ISOLASI DAN IDENTIFIKASI SENYAWA METABOLIT SEKUNDER DALAM BIONUTRIEN AGF.

(1)

ATTIN NUR ATTHARIQ, 2013

Isolasi dan identifikasi senyawa metabolit sekunder Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI SENYAWA METABOLIT

SEKUNDER DALAM BIONUTRIEN AGF

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana

Sains dalam Bidang Kimia

Oleh:

Attin Nur Atthariq

0808547

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

ATTIN NUR ATTHARIQ

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI SENYAWA METABOLIT

SEKUNDER DALAM BIONUTRIEN AGF

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH:

Pembimbing I

Dr. Iqbal Musthapa, M.Si NIP. 197512232001121001

Pembimbing II

Drs. Yaya Sonjaya, M.Si NIP. 196502121990031002

Mengetahui,

Ketua Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI

(3)

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI SENYAWA METABOLIT

SEKUNDER DALAM BIONUTRIEN AGF

Oleh Attin Nur Atthariq

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

April 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

(4)

Isolasi dan Identifikasi Senyawa Metabolit Sekunder

dalam Bionutrien AGF

ABSTRAK

Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui senyawa metabolit sekunder hasil isolasi dari ekstrak etil asetat yang terdapat pada Bionutrien AGF. Bionutrien AGF merupakan pupuk alami yang berfungsi sebagai pemberi nutrisi dan meningkatkan daya tahan tanaman. Metode isolasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan cara maserasi menggunakan pelarut etil asetat. Pemisahan dan pemurnian senyawa dilakukan dengan menggunakan beberapa teknik kromatografi yaitu kromatografi cair vakum (KCV) dan kromatografi lapis tipis (KLT). Selanjutnya analisis kandungan senyawa menggunakan teknik spektroskopi yaitu FTIR dan GC-MS. Berdasarkan hasil analisis GC-MS pada fraksi non polar dari etil asetat terdapat 32 senyawa termasuk didalamnya tiga senyawa utama yaitu squalen, kariofilen dan kariofilen oksida dengan kadar masing-masing secara berturut-turut 11,34% , 15,81% dan 22,53%.

Kata kunci : bionutrien, maserasi, kromatografi, squalen, kariofilen, kariofilen

(5)

Isolation and Identification of Secondary Metabolites Component

in Bionutrien AGF

ABSTRACT

Isolation and characterization of secondary metabolites component from Bionutrien AGF ethyl acetat extract was cure out. Bionutrien AGF used to biofertilizer that can be a provide nutritions and increases plant resistance. The method used in this study was maceration with ethyl acetat as the solvent. Separation and purification of component made using several chromatographic techniques, including vacuum liquid chromatography (KCV) and thin layer chromatography (TLC). Further analysis of compounds using IR spectroscopy and GC-MS. According to GC-MS results the non-polar fraction of ethyl acetate containing 32 component including three main component are squalene (11,34%), caryophyllene (15,81% ) and caryophyllene oxide (22,53 %).

Keywords: bionutrien, maceration, chromatography, squalene, caryophyllene,

(6)

iii

2.2 Kandungan Metabolit Sekunder Pada Tumbuhan ... 5

2.3 Ekstraksi ... 8

2.4 Kromatografi ... 9

2.4.1 Kromatografi Lapis Tipis (KLT) ... 10

2.4.2 Kromatografi Kolom (KK) ... 11

2.5 Karakterisasi dan Penentuan Struktur Senyawa ... 12

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Objek dan Tempat Penelitian ... 15

