Ekstraksi Acetogenin Dari Biji Sirsak (Annona muricata L) dengan Pelarut Aseton

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 BUAH SIRSAK (Annona muricata Linn)

Sirsak atau yang lebih dikenal dengan durian belanda ini merupakan salah satu

jenis tanaman buah tropis. Sirsak merupakan famili dari Annonaceae, yang memiliki

119 spesis [4]. Sirsak merupakan salah satu buah – buahan yang menjanjikan untuk pasar international karena karakteristik gizi dan organoleptik yang sangat baik.

Namun buah ini memiliki struktur yang mudah rusak dan dapat berubah bentuk

karena beberapa kondisi lingkungan yang tidak sesuai. Struktur dan reologi dari buah

sirsak ini sangat mempengaruhi kualitas beberapa komponen yang terdapat dalam

buah [11].

Nama sirsak berasal dari bahasa Belanda yaitu Zuurzak, yang memiliki arti

kantung yang asam. Tumbuhan ini bisa tumbuh dimana saja. Buah yang besar dan

banyak dapat diperoleh dengan cara ditanam di daerah yang tanahnya cukup

mengandung air. Sirsak di Indonesia tumbuh dengan baik pada daerah yang

mempunyai ketinggian kurang dari lima meter di atas permukaan laut.

Adapun taksonomi dari sirsak (Annona muricata L) adalah :

Kingdom : Plantae

Division : Spermatophyta

Sub Divisio : Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Ordo : Polycarpiceae

Famili : Annonaceae

Genus : Annona

Spesies : Annona muricata Linn

[12]

Buah sirsak terdiri dari 67,5 % daging buah, 20 % kulit, 8,5 % biji, dan 4 % inti

biji. Bagian daging buah yang berwarna putih terdiri dari 80 – 81 % air; 1 % protein, 18 % karbohidrat; 3,43 % asam; 24,5 5 gula dan vitamin B1, B2, dan C [13].

6

Gambar 2.1 Tanaman Sirsak [4]

Salah satu tanaman family annonaceae ini setelah dipelajari ternyata

mengandung senyawa aktif yang disebut acetogenin yang bersifat larvasidal dan juga

sebagai insektisida, akarisida, antiparasit dan bakterisida [10].

2.2 BIJI SIRSAK

Gambar 2.2 Biji Sirsak (Annona muricata L) [10]

Biji sirsak berwarna coklat kehitaman dan keras, berujung tumpul, permukaan

halus mengkilat, dengan ukuran panjang kira–kira 16,8 mm dan lebar 9,6 mm. Jumlah biji dalam satu buah bervariasi berkisar antara 20-70 butir biji normal,

sedangkan yang tidak normal berwarna putih kecoklatan dan tidak berisi [14].

Biji buah sirsak merupakan biji tunggal yang saling berhimpitan dan

dipisahkan oleh daging buah. Biji sirsak mengandung senyawa bioaktif yang dapat

berfungsi sebagai pestisida yaitu untuk membunuh ngengat dan kecoa. Selain sebagai

pestisida manfaat lain biji sirsak yang sering digunakan masyarakat adalah untuk

7

obat cacing. Masyarakat terdahulu bahkan sering menggunakan hasil ekstrak minyak

dari biji sirsak ini untuk menghilangkan kutu kepala. Dan dapat digunakan sebagai

racun penangkap ikan secara tradisional [12].

Senyawa toksik yang terdapat pada biji sirsak tersebut adalah :

Tabel 2.1 Senyawa Toksik Pada Biji dan Kulit biji Sirsak [11]

Parameter Biji Kulit biji

Tannin (mg/100g) 2,6 4,9

Phytate (mg/100g) 620,5 188,0

Cyanide (mg/100g) 3,7 10,8

Biji buah sirsak kaya akan minyak, protein, dan sedikit toksik. Biji sirsak

terdiri dari 22,1 % minyak kulit yang berwarna kuning, dan 21,43% protein. Minyak

biji ini terdiri dari 28,07% jenuh dan 71,93% tidak jenuh [9].

