ISSN : e-issn : Akreditasi KEMENRISTEKDIKTI No. 30/E/KPT/2018. Volume 32, Nomor 1, Mei Bogor, Mei 2021

(1)

ISSN : 0215-0824 e-ISSN : 2527-4414

Akreditasi KEMENRISTEKDIKTI No. 30/E/KPT/2018 Volume 32, Nomor 1, Mei 2021

Bul. Littro Vol. 32 No. 1 hlm. 1 - 51 Bogor, Mei 2021

ISSN 0215-0824 e-ISSN : 2527-4414

(2)

ISSN : 0215-0824 e-ISSN : 2527-4414

Akreditasi KEMENRISTEKDIKTI No. 30/E/KPT/2018

Volume 32, Nomor 1, Mei 2021

Penanggung Jawab Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Dewan Redaksi

Ketua merangkap Anggota Dr. Otih Rostiana, M.Sc (Pemuliaan dan Genetika Tanaman)

Alamat

Jalan Tentara Pelajar No. 3 Cimanggu, Bogor 16111 Telp. (0251) 8321879 - Fax. (0251) 8327010 E-mail : [email protected]

Website : http://balittro.litbang.pertanian.go.id

URL : http://ejurnal.litbang.pertanian.go.id/index.php/bultro

Sumber Dana

DIPA Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat TA. 2021

Anggota Prof. Dr. Supriadi (Fitopatologi) Dr. Ir. Ireng Darwati (Fisiologi) Dr. Ir. Dono Wahyuno (Fitopatologi) Ir. Ekwasita Rini Pribadi (Sosial Ekonomi)

ISSN e-ISSN

: 0215-0824 : 2527-4414 Dr. Siswanto (Entomologi)

Dr. Gusmaini, M.Si (Budidaya Tanaman)

Redaksi Pelaksana Dra. Nur Maslahah, M.Si.

Hera Nurhayati, SP.

Eko Hamidi Efiana, S.Mn Rismayani, SP., M.Sc.

Galih Perkasa, A.Md.

Tini Nurcahaya, S.Kom (IT Support)

BULETIN PENELITIAN TANAMAN REMPAH DAN OBAT

terbit dua nomor setiap volume dalam satu tahun (Mei dan Desember) memuat karya tulis ilmiah hasil penelitian tentang tanaman rempah dan obat yang belum pernah dipublikasikan

(3)

MITRA BESTARI

Prof. Dr. Ir. Agus Kardinan, M.Sc (Entomologi- Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, Indonesia), (h-index : 6)

Prof. Dr. Ir. Deciyanto Soetopo (Entomology- Indonesia Center for Estate Crops Research and Development, Indonesia), (h-index : 6)

Dr. Devi Rusmin (Seed Technologist-Indonesian Spices and Medicinal Crops Research Institute, Indonesia), (H-Index : 8)

Dr. Dodin Koswanudin (Epidemiologist- Indonesian Center For Biotechnology and Genetic Resources Research and Development, Indonesia), (H-Index : 2) Prof. Dr. Dwinardi Apriyanto (Ilmu Hama-

University Bengkulu, Indonesia), (Scopus ID : 6507231035)

Prof. Dr. Ir. Dyah Iswantini (Biokimia-Institut Pertanian Bogor, Indonesia), (ID Scopus : 6505944957)

Dr. Dyah Manohara (Phytopathology-Indonesian Spice and Medicinal Crops Research Institute, Indonesian), (Scholar Google H- index : 12; i10-index: 18).

Dr. Endah Retno Palupi (Biology Reproductive Plant-Bogor Agricultural University, Indonesian), (ID Scopus : 6506616270) Dr. Ir. Eny Widajati, MS, (Seed Technology), (h-

index: 5), Bogor Agricultural University, Indonesia

Dr. Edi Santoso, SP., MSi (Ekofisiologi- Departemen Agronomi dan Hortikultura, Faperta IPB, Indonesia)

Prof. Dr. Ir. Elna Karmawati (Entomologi-Center for Estate Crops Research and Development, Indonesia, (Scopus ID : 26531334600)

Dr. Hagus Tarno, Agr.Sc (Entomologi-Universitas Brawijaya, Indonesia), (Scopus ID : 36163526900; h-index : 2)

Dr. I Ketut Ardana, (Agricultural Economy - Indonesian Center for Estate Crops Research and Development, Indonesian), (h-index: 3)

Dr. Ir. I Made Samudera (Entomologi Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Biotek-

nologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian)

Prof. Dr. Ir. I Wayan Laba (Entomologi-Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, Indonesia), (h-index : 6)

Dr. Ifa Manzila, M.Si (Epidemiologist-Indonesian Center for Biotechnology and Genetic Resources Research and Development, Indonesia), (ID Scopus : 55552513600) Dr. Ir. Irdika Mansur, M.For.Sc. (Silviculture-

Southeast Asian Regional Centre for Tropical Biology), (ID Scopus : 6603222376)

Dr. Irmanida Batubara, M.Si. (Natural Product Chemistry-Center of Tropical Biofarmaka Bogor Agriculture Institute, Indonesia), (Scopus Id : 26031903000)

Dr. Ir. Ladiyani Retno Widowati, MSc, (Indonesian Center for Biotechnology and Genetic Resources Research and Development, Indonesia)

Dr. Lisnawita (Fitopatologi-Universitas Sumatera Utara, Indonesia), (Scopus ID:

55780066800)

Dr. Ir. Muhamad Yunus, M.Si (Plant Breeding- Indonesian Center for Biotechnology and Genetic Resources Research and Development, Indonesia)

Prof. Dr. Nanik Setyowati (Budidaya Tanaman- Universitas Bengkulu, Indonesia), (ID Scopus : 57189367022)

Dr. Neni Rostini (Pemulia Tanaman-Universitas Padjadjaran Bandung, Indonesia), (h- index : 5)

Dr. Ir. Nurliani Bermawie (Pemuliaan-Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, Indonesia), (Scopus ID ; 55993158700; h- index : 1)

Dr. Ratu Safitri, MS (Mikrobiologi-Universitas Padjajaran Bandung, Indonesia), (ID Scopus : 6506729561)

Dr. rer. nat. Chaidir (Agency for the Assessment and Application of Technology, Indonesia) Prof. Dr. Ir. Risfaheri, M.Si (Teknologi

Pascapanen- Indonesian Center for

(4)

Agricultural Postharvest Research and Development, Indonesia)

Dr. Rita Noveriza (Virologi - Indonesian Spices and Medicinal Crops Research Institute, Indonesian), (ID Scopus : 55734904600) Prof. Dr. Ir. Rosihan Rosman, MS (Ekofisiologi-

Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, Indonesia)

Dr. Ir. Siswanto, M.Phil, (Entomologi-Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebun- an, Indonesia, Indonesia)

Dr. Sri Yuliani (Teknologi pascapanen-Indonesian Center for Agricultural Postharvest Research and Development, Indonesia), (Scopus ID : 9844293200 / h-Index : 6) Prof. Ir. Totok Agung Dwi Haryanto, M.P, Ph.D

(Plant Breeding-University of Jenderal

Soedirman, Indonesia), (Scopus ID : 6506751630)

Ir. Usman Daras, M.Agr.Sc (Budidaya Tanaman- Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, Indonesia), (Scopus ID : 56429655600; h-index : 2)

Dr. Yudiwanti (Pemulia Tanaman-Institut Pertanian Bogor, Indonesia), (h-index : 2) Dr. Yulin Lestari (Kimia-Institut Pertanian Bogor,

Indonesia), (ID Scopus : 35107494200) Dr. Yuyu Suryasari (Biologi Molekuler-Pusat

Penelitian dan Pengembangan Biologi- LIPI, Indonesia), (Scopus ID : 6503885123)

