PENGEMBANGAN METODE PENETAPAN KADAR
CURCUMIN PADA SERBUK TUMERIK (Curcuma
longa Linn.) MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI
RAMAN DENGAN ANALISIS MULTIVARIAT
PARTIAL LEAST SQUARE-REGRESSION (PLS-R)
Tugas Akhir I
COKORDA ISTRI TIRTA RUSMALA DEWI 1208505081
JURUSAN FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Pengembangan Metode Penetapan Kadar Curcumin pada Serbuk Tumerik (Curcuma Longa
Linn.) Menggunakan Spektroskopi Raman dengan Analisis Multivariat
Partial Least Square-Regression (PLS-R) tepat pada waktunya.
Penyusunan Skripsi ini tidak terlepas dari dukungan, saran, dan bimbingan dari berbagai pihak. Maka dari itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ni Putu Linda Laksmiani, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen pembimbing I yang dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan dan saran dengan sabar selama penulis mengikuti pendidikan di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana, khususnya dalam penyusunan Skripsi ini.
2. I Gusti Ayu Made Srinadi, S. Si., M. Si. selaku dosen pembimbing II yang dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan dan saran selama penulis mengikuti pendidikan di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana, khususnya dalam penyusunan Skripsi ini.
3. Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M. Si selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.
ii
5. Seluruh dosen dan staf pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas MIPA Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama penyusunan Skripsi ini.
6. Cokorda Gede Darmayuda dan I Gusti Ayu Rai Adnyawati, S.Pd, selaku ayah dan ibu tercinta yang telah mengasuh dan membesarkan penulis, membimbing, memberikan doa, cinta, dan motivasi kepada penulis, adik -adik kandung penulis yaitu Cokorda Istri Mas Kartika Dewi dan Cokorda Agung Purnamanantha yang selalu memberikan motivasi dan dukungan dalam penyusunan Skripsi ini.
7. Teman-teman analisis, Analisis 2012 (Vanadium Spectra), Ibu Nova, dan Ibu Dwi selaku staf Laboratorium Forensik Lembaga Sains dan Kriminologi Universitas Udayana yang memberikan bantuan, semangat dan doa dalam penyusunan Skripsi ini.
8. Eling, Dwi, Indyayani, Cahyani, Dewi, Yudiastra, Lanang, Sutama, Prima, Nila, Anggi Julianti, dan Wahyu Pratama serta teman-teman KKN Katung 2015 yang telah membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini dan atas segala bentuk motivasi, doa serta semangat dalam penyusunan Skripsi ini. 9. Seluruh teman-teman farmasi angkatan 2012 (Dioscuri Hygeia) atas segala dukungan dan motivasi kepada penulis dalam penyusunan Skripsi ini.
10. Semua pihak yang terlibat dan telah membantu penulis dalam penyusunan Skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
iii
membangun sehingga di waktu yang akan datang dapat menjadi lebih baik. Penulis berharap semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan.
Bukit Jimbaran, Juni 2016
iv
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ... xi
ABSTRAK ... xiv
2.1 Simplisia Serbuk Tumerik (Curcuma longa Linn.) ... 5
2.1.1 Klasifikasi Tumbuhan... 5
2.1.2 DeSkripsi Tumbuhan ... 5
2.1.3 Kandungan Senyawa Kimia ... 7
v
2.2.1 Penelitian Sebelumnya Mengenai Metode Kuantifikasi
Curcumin pada Rimpang Kunyit ... 9
2.3 Spektroskopi Raman ... 11
2.4 Instrumentasi Spektroskopi Raman ... 13
2.5 Kontrol Kualitas menggunakan Spektroskopi Raman... 14
2.5.1 Kuantifikasi Sampel pada Spektroskopi Raman ... 15
2.6 Pemanfaatan Metode Spektroskopi Raman dalam Penetapan Kadar Simplisia... 17
2.7 Metode Kemometrik PLS-R ... 18
2.8 Validasi Metode ... 19
3.5 Prosedur Penelitian ... 22
3.5.1 Pengumpulan dan Determinasi Sampel ... 22
3.5.2 Pembuatan Sampel Serbuk Tumerik ... 22
3.5.3 Pendataan Bilangan Gelombang Puncak Curcumin ... 23
3.5.4 Analisis Pola Puncak Spektrum Raman dari Sampel Serbuk Tumerik ... 23
3.5.5 Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik dengan Spektroskopi Raman menggunakan analisis data PLS-R... 23
