ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI
BUNGA KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
TESIS
Oleh
MAWAR INDAH BR PERANGIN ANGIN 107006008/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI
BUNGA KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Oleh
MAWAR INDAH BR PERANGIN ANGIN 107006008/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Tesis : ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI BUNGA KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS) DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
Nama Mahasiswa : Mawar Indah Br Perangin Angin Nomor Pokok : 107006008
Program Studi : Magister Ilmu Kimia
Menyetujui, Komisi Pembimbing
(Dr. Mimpin Ginting, MS.)
Ketua Anggota
(Lamek Marpaung, M.Phil.,Ph.D.)
Ketua Program Studi Dekan,
(Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D) (Dr. Sutarman, M.Sc.)
Telah diuji pada
Tanggal : 04 Mei 2012
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Dr. Mimpin Ginting, MS
Anggota : 1. Lamek Marpaung, M.Phil.,Ph.D.
2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D
3. Dr. Hamonangan Nainggolan, MS
PERNYATAAN ORISINALITAS
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI BUNGA
KECOMBRANG
(Etlingera elatior
) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
TESIS
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, 4 Mei 2012
Mawar Indah Perangin Angin
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIK
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Mawar Indah Perangin Angin
Nim : 107006008
Program Studi : Magister Ilmu Kimia Jenis karya Ilmiah : Tesis
Demi Pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalti Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI BUNGA
KECOMBRANG
(Etlingera elatior
) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 4 Mei 2012
RIWAYAT HIDUP
Nama : Mawar Indah Br Perangin Angin
Tempat/Tanggal lahir : Kabanjahe, 27 Desember 1980
Alamat Rumah : Jln. Binjai Km. 10 Komplek STPP Medan
Hp : 081397117720
E-mail : mawarperanginangin80@yahoo.com
Instansi Tempat Bekerja : Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian Medan
Alamat Kantor : Jln. Binjai Km.10 Medan
Telepon : 061-8451544
Pendidikan
SD : SD Negeri 6 Kabanjahe 1987-1993
SMP : SMP Negeri 1 Kabanjahe 1993-1996
SMA : SMA Negeri 1 Kabanjahe 1996-1999
STRATA -1 : Universitas Sumatera Utara 1999-2003
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena
berkat kasih karunia-Nya saya dapat menyelesaikan penulisan tesis ini sebagai tugas
akhir dalam jenjang Magister.
Saya menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan, baik dalam
penulisan kata mungkin juga bobot ilmiahnya. Kritik dan saran dari pembaca saya
harapkan untuk kesempurnaan tesis ini.
Selesainya tesis ini, bukanlah semata-mata karena kemampuan saya sendiri,
tetapi berkat saran, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak, untuk itu saya
ucapkan terima kasih kepada Rektor USU Prof. Syahril Pasaribu DTM & H.Sp.A,
atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan selama kuliah di Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Pascasarjana Ilmu Kimia USU.
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU Bapak Dr.
Sutarman, MSc atas kesempatan yang diberikan menjadi mahasiswa Program
Magister pada Fakultas MIPA Pascasarjana USU Medan.
Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS., dan Lamek Marpaung,
M.Phil.,Ph.D.sebagai pembimbing saya, dan juga kepada Bapak Prof. Basuki
Wirjosentono MS, Ph.D (ketua Program Studi), Dr. Hamonangan Nainggolan,MSc
dan Prof. Dr. Tonel Barus sebagai penguji yang telah banyak memberi saran dan
masukan.
Seluruh Dosen yang memberi kuliah di Program Magister Kimia maupun
staff yang telah banyak membantu.
Kementrian Pertanian, Badan Penyuluhan Dan Pengembangan Sumber Daya
Manusia Pertanian yang telah memberikan beasiswa S2 kepada penulis sehingga
penulis dapat menyelesaikan studi S2.
Kedua orangtua saya Ng. Perangin Angin dan S.Sembiring serta suami saya
Pihak-pihak yang tidak dapat saya tuliskan namanya satu persatu tetapi
begitu banyak bantuannya selama saya mengerjakan Tesis ini.