Dr. Ir. Widodo, M.S (Mikology - Bogor Agricultural University, Indonesian), (ID Scopus : 56502046800)

(5)

ISSN : 0215-0824 e-ISSN : 2527-4414

Akreditasi KEMENRISTEKDIKTI No. 30/E/KPT/2018 Volume 32, Nomor 1, Mei 2021

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, Buletin Penelitian Tanaman Rempah dan Obat Volume 32, Nomor 1, untuk tahun 2021 dapat diselesaikan. Buletin ini berisi 5 artikel yang terdiri dari berbagai bidang masalah dan disiplin ilmu pada Tanaman Rempah dan Obat. Artikel pertama Isolasi dan Identifikasi Senyawa Antioksidan 2-Etilheksil-4-Metoksisinamat dari Ekstrak Biji Alpukat (Persea americana Mill.). Artikel kedua adalah Farming Production Costs and Relative Competitiveness of Indonesian Black and White Peppers. Artikel ke tiga menyajikan Pengaruh Kombinasi Pupuk Organik dan Pupuk Hayati Terhadap Pertumbuhan, Produksi dan Mutu Pegagan. Artikel keempat Immunomodulation Effect of Kaempferia galanga Ethanolic Extract on in Vitro Lymphocyte Cell Proliferation. Artikel kelima Formulasi dan Uji Aktivitas Tonik Rambut Ekstrak Etanol Daun Bidara (Ziziphus nummularia) pada Kelinci.

Kami mengucapkan terima kasih kepada semua penulis yang sudah mengisi Buletin Penelitian Tanaman Rempah dan Obat (Bul. Littro) dan kepada semua pihak yang sudah membantu, sehingga Bul.

Littro dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Akhir kata semoga artikel dalam Bul. Littro ini bermanfaat, khususnya bagi yang memerlukan.

Ketua Dewan Redaksi

Dr. Otih Rostiana, M.Sc

(6)

ISSN : 0215-0824 e-ISSN : 2527-4414

Akreditasi KEMENRISTEKDIKTI No. 30/E/KPT/2018 Volume 32, Nomor 1, Mei 2021

DAFTAR ISI

Isolasi dan Identifikasi Senyawa Antioksidan 2-Etilheksil-4-Metoksisinamat dari Ekstrak Biji Alpukat (Persea americana Mill.)

Fauzy Rachman, Eris Septiana, Rika Damayanti, NFN Yadi, Yatri Hapsari, Siti Irma

Rahmawati, Fauzia Nurul Izzati, NFN Bustanussalam, Partomuan Simanjuntak 1-9 Farming Production Costs and Relative Competitiveness of Indonesian Black and White

Peppers

Agus Wahyudi, Ekwasita Rini Pribadi 10-22

Pengaruh Kombinasi Pupuk Organik dan Pupuk Hayati terhadap Pertumbuhan, Produksi dan Mutu Pegagan

Rahma Widyastuti, Nurul Husniyati Listyana, Erri Setyo Hartanto 23-30 Immunomodulation Effect of Kaempferia galanga Ethanolic Extract on in Vitro

Lymphocyte Cell Proliferation

Dianita Dwi Sugiartanti, Ening Wiedosari 31-39

Formulasi dan Uji Aktivitas Tonik Rambut Ekstrak Etanol Daun Bidara (Ziziphus nummularia) pada Kelinci

Novriza Sativa, NFN Noviyanti, Risha Amilia Pratiwi, Siti Hindun 40-51

Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Agency for Agricultural Research and Development

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERKEBUNAN Indonesian Center for Estate Crops Research and Development

Bogor, Indonesia

(7)

Buletin Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, Vol. 32 No. 1, 2021 : 1 - 9

* Alamat Korespondensi : [email protected] DOI : http://dx.doi.org/10.21082/bullittro.v32n1.2021.1-9

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI SENYAWA ANTIOKSIDAN 2-ETILHEKSIL-4- METOKSISINAMAT DARI EKSTRAK BIJI ALPUKAT (Persea americana Mill.)

Isolation and Identification of Antioxidant Compounds 2-Ethylhexyl-4-methoxycinnamate from Avocado Seed Extract (Persea americana Mill.)

Fauzy Rachman^1)*, Eris Septiana¹⁾, Rika Damayanti²⁾, Yadi¹⁾, Yatri Hapsari¹⁾, Siti Irma Rahmawati¹⁾, Fauzia Nurul Izzati¹⁾, Bustanussalam¹⁾, Partomuan Simanjuntak³⁾

1)Pusat Penelitian Bioteknologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Cibinong, Bogor, Indonesia, 169111

2)Fakutas Farmasi, Universitas Pancasila, Srengseng Sawah, Jagakarsa, Jakarta Selatan, 126402

3)Pusat Penelitian Kimia, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Serpong, Tangerang, 153143

INFO ARTIKEL ABSTRAK/ABSTRACT

Article history: Alpukat (Persea americana Mill.) merupakan tanaman yang banyak ditemukan di daerah tropis seperti Indonesia. Selama ini masyarakat hanya memanfaatkan daging buahnya saja untuk dikonsumsi, kemudian bagian bijinya dibuang. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi, menguji dan mengidentifikasi senyawa aktif antioksidan dari ekstrak biji alpukat yang dilakukan dari Januari sampai Juni 2018 di Laboratorium Kimia Bahan Alam, Pusat Penelitian Bioteknologi-LIPI. Buah alpukat yang digunakan dalam penelitian diperoleh dari Pasar Induk Cibitung, Bekasi. Ekstraksi dilakukan secara bertingkat menggunakan pelarut n-heksana, etil asetat, etanol 96%, dan air. Uji aktivitas antioksidan dilakukan dengan metode peredaman radikal bebas menggunakan reagen 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH), penentuan struktur kimia senyawa aktif antioksidan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis, Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier (FTIR), dan GCMS. Hasil pengujian aktivitas antioksidan menunjukkan bahwa ekstrak etanol 96% memiliki aktivitas antioksidan tertinggi pada isolat EtOH.4.3.1 sebagai isolat paling aktif dengan IC50 sebesar 23,07±1,63 μg.ml-1. Hasil identifikasi berdasarkan data spektrofotometri UV- Vis, Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier, dan GCMS menunjukkan bahwa isolat EtOH.4.3.1 biji alpukat mengandung senyawa 2-etilheksil-4-metoksisinamat, yang terbukti memiliki aktivitas sebagai antioksidan. Analisis lebih lanjut perlu dilakukan menggunakan spektrometri Resonansi Magnetik Inti (RMI) proton dan karbon untuk memastikan jumlah dan posisi proton serta karbon dalam struktur kimia tersebut.

Diterima: 03 Februari 2021 Direvisi: 23 April 2021 Disetujui: 21 Mei 2021

Kata kunci:

Persea americana; DPPH;

metode peredaman radikal bebas

Keywords:

Persea americana.; DPPH; free radical scavenging method

Avocado (Persea americana Mill.) is a plant widely found in tropical regions such as Indonesia. Currently, people only consume the avocado flesh and dispose of the seed.

This study aimed to examine the antioxidant activity, isolate and identify the active antioxidant structure from avocado seed extracts. The trial was conducted from January to June 2021 at the Chemical Laboratory of Natural Substance, Research Center for Biotechnology, LIPI. The avocado fruit used in this research was obtained from Cibitung Central Market, Bekasi. The solvents used in the extraction were n- hexane, ethyl acetate, 96% ethanol, and water with multilevel extraction. Antioxidant activity was tested using the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical method. The structure of the active compound was determined using UV-Vis spectrophotometry, Fourier Transformation Infrared Spectroscopy (FTIR), and GCMS. The 96% ethanol extract had the highest antioxidant activity with EtOH.4.3.1 isolate as the most active antioxidant isolate with IC50 23,07±1,63 μg.ml-1. The identification results of isolate EtOH.4.3.1 of avocado seed extract with UV-Vis spectrophotometry, FTIR, and GCMS indicated 2-Ethylhexyl-4-methoxycinnamate acting as an antioxidant. Further analysis with Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectrometry of protons and carbon is required to determine the number and position of protons and carbon in the chemical structure.

