ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG
(Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI
AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN
TESIS
Oleh; MAYANG SARI
127006001/ KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG
(Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI
AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN
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
MAYANG SARI 127006001
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Judul Tesis :
Nama : Mayang Sari Nomor Pokok : 127006001 Program studi : Kimia
Menyetujui : Komisi Pembimbing
( Lamek Marpaung, M.Phil,Ph.D ) ( Prof.Dr. Tonel Barus)
Ketua Anggota
Ketua Program Studi Dekan
( Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D) (Dr. Sutarman, MSc)
Tanggal lulus : 22 Juli 2014
ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG (Blumea
balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA
UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN
Telah diuji pada
Tanggal : 22 Juli 2014
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : 1. Dr. Lamek Marpaung, M.Phil Anggota : 2. Prof.Dr. Tonel Barus
3. Dr. Hamonangan Nainggolan, Msc 4. Prof.Dr. Jamaran Kaban, Msc 5. Dr. Sovia Lenny, MS
PERNYATAAN ORISINALITAS
JUDUL TESIS : ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG (Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis maupun diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, Juli 2014 Penulis
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Puji Syukur yang tak terhingga penulis ucapkan dengan segala kerendahan hati dan diri kepada Allah SWT, Sang Khaliq yang senantiasa mencurahkan segala nikmat Iman, Islam dan Ihsan, serta Shalawat dan salam kepada Nabi Allah sebagai teladan insan terbaik; Rasulullah Muhammad SAW sehingga penulis mampu menyelesaikan penelitian hingga selesainya penulisan tesis ini dengan sebaik mungkin. Tesis ini berjudul “ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG
(Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS SERTA UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA DAN ANTIOKSIDAN ”. Tesis ini merupakan salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Magister Sains (M.Si) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universias Sumatera Utara Medan.
Keberhasilan dari penelitian dan penulisan tesis ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak yang terlibat secara langsung maupun tidak langsung dan telah memberikan dukungan baik secara moril maupun materil. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga kepada:
1. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DMT & H, M.Sc, (CTM), Sp.A(K) dan Dr. Sutarman, M.Sc selaku Rektor Universitas Sumatera Utara dan Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D dan Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc selaku Ketua Program Studi dan Sekretaris Pascasarjana Ilmu Kimia. Bapak dan Ibu dosen Pascasarjana Ilmu Kimia yang telah membimbing dan memotivasi serta memberi disiplin ilmu selama penulis menjalani studi.
3. Bapak Lamek Marpaung, M.Phil,Ph.D selaku dosen pembimbing I dan Bapak Prof.Dr Tonel Barus selaku dosen pembimbing II yang telah
4. dengan sabar meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya serta memberikan masukan, saran, dan petunjuk kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan tesis ini.
5. Seluruh staf laboratorium Kimia Bahan Alam FMIPA USU, Terutama Bapak Dr. Lamek Marpaung, Ph.D, laboratorium Fitokimia Farmasi FMIPA USU, laboratorium Mikrobiologi PTKI Medan. Kak Lely selaku tata usaha Pascasarjana Ilmu Kimia USU.
6. Orangtua penulis, buat Ayahanda dan Ibunda Misnawaty yang selalu sabar dan mendoakan, memberi perhatian, dan menjadikan inspirasi di setiap langkah hidup kami.
7. Kepada Suami , yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis.
8. Sahabat seperjuangan yang selalu mengerti, membantu, dan berbagi dalam suka dan duka dan selalu mendoakan yang terbaik kepada penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah dengan sabar mendengarkan segala keluh kesah dan memberikan masukannya kepada penulis.
Hanya Allah SWT yang dapat membalas segala kebaikan yang telah kalian berikan kepada penulis. Penulis berharap Allah memberikan Berkah-Nya berlipat ganda kepada kalian, amin ya Rabbalalamin.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun dari pihak pembaca sangat diharapkan penulis demi kesempurnaan tesis ini. Akhir kata semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan untuk masa yang akan datang.