Pada biji sirsak ini juga terdapat senyawa acetogenin dan turunannya yang

ditemukan oleh beberapa peneliti terdahulu diantaranya : annonacin, corossolone,

corossolin, solamin, cis-annonacin, annomuricatin, muricattetrocin (A,B),

epomuricanin (A,B), muricin, cis-annonamontacin, annonacinone, xylomaticin,

reticuline [15]. Yang hampir kesemuanya bersifat anti terhadap kanker paru-paru,

kanker payudara, kanker otak, hepotema dan tumor. Adapun komponen kimia dari

biji sirsak ini dapat dilihat dari tabel di bawah ini :

Tabel 2.2 Komponen Kimia Biji Sirsak [16]

No Komponen Keterangan

1.

13. Annomuricatina Protein

14. Linoleic acid Lipid

8 2.3 ACETOGENIN

Acetogenin merupakan metabolit sekunder dari tanaman suku Annonaceae

yang disintesis melalui reaksi antara asam asetat - turunan poliketida yang memiliki

rantai panjang pada asam lemak yaitu 35-39 atom karbon. Sifat dari senyawa ini

berupa rantai panjang alipatik dengan gugus fungsi hidroksil, dan asetil karbonil

serta cincin 1-3 tetrahidrofuran [17].

Secara ilmiah acetogenin memiliki nama International Union of Pure and

Applied Chemistry (IUPAC) (

5S)-5-Methyl-3-[(2R,8R,13R)-2,8,13-trihydroxy-13-[(2,5R)-5-[(iR)-1-hydroxytridecyl]-2-tetrahydrofuranyl] tridecyl]-5H-furan 2-one.

Molekular formula acetogenin C35H64O7 dan massa molekul relatif (Mr) 596,88

g/mol [18].

Acetogenin memiliki efek biologis yang beragam termasuk sitotoksik,

antitumor, antimalaria, pestisida dan kegiatan antifeedant. Secara khusus, efek

penghambatan acetogenin pada mitokondria NADH-ubiquinone oksido reduktase

(kompleks I) yang menjadi catatan penting karena aktivitas biologis yang beragam.

Beberapa jenis senyawa seperti bullatacin (rolliniastatin-2) dan rolliniastatin-1,

adalah inhibitor yang paling ampuh dari enzim teridentifikasi sampai saat ini.

Acetogenin ditandai dengan dua unit fungsional, α tetrahidrofuran hydroxylated

(THF), cincin -lakton -unsaturated, dipisahkan oleh rantai alkil panjang, meskipun

dua unit masing-masing bisa memainkan peran penting dalam mengikat interaksi

dengan enzim [19].

Acetogenin tersebar di hampir seluruh bagian tumbuhan sirsak seperti daging

buah, daun, biji, dan akar. Dari hasil penelitian terdahulu ada lebih dari 100 jenis

asetogenin yang dapat diisolasi dari tanaman sirsak ini. Berikut akan ditunjukkan

beberapa struktur asetogenin yang terdapat pada beberapa bagian tumbuhan sirsak.

9

Gambar 2.3 Struktur Berbagai Jenis Asetogenin [15]

10 2.3 EKSTRAKSI

Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan suatu senyawa dengan bantuan

pelarut. Pelarut yang digunakan harus dapat mengekstrak substansi yang diinginkan

tanpa melarutkan material lainnya [20].

2.3.1 Metode Ekstraksi

Adapun metode ekstraksi yang digunakan dalam ektraksi tanaman yaitu:

a. Maserasi

Dalam proses ini, seluruh atau kasar bubuk simplisia (bahan yang mengandung

solute yang akan diekstrak) ditempatkan dalam wadah tertutup yang diisi

pelarut yang sesuai dan dibiarkan pada suhu kamar untuk jangka waktu

minimal 3 hari dengan proses pengadukan sampai materi larut. Campuran

kemudian disaring, marc (bahan padat basah) ditekan, sehingga diperoleh

campuran solut dan pelarut yang kemudian dimurnikan untuk memperoleh

ekstrak yang diinginkan [20].

b. Soxhlet Extraction (SXE)

Metode Soklet merupakan standar untuk ekstraksi zat padat – cair lainnya. Fungsi soklet seperti ekstraksi kontinu dimana padatan secara kontinu

dikontakkan dengan pelarut yang fresh . Padatan (serbuk) yang akan diekstrak

diletakkan di dalam kertas saring (thimble) yang dimasukkan ke dalam

extraction chamber. Pelarut yang dipilih diletakkan di dalam solvent vessel

yang terletak dibagian bawah dan dipanaskan sampai titik didihnya. Pelarut

akan berubah jadi uap kemudian akan mengalami kondensasi di sepanjang

kondensor, kemudian pelarut yang sudah cair akan jatuh kebahan yang akan

diekstrak. Kemudian akan terjadi proses maserasi antar bahan dengan hasil

kondensasi pelarut. Bahan yang akan diekstrak akan terikut oleh pelarut yang

mengalir kebawah dan masuk kedalam solvent vessel. Kemudian pelarut akan

diuapkan kembali dan zat yang diekstrak akan tertinggal di bawah. Oleh karena

itu pelarut akan selalu fresh. Dan proses akan terus berulang seperti itu [21].

