ISOLASI DAN ELUSIDASI STRUKTUR KIMIA SENYAWA
FLAVONOID SEBAGAI INHIBITOR ENZIM
α
-GLUKOSIDASE
DARI EKSTRAK ETANOL KULIT BATANG RARU
(
Vatica pauciflora
Blume)
DISERTASI
OLEH
IDA DUMA RIRIS
108103006/KIM
PROGRAM DOKTOR ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PROMOTOR
Prof. Dr. Tonel Barus
Guru Besar Bidang Kimia Organik Bahan Alam
Fakultas MIPA USU MEDAN
CO-PROMOTOR
Prof.(RIS) Dr. Partomuan Simanjuntak MSc.
Lab Kimia Bahan Alam, Puslit Bioteknologi, LIPI Cibinong .
ISOLATION AND CHEMICAL STRUCTURE ELUCIDATION OF α-GLUCOSIDASE ENZYME INHIBITING FLAVONOID COMPOUNDS FROM ETHANOL EXTRACT BARKS
OF RARU (Vatica paucifloraBlume) ABSTRACT
Raru (Vatica paucifloraBlume) is a wild plant grows enormously in Central Tapanuli forest area. Barks of this plant are utilized for antidiabetic medicine by boiling and consuming the decoction. The aim of this study is to determine the chemical structure of bioactive compound from ethanolic extract of barks of Raru (Vatica pauciflora Blume) that act as α-glucosidase enzyme inhibitor. Isolation was done by extracting the barks usingn-hexane, ethylacetate, ethanol, and water as solvents. The ethanolic extract then were partitioned and run to column chromatography using SiO3 asd stationary phase. Compound
VpEt-9-4-4-1 isolated from ethanol extract showed α-glucosidase enzyme inhibition with IC50 93.46.
Based on spectral data of UV, FTIR. 1D NMR, 2D NMR (COSY, HMQC, HMBC) we got 2 methoxies, 1aromatic, and 1 carbonyl moieties. Compared to IUPAC data, compound VpEt-9-4-4-1 was determined as as 3,4,9-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)-8,10-dimethoxy-2,3,4-tetrahydropyrano-(3,2-c)-isochromen-6-(10bH)-one with molecular formula C15H18O9. Mass measurement using HR-MS gave mass weight
341.087.
Keywords:Vatica paucifloraBlume, antidiabetic,α-glucosidase, compound VpEt-9-4-4-1
ISOLASI DAN ELUSIDASI STRUKTUR KIMIA SENYAWA FLAVONOID PENGHAMBAT
ENZIM α-GLUCOSIDASE DARI EKSTRAK ETANOL KULIT BATANG RARU (Vatica
paucifloraBlume)
ABSTRAK
Raru (Vatica pauciflora Blume) adalah tumbuhan yang banyak tumbuh liar di daerah hutan Tapanuli Tengah. Kulit batang tanaman ini dimanfaatkan sebagai obat antidiabetes dengan cara merebus dan meminumnya. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan struktur kimia dari senyawa bioaktif dari ekstrak etanol kulit batang Raru (Vatica pauciflora Blume) yang memiliki aktivitas sebagai penghambat enzim α-glucosidase. Isolasi dilakukan dengan mengekstrak kulit batang menggunakan pelarutn-heksan, etilasetat, etanol, dan air. Ekstrak etanol kemudian dipartisi dan dikromatografi kolom menggunakan SiO3 sebagai fase diam. Senyawa VpEt-9-4-4-1yang diisolasi dari ekstrak etanol memperlihatkan aktivitas penghambatan enzim α-glucosidase dengan IC50 93.46. Berdasarkan data
spektra UV, FTIR, NMR 1D, NMR 2D (COSY, HMQC, HMBC) diperoleh 2 metoksi, 1aromatik, dan 1 karbonil. Berdasarkan perbandingan data dengan IUPAC, senyawa VpEt-9-4-4-1 ditetapkan sebagai 3,4,9-trihidroksi-2-(hidroksmetil)-8,10-dimetoksi-2,3,4-tetrahidropirano-(3,2-c)-isokromen-6-(10bH)-onedengan rumus molekul C15H18O9. Pengukuran massa menggunakan HR-MS memberikan bobot massa
341.087.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga disertasi yang berjudul : “Isolasi dan Elusidasi Struktur Kimia
Senyawa Flavonoid Sebagai Inhibitor Enzim α-Glukosidase dari ekstrak Etanol Kulit Batang
Raru (Vatica pauciflora Blume)” ini dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih serta
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1. Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp.
A(K), yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk mengikuti Program Studi S3
Ilmu Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara.
2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Dr.
Sutarman, M.Sc, yang telah memberikan kesempatan dan kepercayaan kepada saya untuk
menjadi peserta Program Studi S3 Ilmu Kimia Angkatan 2010.
3. Ketua Program Studi S3 Ilmu Kimia Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, dan Sekretaris
Program Studi Magister Ilmu Kimia Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc, dan pegawai: Lely
yang telah memberikan bantuan kepada saya untuk menyelesaikan perkuliahan dan disertasi
pada Program Studi S3 Ilmu Kimia.
4. Promotor saya Prof. Dr. Tonel Barus, Co-promotor Prof (Ris) Dr. Partomuan Simanjuntak,
M.Sc, dan Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, yang dengan segala kesabaran dan tanpa
bosan-bosannya telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan
5. Tim Penguji saya Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc; Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc;
Prof. Dr. Yunazar Manjang yang telah bersedia memberikan penilaian beserta saran-saran
untuk perbaikan dan penyempurnaan disertasi saya.
6. Rektor Universitas Negeri Medan Prof. Dr. Ibnu Hajar, yang telah memberikan ijin kepada
saya untuk mengikuti Program Studi S3 Ilmu Kimia di Fakultas MIPA Universitas Sumatera
Utara.
7. Dekan Fakultas MIPA Universitas Negeri Medan Prof. Motlan Sirait, M.Sc, Ph.D, yang juga
memberikan ijin kepada saya untuk mengikuti Program Studi S3 Ilmu Kimia di Fakultas
MIPA Universitas Sumatera Utara.
8. Ketua Jurusan Ilmu Kimia MIPA Universitas Negeri Medan Drs. Jamalum Purba, M.Si,
yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan disertasi ini.
9. Kepala Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI di Cibinong Dr. Witjaksono, M.Sc, yang telah
memberikan ijin penelitian dan juga staf di Laboratorium Kimia Bahan Alam, Puslit
Bioteknologi-LIPI Bustanussalam, S.Si., M.Si, dan Fauzan Rahman, STP, yang telah
membantu selama melakukan penelitian.
10. Ketua Lembaga Penelitian (Lemlit) Universitas Negeri Medan Prof. Manihar Situmorang,
M.Sc, Ph.D, yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan disertasi ini.
11. Staf Pengajar dan Pegawai Program Pasca Sarjana Ilmu Kimia Universitas Sumatera yang
telah membantu penulis dalam menyelesaikan disertasi ini.
12. Teman-teman Program Studi S2 dan S3 Ilmu Kimia Fakultas MI PA Universitas Sumatera
Utara: Yusnaidar, Firman Sebayang, Abu Bakar, M. Said Siregar, Sukatik, Desi, Waty, dan
13. Teman-teman sejawat di Universitas Negeri Medan yaitu Dra. Nurliana Marpaung, M.Si;
Dra. Nurliani Manurung, M.Pd; Edianto, Ph.D; Drs. Agus Kembaren, M.Si; Drs. Togi,
M.Pd; Dr. Wesly Ht barat; Dr. Hamonangan Tambunan, M.Pd; dan teman-teman lainnya
yang mendorong penulis dalam penyelesaian disertasi saya yang tak bisa saya sebut satu
persatu.
Tidak lupa juga saya ucapkan terima kasih kepada keluarga besar saya yaitu abang ipar
saya B.V Silalahi, BA; adik saya S. Silalahi, SH, MH; dan keponakan saya Batara Parlindungan
Silalahi, SH; Welfrid Kristian Silalahi, SH; dan Maria Goretty Simbolon, SH; dan juga keluarga
besar Sihombing yang selalu memberikan motivasi dan doanya untuk saya hingga selesainya
disertasi ini.
Disertasi ini saya persembahkan untuk kedua orang tua saya (alm) M. Sihombing dan P.
boru Aritonang yang semasa hidupnya mendorong saya untuk terus belajar sehingga saya dapat
mencapai tingkat pendidikan seperti sekarang ini dan juga untuk suami: Prof. Dr. Albinus
Silalahi, MS, anak-anak saya yaitu: Sondang Aida Silalahi, M.Si; Vita Berarti Silalahi, ST; dr.
Montesqieu Silalahi; Idris Agung Paulus Silalahi, A.Md; dan menantu saya JM.Turnip; Corry
Imelda Tarigan, SST; Melda Nova Yanty Simatupang, S.Kom; serta cucu saya yang sangat saya
sayangi Aleytha Fillian Turnip, Karen Alesyah Gabriella Turnip, Karel Moury Theodore
Silalahi, dan Louis Lionel Silalahi yang selalu mendampingi dan memberikan doa dan semangat
Dan kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan namun telah memberi bantuan baik
secara langsung dan tidak langsung, penulis ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.
Penulis berharap kiranya disertasi ini dapat bermanfaat dan memberikan sumbangan yang
berharga bagi perkembangan ilmu kimia.
Hormat Penulis,
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 29 Juni 1958 di Sidikalang Dairi, yang merupakan anak
sulung dari tujuh bersaudara dari ayah yang bernama Drs. M. Sihombing dan ibu Pesta
Aritonang.
Penulis menjalani pendidikan Sekolah Dasar di SD. Nadhatul Ulama (NU) di Bandung
dan kemudian pindah ke SD. Nadhatul Ulama Medan di Jalan Meranti Medan hingga selesai di
tingkat pendidikan Sekolah Dasar tahun 1969. Setelah tamat dari Sekolah Dasar penulis
melanjutkan ke Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 6 Medan dari tahun 1970 sampai
dengan tahun 1972. Selanjutnya penulis melanjutkan ke Sekolah Menengah Atas di SMA
Methodist Thamrin Medan dari tahun 1973 sampai dengan tahun 1975. Setelah tamat dari tingkat
pendidikan Sekolah Menengah Atas, penulis melanjutkan pendidikan ke Perguruan Tinggi pada
tahun 1976 di Universitas Sumatera Utara, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Jurusan Kimia sampai tahun 1978. Pada tahun 1978 melanjutkan pendidikan di Institut
Keguruan dan Ilmu Pendidikan (IKIP) Medan pada jurusan Kimia hingga mendapat gelar
Sarjana pada tahun 1982.