(8)

Isolasi dan Identifikasi Senyawa Antioksidan ... (Fauzy Rachman, Eris Septiana, Rika Damayanti, Yadi, Yatri Hapsari, Siti Irma Rahmawati, Fauzia Nurul Izzati, Bustanussalam, Partomuan Simanjuntak)

2

PENDAHULUAN

Radikal bebas merupakan salah satu bentuk senyawa oksigen reaktif yang memiliki satu atau lebih elektron tidak berpasangan yang menyebabkan senyawa tersebut sangat reaktif mencari pasangan dengan mengikat ataupun menyerang elektron molekul di sekitarnya, sehingga memicu terbentuknya radikal baru karena terjadinya reaksi berantai (chain reaction) dan akan berhenti apabila diredam oleh senyawa antioksidan.

Antioksidan merupakan senyawa kimia yang dapat mencegah terjadinya proses oksidasi dengan mendonorkan elektron kepada senyawa radikal bebas sehingga reaksi berantai dapat dihentikan.

Masyarakat telah lama menggunakan tanaman untuk pengobatan atau menjaga kesehatan termasuk, alpukat (Persea americana Mill.).

Ekstrak etanol daun alpukat pada konsentrasi 100 μg.ml-1 memiliki aktivitas antioksidan sebesar 96,95% (Pontoan 2016). Hal ini disebabkan daun alpukat mengandung flavonoid, kuersetin, dan polifenol (Anggorowati, Priandini and Thufail 2016). Biji buah alpukat juga mengandung senyawa golongan polifenol, flavonoid, triterpenoid, dan tanin (Rahman et al. 2015), Selama ini masyarakat hanya memanfaatkan daging buah alpukat saja untuk dikonsumsi, sedangkan bagian bijinya belum dimanfaatkan dan hanya dibuang sebagai limbah organik. Namun, beberapa penelitian menunjukkan bahwa biji alpukat memiliki khasiat untuk kesehatan, seperti antioksidan (Sutrisna et al. 2015), antikolesterol (Sunusmo et al. 2018), dan antibakteri (Nailufar 2017). Hasil penelitian Sutrisna et al. (2015) menunjukkan bahwa ekstrak etanol biji alpukat tanpa maserasi bertingkat memiliki aktivitas antioksidan cukup baik, dengan nilai IC50 sebesar 41,5 μg.ml-1. Oleh karena itu, biji alpukat dapat dimanfaatkan sebagai sumber antioksidan alami dan memberikan nilai tambah (Segovia et al. 2018).

Metode pengujian aktivitas antioksidan dari ekstrak biji alpukat biasanya dilakukan dengan metode peredaman radikal bebas menggunakan reagen 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH). Metode DPPH memiliki beberapa keuntungan, yaitu sederhana, cepat, praktis, dan akurat (Christalina et al. 2017). Aktivitas antioksidan dari suatu ekstrak tanaman dapat diukur kekuatannya berdasarkan besarnya nilai IC50 (Inhibition Concentration 50).

Apabila nilai IC50<50 μg.ml-1 maka dikategorikan memiliki antioksidan sangat kuat, IC50 antara 50- 100 μg.ml-1 digolongkan kuat, IC50 berkisar antara 100-250 μg.ml-1 termasuk sedang, dan jika IC50 yang dimiliki antara 250-500 μg.ml-1 maka termasuk lemah (Suratmo 2009).

Hasil penelitian tentang aktivitas antioksidan dan identifikasi senyawa aktif yang berperan sebagai antioksidan dari biji alpukat masih terbatas.

Penelitian ini bertujuan untuk menguji aktivitas antioksidan dan mengidentifikasi senyawa aktif antioksidan dari ekstrak biji alpukat.

BAHAN DAN METODE

Pembuatan irisan kering biji alpukat

Penelitian dilakukan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2018 di Laboratorium Kimia Bahan Alam, Pusat Penelitian Bioteknologi- LIPI. Buah alpukat yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari Pasar Induk Cibitung, Bekasi, Jawa Barat pada bulan Januari 2018. Buah alpukat yang digunakan adalah buah yang sudah tua atau matang dengan ciri kulit berwarna hijau kehitaman dengan tekstur kulit kasar dan terasa empuk atau lunak ketika ditekan. Buah alpukat dibelah dan diambil bijinya, kemudian biji tersebut dicuci, diiris tipis dengan ketebalan kurang lebih 2 mm, selanjutnya dikeringkan di bawah sinar matahari selama tiga hari hingga diperoleh irisan tipis biji alpukat kering. Kekeringan biji alpukat didasarkan pada hasil pemeriksaan secara fisik bahwa irisan mudah hancur kalau diremas dengan tangan. Irisan tipis biji alpukat yang sudah kering disimpan dalam wadah bersih, kering, dan tertutup rapat.

Ekstraksi

Sebanyak 1 kg irisan biji alpukat yang telah kering diekstraksi secara bertingkat dengan teknik maserasi menggunakan pelarut non polar (n- heksana), semi polar (etil asetat), polar (etanol 96%), serta refluks menggunakan pelarut polar (air) untuk mendapatkan ekstrak kental biji alpukat.

Irisan tipis biji alpukat kering dimaserasi dengan n- heksana selama 24 jam, lalu disaring, kemudian filtrat n-heksana dipekatkan menggunakan vacum rotary evaporator hingga diperoleh ekstrak kental n- heksana. Ekstraksi menggunakan pelarut n-heksana diulang sebanyak empat kali. Residu kemudian dimaserasi kembali dengan etil asetat selama 24 jam, kemudian disaring. Filtrat etil asetat dipekatkan menggunakan vacum rotary evaporator sampai diperoleh ekstrak kental etil asetat. Ekstraksi menggunakan pelarut etil asetat diulang sebanyak enam kali. Residu kemudian dimaserasi dengan etanol 96% selama 24 jam, lalu disaring.

Selanjutnya filtrat etanol 96% dipekatkan menggunakan vacum rotary evaporator hingga

(9)

Buletin Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, Vol. 32 No. 1, 2021 : 1 - 9

diperoleh ekstrak kental etanol. Ekstraksi menggunakan pelarut etanol 96% dilakukan sebanyak delapan kali. Residu direfluks dengan air sebanyak dua kali dan disaring, filtrat air dipekatkan menggunakan vacum rotary evaporator, sedangkan residu terakhir dibuang. Rendemen dari ekstrak kental n-heksana, etil asetat, etanol, dan air dari biji alpukat diukur, kemudian diuji aktivitas antioksidannya dengan metode peredaman radikal bebas menggunakan reagen DPPH (2,2-difenil-1- pikrilhidrazil).

Uji aktivitas antioksidan

Pengujian awal aktivitas antioksidan dengan metode peredaman radikal DPPH dilakukan pada konsentrasi 100 μg.ml-1 untuk masing-masing ekstrak. Ekstrak dengan konsentrasi 500 μg.ml-1 dipipet 600 μl dan direaksikan dengan 0,6 ml DPPH 0,4 mM kemudian ditambahkan metanol pro analisis sampai total campuran menjadi 3 ml.

Campuran tersebut selanjutnya diinkubasi dalam waterbath dengan suhu 37ºC selama 30 menit.

Absorbansi diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 517 nm (Widowati et al.

2016). Nilai serapan yang diperoleh dari uji aktivitas antioksidan digunakan untuk menentukan persen peredaman hambatan yang dihitung dengan rumus.

