 Pemeriksaan mikroskopik ... 57
84
3.3.3.4 Penetapan kadar sari larut dalam air ... 58
3.3.3.5 Penetapan kadar sari larut dalam etanol ... 59
3.3.3.6 Penetapan kadar abu total ... 59
3.3.3.7 Penetapan kadar abu yang tidak larut asam ... 59
3.3.4 Penentuan golongan senyawa kimia ekstrak etanol daun temuru dan nanopartikel daun temuru ... 60
3.3.4.1 Pemeriksaan alkaloid ... 60
3.3.4.2 Pemeriksaan flavanoid ... 60
3.3.4.3 Pemeriksaan glikosida ... 60
3.3.4.4 Pemeriksaan glikosida antrakinon ... 61
3.3.4.5 Pemeriksaan saponin ... 61
3.3.4.6 Pemeriksaan tanin ... 62
3.3.4.7 Pemeriksaan steroid/triterpenoid ... 62
3.3.5 Pembuatan ekstrak etanol dan nanopartikel daun temuru ... 62
3.3.5.1 Pembuatan ekstrak etanol daun temuru ... 62
85
3.3.6 Pemeriksaan karakteristik nanopartikel ... 64
3.3.6.1 SEM (Scanning Electrone Microscope) ... 64
3.3.6.2 PSA (Particle Size Analyzer) ... 64
3.3.7 Pengujian aktivitas hipoglikemik ... 65
3.3.7.1 Aklimatisasi hewan uji ... 65
3.3.7.2 Pengukuran kadar glukosa darah (KGD) Puasa ... 65
3.3.7.3 Uji Pendahuluan ... 65
3.3.7.4 Penginduksian DM pada tikus dengan aloksan ... 67
3.3.7.5 Pemberian nanopartikel dan ekstrak etanol daun temuru secara peroral (desain eksperimen) ... 67
3.3.8 Analisis aktivitas antioksidan metode DPPH ... 68
3.3.8.1 Pembuatan larutan blangko ... 68
3.3.8.2 Penentuan panjang gelombang serapan maksimum ... 69
3.3.8.3 Penentuan operating time ... 69
86
3.3.8.5 Pembuatan larutan uji ... 69
3.3.8.6 Analisis persen pemerangkapan radikal bebas . 69 3.3.8.7 Analisis nilai IC50 ... 70
3.3.9 Pengukuran kolesterol ... 70
3.3.9.1 Cara pengambilan plasma darah tikus ... 70
3.3.9.2 Penetapan kadar kolesterol total ... 71
3.4 Analisis data ... 72
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 73
4.1 Hasil identifikasi tumbuhan ... 73
4.2 Karakterisasi nanopartikel dan ekstrak daun temuru ... 73
4.3 Skrining fitokimia ... 74
4.4 Karakteristik nano partikel daun temuru ... 76
4.4.1 Pengamatan scanning electron microscopy (SEM) ... 76
4.4.2 Particle size analyzer (PSA) ... 77
4.5 Uji pendahuluan ... 78
4.6 Penginduksian aloksan ... 80
87
4.8 Perbandingan aktivitas hipoglikemik nanopartikel dan
ekstrak etanol daun temuru ... 87
4.9 Pengaruh KGD tikus putih jantan terhadap kolesterol total Tikus putih jantan diabetes mellitus ... 89
4.10 Aktivitas antioksidan ... 94
4.10.1 Hasil penentuan panjang gelombang ... 94
4.10.2 Hasil operating time ... 95
4.10.3 Hasil analisis peredaman radikal bebas DPPH oleh Nanopartikel dan ekstrak etanol daun temuru ... 95
4.10.4 Hasil analisis nilai IC50 (inhibitory concentration) Nanopartikel dan ekstrak daun temuru ... 96
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 101
5.1 Kesimpulan ... 101
5.2 Saran ... 101
88
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Manfaat daun temuru (Murraya koenigii) ... 4
Tabel 2.1 Klasifikasi kadar kolesterol total, LDL, HDL, dan
Trigliserida ... 42
Tabel 2.2 Obat-obat yang mempengaruhi metabolisme lipoprotein,
efek samping, dan kontraindikasi ... 46
Tabel 2.3 Kelebihan dan kekurangan metode pembuatan
nanopartikel ... 50
Tabel 3.1 Matriks rancangan percobaan ... 52
Tabel 3.2 Jumlah sampel, standard, dan reagen kit kolesterol untuk