vi
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 27
4.1 Deskripsi Sampel ... 27
4.1.1 Pengumpulan dan Determinasi Sampel ... 27
4.2 Pembuatan Sampel Serbuk Tumerik ... 27
4.3 Studi Pendahuluan Spektrum Raman Serbuk Tumerik ... 28
4.4 Optimasi Metode Pengukuran Spektrum Curcumin pada Sampel Serbuk Tumerik dengan Menggunakan Spektroskopi Raman.. 33
4.4.1 Penentuan Exposure time Optimal... 34
4.4.2 Pengukuran Raman Sampel Serbuk Tumerik Inter-day... 36
4.5. Pendataan Bilangan Gelombang Puncak Standar Curcumin .. 37
4.6. Analisis Pola Puncak Spektrum Raman dari Sampel Serbuk Tumerik ... 39
4.7 Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik dengan Spektroskopi Raman menggunakan Analisis Data PLS-R ... 41
BAB V. PENUTUP ... 48
5.1 Kesimpulan ... 48
5.2 Saran ... 48
vii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Tabel Rentang Puncak Spektra FTIR Curcumin berdasarkan Gugus
Fungsinya... 10 Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kadar Air pada Serbuk Tumerik ... 29 Tabel 4.2 Nilai Koefisien Korelasi (r) Spektrum Standar Curcumin dan
Spektrum Sampel Serbuk Tumerik ... 32 Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Raman Sampel Serbuk Tumerik Inter-day ... 36 Tabel 4.4 Korelasi antara Spektrum Standar Curcumin dan Sampel ... 40 Tabel 4.5 Hasil Kadar Sebenarnya dari Serbuk Tumerik menggunakan KLT -
Densitometri ... 43 Tabel 4.6 Data Kadar Acuan dan Intensitas Raman Sampel pada Setiap
Bilangan Gelombang Standar Curcumin ... 43 Tabel 4.7 Perbandingan Hasil Kadar Curcumin yang Sebenarnya dengan
8
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1. Deskripsi Tumbuhan Kunyit dan Rimpangnya ... 6 Gambar 2.2. Struktur tiga senyawa Curcuminoid ... 8 Gambar 2.3.Spektra Ekstrak Etanol dari Curcumin pada Rimpang Kunyit
(Curcuma longa Linn.) Menggunakan Spektroskopi FTIR... 9 Gambar 2.4. Diagram Hamburan Stokes, Rayleigh, dan Anti-Stokes ... 12 Gambar 2.5. Instrumentasi Raman ... 13 Gambar 2.6.(a) Spektrum Raman Quersetin dari ekstrak metanol, (b)
Spektrum Raman Quersetin ekstrak etanol Kulit Bawang ... 17 Gambar 4.1. Spektrum Sampel Serbuk Tumerik dan Spektrum Standar
Curcumin pada serbuk tumerik pada Bilangan Gelombang
200-2000 cm-1 ... 31
Gambar 4.2. Spektrum Raman Serbuk Tumerik pada Berbagai
Exposure time... 34 Gambar 4.3. Spektrum Standar Curcumin dengan Puncak Penanda
Gugus Fungsi ... 37 Gambar 4.4. Spektrum Raman Standar Curcumin Hasil Pengukuran ... 38 Gambar 4.5. Overlapping Spektrum Sampel dengan Spektrum
9
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Prosedur Kerja Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik
dengan Menggunakan KLT-densitometri ... 54 Lampiran 2. Prosedur Penetapan Kadar Curcumin Menggunakan
Spektroskopi Raman dengan Analisis Multivariat PLS-R ... 57 Lampiran 3. Hasil Korelasi Pengulangan pengukuran Spektrum Raman
Sampel Serbuk Tumerik pada Exposure time 1500 ms dan 2000 ms ... 58 Lampiran 4. Hasil Perhitungan Kadar Curcumin dengan Metode
KLT-Densitometri ... 59 Lampiran 5. Hasil Korelasi Data Pengulangan Pengukuran Raman Sampel 64 Lampiran 6. Data Hasil Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik dengan
10
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
CLS = Classical Least Squares
Exposure time = Waktu penembakan laser pada sampel
Foton = Pembawa Radiasi Elektro Magnetik
FTIR = Fourier Transform Infrared
FT-Raman = Fourier Transform - Raman
HPLC = High Performace Liquid Chromatography
ILS = Inverse Least Squares
In situ = Pengukuran langsung pada lokasi sampel
KLT = Kromatografi Lapis Tipis
Kontrol kualitas = Suatu kegiatan untuk memelihara dan meningkatkan suatu produk salah satunya dari segi keselamatan melalui proses penelitian
MLR = Multiple Linear Regression
Multivariat = analisis yang menggunakan banyak variabel untuk memperoleh suatu data kuantitatif
NIR = Near-Infrared
PCR = Principle Component Regression
11
Serbuk Tumerik = Simplisia kering yang berasal dari rimpang kunyit (Curcuma longa Linn.)