Medan, Juli 2014 Penulis
RIWAYAT HIDUP
1. Nama : Mayang Sari
2. Tempat/Tanggal Lahir : Medan/11 Maret 1974 3. Agama : Islam
4. Status : Menikah
5. Alamat : Jln. Binjai km 6,8 gg. Nuri no.6 Medan 6.Nama Suami : Rizal Zulkhairi, ST
8.Nama Ayah : Norman 9.Nama Ibu : Misnawaty 10. Riwayat Pendidikan :
SD Methodist 6 Medan : Tahun 1987 SMP Negeri 16 Medan : Tahun 1990 SMA Negeri 4 Medan : Tahun 1993 S-1 Teknik Kimia USU Medan : Tahun 1999 S-2 MIPA Kimia USU Medan : Tahun 2014
ANALISIS SENYAWA KIMIA MINYAK ATSIRI AKAR SEMBUNG
(Blumea balsamifera DC) DENGAN GC-MS
SERTA UJI AKTIVITAS ANTIMIKROBA
DAN ANTIOKSIDAN
ABSTRAK
Hasil isolasi minyak atsiri akar Blumea balsamifera DC ini dilakukan dengan cara destilasi air (hidrodestilasi) didapat kadar minyak atsiri 0,17% (v/b). Analisis komponen kimia minyak atsiri akar Blumea balsamifera DC menggunakan metoda gabungan Kromatografi Gas dan Spektrometri Massa (GC-MS), memperlihatkan bahwa minyak akar Blumea balsamifera DC memiliki 21 komponen kimia dengan 14 komponen utama (kandungan diatas 1%) yaitu : Propane, 2-Ethoxy ; 1,3,6-Octatriene, 3,7-Dimethyl (ocimena); Thujopsen-13; Thymohydroquinone Dimethyl Ether; 2-Allyl-1,4-Dimethoxy-3-Methyl-Benzene; Thymol; Neryl Acetat; 1,5-Dimethyl-1-Vinil-4-Hexenyl-3-Methil Butanoate; Geranyl Pentanoate; 5-Oxatricyclo [8.2.0.0(4,6)] Dodecane, 1,2-trimethyl-9-Methylene dan Tridecane. Berdasarkan hasil uji antimikroba terhadap 4 jenis mikroba, memberikan hasil yang positif pada
Staphylococcus aureus, Escherichia coli , Salmonella typhi dan Candida Albicans.
Dan Uji antioksidan dengan metode DPPH menunjukkan bahwa minyak atsiri dari akar Blumea balsamifera DC memiliki persen aktivitas antioksidan yang baik (12,1 ppm) , sehingga dapat digunakan sebagai salah satu sumber antioksidan alami.
Kata kunci: Akar Blumea balsamifera DC, Minyak atsiri , Hidrodestilasi , uji aktivitas antimikroba, uji antioksidan.
CHEMICAL COMPOUNDS ANALYSIS OF SEMBUNG ROOTS
(Blumea balsamifera DC) ESSENTIAL OIL
WITH GC-MS AND TEST ANTIMICROBIAL
ACTIVITY AND ANTIOXIDANT
ABSTRACT
The results of the root essential oil isolation Blumea balsamifera DC is done by water distillation (hidrodestilasi) obtained volatile oil content of 0.17% (v / w). Analysis hemical components essential oils roots of roots Sembung using a combined method of Gas Chromatography and Mass Spectrometry (GC-MS), shows that the roots of Blumea balsamifera DC oils have chemical components 21 to 14 major components (content above 1%) are: Propane, 2-Ethoxy; 1,3,6-Octatriene, 3,7-Dimethyl (ocimena); Thujopsen-13; Thymohydroquinone 3,7-Dimethyl Ether; 2-Allyl-1 ,4-Dimethoxy-3-Methyl-Benzene; Thymol; Neryl acetate; 1,5-Dimethyl-1-vinyl-4-Hexenyl-3-Methil Butanoate; Geranyl Pentanoate; 5-Oxatricyclo [8.2.0.0 (4,6)] Dodecane, 1,2-trimethyl-9-methylene and Tridecane. Based on the results of antimicrobial testing against 4 types of microbes, gave a positive result in Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella typhi and Candida albicans. And antioxidants with DPPH test showed that the essential oil from the roots of Blumea balsamifera DC has a good percent antioxidant activity (12,1 ppm), so it can be used as a source of natural antioxidants.