%hambatan=serapan blangko-serapan sampel

serapan blangko x100%

Besarnya aktivitas antioksidan setiap ekstrak dan fraksi diukur berdasarkan nilai IC50, semakin kecil nilai nilai IC50, semakin kuat aktivitasnya.

Antioksidan dinyatakan aktif bila menghambat radikal bebas lebih dari 80%, dinyatakan sedang bila menghambat radikal bebas 50-80% dan dinyatakan tidak aktif bila menghambat radikal bebas kurang dari 50%. Isolat yang diperoleh dari hasil KLT preparatif diuji aktivitas antioksidannya pada lima seri konsentrasi menggunakan reagen DPPH 0,4 mM, kemudian dihitung persen hambatan dan nilai IC50. Semakin tinggi konsentrasi ekstrak akan memiliki nilai absorbansi yang semakin kecil dan nilai persen inhibisi yang semakin besar. Nilai IC50 diperoleh dari perpotongan garis antara daya hambatan dengan sumbu konsentrasi, kemudian dimasukkan ke persamaan y=a+bx dimana y=50 dan nilai x menunjukan IC50. Suatu ekstrak dinyatakan aktif apabila nilai IC50 kurang dari 100 μg.ml-1. Senyawa yang menunjukkan aktivitas antioksidan terkuat ditunjukkan dengan nilai IC50 terkecil, kemudian diekstraksi untuk dianalisis

kandungan senyawa kimianya secara spektrofotometri UV-Vis.

Penentuan fase gerak dengan kromatografi lapis tipis

Fase gerak yang digunakan untuk optimasi kromatografi kolom I ditentukan dengan melihat profil bercak yang dihasillkan dari fase gerak yang terdiri dari campuran dua atau lebih pelarut dengan perbandingan tertentu. Campuran pelarut yang digunakan sebagai fase gerak adalah n-heksana–etil asetat (1:1), diklorometana–metanol (20:1), diklorometana–metanol (10:1), diklorometana–

metanol (6:1), diklorometana–metanol (2:1), dan diklorometana–metanol (1:1) dengan fase diam silika gel 60.

Fraksinasi dengan kromatografi kolom

Ekstrak biji alpukat dengan aktivitas antioksidan tertinggi difraksinasi dengan kromatografi kolom I secara gradien, dengan fase diam silika gel 60 dan fase gerak diklorometana, delapan formula diklorometana–metanol (20:1, 15:1, 10:1, 8:1, 6:1, 4:1, 2:1, 1:1), dan metanol.

Eluat ditampung menggunakan botol vial, kemudian dilakukan KLT untuk menentukan penggabungan eluat fraksi yang memiliki pola sama. Selanjutnya diuji aktivitas antioksidan dari fraksi gabungan hasil kromatografi kolom I dan gabungan fraksi hasil kromatografi kolom I yang mempunyai persen inhibisi tertinggi difraksinasi dengan kromatografi kolom II secara gradien yaitu diklorometana–metanol (10:1 dan 5:1). Setelah pengujian aktivitas antioksidan terhadap fraksi gabungan hasil kromatografi kolom II, gabungan fraksi hasil kromatografi kolom II dimurnikan dengan KLT preparatif dengan cara menotolkan sampel pada lempeng KLT kaca silika dalam bentuk pita, lalu dimasukkan ke dalam bejana yang telah dijenuhkan dengan fase gerak etil asetat–metanol (10:1) dan hasil KLT preparatif diuji aktivitas antioksidannya kembali.

Identifikasi senyawa kimia antioksidan

Spektrum yang diperoleh dari spektrofotometri UV-Vis dianalisis untuk mengetahui panjang gelombang maksimum dan melihat ada atau tidaknya gugus kromofor pada isolat. Spektrum yang diperoleh dari spektrofotometri FT-IR dianalisis untuk melihat adanya gugus fungsional pada isolat berdasarkan bilangan gelombangnya. Kromatogram yang diperoleh dari Kromatografi Gas-Spektrometri Massa dianalisis untuk mengetahui kandungan

(10)

4

senyawa kimia berdasarkan pola fragmentasi dari fraksi tersebut.

HASIL DAN PEMBAHASAN Rendemen ekstrak biji alpukat

Rendemen ekstrak kental hasil maserasi bertingkat dari 1 kg irisan biji alpukat yang sudah kering dan ekstraksi dengan pelarut n-heksana, etil asetat, dan etanol 96% adalah berturut-turut 8,31 g (0,83%), 12,02 g (1,20%), dan 21,97 g (2,20%).

Residu dari proses maserasi pembuatan ekstrak etanol 96% dikumpulkan, kemudian direfluks menggunakan pelarut polar (air) dan diperoleh ekstrak kental sebanyak 5,22 g (2,09%). Hasil ini menunjukkan bahwa metode ekstraksi, yaitu secara bertingkat dan tidak bertingkat, menghasilkan rendemen yang berbeda. Rendemen yang lebih banyak pada maserasi tidak bertingkat kemungkinan karena pelarut etanol 96% dapat menarik semua senyawa non polar dan polar dari simplisia biji alpukat. Sementara itu, pada ekstraksi secara bertingkat pelarut etanol 96% hanya menarik senyawa polar saja, sedangkan senyawa non polar sudah ditarik terlebih dahulu oleh pelarut non polar n-heksana dan senyawa semi polar ditarik oleh pelarut etil asetat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode maserasi tidak bertingkat lebih sesuai untuk ekstaksi serbuk kering biji alpukat.

Aktivitas antioksidan ekstrak biji alpukat Uji aktivitas antioksidan dengan metode peredaman radikal bebas DPPH menunjukkan ekstrak etanol 96% paling aktif sebagai antioksidan dibandingkan ekstrak n-heksana, etil asetat, dan air dengan persen inhibisi sebesar 93,78%±0,13.

Persen inhibisi tertinggi kedua adalah ekstrak air, kemudian diikuti dengan ekstrak etil asetat dan n- heksana (Tabel 1).

Tabel 1. Nilai inhibisi ekstrak biji alpukat pada konsentrasi 100 µg.ml-1

Table 1. Inhibition value of avocado seed extract at a concentration of 100 µg.ml-1

No. Ekstrak/Extract Inhibisi±St.Dev/

Inhibition±St.Dev (%) 1

2 3 4

n-heksana etil asetat etanol 96%

air

9,61±1,10 32,72±0,99 93,78±0,13 89,32±0,46

Rendahnya nilai inhibisi ekstrak n-heksana dan etil asetat diduga karena senyawa non polar dan semi polar yang memiliki aktivitas antioksidan hanya sedikit. Sementara nilai inhibisi yang tinggi dari ekstrak etanol 96% dan air diduga disebabkan karena senyawa polar yang memiliki aktivitas sebagai antioksidan seperti senyawa polifenol, flavonoid, dan tanin cukup banyak (Indrawati et al.

2013). Aktivitas antioksidan dapat dihasilkan oleh senyawa lain selain fenol dan flavonoid yang ada di dalam tanaman (Septiana dan Simanjuntak 2018).

Nilai inhibisi ekstrak air lebih kecil dibandingkan dengan ekstrak etanol 96% meskipun sifat kedua pelarut sama-sama polar. Hal ini dikarenakan senyawa polar yang memiliki aktivitas sebagai antioksidan sudah ditarik terlebih dahulu oleh pelarut etanol 96% (pelarut universal). Senyawa yang ditarik oleh pelarut air adalah senyawa sangat polar yang mungkin tidak dapat ditarik oleh pelarut etanol 96% seperti glikosida kompleks.