Simplisia = Bahan alamiah yang digunakan sebagai obat yang belum mengalami pengolahan apapun juga dan kecuali dinyatakan lain simplisia merupakan bahan yang dikeringkan
Spektrum Raman = garis yang menggambarkan hubungan antara bilangan gelombang dan intensitas Vibrasional = Energi yang dihasilkan dari suatu gerakan
12
ABSTRAK
Curcumin merupakan komponen terbesar yang terdapat pada tumbuhan Kunyit (Curcuma longa Linn.). Curcumin memiliki berbagai efek farmakologi seperti antimikroba, antioksidan, antiparasitik, antimutagenik, dan antikanker. Sehingga simplisia kunyit banyak dijadikan sebagai bahan obat herbal. Dalam memperoleh serbuk kunyit yang berkualitas baik maka perlu dilakukan kontrol kualitas. Salah satu kontrol kualitas serbuk tumerik yang dapat digunakan adalah penetapan kadar curcumin pada serbuk tumerik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penetapan kadar Curcumin pada serbuk tumerik (Curcuma longa
Linn.) menggunakan spektroskopi Raman yang dikombinasi dengan analisis multivariat PLS-R sehingga diharapkan mampu memberikan acuan metode kontrol kualitas serbuk tumerik. Metode penelitian ini yaitu pengembangan metode penetapan kadar serbuk tumerik berdasarkan kadar senyawa Curcumin
dengan menggunakan spektroskopi Raman dikombinasi dengan metode analisis multivariat PLS-R. Parameter yang dapat digunakan untuk analisis kadar
Curcumin pada serbuk tumerik diperoleh dengan menggunakan data Intensitas hamburan Raman sampel dan data kadar acuan yang telah diperoleh dari metode standar KLT-densitometri yang nantinya diolah dengan menggunakan metode analisis multivariat PLS-R.
Hasil nilai kadar pada pengukuran menggunakan Raman PLS-R pada masing-masing sampel yaitu sampel I (45,98 mg), sampel II (46,15 mg), sampel III (66,27 mg), sampel IV (30,63 mg), sampel V (34,61 mg), dan sampel VI (29,59 mg). Nilai validasi dari hasil penetapan kadar menggunakan Raman-PLSR ini sendiri dihasilkan nilai R2 0,90, nilai RMSEC sebesar 2,196 dan nilai p-value sebesar
0,015.
Berdasarkan hasil validasi dari pengukuran kadar Curcumin dalam sampel serbuk tumerik menggunakan Raman yang dikombinasi dengan analisis data PLS-R maka pengembangan metode ini dapat dijadikan sebagai metode alternatif dalam pengujian suatu serbuk tumerik sebagai bahan obat herbal.
Kata kunci: Curcumin, Intensitas Raman, PLS-R, Serbuk tumerik (Curcuma longa Linn.), Spektroskopi Raman.
13
ABSTRACT
Curcumin is the biggest component that present in Turmeric plant (Curcuma longa Linn.). Curcumin has a many pharmacology effect such as antimicrobe, antiparasite, antimutagenic, and anticancer. That made a powder of turmeric usually used as a raw material of herbal medicine. To obtain a good raw material of turmeric powder, the control quality methode must been developed. Ones of control quality methode that can be used is a determination quantity of curcumin in turmeric powder. The aim of this study is to determine the quantification of curcumin in turmeric powder (Curcuma longa Linn.) using Raman spectroscopy combined with multivariate analysis of PLS-R that are expected to provide reference method for quality control in turmeric powder, especially for raw materials of Herbal drugs. This research, develop methods that will classify the turmeric powder based on curcumin levels using Raman spectroscopy combined with multivariate analysis methods PLS-R. Parameters that can be used for analysis of curcumin levels on turmeric powder obtained using intensity of data Raman and the data obtained from the standard method will be processed with multivariate analysis methods PLS-R. The measurement results of curcumin levels using Raman-PLSR on each sample are; sample I (45.98 mg), sample II (46.15 mg), sample III (66.27 mg), sample IV (30.63 mg), sample V (34.61 mg), and sample VI (29.59 mg). Validation value of quantification result using Raman-PLSR are seen from R2 value of 0.90,
RMSEC value of 2.196 and p-value of 0.015.
Based on the validation results of the curcumin quantification in turmeric powder, so the development of this method can be used as an alternative method of turmeric powder for quality control as a raw material for medicine but still requires further research.
Keywords: Curcumin, Raman intensity, PLS-R, turmerik powder (Curcuma longa