Keywords: Root Blumea balsamifera DC, Essential oils, hidrodestilasi, test the antimicrobial activity, antioxidant test.
DAFTAR ISI
Nomor Judul Halaman
KATA PENGANTAR i
RIWAYAT HIDUP iii
ABSTRAK iv ABSTRACT v DAFTAR ISI vi DAFTAR TABEL ix DAFTAR GAMBAR x DAFTAR LAMPIRAN xi BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Permasalahan 3 1.3 Pembatasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 4 1.5 Lokasi Penelitian 4 1.6 Manfaat Penelitian 5 1.7 Metodologi Penelitian 5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Metabolit Skunder Tumbuhan sebagai Obat Tradisional 6
2.2 Minyak Atsiri 6
2.3 Tumbuhan Sembung (Blumea Balsamifera DC) 9 2.4 Isolasi Minyak Atsiri 11
2.4.1 Ekstraksi Komponen Bahan Alam 11
2.4.2 Metode Penyulingan 12
2.5 Analisa Minyak Atsiri Menggunakan GC-MS 14
2.5.1 Kromatografi Gas 14
2.5.2 Spektrofotometri Massa 17
2.6 Uji Aktivitas Antimikroba 20
2.7 Mekanisme Antimikroba 21
2.8 Amoksisilin 22
2.9 Daya Kerja Antimikrobial 22
2.10 Jenis Bakteri yang Diuji 23
2.10.1 Staphylococcus Aureus 25 2.10.2 Escherichia Coli 26 2.10.3 Salmonella Thypi 27 2.10.4 Candida Albicans 28 2.11 Antioksidan 29 2.12 Sumber Antioksidan 30
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian 32
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian 32
3.3 Alat Dan Bahan
3.3.1 Alat – Alat Yang Digunakan 32
3.3.2 Bahan – Bahan Yang Digunakan 33
3.4 Prosedur Penelitian
3.4.1 Persiapan Sampel 33
3.4.2 Ekstraksi Minyak Atsiri 33
3.4.3 Kromotografi Gas – Spektrometer Massa (GC-MS) 34 3.4.4 Uji Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri 34
3.4.5 Uji Aktivitas Antioksidan Minyak Atsiri 36
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Ekstraksi Minyak Atsiri 40
4.1.2 Hasil Analisis Kromatografi Gas-Spektrometr Massa 40 4.2 Pembahasan
4.2.1 Analisis Data Spektrum GC-MS 43
4.2.2 Uji Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri Akar Sembung 67 4.2.3 Indeks Antimikrobial Kontrol Positif dan Negatif 70 4.2.4 Uji Aktivitas Antioksidan Minyak Atsiri Akar Sembung 72
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 77
5.2 Saran 78
DAFTAR PUSTAKA 79
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1 Beberapa Suktur Monoterpen 8
2.2 Struktur Seskuiterpen 8
2.3 Tumbuhan Sembung 10
2.4 Skema Alat GC-MS 14
2.5 Diagram Spektrometer Massa 18
2.6 Struktur Kimia Amoksisilin 22
2.7 Stapilococus aureus 25
2.8 Escherichia coli 26
2.9 Salmonella typhi 27
2.10 Candida albicans 28
2.11 Struktrur senyawa DPPH radikal bebas dan non radikal 31 3.1 Bagan Penelitian Pembuatan Minyak Atsiri 38 3.2 Bagan Penyiapan Mikroba Uji 39
3.3 Bagan Uji Aktivitas Antimikroba 39
4.1 Kromagram Minyak Atsiri Akar Sembung 41 4.2 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 22,81 44 4.3 Pola Fragmentasi Senyawa Thymohydroquinone Dimethyl Ether 46 4.4 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 20,39 47 4.5 Pola Fragmentasi Senyawa Naphthalene,