11

Ekstraksi dengan menggunakan soxhlet dengan cara pemanasan dimana pelarut

yang digunakan akan menguap dan terkondensasi kembali sehingga akan menjadi

lebih hemat, namun acetogenin merupakan suatu senyawa yang mana ekstraknya

rentan terhadap suhu tinggi, dan tidak bisa dilakukan jika suhu ekstraksi melewati

60 oC [22].

c. Ekstraksi berlawanan Arah

Aliran umpan mengandung zat terlarut A yang akan diekstraksi masuk pada ujung

yang satu sedangkan aliran pelarut masuk pada ujung satunya lagi. Aliran ekstrak

dan rafinat mengalir secara countercurrent dari satu tahap ke tahap lain dan

produk akhir adalah aliran ekstrak V1 yang meninggalkan kolom 1 dan aliran

rafinat LN yang meninggalkan kolom N [23].

Gambar 2.4 Ekstraksi Multi Tahap Countercurrent

[23]

d. Ekstraksi Ultrasionik dan Superkritik

Cairan superkritis telah diteliti sejak abad terakhir, Pada awalnya penelitian ini

berfokus pada penggunaan toluene superkritis dalam minyak bumi dan hasil

samping penyulingan minyak selama tahun 1970-an. Gas superkritis juga sedang

diselidiki sebagai salah satu cara menangani limbah beracun, dan sebagai media

sintesis yang terbaru. Penemuan terbesar pada decade terakhir adalah dengan

ditemukannya CO2 superkritis, karena memiliki nearambient sebuah suhu kritis

(31o_{C), sehingga bahan-bahan biologis dapat diproses di suhu sekitar 35}o_C.

Kepadatan superkritis CO2 sekitar 200 tekanan bar dekat hampir mendekati

kondisi untuk pelarut n- heksana, dan karakteristik solvasi juga mirip dengan

heksana, dengan demikian, CO2 dianggap bersifat non polar seperti pelarut

n-heksan [24].

Metode ekstraksi konvensional, seperti ayakan dan ekstraksi menggunakan

pelarut, telah menunjukkan efisiensi yang rendah dan potensi pencemaran

lingkungan karena volume besar pelarut organik yang digunakan, serta waktu

12

ekstraksi yang lama dan suhu tinggi yang diperlukan dalam metode-metode. Fluida

superkritis, microwave, dan metode ekstraksi ultrasonik muncul sebagai alternatif

yang sangat baik bila dibandingkan dengan metode ekstraksi konvensional, terutama

karena kurangnya kebutuhan untuk pelarut organik dan waktu ekstraksi yang relatif

singkat. Namun, metode ekstraksi fluida superkritis memiliki beberapa kekurangan

seperti waktu ekstraksi yang lebih lama dan tekanan ekstraksi yang tinggi, sehingga

biaya operasi yang tinggi dan membatasi aplikasi industri skala besar [25].

Setelah mempertimbangkan kelebihan dan kekurangan dari setiap metode,

maka metode yang dipilih dalam penelitian ini adalah metode sokletasi. Dengan

keuntungan sebagai berikut :

1. Merupakan salah satu metode yang sudah mapan

2. Proses ekstraksi berjalan efisien karena sampel akan terus menerus kontak

dengan pelarut segar.

3. Dapat menghasilkan yield yang tinggi

4. Pengoperasian sederhana

5. Ekonomis.

[22]

2.3.2 Faktor –Faktor Yang Mempengaruhi Proses Ekstraksi

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi ekstraksi, diantaranya:

1. Suhu

Kelarutan bahan yang diekstraksi dan difusivitas biasanya akan meningkat

dengan meningkatnya suhu, sehingga diperoleh laju ekstraksi yang tinggi.