3.2 Alat dan Bahan ... 15

3.2.1 Alat ... 15

3.2.2 Bahan... 15

3.3 Alur Penelitian ... 16

3.3.1 Penyiapan Sampel Tanaman AGF ... 18

3.3.2 Ekstraksi ... 18

3.3.3 Pemisahan dan Pemurnian ... 18

(7)

iv BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Hasil Ekstraksi ... 21

4.2 Analisis Hasil Penentuan Variasi Pelarut Menggunakan KLT ... 21

4.3 Analisis Hasil Pemisahan dan Pemurnian Manggunakan KCV ... 23

4.4 Analisis Hasil Spektroskopi ... 25

4.5.1 Analisis Hasil 13C NMR Bionutrien AGF ... 25

4.5.2 Analisis Hasil FTIR Fraksi B ... 26

4.5.3 Analisis Hasil 1H NMR Fraksi B ... 28

4.5.4 Analisis Hasil GC-MS Fraksi B ... 29

4.5 Penentuan Struktur Berdasarkan Analisis Spektroskopi ... 34

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 36

5.2 Saran ... 36

DAFTAR PUSTAKA ... 37

LAMPIRAN-LAMPIRAN ... 39

(8)

v

DAFTAR TABEL

(9)

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Contoh senyawa terpen, bisabolen ... 6

Gambar 2.2 Contoh senyawa golongan steroid (saponin) ... 7

Gambar 2.3 Contoh senyawa golongan flavonoid, katecin ... 7

Gambar 2.4 Struktur senyawa nikotin ... 8

Gambar 2.5 Set alat kromatografi cair vakum ... 12

Gambar 3.1 Bagan alir penelitian ... 17

Gambar 4.1 Kromatogram ekstrak AGF dengan variasi eluen ... 22

Gambar 4.2 Pola kromatogram hasil KCV ... 24

Gambar 4.3 Kromatogram fraksi B menggunakan eluen yang berbeda ... 25

Gambar 4.4 Spektrum 13C NMR Bionutrien AGF ... 26

Gambar 4.5 Spektrum FTIR Fraksi B ... 27

Gambar 4.6 Spektrum 1H NMR Fraksi B... 29

Gambar 4.7 Kromatogram GC-MS fraksi B ... 31

Gambar 4.8 Spektrum massa kariofilen ... 32

Gambar 4.9 Pola fragmentasi senyawa kariofilen ... 33

Gambar 4.10 Spektrum massa squalen... 33

Gambar 4.11 Pola fragmentasi senyawa squalen ... 34

(10)

vii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Spektrum 13C NMR ekstrak Bionutrien AGF ... 39

Lampiran 2 Spektrum 1H NMR fraksi B ... 39

Lampiran 3 Spektrum FTIR fraksi B ... 40

Lampiran 4 Kromatogram GC-MS fraksi B ... 41

Lampiran 5 Spektrum massa caryophyllene ... 42

Lampiran 6 Spektrum massa caryophyllene oxide ... 43

Lampiran 7 Spektrum massa squalene ... 44

(11)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Tanaman memerlukan nutrien sebagai sumber energi untuk memenuhi kelangsungan hidup seperti proses pertumbuhan dan perkembangan. Nutrien tersebut dapat berupa air dan mineral. Air dan mineral sebagian besar diperoleh tanaman melalui proses penyerapan oleh akar di dalam tanah (Rosmarkan & Yuwono, 2002:15). Biofertilizer merupakan suatu konsep pertanian organik untuk pemulihan kesuburan tanah dan kebutuhan nutrisi tanaman. Penelitian yang telah berkembang mengenai biofertilizer ini adalah untuk mencari alternatif bahan-bahan alami sebagai pengganti pupuk komersial (Atmojo, 2013:5)

Salah satu penelitian mengenai biofertilizer dikenal dengan istilah bionutrien. Bionutrien merupakan nutrisi untuk tanaman menggunakan ekstrak senyawa essensial yang diperoleh dari proses ekstraksi tanaman potensial. Berbeda halnya dengan biofertilizer pada umumnya, bionutrien selain sebagai nutrisi tanaman juga dapat

berfungsi meningkatkan daya tahan tanaman dari serangan patogen penyebab penyakit (Zainaldi, 2011:14).

(12)

2

memiliki bau yang khas, memilki daya tahan yang cukup tinggi, serta memiliki kandungan N, P dan K yang tinggi (Taufik, 2011:3).