Penulis melanjutkan pendidikan program Pasca Sarjana di Institut Pertanian Bogor pada
program studi Biologi pada tahun 1991 sampai dengan tahun 1994. Selanjutnya pada tahun 2010
penulis mengikuti Program Doktor (S3) Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan.
Penulis pernah menjadi staf pengajar sebagai asisten luar biasa mulai tahun 1979.
Kemudian penulis diangkat menjadi staf pengajar di IKIP Medan Jurusan Ilmu Kimia mulai dari
Penulis menikah dengan Prof. Dr. Albinus Silalahi, MS pada tahun 1978. Saat ini penulis
sudah dikaruniai 4 orang anak, yaitu : Sondang Aida Silalahi, SE; Vita Berarti Silalahi, ST; dr.
Montesqieu Silalahi; dan Idris Agung Paulus Silalahi, A.Md; serta menantu yaitu : JM. Turnip;
Corry Imelda Tarigan, SST; dan Melda Nova Yanty simatupang, S.Kom; dan juga ke empat
cucu yaitu Aleytha Fillian Turnip, Karen Alesyah Gabriella Turnip, dan Karel Moury Theodore
DAFTAR ISI
ABSTRACT...i
KATA PENGANTAR ...ii
RIWAYAT HIDUP ...vi
DAFTAR ISI...viii
DAFTAR TABEL...xii
DAFTAR GAMBAR ...xiii
DAFTAR LAMPIRAN...xiv
BAB 1 PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar Belakang Masalah ...1
1.2 Perumusan Masalah ...6
1.3 Tujuan Penelitian...6
1.4 Batasan Masalah ...7
1.5 Manfaat Penelitian...7
1.6 Hipotesis ...7
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ...8
2.1 Tanaman Raru ...8
2.1.1 Taksonomi Tanama Raru...9
2.1.2 Metabolit Sekunder...9
2.2.2 Pentingnya Pengaturan Kadar Glukosa Dalam Darah ...16
2.2.3 Diabetes Melitus ...17
2.2.3.1 Diabetes Melitus Tipe I (Insulin Dependent Diabetes Melitus) ...17
2.2.3.2 Diabetes Melitus Tipe II (Non Insulin Dependent Diabetes Melitus) ...17
2.2.4 Enzimα-Glukosidase ...18
2.2.5 Inhibisi Enzim α-Glukosidase...19
2.2.6 Metode Pemeriksaan Kadar Glukosa Darah ...20
2.2.7 Pengobatan Diabetes Melitus...21
2.2.8 Insulin ...22
2.2.9 Obat Antidiabetes Oral ...23
2.3 Isolasi, Elusidasi, dan Penentuan Struktur Kimia ...24
2.3.1 Ekstraksi...24
2.3.2 Metode Pemisahan dan Pemurnian ...25
2.3.3 Metode Penentuan Struktur Kimia...27
2.4 Uji ToksisitasBrine Shrimp Lethality Test(BSLT) ...32
2.4.1 Uji Aktivitas Pegahambatan Enzimα-Glukosidase SecaraIn Vitro...33
BAB 3 METODE PENELITIAN ...34
3.1 Prinsip Kerja Penelitian ...34
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian...34
3.3 Bahan, Alat, dan Prosedur Penelitian ...34
3.3.2 Alat ...35
3.3.3 Prosedur Penelitian ...35
3.4 Uji Antidiabetes Ekstrak dengan Mekanisme Penghambat5n Enzimα-Glukosidase SecaraInVitro(Sugiwati,2009)...36
3.5 Pengujian Toksisitas Dengan BSLT ...39
3.6 Uji Fitokimia terhadap ekstrak VpEtOH yang memiliki Aktivitas antidiabet paling tinggi (Harborn,1987)...40
3.7 Fraksinasi Dengan Metode Kromatografi Kolom...43
3.7.1 Uji Kemurnian Menggunakan KLT2 Dimensi ...45
3.8 Penentuan Struktur Kimia...45
3.9 Skema Ekstraksi, Fraksinasi Kulit Batang Raru (Vatica paucifloraBlume) ...46
3.9.1 Skema Kerja Isolasi, Pemurnian Senyawa Kimia Dari Ekstrak Etanol...46
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ...48
4.1 Determinasi Tanaman...48
4.1.1 Pembuatan Ekstrak ...48
4.1.2 Uji Aktivitas Antidiabetes Terhadap Ekstrak ...49
4.1.3 Uji Toksistas Tiap Ekstrak Dengan Menggunakan Metode BSLT (Brine Shrimp Lethality Test) ...49
4.1.4 Hasil uji Fitokimia terhadap ekstrak VpEt yang memiliki Antidiabetes paling tinggi ...50
4.2.2 Hasil Fraksinasi Gabungan dari Kolom II ...54
4.2.3 Hasil Fraksinasi Gabungan dari Kolom III...55
4.2.4 Pemurnian Fraksi 9-4-4...57
4.2.5 Hasil Analisis Spektrum Ultra Violet Isolat 9-4-4-1 ...57
4.2.6 Hasil Analisis Spektrum FTIR Isolat 9-4-4-1 ...58
4.2.7 Hasil Analisis NMR (Nuclear Magnetic Resonance 1 Dimensi(1H dan13C-NMR) ...59
4.2.8 Spektrum H NMR Untuk isolat 9-4-4-1 ...59
4.2.9 Spektrum13C-NMR Untuk isolat 9-4-4-1...60
4.2.10 Spektra NMR 2 Dimensi (HMQC; COSY dan HMBC) Untuk Isolat 9-4-4-1 ...61
4.2.11 Hasil Analisis Spektrum Massa (MS) Untuk Isolat 9-4-4-1 ...64
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ...69
5.1 KESIMPULAN...69
5.2 SARAN ...70
DAFTAR PUSTAKA ...71
DAFTAR TABEL
Tabel
4.1 Hasil Ekstrak Kulit Batang Raru (Vautica paucifloraBlume)... 48
4.2 Hasil Uji Antidiabetes Ekstrak dengan Metode Penghambatan Enzimα-Glukosidase ...49
4.3 Hasil Uji Toksisitas Ekstrakn-heksan, Etil Asetat, Etanol dan Air Kulit Batang Raru (Vautica paucifloraBlume)... 51
4.4 Hasil Uji Fitokimia Senyawa Kimia pada ekstrak VpEt... 51
4.5 Hasil Fraksinasi Gabungan dari Kolom I ... 52
4.6 Hasil Ujiα-Glukosidase Kromatografi Kolom 1 ... 53
4.7 Hasil Fraksinasi Gabungan dari Kolom II...54
4.8 Hasil Uji Hambatanα-Glukosidase Ekstrak Pada Kromatografi Kolom II ... 55
4.9 Hasil Fraksinasi Gabungan dari Kolom III ... 56
4.10 Hasil Uji Hambatanα-Glukosidase Ekstrak Pada Kromatografi Kolom III ... 57
4.11 Data FTIR Isolat 9-4-4-1 ... 59
4.12 Korelasi Pergeseran Kimia Karbon13C dan H-NMR Untuk Isolat 9-4-4-1Berdasarkan RMI 2 D HMQC... 60
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Isoaromadendrin R1= OH, R2= R3= H (1);
Taxifolin R1= R2= OH, R3= H (2);
5-hidroksi-3,4’,7-trimetoksiflafon (3). ...5
Gambar 2.1 Kerangka dasar Flavonoid ...11
Gambar 2.2 Mekanisme Reaksi Enzimatis Glukosa dan Fenol ...12
Gambar 2.3 Kumarin ...13
Gambar 2.4 Masuknya Glukosa ke Dalam Sel ...14
Gambar 2.5 Ilustrasi Tipe Diabetes Melitus ...18
Gambar 2.6 Reaksi Enzimatikα-Glukosidase dan p-nitrofenil α-D-glukopiranosa ...17
Gambar 3.1 Skematis Ekstraksi, Fraksinasi Kulit Batang Raru (Vautica paucifloraBlume) ...46
Gambar 3.2 Skematis untuk Penentuan Struktur Kimia ...47
Gambar 4.1 Kromatogram KLT Hasil Fraksinasi Kolom I ...52
Gambar 4.2 Kromatogram KLT Hasil Fraksinasi Kolom II ...54
Gambar 4.3 Kromatogram KLT Hasil Fraksinasi Kolom III ...56
Gambar 4.4 Spektrum Ultra Violet Isolat 9-4-4-1 ...58
Gambar 4.5 Spektrum FTIR untuk Isolat 9-4-4-1 ...58
Gambar 4.6 Hasil Analisis Spektrum COSY Untuk Struktur Kimia Isolat 9-4-4-1...62
Gambar 4.7 Struktur Kimia Isolat 9-4-4-1 Hasil Analisis HMBC ...63
Gambar 4.8 Pergeseran kimia proton dan karbon untuk struktur kimia isolat 9-4-4-1 ...63
Gambar 4.9 Spektroskopi Massa (MS) Isolat 9-4-4-1 ...64
Gambar 10 Hasil Analisis Fragmentasi Struktur Kimia Senyawa Isolat 9-4-4-1...66
ISOLATION AND CHEMICAL STRUCTURE ELUCIDATION OF α-GLUCOSIDASE ENZYME INHIBITING FLAVONOID COMPOUNDS FROM ETHANOL EXTRACT BARKS
OF RARU (Vatica paucifloraBlume) ABSTRACT
Raru (Vatica paucifloraBlume) is a wild plant grows enormously in Central Tapanuli forest area. Barks of this plant are utilized for antidiabetic medicine by boiling and consuming the decoction. The aim of this study is to determine the chemical structure of bioactive compound from ethanolic extract of barks of Raru (Vatica pauciflora Blume) that act as α-glucosidase enzyme inhibitor. Isolation was done by extracting the barks usingn-hexane, ethylacetate, ethanol, and water as solvents. The ethanolic extract then were partitioned and run to column chromatography using SiO3 asd stationary phase. Compound
VpEt-9-4-4-1 isolated from ethanol extract showed α-glucosidase enzyme inhibition with IC50 93.46.