1,2,3,5,6,7,8,8A-Octahydro-1,8A-Dimethyl 49 4.6 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 7,024 50 4.7 Pola Fragmentasi Senyawa 1,3,6-Octatriene, 3,7-Dimethyl
(cis-Ocimene) 51
4.9 Pola Fragmentasi Senyawa Thujopsen 54 4.10 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 21,183 55 4.11 Pola Fragmentasi Senyawa Alloaromadendren 56 4.12 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 16,864 57 4.13 Pola Fragmentasi Senyawa Anisole, 2-isopropil,-5 methyl 58 4.14 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 23,151 59 4.15 Pola Fragmentasi Senyawa 2-Allyl-1,4-Dimethoxy-3-
Methyl-Benzene (Metil Eugenol) 60
4.16 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 24,033 61
4.17 Pola Fragmentasi Senyawa Thymol 62
4.18 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 24,175 63 4.19 Pola Fragmentasi Senyawa Neryl Acetat 63 4.20 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 24,275 64 4.21 Pola Fragmentasi Senyawa Bycyclo Undec-4-ene,4,11,11
-Trimethyl-8-Methylene (gama caryopilen) 65 4.22 Spektrum Massa Minyak Atsiri Dengan RT 26,808 66 4.23 Pola Fragmentasi Senyawa 5-Oxatricyclo [8.2.0.0(4,6)]
Dodecane,1,2-trimethyl-9-Methylene 66
4.24 Diameter Zona Hambat Pertumbuhan Mikroba oleh Minyak Atsiri 68 4.25 Perbandingan Indeks Antimikrobial Amoksisilin dengan Minyak 70
4.26 Mekanisme DPPH Akseptor 73
4.27 Kurva Regresi Linier Pengujian Antioksidan Minyak Atsiri 74 4.28 Kurva Regresi Linier Pengujian Antioksidan Vitamin C 741
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1 Klasifikasi Senyawa Terpenoid 7
2.2 Perbedaan Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif 30 4.1 Komponen Minyak Atsiri Akar Tumbuhan Sembung 42 4.2 Data Penghambatan Minyak Atsiri terhadap Mikroba 67 4.3 Data Penghambatan Kontrol Positif dan Kontrol Negatif 70 4.4 Indeks Antimikrobial Minyak Atsiri terhadap Amoksisilin 71 4.5 Hasil Pengukuran Aktivitas Antimikroba Vitamin C 74 4.6 Hasil Pengukuran Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri 75
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1. Herbarium Tumbuhan Akar Sembung 84
2. Foto Tumbuhan Akar Sembung 85
3. Gambar Alat Stahl 85
4. Perhitungan Kadar Minyak Atsiri 85
5. Alat GC-MS 86
6. Alat Spektrofotometer UV-Vis 86
7. Foto Uji Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri 86 8. Foto Uji Aktivitas Antimikroba Amoksisilin 86
9. Kondisi Operasi GC-MS 87 10. Spektrum GC-MS pada RT 7,024 88 11. Spektrum GC-MS pada RT 16,864 89 12. Spektrum GC-MS pada RT 19,811 90 13. Spektrum GC-MS pada RT 20,390 91 14. Spektrum GC-MS pada RT 21,243 92 15. Spektrum GC-MS pada RT 22,474 93 16. Spektrum GC-MS pada RT 22,914 94 17. Spektrum GC-MS pada RT 23,151 95 18. Spektrum GC-MS pada RT 24,140 96 19. Spektrum GC-MS pada RT 24,215 97 20. Spektrum GC-MS pada RT 26,342 98 21. Spektrum GC-MS pada RT 26,946 99