Salah satu bionutrien yang baru-baru ini dikaji adalah Biountrien AGF. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Fadlie (2011) menunjukkan bahwa dengan penggunaan 10 mL/L Bionutrien AGF pada tanaman cabai merah keriting mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman sebesar 0.1354 minggu-1, dan tanaman tersebut mampu bertahan dari serangan jamur busuk dan kutu persik, serta menunjukkan hasil panen yang sangat baik yaitu mencapai massa buah cabai sebesar 367,4 g.

Karena keberhasilan Bionutrien AGF untuk meningkatkan daya tahan tanaman cabai merah keriting tersebut maka bionutrien ini dianggap memiliki potensi yang sangat baik untuk dikembangkan. Oleh karena itu, penelitian lanjutan yang bertujuan untuk mengetahui senyawa metabolit sekunder yang terkandung dalam Bionutrien AGF perlu dilakukan.

Tahapan penelitian ini dimulai dengan mengisolasi Bionutrien AGF, sehingga ekstrak yang diperoleh dipisahkan dan dimurnikan melalui beberapa proses kromatografi. Senyawa yang diperoleh dari hasil pemisahan dan pemurnian tersebut kemudian dianalisis dengan menggunakan teknik spektroskopi yaitu FTIR dan MS.

(13)

3

Berdasarkan latar belakang yang dipaparkan, masalah pada penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut : senyawa metabolit sekunder apakah yang terdapat dalam Bionutrien AGF serta bagaimanakah kerangka strukturnya?

1.3Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin diperoleh dari penelitian ini adalah untuk megetahui jenis dan kerangka struktur senyawa metabolit sekunder yang terdapat dalam Bionutrien AGF.

1.4Manfaat Peneilitian

(14)

15

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Objek dan Tempat Penelitian

Objek atau bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah tanaman AGF yang diperoleh dari daerah Soreang dan Sumedang. Tempat penelitian menggunakan empat laboratorium, antara lain Laboratorium Riset Kimia Lingkungan FPMIPA UPI Bandung, Laboratorium Kimia Organik dan Biokimia FPMIPA UPI Bandung, Laboratorium Kimia Instrumen FPMIPA UPI Bandung dan Laboratorium Basic Science FMIPA ITB Bandung.

3.2 Alat Bahan

3.2.1 Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi alat-alat gelas, penguap berputar vakum (vacuum rotary evaporator), pompa vakum, set alat destilasi, set alat kromatografi kolom cair vakum (KCV) diameter 7 cm, set alat Freeze Dryer Eyela FD-5N, Spektrofotometer FT-IR (Fourier Transform-Infra Red)

Shimadzu 8400, GS-MS Shimadzu QP-5050 series Class-5000 Ver 2.2 dan Agilent NMR (Nuclear Magnetic Resonance) 500MHz DD2 system.

(15)

16

Pada penelitian ini, bahan utama yang digunakan adalah tanaman AGF. Bahan dengan kualitas teknis seperti etil asetat dan n-heksana didestilasi terlebih dahulu sebelum digunakan. Bahan-bahan lain yang digunakan adalah aseton, silica gel 60 GF254 for TLC, silica gel 60 230–400 mesh for CC, kloroform p.a, diklorometana p.a, methanol p.a, aquades dan kertas saring.

3.3 Alur Penelitian

(16)

17

Tanaman AGF

 dikeringkan  diblender

Serbuk tanaman AGF

 maserasi dengan etil asetat

Residu Filtrat AGF

 pengujian kemurnian dengan KLT  penggabungan fraksi berdasarkan

hasil KLT

(17)

18

Gambar 3.1 Bagan alir penelitian

Uraian dari masing-masing pekerjaan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

3.3.1 Penyiapan Sampel Tanaman AGF

Sebelum melakukan tahapan isolasi, dilakukan persiapan sampel yang akan digunakan. Tanaman AGF dibersihkan kemudian dikeringkan selama ± 3-4 minggu (hingga benar-benar kening). Pengeringan dilakukan pada temperatur kamar. Selanjutnya tanaman dihaluskan dengan cara diblender sehingga menjadi serbuk tanaman AGF.