Pada beberapa kasus, batas atas untuk suhu operasi ditentukan oleh beberapa

faktor, salah satunya adalah perlunya menghindari reaksi samping yang tidak

diinginkan [26].

2. Penyiapan bahan sebelum ekstraksi

Agar proses ekstraksi berlangsung dengan cepat dan efisien perlu dilakukan

tahap persiapan bahan baku seperti pengeringan dan penggilingan untuk

memperkecil ukuran partikel dan memperbesar luas permukaan yang

bersentuhan dengan pelarut. Pengurangan kadar air ini juga akan membuat

bahan dapat bertahan lama sebelum proses ekstraksi berlangsung. Bahan baku

13

juga perlu disimpan pada tempat yang kering untuk menjaga kelembabannya

sehingga tidak merusak kualitas hasil ekstraksi. Dengan pengeringan yang

sempurna akan dihasilkan ekstrak yang memiliki kemurnian tinggi [27].

3. Ukuran partikel

Semakin kecil ukuran partikel, semakin besar luas bidang kontak antara

padatan dan solven, serta semakin pendek jalur difusinya, yang menjadikan

laju transfer massa semakin tinggi [28].

4. Waktu

Semakin lama waktu ekstraksi maka akan semakin tinggi yield yang

diperoleh, namun bila ekstraksi telah mencapai batas maksimum maka

penambahan waktu tidak akan mempengaruhi laju ekstraksi [29].

5. Faktor solven

Dalam pemilihan pelarut ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan :

a. Selektivitas

Pelarut yang dipilih harus dapat melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan

komponen – komponen lain dari sampel yang akan diekstraksi. b. Kelarutan

Nilai kelarutan bahan yang diekstak terhadap pelarut harus cukup tinggi

agar pelarut mampu melarutkan ekstrak.

c. Viskositas

Viskositas pelarut berpengaruh pada koefisien difusi dan laju ekstraksi.

Viskositas pelarut yang rendah akan meningkatkan koefisien difusi sehingga

laju ekstraksi meningkat.

d. Kecocokan dengan solut

Pada umumnya pelarut tidak boleh bereaksi atau menyebabkan perubahan

secara kimia pada komponen – komponen bahan ekstraksi. e. Titik didih

Untuk memudahkan proses pemurnian ada baiknya perbedaan titik didih

antara pelarut dan bahan yang diekstrak cukup besar.

[30]

14 2.4 ASETON (C3H6O)

Aseton adalah keton yang paling penting. Cairan volatil (titik didih 56oC) dan mudah terbakar. Aseton adalah pelarut yang baik untuk senyawa organik banyak

digunakan sebagai pelarut pernis, lak dan plastik. Aseton bercampur dengan air

dalam segala perbandingan. Sifat ini digabungkan dengan volatilitasnya membuat

aseton sering digunakan sebagai pengering alat – alat gelas laboratorium [31].

Asetogenin termasuk salah satu senyawa yang rentan terhadap suhu. Struktur

asetogenin akan berubah pada suhu di atas 600C. Oleh karena itu dengan metode sokletasi yang menggunakan media pemanas diperlukan pelarut yang memiliki titik

didih dibawah suhu 600_{C [32].}

Salah satu syarat pelarut yang baik adalah selektivitas pelarut tersebut terhadap

zat yang akan diekstrak. Seperti untuk mengekstrak senyawa polar digunakan pelarut

yang bersifat polar begitu juga sebaliknya. Sifat fisika kimia zat aktif asetogenin

yaitu memiliki nilai log P sebesar 7,71 yang menunjukkan bahwa asetogenin bersifat

non polar [33].

Kepolaran suatu senyawa dapat dilihat dari angka tetapan dielektrik [4].

Konstanta dielektrikum semakin besar maka sifat kepolaran dari suatu zat tinggi

begitu juga sebaliknya semakin kecil nilai konstanta dielektrikum suatu zat maka

sifat kepolarannya semakin rendah [34]. Berikut akan ditampilkan deret eluotropik

menurut Stahl untuk setiap zat pada suhu 250C.