Based on spectral data of UV, FTIR. 1D NMR, 2D NMR (COSY, HMQC, HMBC) we got 2 methoxies, 1aromatic, and 1 carbonyl moieties. Compared to IUPAC data, compound VpEt-9-4-4-1 was determined as as 3,4,9-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)-8,10-dimethoxy-2,3,4-tetrahydropyrano-(3,2-c)-isochromen-6-(10bH)-one with molecular formula C15H18O9. Mass measurement using HR-MS gave mass weight
341.087.
Keywords:Vatica paucifloraBlume, antidiabetic,α-glucosidase, compound VpEt-9-4-4-1
ISOLASI DAN ELUSIDASI STRUKTUR KIMIA SENYAWA FLAVONOID PENGHAMBAT
ENZIM α-GLUCOSIDASE DARI EKSTRAK ETANOL KULIT BATANG RARU (Vatica
paucifloraBlume)
ABSTRAK
Raru (Vatica pauciflora Blume) adalah tumbuhan yang banyak tumbuh liar di daerah hutan Tapanuli Tengah. Kulit batang tanaman ini dimanfaatkan sebagai obat antidiabetes dengan cara merebus dan meminumnya. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan struktur kimia dari senyawa bioaktif dari ekstrak etanol kulit batang Raru (Vatica pauciflora Blume) yang memiliki aktivitas sebagai penghambat enzim α-glucosidase. Isolasi dilakukan dengan mengekstrak kulit batang menggunakan pelarutn-heksan, etilasetat, etanol, dan air. Ekstrak etanol kemudian dipartisi dan dikromatografi kolom menggunakan SiO3 sebagai fase diam. Senyawa VpEt-9-4-4-1yang diisolasi dari ekstrak etanol memperlihatkan aktivitas penghambatan enzim α-glucosidase dengan IC50 93.46. Berdasarkan data
spektra UV, FTIR, NMR 1D, NMR 2D (COSY, HMQC, HMBC) diperoleh 2 metoksi, 1aromatik, dan 1 karbonil. Berdasarkan perbandingan data dengan IUPAC, senyawa VpEt-9-4-4-1 ditetapkan sebagai 3,4,9-trihidroksi-2-(hidroksmetil)-8,10-dimetoksi-2,3,4-tetrahidropirano-(3,2-c)-isokromen-6-(10bH)-onedengan rumus molekul C15H18O9. Pengukuran massa menggunakan HR-MS memberikan bobot massa
341.087.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Penggunaan obat tradisional merupakan budaya masyarakat di berbagai
belahan dunia. Penggunaan Obat tradisional Indonesia sudah berlangsung sejak
ribuan tahun yang lalu, sebelum obat modern dipasarkan, Oleh karena itu obat
tradisional Indonesia yang merupakan warisan budaya bangsa yang perlu digali,
diteliti, dan dikembangkan (Hedi, 2007).
Indonesia dikenal memiliki megabiodiversity, sehingga sangat kondusif
untuk dilakukan eksplorasi. Pada saat ini diketahui kurang lebih 40.000 spesies
tanaman yang berasal dari daerah tropis yang ada di dunia, dan sebanyak 30.000
spesies tanaman terdapat di Indonesia. Kurang lebih 1000 spesies tanaman sudah
digunakan sebagai obat tradisional. Potensi yang dimiliki Indonesia ini belum
semuanya tereksplorasi maupun terdokumentasi dengan baik untuk
pengembangan obat bagi manusia. Perlu dikembangkan inventarisasi bahan alam
yang berpotensi sebagai penghasil obat, serta pengetahuan tentang bahan aktif
yang terdapat pada tanaman, fungsinya, dan struktur kimianya (Widyastuty,
2013).
Diabetes Melitus (DM) adalah kondisi dimana konsentrasi glukosa dalam
darah secara kronis lebih tinggi daripada nilai normal (hiperglikemia) yang
disebabkan kekurangan insulin atau fungsi insulin tidak efektif. DM dapat
menyebabkan aneka penyakit seperti hipertensi, stroke, jantung koroner, dan
Pengukuran kadar glukosa dapat ditentukan secarainvitro dengan metoda
enzimatik, yaitu dengan penambahan enzim Glukosa Oksidase (GOD), seperti
enzimα-glukosidase. Dengan adanya oksigen atau udara, glukosa dioksidasi oleh
enzim menjadi asam glukorunat disertai pemberian H2O2, dengan adanya enzim
peroksidase, H2O2 akan membebaskan O2yang mengoksidase akseptor kromogen
yang sesuai serta memberikan warna yang sesuai pula (Lucile,1997). Dengan
menggunakan spektrofotometer intensitas warna dapat diukur, sehingga kadar
glukosa darah dapat ditentukan.
Pada metabolisme karbohidrat insulin berperan merangsang glukosa
transporter untuk membawa glukosa darah ke seluruh sel didalam tubuh, jika
insulin berkurang maka glukosa dalam darah akan meninggi sehingga mengalami
penyakit DM. Polisakarida dirubah oleh enzim α-glukosidase menjadi
monosakarida selanjutnya diabsorbsi dalam usus halus menjadi glukosa dalam
darah dan selanjutnya dengan adanya rangsangan insulin glukosa transporter
dibangkitkan membawa glukosa ke dalam sel, selanjutnya digunakan sebagai
energi, glikogen dan adiposa (Guyton, and Hall, 2007).
Pada pasien yang menderita penyakit DM, insulin tidak mencukupi untuk
merangsang glukosa transporter, sehingga untuk mencegah supaya glukosa di
dalam darah tidak menumpuk perlu hambatan terhadap enzimα-glukosidase.
Pengendalian hiperglikemia pada penderita DM antara lain pendekatan
terapi berupa penghambatan enzim penghidrolisis karbohidrat seperti amilase dan
α-glukosidase untuk memperlambat absorbsi glukosa sehingga kadar gula darah
tetap normal. Penghambatan α-glukosidase pada usus mamalia mampu
oligosakarida. Perlambatan penyerapan glukosa darah menyebabkan pengurangan
hiperglikemia postprandial untuk mencegah komplikasi kronis dari Diabetes
Melitus seperti retinopati dan neuropati. (Ngadiwiyanaet al, 2011).
Pengobatan dengan mengkonsumsi ekstrak tanaman secara langsung
berupa air rebusan, jamu-jamuan maupun berupa kapsul herbal, seperti pada
penyakit Diabetes Melitus sudah sejak lama dilakukan baik pada masyarakat
pedesaan maupun perkotaan untuk menghindari effek dari obat-obatan kimia.
Belakangan ini lebih dari 80% penduduk di negara berkembang
mengkonsumsi bahan alam terutama yang berasal dari tanaman, baik sebagai
menjaga kesehatan maupun berupa obat-obatan. Pada banyak Negara
berkembang, penggunaan obat bahan alam disukai karena untuk menghindari efek
samping dari obat bahan kimia. Dan saat ini pengobatan berbasis tanaman
memiliki pangsa pasar sekitar 30% (WHO, 2005).
Berbagai penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan pengobatan
secara tradisional yang bersumber dari tumbuh-tumbuhan yang ada di sekitar kita
baik menggunakan daun, batang, kulit, akar, biji maupun buah dari tumbuhan
tersebut (Heyne, 1987). Telah dilakukan penelitian bahwa ekstrak dari tanaman
memberi dampak aktivitas sebagai antidiabetik seperti: Vermonia amygdalina,
Bidens pilosa, Carica papaya, Citrus aurantiifolia, Ocimumgratisimum,
Momordica Charantia dan Morinda lucida tanaman-tanaman tersebut telah
dikonsumsi di Nigeria (Adebayo, 2008).
Ekstrak Terminalia cattapa Linn Fruits menunjukkan bahwa ekstrak
etanol dari kulit batangnya secara nyata dapat menurunkan glukosa darah tikus.
meningkatkan kadar gula darahnya, sehingga tikus mengalami hiperglikemia
(Nagappaet al,2003).
Penelitian uji aktivitas ekstrak buah mengkudu (Morinda citrifolia L.)
dengan metoda toleransi glukosa memberikan dampak penurunan kadar gula
darah tikus (Ketut et al, 2004).
Hasil penelitian yang dilakukan oleh Gunawan, 2009 pada 4 jenis pohon
tanaman raru sebagai tanaman pohon hutan yaitu: Cotylelobium melanoxylum
Pierre, 2. Shorea bolancarpoidesSymington, 3. Cotylelobium lanceolatum craib,
4. Cotylelobium melanoxylon Pierre,mengandung senyawa flavonoid dan dapat
menurunkan kadar gula darah secarain vitro. Secarain vitro ekstrak kayu batang
dapat menghambat enzimα- glukosidase sehingga kadar gula darah terkontrol.
Isolasi ekstrak etil asetat dari tanaman daun Arto carpus communis
ditemukan senyawa flavonoid yang mempunyai aktivitas sebagai antidiabetik
yaitu 8- geranyl-4’
,5,7-trihidroksi flavone, hambatannya terhadap enzim α
-glukosidase IC50 18,12 μg mL-1. Isolasi dilakukan dengan kromatografi kolom
dengan fasa diam silika gel dielusi dengan n-heksan-etil asetat (8:2), elusidasi
struktur dengan NMR (1H-NMR,13C-NMR, DEPT 135, HMQC dan HMBC)
(Lotulung, 2008).
Tiga Senyawa flafonoid yang mempunyai aktifitas sebagai antidiabetik
adalah . 3-β-hydrokxynaringenin atau isoaromadendrin (1),Ttaxifolin (2), dan
5-hidroksi-3,4’,7 trimethoksiflavonone (3). Flavonoid tersebut diekstraksi dengan
pelarut etanol, senyawa 1 dan 2 ditemukan dari tanamanEuphorbia cuneataVahl,
Flavonoid diidentifikasi dengan data spektroskopi 1H, 13C NMR, DEPT, COSY,
HMQC dan NOESY (Bahar,2005).
Gambar 1. Isoaromadendrin R1= OH, R2= R3= H (1);
Taxifolin R1 = R2= OH, R3 = H (2); 5-hidroksi-3,4’ ,7-trimetoksiflafon (3).