3.3.2 Ekstraksi

Serbuk tanaman AGF ditimbang sebanyak 1 kg kemudian diekstraksi

menggunakan pelarut etil asetat. Teknik ekstraksi yang digunakan ialah ekstraksi cair-padat dengan metode maserasi. Pelarut etil asetat yang digunakan adalah sebanyak 4 L (hingga seluruh serbuk terendam). Setelah satu hari proses perendaman, filtrat kemudian dipisahkan sehingga terdapat ekstrak AGF dan residunya. Residu yang dihasilkan dimaserasi kembali dengan etil asetat sampai berulang lima kali. Ekstrak hasil maserasi keseluruhan kemudian disaring. Filtrat yang diperoleh dipekatkan menjadi 500 mL menggunakan penguap berputar vakum (vacuum rotary evaporator).

3.3.3 Pemisahan dan Pemurnian

(18)

19

eluen yang tepat pada proses pemisahan menggunakan kromatografi kolom. a. Kromatografi Lapis Tipis

Chamber diisi dengan eluen yang akan digunakan untuk mengelusi lempeng

KLT dan biarkan dalam kondisi tertutup hingga chamber jenuh dengan uap eluen. Lempeng KLT dengan adsorben silika gel 60 GF254 disiapkan dengan ukuran panjang 7 cm dan lebar yang disesuaikan dengan jumlah fraksi yang akan ditotolkan. Beri garis sebagai tanda batas dengan jarak 1 cm pada bagian atas dan bawah menggunakan pensil. Totolkan pada garis batas bagian bawah sampel yang akan dianalisis menggunakan pipa kapiler. Lakukan penotolan berulang kali sampai cukup tebal.

Lempeng KLT yang telah siap kemudian dimasukkan ke dalam chamber hingga bagian bawahnya tercelup sebagian ke dalam eluen. Lempeng KLT diletakkan tegak bersandar pada dinding chamber. Eluen dibiarkan naik hingga mencapai garis batas atas. Lempeng dianggkat dengan menggunakan pinset lalu dibiarkan kering di udara terbuka. Noda pada lempeng tipis dilihat dibawah sinar UV.

b. Kromatografi Cair Vakum (KCV)

(19)

20

volume eluen yang digunakan, kemudian diberi label. Pada tahap ini diperoleh beberapa fraksi yang kemudian akan digabungkan berdasarkan kesamaan Rf pada analisa KLT hasil KCV.

3.3.4 Karakterisasi dengan Metode Spektroskopi

(20)

36

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil isolasi dan karakterisasi yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa pada fraksi B Bionutrien AGF terdapat 32 senyawa dengan 3 senyawa metabolit sekunder utama yang merupakan senyawa golongan terpen yaitu squalen (2,6,10,14,18,22-tetracosahexaene-2,6,10,15,19,23-hexamethyl) dengan rumus molekul C30H50 (Mr=410), kariofilen (bicyclo[7.2.0]undec-4-ene-4,11,11-trimethyl-8-methylene) dengan rumus molekul C15H24 (Mr=204) dan kariofilen oksida (5-oxatricyclo[8.2.0.0(4.6)]dodecane-4,12,12-trimethyl-9-methylene dengan rumus molekul C15H24O (Mr=220).

5.2 Saran

Untuk penelitian lebih lanjut disarankan beberapa hal berikut, antara lain: 1. Perlunya dilakukan pemisahan dan karakterisasi fraksi-fraksi yang masih

belum dikaji agar semua komponen metabolit sekunder yang terdapat dalam Bionutrien AGF dapat diketahui.

(21)

37

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, R. (2004). Kimia Lingkungan. Jakarta : Penerbit ANDI Yogyakarta.

Atmojo, S. (2003). Peranan Bahan Organik Terhadap Kesuburan Tanah dan Upaya Pengelolaannya. Surakarta : Sebelas Maret University Press.

Coll, J., and Bowden, B. (1986). “The Application of Vacuum Liquid Chromatography to the Separation of Terpene Mixtures”. Journal of Natural Products. 49, (5), 934-936.

Dhanarasu, S. (2012). Chromatography and Its Applications. Rijeka, Croatia : InTech.