Nilai inhibisi dapat mengindikasikan suatu sampel memiliki aktivitas antioksidan tinggi ataupun rendah. Nilai inhibisi ekstrak etanol 96%

dipilih untuk dilanjutkan ke tahap pemurnian dengan kromatografi kolom. Afinitas senyawa ekstrak air pada saat fase diam sangat kuat karena senyawa sangat polar bertemu dengan fase diam silika gel 60, sehingga menyebabkan proses isolasi menjadi lebih sulit karena bercak KLT akan berekor. Hasil kromatografi kolom I diperoleh 84 fraksi. Fraksi yang didapat kemudian diuji dengan KLT dan fraksi yang memiliki pola KLT sama kemudian digabung menjadi 6 fraksi gabungan (Tabel 2). Hasil uji aktivitas antioksidan dengan metode peredaman radikal bebas DPPH diperoleh fraksi EtOH.4 sebagai fraksi yang memiliki aktivitas antioksidan tertinggi. Peredaman radikal bebas dari fraksi EtOH.4 pada konsentrasi 100 μg.ml-1 yaitu sebesar 93,12%±0,11 (Tabel 2).

Tabel 2. Nilai inhibisi fraksi hasil kromatografi kolom I ekstrak etanol 96% biji alpukat pada konsentrasi 100 µg.ml-1

Table 2. Inhibition value fraction from column chromatography I of avocado seed extracted with ethanol 96% at a concentration of 100 µg.ml-1

No. Kode Ekstrak/

Extract code

Inhibisi±St.Dev/

Inhibition± St.Dev (%) 1

2 3 4 5 6

EtOH.1 EtOH.2 EtOH.3 EtOH.4 EtOH.5 EtOH.6

10,72±0,30 2,29±0,82 80,66±0,58 93,12±0,11 69,56±3,30 29,08±3,68

(11)

Aktivitas antioksidan dari bahan yang diuji dinyatakan aktif apabila menghambat radikal bebas lebih dari 80%, aktivitas dinyatakan sedang bila menghambat 50-80% dan dinyatakan tidak aktif bila menghambat kurang dari 50% (Molyneux and others, 2004). Berdasarkan hasil uji tersebut fraksi EtOH.4 dan EtOH.3 dinyatakan aktif sebagai antioksidan, sedangkan untuk fraksi EtOH.5 dinyatakan sedang keaktifannya dan fraksi EtOH.1, EtOH.2, dan EtOH.6 dinyatakan tidak aktif sebagai antioksidan karena persentase hambatan untuk ekstrak biomassa di bawah 50%.

Berdasarkan hasil KLT sebelumnya, fraksi EtOH.4 belum menunjukkan satu bercak sehingga dilanjutkan ke tahap pemurnian, yaitu kromatografi kolom II dan diperoleh 87 fraksi. Fraksi yang memiliki pola KLT sama kemudian digabung menjadi 4 fraksi (Tabel 3). Hasil uji aktivitas antioksidan dengan metode peredaman radikal bebas DPPH diperoleh fraksi EtOH.4.3 sebagai fraksi yang memiliki persen inhibisi tertinggi bila dibandingkan dengan ketiga fraksi lainnya.

Peredaman radikal bebas dari fraksi EtOH.4.3 pada konsentrasi 100 μg.ml-1 yaitu sebesar 93,58%±0,13 (Tabel 3).

Tabel 3. Nilai inhibisi fraksi hasil kromatografi kolom II ekstrak etanol 96% biji alpukat pada konsentrasi 100 µg.ml-1

Table 3. Inhibition value fraction from column chromatography II of avocado seed extracted with ethanol 96% at a concentration of 100 µg.ml-1

Extract code

Inhibition±St.Dev (%) 1

2 3 4

EtOH. 4.1 EtOH. 4.2 EtOH. 4.3 EtOH. 4.4

22,67±1,28 71,75±1,14 93,58±0,13 86,15±1,96 Berdasarkan hasil uji tersebut, fraksi EtOH.4.3 yang memiliki aktivitas antioksidan yang kuat, kemudian dimurnikan lebih lanjut menggunakan KLT preparatif untuk memudahkan pengambilan senyawa yang diinginkan dan dilanjutkan ke tahap identifikasi. Berdasarkan hasil optimasi fase gerak untuk KLT preparatif maka diperoleh fase gerak etil asetat-metanol (10:1) yang memberikan pemisahan komponen yang lebih baik.

Hasil analisis kromatogram KLT dari fraksi EtOH 4.3 ekstrak biji alpukat secara garis besar menunjukkan dua pita, yaitu pita EtOH.4.3.1 dan pita EtOH.4.3.2 (Gambar 1). Pemilihan banyaknya pita yang terlihat di bawah sinar UV 254 nm sesuai dengan banyaknya bercak yang muncul pada saat

Gambar 1. Kromatogram KLT preparatif fraksi EtOH 4.3 dari ekstrak etanol 96% biji alpukat

Figure 1. Preparative TLC chromatogram for EtOH 4.3 fraction from avocado seed 96% ethanolic extract

Keterangan:

Fase diam : silika gel GF254

Fase gerak : etil asetat-metanol (10:1) Keterangan : kromatogram dilihat di bawah

sinar UVdengan panjang gelombang 254 nm

Note:

Stationary phase : silica gel GF254

Mobile phase : ethyl acetate-methanol (10: 1) Description : chromatogram viewed under UV

light with a wavelength of 254 nm

optimasi menggunakan fase gerak etil asetat- metanol (10:1). Hasil KLT preparatif dilanjutkan ke tahap identifikasi senyawa kimia secara spektrofotometri UV.Vis, FT-IR, dan GCMS dan diuji IC50-nya menggunakan metode peredaman radikal bebas DPPH.

Hasil uji aktivitas antioksidan dengan metode peredaman radikal bebas DPPH menunjukkan isolat yang memiliki aktivitas antioksidan tertinggi adalah isolat EtOH.4.3.1 dengan persen inhibisi sebesar 90,67%±0,43 (Tabel 4). Nilai inhibisi isolat EtOH.4.3.2 jauh lebih rendah dibandingkan EtOH.4.3.1, mungkin disebabkan adanya kandungan pada fraksi EtOH.4.3 yang menurunkan aktivitas senyawa tersebut.

Pita EtOH 4.3.1

Pita EtOH 4.3.2

(12)

6

Gambar 2. Spektrum UV-Vis isolat EtOH.4.3.1 Figure 2. UV-Vis spectrum of EtOH isolates. 4.3.1 Tabel 4. Nilai inhibisi fraksi EtOH 4.3 biji alpukat

hasil KLT preparatif pada konsentrasi 100 µg.ml-1

Table 4. Inhibition value of the EtOH fraction 4.3 of avocado seeds resulting from preparative TLC at a concentration of 100 µg.ml-1

Extract code

Inhibition±St.Dev(%) 1

2

EtOH. 4.3.1 EtOH. 4.3.2

90,67±0,43 59,86±1,61 Nilai IC50 yang diperoleh dari isolat EtOH.4.3.1 yaitu sebesar 23,07±1,63 μg.ml-1 (Tabel 5). Nilai IC50 yang diperoleh tergolong aktivitas antioksidan yang sangat kuat karena nilai IC50 yang dimiliki kurang dari 50 μg.ml-1 (Suratmo 2009). Vitamin C digunakan sebagai kontrol positif karena memiliki aktivitas antioksidan sangat kuat yang disebabkan oleh adanya empat gugus hidroksil pada strukturnya.

Vitamin C diuji aktivitas antioksidannya dengan metode peredaman radikal bebas DPPH dan diperoleh bahwa aktivitas antioksidan vitamin C tujuh kali lebih kuat dibanding isolat EtOH.4.3.1.

Selanjutnya dilakukan identifikasi senyawa kimia secara spektrofotometri UV-Vis, FT-IR, dan GCMS untuk isolat EtOH.4.3.1.