Uji hambatan aktivitas antidiabetik ekstrak n-heksan, etil asetat, etanol,
dan air dari tanaman kulit batang raru (Vatica pauciflora Blume) menunjukkan
tinggi dibandingkan ekstrak etil asetat, n- heksan maupun air dengan
menggunakan acarbose sebagai kontrol (Ida, 2013).
Melihat potensi dari tanaman ini penulis merasa tertarik untuk menelusuri
struktur kimia senyawa bioaktif sebagai antidiabet dari tanaman raru yang
jenisnya berasal dari Tapanuli Tengah. Jenis tanaman tersebut telah diidentifikasi
sebagai Vatica, pauciflora. Identifikasi dilakukan di Herbarium Bogoriense LIPI
Cibinong. Jenis ini banyak dikonsumsi masyarakat sebagai obat yang diyakini
dapat menurunkan kadar gula darah.
Pada penelitian ini dilakukan dengan mengekstrak kulit batang raru jenis
Vatica pauci flora Blume dan menguji aktivitas ekstrak sebagai daya hambat
terhadap enzim α-glukosidase dan uji toksisitas Brine Shrimp Lethality Test
(BSLT). Terhadap ekstrak yang mempunyai aktivitas daya hambat enzim α
-glukosidase yang paling tinggi ditelusuri dengan isolasi dan elusidasi, dan struktur
kimianya berdasarkan data spektra spektroskopi (UV, FT IR1, RMI 1D, RMI 2D
(COSY, HMQC, HMBC), dan HR MS.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai
berikut:
1. Bagaimana cara mengisolasi senyawa senyawa bioaktif yang dari kulit
batang dari tanaman raru (Vatica paucifloraBlume).
2. Apakah senyawa tersebut dapat menghambat enzim α-glukosidase yang
dapat bersifat antidiabetik.
3. Bagaimana struktur kimia dari senyawa yang dapat menghambat enzimα
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan:
1. Untuk mengetahui cara mengisolasi senyawa bioaktif dari kulit batang raru
tersebut.
2. Untuk mengetahui jenis senyawa yang dapat menghambat enzim α
-Glukosidase diperoleh pada tumbuhan kulit batang raru.
3. Untuk mengetahui bioaktivitas kulit batang raru terhadap penurunan
kadar glukosa darah secara invitro melalui bioaktivitas inhibisi enzim α
-glukosidase.
4. Untuk mengetahui struktur kimia dari senyawa yang dapat menghambat
enzim α-Glukosidase diperoleh pada tumbuhan kulit batang raru.
1.4 Batasan Masalah
Pada penelitian ini dilakukan uji inhibisi enzim α-glukosidase secara in vitro
terhadap hasil ekstraksi darin-heksan, etil asetat, etanol, dan air dari kulit batang
Raru (Vatica pauciflora Blume), ekstrak kulit batang diuji daya hambat paling
besar terhadap enzim α- glukosidase. Selanjutnya dilakukan pemisahan dengan
cara Kromatografi, kemudian hasil pemurnian yang diperoleh ditentukan struktur
kimianya dengan metoda spektroskopi. Berdasarkan data UV, FT-IR RMI 1D ,
RMI 2D (COSY, HMQC, HMBC), dan HR MS.
1.5 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang tanaman
yang memiliki bioaktivitas antihiperglikemik dengan mekanisme penghambatan
1. Memberikan informasi yang dapat digunakan sebagai masukan mengenai
senyawa penghambat enzimα-glukosidase sehingga dapat bermanfaat bagi
pengembangan ilmu pengetahuan untuk keperluan pengobatan dan
pengembangan potensi tanaman obat.
2. Mengetahui kandungan senyawa bioaktif yang berperan dalam penurunan
kadar gula darah dan dapat digunakan sebagai bahan obat anti diabetik.
1.6 Hipotesis
Di dalam kulit batang tumbuhan kulit batang Raru (Vatica pauciflora
Blume) terdapat senyawa bioaktif yang dapat menghambat enzimα-Glukosidase,
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Raru
Raru merupakan tanaman kayu hutan yang kayu batangnya selama ini
telah lama digunakan masyarakat Tapanuli sebagai bahan bangunan. Lama
kelamaan kulit kayu raru digunakan sebagai bahan tambahan ke dalam minuman
yang dikenal dengan nama tuak, dan belakangan ini air rebusan daunnya diyakini
dapat mengobati luka yaitu dengan cara mencuci luka, dan kulit batangnya
diyakini sebagai obat antidiabetik.
Tanaman ini tumbuh di daerah tropis kawasan maritim Asia berupa
tanaman liar. Di Indonesia bagian Sumatera terdapat berbagai daerah seperti
Tapanuli Tengah, Simalungun, dan Tapanuli Utara.
Vatica pauciflora Blume berhabitus pohon yang tingginya mencapai 30 m,
dengan diameter mencapai 45 cm, ranting mengalah, menggundul dan tidak
berkopeng. Penumpu panjang hingga 8 mm, memita (bentuk bidang bersegi empat
panjang yang sempit dengan nisbah panjang : lebar melebihi 12 : 1), berlekuk
balik. Tangkai daun panjang 10 – 18 mm, daun melanset lonjong, panjang 6,5 –
20 cm, lebar 2,2 – 8 cm, menjangat tipis.
Pangkal daun membaji, ujung melancip, panjang hingga 1,5 cm, tulang
daun sekunder 5-7 pasang. Malai panjang hingga 9 cm, di ujung atau hampir di
ujung (Suyektiningsih, 2009). Tanaman ini banyak jenisnya, yaitu:Cotylelobium
melanoxylum Pierre, Shorea bolancarpoides Symington, Cotylelobium
lanceolatum craib, Cotylelobium melanoxylon Pierre, Shora maxvelliana King,
Guttifera Shorea faguetiana Heim (Gunawan,2009). Gambar jenis pohon dan
daun jenis tanaman Raru (Vatica pauciflora Blume) ini dapat terlihat pada
lampiran 1.
2.1.1 Taksonomi Tanaman Raru
Tanaman jenis Raru ini termasuk dalam klasifikasi berdasarkan divisi
yaitu Magnoliopita, berdasarkan kelas yaitu Magnoliopsida, termasuk dalam
kelompok bangsa Malvales, termasuk dalam kelompok suku Dipterocarpaceae,
dan kelompok marga Vatica. Jenisnya disebutVatica pauciflora Blume. Sinonim
dari tanaman ini adalahvatica forbesianaBurck, Vatica lampongaBurck, Vatica
ruminateBurck, Vatica sumatranaSlooten, Vatica wallichiiDyer.
Daerah tempat tumbuhnya tanaman ini adalah Sumatra dengan sebutan
Raru dan Kalimantan dengan sebutan Resak.
2.1.2 Metabolit Sekunder
Senyawa organik yang dihasilkan oleh alam terdiri dari senyawa metabolit
primer dan sekunder. Metabolit sekunder biasa disebut sebagai senyawa bahan
alam atau (Natural product). Biosintesis metabolit sekunder diturunkan dari
metabolit primer (gula, asam amino, lemak, dan nukleotida). Metabolit sekunder
distribusinya pada tanaman tidak universal artinya tidak terdapat pada seluruh
bagian tanaman penghasil. Metabolit sekunder juga spesifik pada tanaman itu
sendiri. Misalnya metabolit sekunder seperti aroma bunga mawar hanya terdapat
pada bunga mawar tidak terdapat pada bunga lain.
Metabolit primer terdistribusi secara universal terdapat pada seluruh
dalam sel organisme yang menghasilkan. Metabolit sekunder jauh lebih sedikit
terdapat pada tumbuhan maupun hewan dibandingkan dengan metabolit primer.
Senyawa metabolit sekunder merupakan senyawa kimia yang umumnya
mempunyai kemampuan bioaktifitas dan berfungsi sebagai pelindung tumbuhan
tersebut dari gangguan hama penyakit untuk tumbuhan itu sendiri dan
lingkungannya. Secara umum metabolit sekunder dalam bahan hayati
dikelompokkan berdasarkan sifat dan reaksi khas suatu metabolit sekunder dengan
pereaksi tertentu. Metabolit sekunder dapat dikelompokkan sebagai: Alkaloid,
Terpenoid, Flavonoid, Fenolik, Saponin, Kumarin, Zat warna kuinon, dan
Karotenoid (Hanani E, 2010).
Alkaloid terdapat pada tumbuh-tumbuhan tersebar luas di berbagai jenis
tumbuhan, masing-masing tumbuhan mempunyai keaktifan biologis tertentu. Ada
yang dapat digunakan sebagai obat, ada juga yang bersifat racun. Terdapat pada
biji, daun, ranting dan kulit batang. Uumumnya tidak berwarna berupa kristal
amorf, sedikit berupa cairan. mengandung satu atau lebih atom Nitrogen dalam
cincin heterosiklik dan bersifat basa (Sirait, 2007).
Terpenoid adalah senyawa yang berasal tumbuhan dan hewan. Terdapat
sebagai bermacm-macam senyawa seperti minyak atsiri yaitu monoterpen dan
sekuisterpen (C10 dan C15) yang mudah menguap, diterpen (C20) sukar menguap,
sedangkan triterpen, sterol (C30), dan pigmen karoten (C40) tidak dapat menguap.
Terpenoid penting untuk metabolisme pada tumbuhan dan metabolisme
tumbuhan. Larut dalam lemak, pada tumbuhan terdapat pada sitoplasma. Senyawa
Fenolik adalah merupakan senyawa aromatik dengan gugus fungsi
hidroksil. Sisi dan jumlah grup hidroksil pada grup fenol diduga memiliki
hubungan dengan toksisitas relatif menekan terhadap mikroorganisme dengan
bukti bahwa hidroksilasi yang meningkat menyebabkan toksisitas yang meningkat
pula (Harborn,1987).
Flavonoid adalah senyawa polifenol yang memiliki kerangka karbon
terdiri dari 15 atom karbon. Inti dasarnya tersusun dengan konfigurasi C6– C3–
C6 yang dihubungkan oleh satuan tiga karbon yang dapat atau tak dapat
membentuk cincin ketiga. Agar mudah cincin diberi tanda A,B, dan C; atom
karbon dinomori menurut sistim penomoran yang menggunakan angka biasa
untuk cincin A dan C serta angka beraksen untuk cincin B. Cakupan flavonoid
yang sudah diketahui sangatlah luas. Pertama sekali terbentuk pada biosintetis
adalah khalkon dan semua bentuk lain adalah turunannya (Markam, 1988).