El-Sakka, M. (2010). Phytochemsitry (3) Alkaloid, Third Edition. Al-Azhar University Faculty of Pharmacy, Department of Pharmacognosy.

Fadlie, M. (2011). Kajian Potensi Ekstrak Tumbuhan dengan Kode AGF sebagai Bionutrien yang Diaplikasikan pada Tanaman Cabai Merah Keriting (Capcisum Annum L.). Skripsi Sarjana pada Program Studi Kimia Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI Bandung: tidak diterbitkan.

Fessenden, R., dan Fessenden, J., (2009). Kimia Organik, Edisi Ketiga, Jilid 2. Terjemahan A. Pudjaatmaka. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Fieser , L. and Williamson, K. (1992). Organik Experiments, Seventh Edition. Lexington : D.C. Heath and Company.

Gangga, E., Asriani, H., dan Novita, L. (2007). “Analisis Pendahuluan Metabolit Sekunder dari Kalus Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Beorl.)”. Jurnal Ilmu Kefarmasian Indonesia. 5, (1), 17-22.

(22)

38

flavonoid–protein interactions”. Journal of Molecular Structure: Theochem.

819, (1–3), 121–129.

Juliana, V. (2010). Isolasi dan Karakterisasi Senyawa Turunan Terpenoid dari Fraksi n-Heksan Momordica charantia L. Skripsi Sarjana pada Program Studi Kimia Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI Bandung : tidak diterbitkan. Kristanti, A., dkk., (2008). Fitokimia. Surabaya : Airlangga University Press.

Mander, L. (2003). ”Biographical Memoir, Charles William Shoppee, 1904-1994”.

Australia. Historical Records of Australian Science, 14 (4). [Online]. Tersedia : http://science.org.au/fellows/memoirs/shoppee.html. [16 Desember 2012]. Muchalal, M. and Rahayu, T. (2002). ”Isolation and Identification of Main and Side

Products From Addition Reaction of Caryophyllene Oxide by Formic Acid”. Indonesian Journal of Chemistry. 2, (3), 155-156.

Noviyanti, L., (2010). Modifikasi Teknik Ktomatografi Kolom untuk pemisahan Trigliserida dari Ekstrak Buah Merah (Pandanus conoideus Lamk.). Skripsi Sarjana pada Jurusan Kimia FMIPA USM Surakarta : tidak diterbitkan.

Pedersen, D. dan Rosenbohm, C. (2001). “Dry Column Vacuum Chromatography”, Journal of Synthesis. (16), 2431-2434.

Robinson, R. (2012). Biology. Tucson, Arizona : Macmillan Reference USA.

Rosmarkan, A., dan Yuwono, N. (2002). Ilmu Kesuburan Tanah. Yogyakarta: Kanisius.

Scott, R. (2003). Principles And Practice of Chromatography, Book 1, Chrom-Ed Book Series. New York : Library for Science, LLC.

Septianti, A. (2011). Pengukuran Kapasitas Antioksidan Ekstrakt Daun The Hijau (Camelia sinensis) dengan Metode DPPH dan Voltammetri Siklik. Skripsi Sarjana pada Departemen Kimia FMIPA IPB Bogor : tidak diterbitkan.

Taufik, I. (2011). Kajian Potensi Tumbuhan BDI sebagai Bionutrien untuk Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Cabai Merah Keriting (Capcisum Annum var. Longum). Skripsi Sarjana pada Program Studi Kimia Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI Bandung : tidak diterbitkan

(23)

39

(24)

39

LAMPIRAN

Lampiran 1 . Spektrum 13C NMR Ekstrak Bionutrien AGF

(25)

40

v ATTIN NUR ATTHARIQ, 2013

(26)

41

(27)

42

(28)

43

(29)

44

Lampiran 6. Spektrum massa caryophyllene oxide

(30)

45

(31)

46

Lampiran 8. Pola kromatogram KLT

Kromatogram ekstrak AGF untuk penentuan eluen saat KCV

Kromatogram 20 fraksi hasil KCV

Kromatogram fraksi B menggunakan pelarut berbeda (dari kiri ke kanan berturut turut