Analisis spektrofotometri UV-Vis

Pengukuran secara spektrofotometri UV-Vis dilakukan pada panjang gelombang 200-600 nm, memberikan serapan 0,2085 dan 0,7357 berturut- turut pada panjang gelombang 282 nm dan 210 nm (Gambar 2). Panjang gelombang maksimum (210 nm) memberikan serapan yang paling tinggi sehingga menunjukkan adanya gugus kromofor.

Panjang gelombang maksimum 210 nm menunjukkan gugus acrolein (C3H4O) (Basseter and Silverstein, 1992). Selanjutnya, dilakukan identifikasi secara spektrofotometri FT-IR dan GCMS.

Tabel 5. Nilai IC50 isolat EtOH 4.3.1 biji alpukat dan vitamin C

Table 5. IC50 value of EtOH 4.3.1 isolate of avocado seed and vitamin C No. Kode ekstrak/ Extract

code

Konsentrasi/

Concentration (µg.ml^-1)

Inhibition±St.Dev(%)

IC50±St.Dev/ IC50

±St.Dev (µg.ml^-1)

1 EtOH 4.3.1 5

10 25 50 100

31,36±0,28 41,26±2,15 56,96±1,46 73,51±0,35 92,55±0,37

23,07±1,63

2 Vit. C 1

3 5 7 9

28,08±1,50 45,71±0,14 70,75±0,14 95,50±0,49 96,30±0,35

3,14±0,07

(13)

Gambar 3. Spektrum Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier senyawa dalam isolat EtOH.4.3.1 menggunakan cakram KBr

Figure 3. Fourier Transform Infra Red spectrum of compounds in EtOH.4.3.1 isolates using KBr disc

Tabel 6. Perkiraan gugus yang terdapat dalam isolat EtOH 4.3.1 dari ekstrak etanol biji alpukat Table 6. Estimated groups contained in EtOH 4.3.1 isolates from avocado seed ethanolic extract

No. Bilangan gelombang/ Wave number (cm^-1)

Range bilangan

Gelombang/Wave number range (cm^-1)

Intensitas/Intensity Ikatan/Bond

1. 1.256,21 1.111,12

1.050-1.300 Kuat C-O

2. 2.924,08 2.853,75

2.850-2.970 Kuat C-H Alkana

3. 821,35 781,02

675-995 Kuat C-H Alkena

Analisis spektra kromatografi gas-spektrometri massa

Hasil analisis isolat EtOH.4.3.1 secara GCMS menunjukkan beberapa senyawa kimia dalam isolat yang ditandai dengan munculnya beberapa puncak kromatogram (peak) dengan ketinggian berbeda-beda (Tabel 7). Hal ini dapat disebabkan karena adanya faktor pengotor. Peak senyawa kimia yang terkandung di dalam isolat EtOH.4.3.1 dianalisis, terutama untuk senyawa yang memiliki kemiripan (qual) lebih dari 90%.

Berdasarkan analisis GCMS dari isolat EtOH.4.3.1 diduga senyawa yang memiliki aktivitas antioksidan adalah 2-etilheksil-4- metoksisinamat karena memiliki nilai qual tertinggi sebesar 93% (Tabel 7). Identifikasi senyawa 2- etilheksil-4-metoksisinamat hasil analisis GCMS, juga didukung oleh analisis secara spektrofometri UV-Vis dan FT-IR (Tabel 6). Pada spektrum FT-IR, isolat EtOH.4.3.1 mengandung gugus fungsi C-O, C-H alkena, dan C-H alkana, sedangkan

berdasarkan analisis spektrofotometri UV-Vis menunjukkan terdapat gugus kromofor acrolein pada panjang gelombang maksimum 210 nm dengan serapan sebesar 0,7357 (Gambar 2).

Penelitian sebelumnya melaporkan bahwa nilai persen inhibisi senyawa 2-etilheksil-4- metoksisinamat sebesar 96,5% lebih besar dari nilai persen inhibisi vitamin C sebesar 72,6% pada konsentrasi yang sama (Kumar et al. 2014).

Tingginya persen inhibisi tersebut membuktikan bahwa senyawa 2-etilheksil-4-metoksisinamat memiliki aktivitas antioksidan yang kuat, senyawa ini juga digunakan sebagai salah satu bahan penyusun dalam sediaan tabir surya karena dapat menyerap sinar pada panjang gelombang 290–320 nm pada daerah UV B (Anggraini and Hayun 2013).

Berdasarkan struktur kimia yang diperoleh, kemungkinan mekanisme kerja antioksidan dari senyawa 2-etilheksil-4-metoksisinamat adalah dengan mendonorkan atom hidrogennya yang berikatan dengan karbon kepada senyawa radikal sehingga senyawa tersebut berubah

(14)

8

Tabel 7. Perkiraan senyawa yang terdapat pada isolat EtOH.4.3.1 berdasarkan analisis GCMS Table 7. Possible compounds contained in EtOH.4.3.1 isolates based on GCMS analysis

No. Waktu retensi/ Retention time (menit/minute)

Area (%)

Qual (%)

Kemungkinan senyawa/ Possible compounds

1. 30,634 3,84 93 2-etilheksil-4-metoksisinamat

2. 30,923 3,74 90 cholesta-3,5-diena

3. 29,855 9,88 70 asam oktadekanoat

4. 31,661 5,22 64 1,2-asam benzenedikarboksilat, di-2-

propenilester

5. 28,675 24,04 50 asam butirat

menjadi lebih stabil. Semakin banyak gugus hidroksilnya maka semakin besar kemampuan menangkap radikal DPPH. Aktivitas antioksidan ekstrak biji buah alpukat diduga adalah hasil kontribusi senyawa fenolik. Senyawa fenolik dilaporkan mempunyai aktivitas antioksidan karena sifat redoksnya, yaitu berperan sebagai agen pereduksi, pemberi hidrogen, peredam oksigen singlet, dan juga sebagai pengkelat logam yang potensial (Febrianti and Zulfikar 2016).

Hasil pengujian aktivitas antioksidan menunjukkan bahwa ekstrak etanol 96% biji alpukat terbukti memiliki aktivitas sebagai antioksidan.

Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa IC50 esktrak etanol 70% biji alpukat sebesar 41,5 μg.ml- 1 (Sutrisna et al. 2015), dan nilai IC50 fraksi n- butanol biji alpukat sebesar 19,01 μg.ml-1.

Kandungan metabolit sekunder pada biji alpukat yang merupakan senyawa antioksidan potensial adalah senyawa fenolik (Anggraeny et al. 2017), yang dapat dikonsumsi manusia.

Analisis lebih lanjut diperlukan untuk memperkuat data mengenai struktur senyawa yang telah diperoleh. Disarankan untuk menggunakan spektrometri Resonansi Magnetik Inti (RMI) proton dan karbon untuk memastikan jumlah dan posisi proton serta karbon dalam penentuan struktur senyawa kimia tersebut.

KESIMPULAN

Ekstrak etanol 96% biji alpukat memiliki aktivitas antioksidan tertinggi dibandingkan dengan ekstrak n-heksana, etil asetat, dan air. Hasil pengujian aktivitas antioksidan menunjukkan bahwa ekstrak etanol 96% memiliki aktivitas antioksidan tertinggi pada isolat EtOH.4.3.1 yang merupakan isolat teraktif dengan IC50 sebesar 23,07±1,63 μg.ml-1. Hasil identifikasi isolat EtOH.4.3.1 berdasarkan data spektrofotometri UV- Vis, FT-IR, dan GCMS menunjukkan bahwa isolat tersebut mengandung senyawa 2-etilheksil-4- metoksisinamat, yang terbukti memiliki aktivitas

sebagai antioksidan. Analisis lebih lanjut dengan spektrometri Resonansi Magnetik Inti (RMI) proton dan karbon diperlukan untuk memastikan jumlah dan posisi proton serta karbon dalam struktur kimia tersebut.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada Laboratorium Kimia Bahan Alam, Pusat Penelitian Bioteknologi-LIPI yang telah menyediakan sarana dan prasarana penelitian sehingga penelitian ini dapat diselesaikan tepat waktu.