[image:31.595.201.338.443.547.2]O O
A
C
B
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 ` 2 ` 3` 4` 5` 6`Gambar 2.1. Kerangka dasar Flavonoid (Markam, 1988).
Senyawa flavonoid terdapat hampir dalam semua tumbuhan hijau, terdapat
sebagai senyawa campuran dan jarang sekali ditemukan sebagai senyawa tunggal
(Harborn, 1987).
Flavonoid dapat diekstraksi dengan etanol 70% berupa senyawa fenol,
dideteksi. Mekanisme reaksi glukosa dengan flavonoid pada proses penurunan
[image:32.595.136.518.140.545.2]glukosa darah dengan metoda enzimatis terjadi dalam dua tahap yaitu:
Gambar 2.2. Mekanisme Reaksi Enzimatis Glukosa dan Fenol.(Munawarah,
2009)
Reaksi tahap pertama adalah glukosa direaksikan dengan flavonoid (di
alam berbentuk senyawa fenol) dengan metode enzimatis yang menggunakan
enzim Glukosa Oksidase (GOD) menghasilkan Energi, Asam Glukonat dan
Hidogen peroksida. Reaksi tahap kedua yaitu reaksi Hidrogen peroksida dengan
reagen 4-amino-antipirin yang ditambahkan dengan enzim Para Amino-antipirin
Peroksidase (PAP) menghasilkan senyawa yang berwarna merah (kuinonimin).
Hasil akhir senyawa yang berwarna merah tersebut selanjutnya diukur dengan
glukosa darah mencapai nilai optimal. Semakin lama waktu pengukuran akan
mempengaruhi kepekatan warna dari flavonoid yang bereaksi dengan glukosa
(warna semakin pudar) dikarenakan asam glukonat yang dihasilkan menguap
(Munawarah, 2009).
Saponin adalah senyawa yang larut dalam air, identifikasi saponin
sangatlah mudah dalam air bila digojok akan menghasilkan buih sabun. Saponin
berasa pahit atau getir, senyawanya dapat membentuk larutan koloida, dapat
mengiritasi membran mukosa dan membentuk senyawa kompleks dengan
kolesterol. Selain itu saponin juga bersifat toksik terhadap ikan dan hewan
berdarah dingin lainnya, sehingga dapat digunakan sebagai racun ikan pada
konsentrasi yang rendah, saponin sering menyebabkan hemolisis sel darah merah
pada tikus. Saponin juga dapat dimanfaatkan sebagai sumber sapogenin yang
dapat diubah menjadi sterol hewan yang mempunyai manfaat terapeutik antara
lain kortison dan kontraseptik sterogen (Harborn, 1987).
Kumarin dijumpai pada jenis tumbuhan tinggi dan jarang ditemukan pada
mikro organisme, mempunyai kerangka C6 – C3. Dari segi biogenetik kerangka
benzoripan-2-on dari kumarin berasal dari asam sinamat melalui reaksi-reaksi
ortohidroksilasi dan reaksi laktonisasi (Harborn,1987)
O
[image:33.595.181.263.652.702.2]O
Zat warna Kuinon merupakan heterosikel cincin terpadu yang strukturnya
berubah dengan naftalen, terdapat pada tanaman merupakan zat warna.
Isokaindina adalah isomer-isomernya yang mengandung Nitrogen (Sirait, 2007).
Karotenoid terdapat pada tumbuhan dan hewan, merupakan turunan
isoprena yang berantai panjang. Karotenoid yang terdapat dalam tanaman dapat
dirubah secara enzimatik menjadi vitamin A oleh kebanyakan hewan. Beta karote
ditemukan di dalam sayur-sayuran berwarna dan buah-buahan seperti wortel, ubi
jalar dan buah berwarna (Lehninger, 1993).
2.2 Absorbsi Glukosa Dalam Tubuh
Telah diketahui terdapat 5 tranporter glukosa yang berbeda-beda yaitu
GLUT 1, GLUT 2, GLUT 3, GLUT 4, dan GLUT 5. Molekul- molekul ini
mengandung 492-524 asam amino dan afinitasnya terhadap glukosa bervariasi,
dan masing-masing transporter di jaringan mempunyai tugas khusus. GLUT 4
adalah transporter di jaringan otot dan adipose yang dirangsang oleh insulin.
Dalam sitoplasma sel-sel peka insulin terdapat cadangan molekul GLUT 4, dan
bila sel-sel ini terpapar insulin maka glukosa transporter tersebut bergerak cepat
ke membran sel. Dan bila rangsangan insulin terhenti maka glukosa transporter
tersebut kembali ke sitoplasma (Guyton and Hall, 2007). Ilustrasi dari masuknya
Disakarida
Monosakarida
Absorbsi
Glukosa Darah Meningkat
Glukosa Masuk ke dalam Sel
Cadangan (Glikogen dan Adipose) Energi
GLUT 1, GLUT 2, GLUT 3, GLUT 4,
GLUT 5 Karbohidrat
(Polisakarida)
α-Glukosidase
[image:35.595.131.454.85.334.2]Brush border mikrovili usus
Gambar 2.4. Masuknya Glukosa ke Dalam Sel
2.2.1 Pengaturan Kadar Glukosa Darah
Pada orang normal, pengaturan besarnya konsentrasi glukosa darah pada
saat puasa yang pengukurannya dilakukan sebelum sarapan pagi adalah 80 dan 90
mg/100ml darah. Konsentrasi ini meningkat menjadi 120 sampai 140 satu jam
setelah makan, namun konsentrasi gula darah akan kembali normal setelah 2 jam
makan. Pada saat kelaparan fungsi glukoneogenesis dari hati menyediakan
glukosa yang dibutuhkan untuk mempertahankan kadar glukosa darah puasa.
Pengaturan kadar glukosa darah dapat dilihat sebagai berikut: (1) Hati
berfungsi sebagai suatu sistim penyangga glukosa darah yang sangat penting.
Pada saat sesudah makan glukosa darah meningkat, sekresi insulin juga
meningkat. Sebanyak 2/3 dari seluruh glukosa yang diabsorbsi dari usus dalam
kemudian bila konsentrasi glukosa darah dan kecepatan sekresi insulin berkurang,
hati akan melepaskan glukosa kembali ke dalam darah. Dengan cara ini, hati
mengurangi fluktuasi konsentrasi glukosa darah sampai kira-kira 1/3 dari fluktuasi
yang dapat terjadi.
(2) Fungsi hormon insulin dan glukagon sama pentingnya dengan sistim
pengatur umpan balik untuk mempertahankan konsentrasi glukosa normal. Bila
konsentrasi glukosa darah meningkat, sekresi insulin akan terjadi, insulin akan
merangsang glukosa transporter untuk mentransfer glukosa darah ke sel-sel
sehingga kadar glukosa di dalam darah menjadi normal kembali. Sebaliknya pada
saat glukosa darah menurun sekresi glukagon akan meningkat, selanjutnya
glukagon akan berfungsi merangsang meningkatnya kadar glukosa darah sehingga
kembali normal. Hormon insulin dan glukagon berfungsi berlawanan, namun
kerjanya berfungsi menormalkan kadar glukosa di dalam darah.
(3) Pada keadaan hipoglikemia, timbul suatu efek langsung akibat kadar
glukosa darah yang rendah terhadap hipotalamus, yang akan merangsang sistem
saraf simpatis. Selanjutnya hormon epinefrin yang disekresikan oleh kelenjar
adrenal menyebabkan pelepasan glukosa lebih lanjut dari hati. Jadi epinefrin juga
membantu melindungi agar tidak timbul hipoglikemia yang berat.
(4) Pada saat keadaan diet karbohidrat setelah beberapa hari, sebagai
respons terhadap hipoglikemia yang lama, akan timbul sekresi hormon kortisol
dan pertumbuhan, kedua hormon ini mengurangi kecepatan pemakaian glukosa
oleh sebagian besar sel tubuh, dan sebaliknya akan menambah jumlah pemakaian
lemak sehingga akan mengembalikan kadar glukosa dalam darah kembali normal
2.2.2 Pentingnya Pengaturan Kadar Glukosa Dalam Darah
Meski selain glukosa, lemak dan protein dapat juga digunakan sebagai
sumber energi, namun keberadaan glukosa sangatlah penting karena secara
normal glukosa merupakan satu-satunya bahan makanan yang dapat digunakan
oleh otak, retina, epitel germinal gonad dalam jumlah yang cukup untuk
menyuplai jaringan tersebut secara optimal sesuai dengan energi yang
dibutuhkannya. Oleh karena itu, konsentrasi glukosa darah harus dipertahankan
untuk mencukupi nutrisi yang dibutuhkan.
Perlunya konsentrasi glukosa harus dijaga karena: 1) glukosa dapat
menimbulkan sejumlah besar tekanan osmotik dalam cairan ekstrasel, dan bila
konsentrasi glukosa meningkat sangat berlebihan, akan dapat mengakibatkan
timbulnya dehidrasi sel. 2) Tingginya konsentrasi glukosa dalam darah
menyebabkan keluarnya glukosa dalam air seni. 3) Hilangnya glukosa melalui
urin juga menimbulkan diuresis osmotik oleh ginjal, yang dapat mengurangi
jumlah cairan tubuh dan elektrolit. 4) Peningkatan jangka panjang glukosa darah
dapat menyebabkan kerusakan pada banyak jaringan, terutama pembuluh darah.
Kerusakan vaskular akibat diabetes melitus yang tidak terkontrol, akan berakibat
pada peningkatan resiko terkena serangan jantung, stroke, penyakit ginjal, dan
kebutaan (Guyton, and Hall, 2007).
2.2.3 Diabetes Melitus (DM)
Diabetes melitus adalah suatu sindroma gangguan metabolisme dengan
insulin atau berkurangnya efektivitas biologis dari insulin (atau keduanya).