Tabel 2.3 Deret Eluotropik Pelarut [34]

15

Peneliti terdahulu banyak menggunakan etanol dan metanol sebagai pelarut

dalam ekstraksi senyawa asetogenin dari tanaman sirsak ini. Dapat dilihat dari tabel

di atas bahwa nilai konstanta dielektrik aseton lebih kecil dibandingkan etanol

maupun metanol sehingga dapat disimpulkan bahwa aseton merupakan pelarut yang

kurang polar sehingga dapat dengan baik mengekstrak asetogenin dari sampel.

2.5 FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)

FT-IR singkatan dari Fourier Transform Infrared, metode yang merupakan

spektroskopi inframerah. Dimana spektroskopi inframerah, dengan radiasi IR

dilewatkan melalui sampel. Beberapa radiasi infra merah diserap oleh sampel dan

beberapa di antaranya terelakkan (ditransmisikan), kemudian dihasilkan spektrum

yang merupakan molekul penyerapan dan transmisi, menunjukkan karakteristik

sampel. Yang mana spektrum yang terbentuk tidak akan sama untuk sampel lain dan

sangat spesifik untuk suatu sampel. Hal ini membuat spektroskopi inframerah

berguna untuk beberapa jenis analisis [35].

Informasi yang dapat diberikan oleh FT-IR [35] : • Dapat mengidentifikasi bahan yang tidak diketahui • Dapat menentukan kualitas atau konsistensi sampel • Dapat menentukan jumlah komponen dalam campuran

Spektroskopi yang biasa digunakan adalah frekuensi spektroskopi domain di

mana Radiant Data listrik dicatat sebagai fungsi frekuensi. Durasi spektroskopi

domain, yang dicapai dengan Fourier Transform (FT), data daya radiasi sebagai

fungsi waktu. kemudian daya radiasi (ν) diplot terhadap frekuensi (ν1) (Hz) [36].

16

Gambar 2.5 Daerah Waktu dan Frekuensi Spektrum [35]

.Beberapa keuntungan utama dari FT-IR selama teknik dispersif meliputi [34]:

a) Kecepatan: Karena semua frekuensi diukur secara bersamaan, sebagian besar

pengukuran oleh FT-IR. dibuat dalam hitungan detik bukan beberapa menit. Ini

kadang-kadang disebut sebagai Felgett Advantage.

b) Sensitivitas: Sensitivitas secara dramatis ditingkatkan dengan FT-IR untuk

banyak alasan. Detektor dipekerjakan jauh lebih sensitif, peletakan optik jauh

lebih tinggi (disebut sebagai keuntungan Jacquinot) yang menghasilkan tingkat

kebisingan yang jauh lebih rendah, dan scan cepat memungkinkan coaddition

beberapa scan untuk mengurangi kebisingan pengukuran acak untuk setiap

tingkat yang diinginkan (disebut sebagai sinyal rata-rata).

c) Kesederhanaan Teknik: Cermin bergerak di interferometer adalah satu-satunya

bagian dalam instrumen yang bergerak secara kontinu. Dengan demikian, ada

sedikit kemungkinan kerusakan mekanis.

d) Internal dikalibrasi: Instrumen ini menggunakan laser HeNe sebagai panjang

gelombang internal yang kalibrasi standar (disebut sebagai keuntungan

Connes). Instrumen ini adalah mengkalibrasi-diri dan tidak perlu dikalibrasi

oleh pengguna.

Dengan demikian, Fourier Transform Infrared (FT-IR) teknik telah membawa

signifikan praktis keuntungan untuk spektroskopi inframerah. Ini telah

memungkinkan pengembangan banyak sampel baru teknik yang dirancang untuk

17

mengatasi masalah yang menantang yang mungkin oleh lebih tua teknologi. Hal ini

telah membuat penggunaan analisis inframerah hampir tak terbatas [34].

Keberadaan suatu senyawa atau gugus dalam spektrum ditandai dengan

bilangan gelombang tertentu sesuai dengan standar.

Tabel 2.4 Daftar Panjang Gelombang Suatu Senyawa /Gugus Fungsi [36]

Range (cm-1_{) dan}

intensitas Grup dan Kelas

3420 – 3250 3100 – 2400 2990 – 2850 1870 – 1830 1780 – 1760 1750 – 1730 1375 – 1275 1280 – 1150 740 – 720

- OH dalam alkohol dan fenol - OH dalam asam karboksilik

CH3– CH2 alipatik

C=O dalam  lakton C=O dalam  lakton C=O dalam  lakton

THF (CH2def)

C – O – C lakton CH2 dalam hidrokarbon