PERNYATAAN KONTRIBUTOR

Fauzy Rachman, Eris Septiana, dan Yatri Hapsari berperan sebagai kontributor utama. Siti Irma Rahmawati, Fauzia Nurul Izzati, Bustanussalam, Yadi, Partomuan Simanjuntak, dan Rika Damayanti berperan sebagai kontributor anggota.

DAFTAR PUSTAKA

Anggorowati, D.A., Priandini, G. & Thufail, T.

(2016). Potensi Daun Alpukat (Persea Americana Miller) sebagai Minuman Teh Herbal yang Kaya Antioksidan. Industri Inovatif: Jurnal Teknik Industri, 6 (1), 1–7.

Anggraeny, D., Rumengan, Inneke, F.M., Djarkasi, Gregoria S.S., Suptijah & Pipih (2017).

Aktivitas Antioksidan Ekstrak Biji Alpukat (Persea americana Mill.) yang Disalut dengan Nanokitosan. Jurnal Ilmu dan Teknologi Pangan, 5 (2), 6-11.

Anggraini, T.D. & Hayun, D.J. (2013) Uji Stabilitas Fisik dan Penentuan Nilai SPF secara In Vitro dari Krim Tabir Surya yang Mengandung Butil Metoksidibenzoilmetan dan Oktil

(15)

Metoksisinamat dengan Penambahan Titanium Dioksida. Skripsi. Universitas Indonesia.

Basseter, G.C. & Silverstein, R.M. (1992) Spectrophotometric Identification of Organic Compounds. Wiley, New York, p. 111.

Christalina, I., Susanto, T.E., Ayucitra, A. &

Setiyadi (2017). Aktivitas Antioksidan dan Antibakteri Alami Ekstrak Fenolik Biji Pepaya. Widya Teknik, 12 (2), 18–25.

Febrianti, N. & Zulfikar, M. (2016). Aktivitas Antioksidan Buah Alpukat (Persea americana Mill.) dan Buah Stroberi (Fragaria vesca L.). Prosiding Symbion (Symposium on Biology Education), 613–

620.

Indrawati, N.L. & Razimin, S.S. (2013). Bawang Dayak: Si Umbi Ajaib Penakluk Aneka Penyakit. AgroMedia.

Kumar, V., Jahan, F., Kameswaran, K. & Mahajan, R.V. (2014). Eco-Friendly Methodology for Efficient Synthesis and Scale-Up of 2- Ethylhexyl-p-Methoxycinnamate Using Rhizopus Oryzae Lipase and its Biological Evaluation. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. Oxford University Press, 41 (6), 907–912.

https://doi.org/10.1007/s10295-014-1429-0.

Molyneux, P. (2004). The Use of The Stable Free Radical Diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) for Estimating Antioxidant Activity.

Songklanakarin J. Sci. Technol, 26 (2), 211–

219.

Nailufar, L. (2017). Aktivitas Antibakteri Ekstrak Biji Alpukat (Persea americana mill.) Terhadap Penutupan Luka Infeksi Staphylococcus aureus pada Mencit (Mus musculus). Diploma Thesis, Universitas Muhammadiyah Surabaya.

Pontoan, J. (2016). Uji Aktivitas Antioksidan dan Tabir Surya dari Ekstrak Daun Alpukat (Persea americana M.). Indonesia Natural Research Pharmaceutical Journal, 1 (1), 55- 66. https://doi.org/10.52447/inspj.v1i1.241.

Putri, A.A.S & Hidajati, N. (2015). Uji Aktivitas Antioksidan Senyawa Fenolik Ekstrak Metanol Kulit Batang Tumbuhan Nyiri Batu (Xylocarpus moluccensis). Unesa Journal of Chemistry, 4 (1), 37-42.

Rahman, S., Kosman, R. & Sudrianto (2015). Uji Aktivitas Antioksidan Kombinasi Infusa Biji

Alpukat (Persea americana) dan Biji Pepaya (Carica papaya L.) Terhadap Tikus Putih (Rattus norvegicus) Diabetes Mellitus dengan Parameter Mda. As-Syifaa Jurnal Farmasi, 7(1), pp. 34–42. doi : 10.33096/jifa.v7i1.23

Segovia, F.J., Hidalgo, G.I., Villasante, J., Ramis, X. & Almajano, M.P. (2018). Avocado Seed:

A Comparative Study of Antioxidant Content and Capacity in Protecting Oil Models from Oxidation. Molecules. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 23 (10), 1-14.

https://doi.org/10.3390/molecules23102421.

Septiana, E. & Simanjuntak, P. (2018). Aktivitas Antioksidan Ekstrak Etanol Kulit Batang Calophyllum pulcherrimum, C. soulattri dan C. teysmannii. Buletin Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, 29 (2), 59–68. doi : 10.21082/bullittro.v29n2.2018.59-68

Skoog, D.A., Holler, F.J. & Crouch, S.R. (2016).

Principles of Instrumental Analysis. Cengage Learning.

Sunusmo, Arlianto, R. & Sujono, T.A. (2018). Uji Efektivitas Antikolesterol Ekstrak Biji Alpukat pada Tikus Jantan Galur Wistar Secara Invivo Beserta Skrining Fitokimia.

Skripsi thesis, Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Suratmo (2009). Potensi Ekstrak Daun Sirih Merah (Piper crocatum) sebagai Antioksidan.

http://fisika.brawijaya.ac.id/ dalam Putri, A.A.S. dan Hidajati, N. (2015) Uji Aktivitas Antioksidan Senyawa Fenolik Ekstrak Metanolkulit Batang Tumbuhan Nyiri Batu (Xylocarpus moluccensis) Activity Antioxidant Test of Phenolic Compound Methanolextract from Stem Bark Nyiri Batu (Xylocarpus moluccensis). Unesa Journal of Chemistry, 4 (1), 37-42.

Sutrisna, E.M., Triharyanti, I., Munawaroh, R. &

Mahendra, A.D. (2015). Efek Antioksidan Ekstrak Etanol 70% Biji Alpukat (Persea americana Mill) dengan Metode DPPH.

University Research Colloquium 2015, 167- 170.

Widowati, T., Bustanussalam, Sukiman, H. &

Simanjuntak, P. (2016). Isolasi dan Identifikasi Kapang Endofit dari Tanaman Kunyit (Curcuma longa L.) sebagai Penghasil Antioksidan. Biopropal Industri, 7 (1), 9–16.

(16)

Buletin Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, Vol. 32 No. 1, 2021 : 10 - 22

* Alamat Korespondensi :[email protected] DOI : http://dx.doi.org/10.21082/bullittro.v32n1.2021.10-22 0215-0824/2527-4414 @ 2017 Buletin Penelitian Tanaman Rempah dan Obat This is an open access article under the CC BY-NC-SA license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/)

10 Accreditation Kemenristekdikti Number : 30/E/KPT/2018

FARMING PRODUCTION COSTS AND RELATIVE COMPETITIVENESS OF INDONESIAN BLACK AND WHITE PEPPERS

Biaya Produksi dan Daya Saing Relatif Usahatani Lada Hitam dan Putih Indonesia

Agus Wahyudi and Ekwasita Rini Pribadi Indonesian Spices and Medicinal Crops Research Institute

Jalan Tentara Pelajar No.3 Bogor 16111

INFO ARTIKEL ABSTRACT/ABSTRAK

Article history: Indonesia is one of the major pepper (Piper nigrum L.) producer countries in the world. The main pepper products are distinguished into black and white pepper.