Menurut Francis, and Baxter, 2000, terdapat dua tipe utama Diabetes Melitus
yaitu sebagai berikut:
2.2.3.1 Diabetes Melitus Tipe I (Insulin Dependent Diabetes Mellitus)
Diabetes tipe I diyakini terjadi akibat infeksi atau gangguan toksik dari
lingkungan yang merusak sel-sel B pankreas pada individu yang memiliki
predisposisi genetik di mana sistem kekebalan tubuh yang agresif akan
menghancurkan sel-sel B pankreas saat mengatasi agen invasif.
Pada Diabetes Melitus tergantung insulin, terjadi gangguan katabolik
dimana tidak ada insulin dalam sirkulasi, glukosa plasma meningkat, dan sel-sel B
pankreas gagal berespons terhadap rangsang insulinogenik. Tanpa adanya insulin,
ketiga jaringan sasaran insulin (hati, otot dan lemak) tidak hanya gagal mengambil
zat-zat gizi yang telah diabsorbsi sebagai mana mestinya, bahkan juga terus
melanjutkan mengeluarkan glukosa, asam amino, dan asam lemak ke dalam aliran
darah dari depot cadangannya masing-masing. Lebih jauh, perubahan dalam
metabolisme lemak mengarah pada pembentukan dan akumulasi benda-benda
keton.
2.2.3.2 Diabetes Melitus Tipe II (Non Insulin Dependent Diabetes Mellitus)
Diabetes Melitus tipe II merupakan sindroma resistensi insulin.
Faktor-faktor yang mengurangi respons terhadap insulin adalah (1) Penghambat
prareseptor yaitu antibodi insulin, (2) Penghambat reseptor yaitu Autoantibodi
Penghambat post-reseptor yaitu Respons yang buruk dari organ-organ sasaran
utama yaitu obesitas, penyakit hati, inaktivitas otot dan kelebihan hormonal yaitu
glukokortikoid, hormon pertumbuhan, agen-agen kontrasepsi oral, progesterone,
somatomamotropin korion manusia, katekolamin, dan tiroksin. Tipe diabetes
[image:39.595.113.565.255.484.2]mellitus digambar seperti gambar 2.5 berikut.
Gambar 2.5. Ilustrasi Tipe Diabetes Melitus (Despopoulos, dan Silbernagl, 1998)
2.2.4 Enzimα-Glukosidase
Enzimα- glukosidase memiliki nama kimiaα-D-glukosida glukohidrolase
merupakan enzim yang berperan dalam pembentukan glukosa di dalam usus halus
manusia. Enzim ini membantu dalam pemecahan rantai polisakarida pada ikatanα
(1-6) pada setiap titik percabangan yang tidak dapat dipecahkan oleh enzim
fosforilase. Produk dari aktivitas enzim ini adalah polimer (α 1-4) tak bercabang
dan satu glukosa. Reaksi ini terjadi setelah aktivitas glikogen phosporilase dan
Pada reaksi inhibisi test α- glukosidase dapat terlihat antihiperglikemia
pada setiap ekstrak tanaman yang mempunyai aktivitas antihiperglikemia dimana
pada penelitian ini enzim α-glukosidase menghidrolisis p-nitrofenil α
-D-glukopiranosida menjadi paranitrofenol yang berwarna kuning dari glukosa
[image:40.595.119.500.253.397.2](Sugiwati, 2009)
Gambar 2.6. Reaksi Enzimatikα-Glukosidase dan p-nitrofenilα-D glukopiranosa.
Perkembangan yang terus meningkat pada ilmu pengetahuan dan teknologi
dalam dunia biokimia dan kedokteran, memberikan dampak pada penemuan
senyawa baru yang dapat menghambatα-glukosidase secara tepat guna dan cepat.
Senyawa ini disebut dengan inhibitorα glukosidase (IAG), IAG tidak mencegah
absorbsi karbohidrat dan gula kompleks, tetapi menghambat absorbsinya.
Acarbose dan miglitol adalah inhibitor sama memperlambat pemecahan
disakarida, yang mempunyai aplikasi yang sangat luas, seperti informasi
mekanisme kerja enzim α-glukosidase. Hal ini dapat terjadi karena bentuk dan
2.2.5 Inhibisi Enzimα-glukosidase
Senyawa yang dapat menghambat kerja enzim disebut inhibitor enzim.
Inhibitor enzim terdiri dari dua jenis utama yang dibedakan dari cara kerjanya.
Pertama inhibitor enzim yang saling bersaing dengan substrat memperebutkan
pusat aktif, dan kedua inhibitor yang tidak bersaing pada pusat aktif tetapi tidak
bereaksi untuk membentuk hasil. Suatu zat yang bersifat sebagai inhibisi bersaing
atau kompetitif merupakan molekul yang mirip dengan substrat
Reaksi: E + S ES (aktif) Hasil
E + I EI (tidak aktif)
Dalam bagian ini inhibitor I bersaing dengan substrat S memperebutkan tapak
aktif. Menurut azas Le Chatelier, jika S bertambah konsentrasi keseimbangan S
harus bertambah dengan mengorbankan EI. Jadi kita dapat membalikkan
pengaruh inhibitor kompetitif dengan hanya meninggikan konsentrasi substrat
(David S.P, 1989).
Acarbose adalah inhibitor enzim α-glukosidase yang bersifat kompetitif
dan reversibel di dalam usus manusia (Bischoff H, 1995). Ekstrak dari tanaman
raru yang mempunyai bioaktivitas sebagai anti diabetik cara kerjanya mirip
dengan acarbose (Gunawan P, 2009).
2.2.6 Metode Pemeriksaan Kadar Glukosa Darah
1. Metode Oksidasi-Reduksi
Ion kupri dapat mereduksi glukosa dalam larutan alkali panas dan
terbentuk ion kupro. Bila kondisi reaksi dijaga, maka ion kupro yang terbentuk
kelebihan iodium di dalam blangko dan sampel dititrasi dengan tisosulfat.
Selisihnya dengan glukosa yang ada dalam sampel (Aryska, 2008).
2. Metode Kondensasi
Glukosa (dan aldosa lain) dapat berkondensasi dengan macam-macam
senyawa aromatik dalam suasana asam panas membentuk produk-produk yang
berwarna. Hidroksimetilpurpural terbentuk dari glukosa dalam larutan asam kuat
panas. Gugus aldehid dari produk ini berkondensasi dengan suatu fenol untuk
menghasilkan senyawa hijau yang dapat diukur secara fotometrik (Aryska, 2008).
3. Metode Enzimatik
Kadar glukosa darah diukur dengan metode enzimatik (glukosa oksidase)
menggunakan alat glukometer. Prinsip kerja penggunaan alat ini yaitu : oksigen
dengan bantuan enzim glukosa oksidase mengkatalis proses oksidasi glukosa
menjadi asam glukonat dan hydrogen peroksida. Dalam reaksi yang kedua, enzim
peroksidase mengkatalisis reaksi oksidasi kromogen (akseptor oksigen yang tidak
berwarna), kemudian oleh hydrogen peroksidase membentuk suatu produk
kromogen teroksidasi berwarna biru yang diukur dengan glukometer. Tes strip
pada glukometer mengandung bahan kimia glukosa oksidase ≥ 0,8 IU; garam
naftalen asam sulfat 42μg; dan 3-metil-2-benzothiazolin hidrazon.
Glukosa + O2 + H2O <=======> Asam Glukonat + H2O2 (Aryska,
2.2.7 Pengobatan Diabetes Melitus
Secara teoritis, pengobatan Diabetes Melitus tipe I adalah dengan
memberikan insulin secukupnya sehingga metabolisme karbohidrat, lemak, dan
protein pada pasien dapat senormal mungkin. Insulin tersedia dalam berbagai
bentuk. Insulin “regular” mempunyai durasi kerja yang lamanya 3 sampai 8 jam,
sedangkan insulin dalam bentuk lainnya (yang dipresipitasikan dengan seng atau
dengan berbagai derivat protein) diabsorbsi secara lambat dari tempat
penyuntikannya dan oleh karena itu mempunyai efek yang lamanya 10 sampai 48
jam. Biasanya, pasien diabetes tipe I yang berat setiap harinya diberi dosis
tunggal insulin yang mempunyai daya kerja lama untuk meningkatkan seluruh
metabolisme karbohidrat sepanjang hari. Lalu bila kadar glukosa darah naik
terlalu tinggi, misalnya pada waktu makan, dapat diberikan tambahan insulin
regular di hari tersebut. Jadi, pola pengobatan pasien disesuaikan dengan
kebutuhan masing-masing individu.
Pada orang dengan Diabetes Melitus tipe II, diet dan olah raga biasanya
direkomendasikan untuk menurunkan berat badan dan mengurangi resistensi
insulin. Jika upaya tersebut tidak berhasil, obat-obatan dapat diberikan untuk
meningkatkan sensivitas insulin atau untuk merangsang produksi insulin
pankreas. Akan tetapi, pada beberapa orang, insulin dari luar harus digunakan
untuk mengatur kadar gula darah.
Di masa lalu, insulin yang digunakan untuk pengobatan dihasilkan dari
pankreas hewan. Akan tetapi, insulin manusia yang dihasilkan dari rekombinasi
reaksi imunitas dan sensitisasi terhadap insulin hewan, sehingga membatasi
efektivitas insulin hewan tersebut (Gayton and Hall, 2007).
2.2.8 Insulin
Insulin dihasilkan oleh sel β pada pulau langerhans pankreas dan
disekresikan ke dalam darah sebagai reaksi langsung terhadap keadaan
hiperglikemia. Pemberian insulin dilakukan apabila pankreas dari pasien tidak
dapat bekerja memproduksi insulin secara maksimal. Insulin tidak dapat
digunakan secara oral karena terurai oleh enzim-enzim protease di lambung, maka
selalu diberikan sebagai injeksi. Dalam hati dirombak dengan cepat, plasma t½
nya hanya 5-10 menit, maka kerjanya hanya pendek, lebih kurang 40 menit.
Efek kerja insulin adalah membantu transport glukosa dari darah ke dalam
sel, insulin mempunyai pengaruh yang sangat luas terhadap metabolisme, baik
metabolisme karbohidrat dan lipid, maupun metabolisme protein dan mineral.