Medan, 10 April 2012 Hormat Saya,
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI BUNGA KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
ABSTRAK
Dalam penelitian ini telah dilakukan isolasi dan analisis komponen kimia minyak atsiri dari bunga kecombrang (Etlingera elatior) yang diperoleh dari desa Nang Belawan Kecamatan Simpang Empat Kabupaten Karo. Isolasi Minyak atsiri menggunakan alat destilasi Stahl. Komponen kimia minyak atsiri yang dihasilkan dianalisis dengan Alat Kromatografi Gas Spektrofotometer Massa (GC-MS) dan Spektroskopi Infra Merah. Hasil isolasi minyak atsiri dari bunga kecombrang melalui destilasi menggunakan alat Stahl dari sebanyak 450 gram sampel basah yang digunakan diperoleh rata-rata minyak atsiri sebanyak 0,66 ml (0,14% v/w). Hasil analisis GC-MS terhadap minyak atsiri dari bunga kecombrang yang dihasilkan melalui destilasi Stahl diperoleh kromatogram dengan memberikan puncak sebanyak 24 jenis senyawa dan yang telah dapat diidentifikasi sebanyak 16 jenis senyawa. yang terdiri dari campuran senyawa monoterpen dan sesquiterpen yakni : α-Pinen (17,60%), β-Pinen (0,22%), Mirsene (0,20%), Limonen (0,98%), 2-Nonanon (0,42%), 2- Nonanol (0,36%), Kamfor (0,29%), 1-alpha-Terpineol (0,36%), Dekanal (2,74%), Bisiklo 3,1,1-hepta 3-en-2-one (0,16%), 1-Dekanol (1,85%), 2-Undecanon (1,16%), Dodecanal (17,94%), beta-Kariofilen (1,27%), 1-Dodekanol (30,56%), Miristaldehid (0,34%). Minyak atsiri memiliki aktivitas anti mikroba terutama pada bakteri Salmonella thypii dengan diameter zona hambat tertinggi yaitu 1,9 mm serta indeks antimikrobial 2,6 dan juga pada bakteri Shigella sp dengan diameter zona hambat 1,8 mm serta indeks antimikrobial 2,6
ISOLATION AND ANALYSIS CHEMISTRY OF VOLATILE OIL FROM Etlingera elatior FLOWER WITH GAS CHROMATOGRAPHY-MASS
SPEKTROPHOTOMETER (GC-MS) AND ANTIBACTERIAL ACTIVITY
ABSTRACT
In this study has been treated isolation and analyze its chemical component of volatile oil of Etlingera e. obtained from district of Nang Belawan sub district of Simpang Empat in Karo Regency. The isolated volatile oil used Stahl tool. Chemical composition for each outcome of isolation was treated analysis using Gas chromatography Mass Spectrophotometer (GC-MS) device and Infra Red Spectrophotometer. The outcome isolation of Etlingera e.by distillation using Stahl device some 450 gram sample of wet flower adopted generating average 0,66 ml(0,14%v/w) volatile oil. The result analysis by GC-MS scanning over the volatile oil as generated by Stahl device there obtained chromatogram after putting a compound peak amount 24 types and it is interpretable about 13 compounds as combination of monoterpen and sesquiterpen they are α-Pinene (17,60%), β-Pinene (0,22%), Myrcene (0,20%), Limonene (0,98%), 2-Nonanone (0,42%), 2- Nonanol (0,36%), Camphor (0,29%), 1-alpha-Terpineol (0,36%), Decanal (2,74%), Bicyclo 3,1,1-hepta 3-en-2-one (0,16%), 1-Decanol (1,85%), 2-Undecanone (1,16%), Dodecanal (17,94%),beta-Caryophyllene(1,27%),1-Dodecanol (30,56%),), Myristaldehida (0,34%). Volatile oil have antimicrobial activity especial for bacteri of Salmonella thypii with the highest zona of inhibition 1,9 mm and index antimicrobial 2,6 and so for bacteri of Shigella sp zona of inhibition 1,8 mm and index antimicrobial 2,6.
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR viii
DAFTAR LAMPIRAN xi
BAB 1. PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Perumusan Masalah 3
1.3 Tujuan 4
1.4 Manfaat 4
1.5 Lokasi Penelitian 4
1.6 Metodologi Penelitian 5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1 Tanaman Kecombrang 6
2.1.1 Ciri-ciri Tanaman Kecombrang 2.1.2 Manfaat Tanaman Kecombrang
2.1.3 Kandungan Kimia Tanaman Kecombrang
7 7 8
2.2 Minyak Atsiri 10
2.2.1 Komposisi Kimia Minyak Atsiri 2.2.2 Cara Isolasi Minyak Atsiri
11 15
2.3 Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS) 16
2.3.1 Kromatografi Gas 2.3.2 Spektrometri Massa
16 18
2.5 Antibakteri 22
2.5.1. Bakteri Salmonella 2.5.2 Bakteri Escherichia Coli 2.5.3 Bakteri Staphylococcus Aureus 2.5.4 Bakteri Shigella sp
23 24 24 25
BAB 3. BAHAN DAN METODE 27
3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian 27
3.2 Alat 27
3.3 Bahan 27
3.4 Prosedur Penelitian 28
3.4.1 Persiapan Bahan 3.4.2 Isolasi Minyak Atsiri
28 28
3.5 Analisis Minyak Atsiri Hasil Isolasi dengan Alat Stahl 28
3.5.1 Analisis Komposisi Minyak Atsiri dengan GC-MS 3.5.2 Analisis Spektroskopi FT-IR
3.5.3 Analisis Uji Antibakteri dengan Metode Cork Borer
28
4.1.1 Isolasi Minyak Atsiri dari Bunga Kecombrang 4.1.2 Hasil Analisis Spektroskopi FT-IR
31 31 4.1.3 Hasil Analisis Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa
(GC-MS)
4.1.4 Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri
31 32 34
4.2 Pembahasan 34
4.2.1 Hasil Analisis Minyak Atsiri Bunga Kecombrang dengan FT-IR 34
4.2.2 Hasil Analisis Minyak Atsiri Bunga Kecombrang dengan GC-MS 4.2.3 Aktivitas Antibakteri
DAFTAR PUSTAKA 69
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1 Serapan Khas Beberapa Gugus Fungsi 21
4.1 Hasil Isolasi Minyak Atsiri Bunga Kecombrang Melalui Destilasi Stahl 31
4.2 Senyawa Hasil Analisis GC-MS Minyak Atsiri yang Di Peroleh dari Bunga Kecombrang
33
4.3 Hasil Uji Antibakteri Minyak Atsiri dari Bunga Kecombrang (Metode Cork Borer)
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1 Tanaman Kecombrang dan Kuncup Bunga Kecombrang 6
2.2 Senyawa Utama Penyusun Minyak Atsiri pada Tanaman
Kecombrang
10
2.3 Struktur Senyawa Isopren 12
2.4 Beberapa Contoh Struktur Monoterpen 12
2.5 Contoh Struktur Monoterpenoid 13
2.6 Contoh Struktur Seskuiterpen 13
2.7 Contoh Struktur Seskuiterpenoid 14
4.1 Spektrum FT-IR Minyak Atsiri Hasil Isolasi dari Bunga Kecombrang
32
4.2 Kromatogram GC Minyak Atsiri dari Bunga Kecombrang 33
4.3 Spektrum MS Senyawa α-Pinen dari Minyak Atsiri Bunga
4.7 Spektrum GC-MS Senyawa Mirsen dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
39
4.8 Pola Fragmentasi Senyawa Mirsen 40
4.9 Spektrum GC-MS Senyawa 1-limonen dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
4.10 Pola Fragmentasi Senyawa 1- limonen 42
4.11 Spektrum MS Senyawa 2- Nonanon dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
43
4.12 Pola Fragmentasi Senyawa 2-nonanon 44
4.13 Spektrum MS Senyawa 2-nonanol dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
45
4.14 Pola Fragmentasi Senyawa 2-nonanol 46
4.15 Spektrum MS Senyawa Kamfor dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
47
4.16 Pola Fragmentasi Senyawa Kamfor 48
4.17 Spektrum MS Senyawa 1-α- Terpineol dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
49
4.18 Pola Fragmentasi Senyawa 1-α - Terpineol 50
4.19 Spektrum MS Senyawa Dekanal dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
51
4.20 Pola Fragmentasi Senyawa dekanal 52
4.21 Spektrum MS Senyawa Bisiklo –3,1,1–hepta 3 – en – 2 – one dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
53
4.22 Pola Fragmentasi Senyawa Bisiklo –3,1,1–hepta 3 – en – 2 – one 54
4.23 Spektrum GC-MS Senyawa 1-Dekanol dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
55
4.24 Pola Fragmentasi Senyawa 1-Dekanol 56
4.25 Spektrum MS Senyawa 2-undekanon dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
57
4.27 Spektrum MS Senyawa Dodekanal dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
59
4.28 Pola Fragmentasi Senyawa Dodekanal 60
4.29 Spektrum MS Senyawa β-Kariofilen dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
61
4.30 Pola Fragmentasi Senyawa Beta-Kariofilen 62
4.31 Spektrum MS Senyawa 1-Dodekanol dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
63
4.32 Pola Fragmentasi Senyawa Dodekanol 64
4.33 Spektrum MS Senyawa Miristaldehid dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
65
4.34 Pola Fragmentasi Senyawa Miristaldehid 66
4.35 Zona Hambat yang Terbentuk Salmonella Thypii dan Shigella sp
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1. Gambar Kuncup Bunga Kecombrang dan Alat Destilasi Stahl
72
2. Gambar Minyak Atsiri yang Di hasilkan dari Bunga Kecombrang
73
3. Gambar Uji Aktivitas Antibakteri pada Escherichia coli, Shigella s, Staphylococcus aureus dan Salomonella Thypii
74
7. Spektrum GC-MS Senyawa Mirsen dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
78
8. Spektrum GC-MS Senyawa 1-Limonen dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
79
9. Spektrum MS Senyawa 2- Nonanon dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
80
10. Spektrum MS Senyawa 2-nonanol dari Minyak Atsiri Bunga Kkecombrang
81
11. Spektrum MS Senyawa Kamfor dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
82
12. Spektrum MS senyawa 1-α- Terpineol dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
83
13 Spektrum MS senyawa Dekanal dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
14 Spektrum MS Senyawa Bisiklo –3,1,1–hepta 3 – en – 2 – one dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
85
15 Spektrum GC-MS Senyawa 1-Dekanol dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
86
16 Spektrum MS Senyawa 2-Undekanon dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
87
17 Spektrum MS Senyawa Dodekanal dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
88
18 Spektrum MS Senyawa β-Kariofilen dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
89
19 Spektrum MS Senyawa 1-Dodekanol dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
90
20 Spektrum MS Senyawa Miristaldehid dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