Pengukuran kadar kolesterol total ... 71
Tabel 4.1 Hasil karakterisasi nanopartikel dan ekstrak etanol daun
temuru ... 73
Tabel 4.2 Hasil skrining fitokimia nanopartikel dan ekstrak etanol
Daun temuru ... 75
Tabel 4.3 Hasil PSA (Particle Size Analyzer) simplisia daun
temuru ... 77
Tabel 4.4 Hasil pengukuran kadar glukosa darah (rerata±SD, n=5) Tikus putih jantan setiap kelompok perlakuan
setelah penginduksianaloksan ... 81
Tabel 4.5 Hasil analisis anova rerata penurunan darah kadar glukosa darah (mg/dL) tikus putih jantan yang diberikan
nanopartikel daun temuru setelah penginduksian aloksan ... 83
Tabel 4.6 Hasil analisis anova rerata penurunan darah kadar glukosa darah (mg/dL) tikus putih jantan yang diberikan ekstrak etanol daun temuru setelah penginduksian
89
Tabel 4.7 Rerata jumlah penurunan (JP) KGD pada kelompok uji
setiap waktu pengamatan ... 87
Tabel 4.8 Hasil analisis anova perbandingan rerata penurunan darah kadar glukosa darah (mg/dL) tikus putih jantan setelah penginduksian aloksan yang diberikan
nanopartikel daun temuru ... 88
Tabel 4.9 Hasil pengukuran kadar kolesterol total dan kadar glukosa
Darah (mg/dL) tikus putih jantan diabetes mellitus ... 91
Tabel 4.10 Nilai kenaikan kadar kolesterol total darah tikus putih
jantan DM ... 92
Tabel 4.11 Hasil analisis peredaman radikal bebas oleh
nanopartikel dan ekstrak etanol daun temuru ... 96
Tabel 4.12 Hasil persamaan regresi linier nanopartikel dan ekstrak
daun temuru ... 97
Tabel 4.13 Nilai IC50 nanopartikel dan ekstrak etanol daun temuru ... 97
90
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Diagram kerangka teori penelitian ... 10
Gambar 1.2 Diagram kerangka pikir penelitian ... 11
Gambar 2.1 Daun temuru ... 16
Gambar 2.2 Struktur kimia akarbose ... 30
Gambar 4.1 Morfologi nanopartikel daun temuru menggunakan SEM .... 77
Gambar 4.2 Grafik penurunan kadar glukosa darah pada uji pendahuluan 78 Gambar 4.3 Aktivitas hipoglikemik nanopartikel dan ekstrak daun temuru tikus putih jantan setelah penginduksian aloksan ... 81
Gambar 4.3 Kurva serapan maksimal larutan DPPH 40 ppm dalam etanol secara spektrofotometri visibel ... 93
91
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Hasil Identifikasi tumbuhan temuru ... 113
Lampiran 2 Gambar tumbuhan temuru ... 114
Lampiran 3 Bahan uji nanopartikel daun temuru ... 115
Lampiran 4 Mikroskopik serbuk simplisia daun temuru ... 116
Lampiran 5 Bagan pembuatan ekstrak simplisia serbuk daun temuru . 117 Lampiran 6 Bagan pembuatan nanopartikel daun temuru ... 118
Lampiran 7 Hasil analisis morfologi daun temuru menggunakan SEM (Scanning Electron Microscopy) ... 119
Lampiran 8 Hasil analisis ukuran partikel serbuk daun temuru ... 120
Lampiran 9 Persetujuan etik penelitian kesehatan ... 121
Lampiran 10 Perhitungan pemeriksaan karakteristik nanopartikel dan ekstrak daun temuru ... 122
Lampiran 11 Contoh perhitungan dosis pada tikus ... 130
Lampiran 12 Hasil aktivitas antioksidan ... 132
Lampiran 13 Perhitungan nilai IC50 ... 139
Lampiran 14 Hasil pengukuran kolesterol total darah tikus diabetes mellitus ... 141
Lampiran 15 Hasil analisis Tukey HSD ... 143
Lampiran 16 Uji anova pengaruh KGD terhadap kolesterol tikus diabetes mellitus ... 154