Insulin akan meningkatkan lipogenesis, menekan lipolisis, serta meningkatkan
transport asam amino masuk ke dalam sel. Insulin juga mempunyai peran dalam
modulasi transkripsi, sintesis DNA dan replikasi sel. Itu sebabnya, gangguan
fungsi insulin dapat menyebabkan pengaruh negative dan komplikasi yang sangat
luas pada berbagai organ dan jaringan tubuh (Guyton and Hall,2007).
2.2.9 Obat Antidiabetes Oral
Obat Oral untuk antidiabet tediri dari 5 golongan (Francis, and Baxter,
2000), dan memiliki cara kerja yang berbeda. Golongan-golongan tersebut adalah
(1) Golongan Sulfonylurea. Golongan ini bekerja dengan menstimulir sel-sel β
ini dapat menurunkan kadar glukosa darah yang tinggi dengan cara merangsang
keluarnya insulin dari sel β pankreas. Obat-obat golongan ini hanya efektif pada
pasien diabetes mellitus tipe II yang pankreasnya masih aktif. Obat-obat yang
termasuk ke dalam golongan ini adalah: glibenklamida, glipizida, glikazida,
glimepirida, glikuidon.
(2) Golongan Biguanida. Golongan ini bekerja menghambat
glukoneogenesis dan meningkatkan penggunaan glukosa jaringan. Berbeda
dengan sulfonylurea, biguanida tidak menstimulasi pelepasan insulin dan tidak
menurunkan kadar gula darah pada orang sehat. Zat ini juga menekan nafsu
makan hingga berat badan tidak meningkat, maka layak diberikan pada penderita
yang kegemukan.
(3) Meglitinida. Meglitinida kerjanya merangsang sekresi insulin di
kelenjar pankreas. Obat-obat hipoglikemik oral golongan glinida ini merupakan
obat hypoglikemik generasi baru yang kerjanya mirip sulfonylurea. Pada
umumnya dipakai dalam bentuk kombinasi dengan obat-obatan anti diabetik oral
lain.
(4) Glukosidase inhibitor. Enzim menghambat kerja enzim-enzim yang
mencerna karbohidrat, sehingga tidak semua karbohidrat dicerna menjadi glukosa
dalam darah, obat golongan ini yaitu Acarbose, Miglitol.
(5) Thiazolidinedion. Meningkatkan kepekaan tubuh terhadap insulin
berikatan dengan PPARG (Peroxisome Proliferator Activated Receptor Gamma)
2.3 Isolasi, Elusidasi, dan Penentuan Struktur Kimia
Isolasi dan elusidasi adalah suatu metoda pemisahan dan untuk
menentukan struktur kimia. Untuk tanaman yang memiliki aktivitas daya hambat
enzim α-glukosidase, isolasi dapat dilakukan dengan cara mengekstraksi
menggunakan pelarut yang sesuai, kemudian dilakukan pemisahan secara
kromatografi, selanjutnya dilakukan elusidasi. Untuk penentuan struktur kimia
digunakan dengan metode spektroskopi, dengan menggunakan alat instrumen UV,
IR, RMI, dan Massa (Underwood, 2002).
2.3.1 Ekstraksi
Ekstraksi merupakan suatu proses pemisahan substansi dari campuran
dengan menggunakan pelarut yang sesuai. Ekstraksi dapat dilakukan dengan
pelarut organik terhadap bahan segar atau bahan yang telah dikeringkan. Pada
prinsipnya senyawa polar diekstraksi dengan pelarut polar, senyawa semi polar
diekstraksi dengan menggunakan pelarut semi polar, dan senyawa non polar
diekstraksi dengan menggunakan pelarut non polar.
Berdasarkan energy yang digunakan, ekstraksi dapat dilakukan dengan dua
cara, yaitu cara panas dan dingin, tergantung pada kestabilan senyawa yang
diisolasi supaya tidak rusak (DEPKES RI., 1995).
2.3.2 Metode Pemisahan dan Pemurnian
Kromatografi merupakan salah satu metode pemisahan yang mempunyai
keuntungan dalam pelaksanaannya lebih sederhana, penggunaan waktu yang
singkat dan terutama karena mempunyai kepekaan yang tinggi serta kemampuan
memisahkan yang tinggi, dibandingkan metode pemisahan yang lain seperti
Kromatografi didefinisikan sebagai prosedur pemisahan zat terlarut oleh
suatu proses migrasi diferensial dinamis dalam system yang terdiri dari dua fase
atau lebih, salah satu diantaranya bergerak secara berkesinambungan dalam arah
tertentu dan didalamnya zat-zat yang menunjukkan perbedaan motilitas
disebabkan perbedaan adsorbs, partisi, kelarutan,tekanan uap, ukuran molekul
atau kerapatan muatan ion. Dengan demikian masing-masing zat dapat
diidentifikasi atau ditetapkan dengan metode analitik.
Secara umum teknik kromatografi didasarkan pada distribusi zat terlarut
diantara dua fase, yaitu fase diam dan fase gerak. Fase gerak membawa zat
terlarut melalui media, hingga terpisah dari zat terlarut lainnya, yang tereluasi
lebih awal atau lebih akhir. Umumnya zat terlarut dibawa melalui media pemisah
oleh aliran suatu pelarut berbentuk cairan atau gas yang disebut eluen. Fase diam
dapat bertindak sebagai penyerap, atau dapat bertindak melarutkan zat sehingga
terjadi partisi antara fase diam dan fase gerak. Dalam proses terakhir ini suatu
lapisan cairan pada suatu penyangga yang inert berfungsi sebagai fase diam.
Pemisahan ini dapat ditempuh dengan dua cara yaitu (1) Kromatografi
Lapis Tipis. Kromatografi Lapis Tipis (KLT) merupakan metode pemisahan
secara fisikokimia yang digunakan secara luas untuk pemisahan dan identifikasi
senyawa obat. Proses pemisahan terjadi akibat perbedaan distribusi komponen
campuran di dalam fase gerak dan fase diam atau dengan kata lain berdasarkan
perbedaan afinitas dan absorbs senyawa pada fase diam dan fase gerak (Meyer,
2004).
Lapisan pemisah terdiri atas bahan berbutir-butir (fase diam), ditempatkan
diam yang baik yaitu seragam, tidak larut dalam fase gerak dan zat terlarut. Fase
diam yang sering digunakan adalah silika gel, alumina dan selulosa. Silika gel
umumnya mengandung zat tambahan kalsium sulfat untuk mempertinggi daya
lekatnya, dimana zat ini digunakan sebagai adsorben universal untuk kromatografi
senyawa netral, asam dan basa. Campuran yang akan dipisah, berupa larutan
ditotolkan berupa bercak atau pita. Setelah itu pelat atau lapisan ditaruh di dalam
bejana tertutup rapat yang berisi larutan pengembang yang cocok (fase gerak).
Pemisahan terjadi selama perambatan fase gerak, selanjutnya senyawa yang tidak
berwarna harus dideteksi.
Fase gerak adalah medium angkut yang terdiri atas satu atau beberapa
pelarut dan bergerak di dalam fase diam karena adanya daya kapiler. Pemakaian
campuran pelarut dengan tingkat polaritas berbeda dapat memberikan daya
pemisahan yang baik karena daya kembangnya dapat disesuaikan dengan semua
jenis senyawa. Pada KLT, pemilihan fase gerak berdasarkan pada deret
eluotropik, yaitu deret yang disusun menurut kemampuan elusi naik sebanding
dengan kenaikan polaritas. KLT dapat digunakan pertama untuk mengetahui
secara kualitatif, kuantitatif, atau preparatif dan kedua untuk menjajaki system
pelarut dan system penyangga yang akan dipakai dalam kromatografi kolom atau
Kromatografi Cair Kinerja Tinggi atau High Performance Liquid Cromatografi
(HPLC) ( Meyer, 2004).
(2) Kromatografi Kolom. Pada Kromatografi Kolom, zat penyerap (sorpsi)
dimampatkan secara merata ke dalam kolom berupa tabung yang dapat terbuat
dari kaca, logam atau plastik, dimana bagian bawahnya dilengkapi satu kran untuk
sama dengan kromatografi lapis tipis yaitu silika gel, aluminium oksida,
poliamida, selulosa, selanjutnya arang aktif dan gula tepung. Sejumlah sediaan
yang diperiksa diperiksa dilarutkan dengan sedikit pelarut, ditambahkan ke dalam
puncak kolom dan dibiarkan mengalir ke dalam penyerap. Zat berkhasiat diserap
dari larutan oleh bahan penyerap secara sempurna berupa pita sempit pada puncak
kolom. Dengan mengalirkan pelarut lebih lanjut, dengan atau tanpas tekanan
udara, masing-masing bergerak turun dengan difraksinasi dan fraksi yang
mengandung zat yang sama disatukan. Adapun laju gerakan zat dipengaruhi oleh
daya adsorbs zat penyerap, ukuran partikel dan luas permukaan, sifat dan polaritas
pelarut, tekanan yang digunakan serta suhu system kromatografi (Roth, 2000).
2.3.3 Metode Penentuan Struktur Kimia
Spektrofotometri adalah pengukuran serapan atau emisi radiasi
elektromagnetik pada panjang gelombang tertentu yang monokromatis dari suatu
zat baik dalam bentuk molekul atau atom. Spektrum biasanya diperoleh dengan
melewatkan cahaya yang panjang gelombang tertentu melalui larutan encer suatu
senyawa dalam pelarut yang sesuai dan tidak mengganggu penyerapan, misal air
atau etanol (Underwood, 2002).
Untuk menentukan struktur kimia suatu senyawa dapat digunakan metode
spektroskopi UV-Vis, Spektrofotometri Fourier Transform Infra Red (FT-IR),
Spektrometri Massa, dan Spektrometri Resonansi Magnetik Inti (RMI).
Spektrofotometri UV-VIS yaitu pengukuran serapan dapat dilakukan pada
daerah ultraviolet (panjang gelombang 190 nm -380 nm) atau daerah cahaya
mengabsorbsi radiasi dalam daerah UV-Vis karena mengandung elektron yang
dapat dieksitasi ke tingkat energy yang lebih tinggi.
Senyawa yang mengandung ikatan sigma seperti pada ikatan tunggal C-C
akan tereksitasi pada panjang gelombang sangat pendek di bawah 150 nm berada
di luar daerah ukur spektrofotometer sehingga tidak akan menimbulkan serapan.
Senyawa memiliki elektron phi (π) (mempunyai ikatan rangkap) dan mempunyai
pasangan elektron bebas lebih mudah tereksitasi dan menyerap pada panjang
gelombang yang lebih tinggi sehingga menimbulkan serapan pada
spektrofotometer. Spektrofotometri digunakan untuk menganalisis struktur dan
memberikan petunjuk adanya gugus kromofor, menetapkan kadar, menggunakan
serapan maksimum dari kurva absorbsi, memeriksa kemurnian, memeriksa
langsung konsentrasi analit (Pare & Belanger, 1997).
Spektrofotometri Infra Red (IR) yaitu daerah radiasi spektrofotometri IR
berada pada bilangan panjang gelombang 12800-10 cm-1. Umumnya daerah
radiasi IR terbagi dalam IR dekat (12800-4000 cm-1; 3,8-12 x 1014 Hz; 0,78-2,5
mikrometer), daerah IR tengah (4000-200cm-1; 3,8-12 x104 Hz, 2,5-50
mikrometer), daerah IR jauh (200-10 cm-1;60-3 x 1011Hz; 50-1000 mikrometer).
Daerah yang paling banyak digunakan untuk berbagai keperluan praktis adalah
4000-690 cm-1yang biasa disebut infra tengah (Khopkar, 1990)
Spektrofotometri IR mempunyai 2 macam instrument yaitu (1)
Spektrofotometer IR dispersive, adalah spektrofotometri yang menggunakan
monokromator untuk memisahkan frekuensi individu yang melewati sampel
(2) Spektrofotometer Fourier-transform, adalah spektrofotometri yang
dalam instrumennya tidak dipisahkan radiasinya, tetapi hampir semua panjang
gelombang mencapai detektor secara bersamaan yang disebut Fourier-transform,
yang digunakan untuk mengubah hasil spectrum IR menjadi khas. Yang
digunakan sebagai pengganti monokromator adalah interferometer yang dapat
memisahkan radiasi menjadi dua bagian dan menghubungkannya kembali
sehingga variasi intensitas yang keluar dapat diukur sekali. Beberapa keuntungan
spektrofotometer Fourier-Transform dibandingkan dengan spektrofotometer
dispersive adalah menghasilkan spektrum yang lebih cepat, resolusi yang lebih
baik, dapat mengukur sampel dalam jumlah yang sangat sedikit (Silverstein,
2002).
3. Spektrometri Massa
Spektometri yang menggunakan penguraian senyawa organik dan
perekaman pola fragmentasi menurut massanya. Uap cuplikan berdifusi ke dalam
system spectrometer massa yang bertekanan rendah, kemudian diionkan dengan
energi yang cukup untuk memutuskan ikatan kimia.
Dalam spektrometri massa reaksi pertama suatu molekul adalah ionisasi
awal sebuah elektron. Hilangnya sebuah elektron menghasil ion molekul.
Tabrakan antara sebuah molekul organik dan salah satu elektron berenergi tinggi
menyebabkan lepasnya sebuah elektron dari molekul dan menyebabkan
terbentuknya ion organik. Ion organik yang dihasilkan oleh penembakan elektron
berenergi tinggi ini tidak stabil dan pecah menjadi fragmen kecil, baik berbentuk
radikal bebas maupun ion-ion lain. Umumnya spektrum massa diperoleh dengan
dipisahkan berdasarkan perbandingan massa terhadap muatan (m/e). Proses
ionisasi menghasilkan partikel-partikel bermuatan positif dimana massa yang
terdistribusi spesifik terhadap senyawa induk.
4. Spektrometri Resonansi Magnetik Inti (RMI)
Spektrometri magnetic inti (RMI) merupakan metode yang sering dipakai
dalam mempelajari struktur molekul. Untuk melengkapi bagian-bagian lain dari
suatu molekul organik yang tidak diketahui (unknown Compound) dapat digunaka
RMI yang memberikan informasi yang berguna dalam penentuan struktur
yaitu RMI 1 dimensi terdiri dari RMI proton (1H), RMI karbon (13C), DEPT
(Distortionless Enhancement by Polarization Transfer). Prinsip RMI proton
adalah inti atom hidrogen mempunyai sifat-sifat magnet, bila suatu senyawa
mengandung hydrogen diletakkan dalam bidang magnet yang sangat kuat dan
diradiasi menggunakan radiasi elektromagnetik maka inti atom hydrogen dari
senyawa tersebut akan menyerap energi melalui suatu proses absorpsi yang
dikenal dengan resonansi magnet.
Penyerapan gelombang pada fenomena Resonansi Maknetik Inti RMI atau
NMR (Nuclear Magnetic Resonance), Terjadi bila inti menyerah terhadap medan
magnet yang digunakan untuk merubah arah orientasi spin (Silverstein, 2005).
Spektrum RMI karbon dan DEPT memberikan informasi jenis atom
karbon primer (CH3), sekunder (CH2) tersier (CH), dan kuarterner (q). DEPT
merupakan salah satu tipe spektra RMI karbon yang memberikan informasi
jumlah karbon dari CH3, CH2, CH dan C yang diukur berdasarkan sudut
pengukuran RMI karbon. Hasil penelitian DEPT pada sudut 1350 menunjukkan
bawah, Untuk mengetahui perbedaan CH3 dan CH dilakukan pengukuran pada
sudut 900.
Pergeseran Kimia (Chemical shift, δH). Pergeseran Kimia adalah parameter yang digunakan pada RMI (proton dan Karbon) yang mempunyai
karakteristik untuk posisi proton dan karbon di dalam struktur kimia δH adalah
pergeseran kimia untuk proton (0 – 10 ppm), δC adalah pergeseran kimia untuk
Karbon (0 – 200).
Penyidikan pergeseran kimia pada RMI proton adalah spektra-spektra
proton/hidrogen dari:
CH3
CH2
CH
C
CH2 & CH2
H
C & C
H
C
H &
CH3
C & C & C O
Faktor- faktor yang mempengaruhi letak pergeseran kimia (δH) adalah (1)
Faktor intra molekul. -Pengarunh Induksi (Induksi melalui ikatan atau melalui
induksi ruang), makin besar keelektronegatifan, makin besar δH maka CH3 δ
±1,0 ppm, (CH3)4Si= 0 ppm, CH3-I = 2,16 ppm, CH3-F = 4,26 ppm. Pengaruh resonansi CH2adalahδH ± 2 −4 ppm.
(2) Pengaruh Intra molekul, pengaruh medium isotop (pelarut). Gejala ini
diakibatkan oleh adanya gaya Vander Walls dan mempunyai sekitar 0,1 ppm.
Pengaruh suhu yaitu suhu yang lebih tinggi ataupun suhu yang lebih rendah,δH
0 - 100 ppm
90 - 200 ppm
160 - 200
ppm
akan berbeda dengan suhu ruang. Pengaruh anisotropi δH pada senyawa alkena
lebih besar dampak yang dipengaruhi oleh faktor elektronegatifitas. CH = 9,5 -10
ppm, C-CH- = 5 - 6 ppm. Benzen = 7 - 8 ppm. Pengaruh sterik/ruang yaitu
Gugus yang terletak di atas/bawah bidang ikatan rangkap, δH lebih kecil (<)
dibandingkan yang terletak yang bukan tepat/ di bawah bidang.
5. RMI 2Dimensi (COSY, HMQC, dan HMBC)
Spektrum RMI 2 Dimensi seperti COSY (Correlation Spectroscopy);
HMQC (Hetero Multiple Quantum Connectivity) dan HMBC (Hetero Multiple
Bond Connectivity) adalah spektra turunan dari RMI 1dimensio (proton dan
karbon). COSY digunakan untuk melihat korelasi antara proton dengan proton,
HMQC digunakan untuk melihat korelasi proton dengan karbon, sedangkan
HMBC adalah korelasi diantara proton dan karbon sampai 2 – 3 ikatan (Schraml,
1990).
2.4 Uji Toksisitas Brine Shrimp Lethality Test (BSLT)
Metode BSLT adalah metode yang sederhana dan mudah dilakukan untuk
menguji senyawa bioaktif dari bahan alam dengan menggunakan larva udang
Artemia salina Leach, baik untuk uji toksisitas, insektisida dan uji awal untuk
senyawa sitotoksik atau anti tumor. Penggunaan larva udang Artemia salina
Leach, untuk uji aktivitas biologi sudah dilakukan sejak tahun 1956 dan sejak saat
itu metode ini banyak digunakan untuk studi lingkungan, toksisitas dan penapisan
senyawa bioaktif di dalam ekstrak tanaman. Uji bioaktivitas dengan menggunakan
mudah dilakukan, sederhana, cepat dan tidak memerlukan biaya besar dengan
tingkat kepercayaan 95%. Dalam metode BSLT, toksisitas senyawa anti tumor
dinyatakan dengan nilai LC50, yaitu konsentrasi senyawa yang memberikan
tingkat mortalitas sebanyak 50%. Senyawa aktif akan memberikan mortalitas
tinggi. Semakin kecil nilai LC50maka semakin besar toksisitasnya.
Cara yang dilakukan sejumlah larva udang ditetaskan kemudian kedalam
wadah yang berisi larva udang dimasukkan ekstrak tanaman yang akan diuji,
kemudian dihitung mortalitasnya.
Dalam metode BSLT, toksisitas suatu senyawa dengan nilai LC50, yaitu
konsentrasi senyawa yang memberikan tingkat mortalitas sebanyak 50%.
Senyawa aktif akan memberikan mortalitas tinggi. Semakin kecil nilai LC50 maka
semakin besar toksisitasnya. Suatu sampel dikatakan sangat toksik terhadap larva
udang Artemia salinaLeach apabila mempunyai LC50< 30 μg/mL, toksik apabila
mempunyai LC50 30-1000 μg/mL dan tidak toksik apabila mempunyai LC50 >
1000μg/mL (Steven,dan Russell, 1993).
2.4.1 Uji Aktivitas Penghambatan Enzimα-Glukosidase Secara In Vitro
Jika skrining potensi antidiabetes berbagai ekstrak tumbuhan dengan
jumlah sampel yang banyak dilakukan langsung pada hewan coba tentunya akan
membutuhkan biaya yang sangat mahal dan waktu penelitian yang cukup la