Each region has a tradition to produce each of the products and influencing cultivation practices and cost structure. This research was aimed to analyze the cost of productions of black and white pepper and their relative competitiveness to the pepper price at the farm level with conventional and improved cultivation practices.

The survey methods were used to obtain the primary data from respondents selected with the snowball sampling method. Lampung and Bangka Belitung Islands were chosen to represent the black and white peppers of smallholders, respectively. The result showed that the farms with conventional cultivation practices did not have sustainable relative competitiveness, indicating higher production costs than the lowest prices received in the long term. On the other hand, relative competitiveness was relatively better in farms that implemented improved cultivation practices. Therefore, to achieve sustainable relative competitiveness, pepper farms should apply improved cultivation practices. The relative competitiveness of white pepper was better than black pepper because the productivity of white pepper was higher even though the production cost was also a little bit higher than black pepper.

Diterima: 26 November 2020 Direvisi: 02 Maret 2021 Disetujui: 14 Juni 2021

Keywords:

Piper nigrum; cultivation;

smallholders

Kata kunci:

Piper nigrum; budidaya; petani kecil

Indonesia merupakan salah satu negara produsen utama lada (Piper nigrum L.) dunia, dengan lada hitam dan lada putih sebagai produk utamanya. Setiap daerah memiliki tradisi tersendiri untuk menghasilkan diantara produk tersebut sehingga ada perbedaan sistem budidaya dan struktur biayanya. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis biaya produksi lada hitam dan lada putih dan daya saing relatifnya terhadap harga lada di tingkat petani. Metode survei digunakan untuk mendapatkan data primer dari responden yang dipilih dengan metode snowball sampling. Lampung dan Bangka Belitung dipilih untuk merepresentasikan budidaya lada hitam dan lada putih. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perkebunan lada dengan budidaya yang konvensional kurang memiliki daya saing relatif berkelanjutan, yang ditunjukkan oleh biaya produksi yang lebih tinggi dibandingkan dengan harga terendah yang diterima dalam jangka panjang. Daya saing relatif lebih baik di perkebunan yang telah menerapkan budidaya yang baik.

Daya saing relatif lada putih lebih baik daripada lada hitam, karena produktivitas lada putih lebih tinggi meskipun biaya produksinya juga sedikit lebih tinggi.

(17)

(Farming Production Costs and Relative Competitiveness ... Agus Wahyudi and Ekwasita Rini Pribadi)

INTRODUCTION

Indonesia is one of the major producers and exporters of black and white peppers. However, during 2009-2018, pepper export volume declined from 51,000 tons to 48,000 tons (BPS, 2013 &

2018). The decline occurred due to the increased competition among pepper-producing countries.

Therefore, as a main pepper producer country, Indonesia should increase its competitiveness by improving cultivation efficiency, developing new markets, and diversifying products (Wahyudi et al.

2017).

Indonesia's pepper production centers are mainly located in Bangka-Belitung Islands, Lampung, South Sumatra, South Sulawesi, and East Kalimantan Provinces. However, pepper products from Lampung and Bangka Belitung Islands are well known globally as Lampung Black Pepper and Muntok White Pepper. In addition, West and East Kalimantan are also farming areas of white pepper that have existed for a long time and are traditionally associated with a kind of Sarawak White Pepper that has been well known globally (Wadley & Mertz 2005). In 2018, Bangka Belitung Islands Province produced 38.92% of the total national pepper production, Lampung 16.41%, followed by South Sumatra (9.30%), South Sulawesi (7.33%), and East Kalimantan (6.91%), while other provinces contributed 21.13%

(Zikria 2019).

Pepper farming in Indonesia has not provided optimal added value and increased farmers' income because of various constraints, including low inputs use and the under- development of processed industries (Kemala 2006). Another problem in pepper farming is that most pepper farming in Indonesia is smallholders identical to traditional management (Damanik 2001). In traditional pepper cultivation, farmers use chemicals as the main input in their cultivation as a determinant of the success of their farming.

Therefore, when fertilizers and pesticides are difficult to obtain, the intensity of fertilization and pest control will also decline, resulting in decreased productivity. The low pepper productivity was one of the driving factors as farmers switched to planting other commodities and reduced the area of smallholders’ pepper plantations (Kardinan et al. 2018).

The average pepper productivity in Indonesia, both on smallholders and large private plantations, is still lower than 1.0 ton.ha-1 (Zikria 2019). In 2010, pepper productivity in Indonesia reached 756 kg.ha-1, then increased in 2018 to 802 kg.ha-1 (Anonimous 2019). The low productivity was caused by planting in agro-climatically

unsuitable areas, the use of local seeds, and pest and disease infestations (Rosman & Suryadi 2018).

The low intensity of crop cultivation can also trigger lower pepper productivity. This is because farmers attempted to save production costs when the selling prices were low or declined based on previous experience. Consequently, this often exacerbates production unit costs, as diminishing cultivation intensity will decrease the productivity that outweighs the production cost saved by the farmers.

Production costs are an indicator for farmers' decision-making in determining the intensity of pepper cultivation, especially when farmers face the uncertainty of pepper price levels. Therefore, the right decision is to increase productivity to keep the unit cost of production lower than the possible lowest price. Suppose that condition can be achieved in the long term. In that case, it indicates pepper farming has relative competitiveness in the international market, signifying that Indonesian pepper has product competitiveness to be distributed in the global market competing with suppliers from other countries (Chursin & Macarov 2015).

According to Maikhati (2001), calculating production costs is useful in determining and controlling expenses in the production and distribution process to set favorable selling prices and decision-making considerations for future business development. It implies that the production cost can be used to control the production to keep the relative competitiveness.

This research was aimed to analyze the unit cost of production and the comparative competitiveness of black and white peppers based on the conventional and improved practices in Lampung and Bangka Belitung.

METHODOLOGY

Location and respondent selections

Pepper smallholders in Sukadana District- East Lampung, Payung District-South Bangka, and Dendang District-East Belitung were studied as subjects and sources of information and data. In April and May 2019, the farm surveys were conducted in South Bangka and East Belitung as subject farms produced white pepper, while in August 2019 the survey was conducted in East Lampung for black pepper farms.

Respondents were selected through snowball sampling (referred to former respondents according to the researchers’ purposeful characteristics, and the initial respondents were

(18)

12

selected with the determined characteristics) (Ghaljaie et al. 2017). The respondents were categorized as the peppers of smallholders that cultivate conventional and improved practices. In- depth interviews with 21 respondents consisted of seven, nine, and five respondents in Lampung, Bangka, and Belitung.

Data and information obtained from the subjects were the production (cultivation and processing) activities of black and white pepper smallholders from planting, maintaining young and productive plants, harvesting and processing practiced in the farms, and the costs expensed and relevant to the activities.

Structure of production costs

Cost of production is the sum of all expenses in production activities in a given period. The costs can be categorized based on activities and time of occurrence. For example, the expenses of planting and maintaining young plants are classified as investment costs; meanwhile, activities for maintaining productive plants, harvesting, and processing are categorized as operating costs. The investment cost is expensed in Year-0, Year 1-3, and Year 1-2, while operating costs in Year 4-10 and Year 4-10 respectively for black and white pepper (Table 1).

In Year 0, laborers were required for land preparation, setting up supports, pepper planting, whereas materials purchased were pepper seedlings, wood supports, fertilizer, and miscellaneous materials. Labors were also required to sustain young plants for preserving soil fertility, controlling pest and disease, replacing dead plants, maintaining water availability, and other activities to uphold plant growth. Materials required were pepper seedlings, inorganic and organic fertilizer, pesticides, and miscellaneous labors and materials.

Subsequent activities are continued to maintain young plants after planting in Year 0.

Young plant maintenance depended on the supports type. The maintenance of young plants using living support, such as in Lampung that produces black pepper, required three years.

However, plant maintenance in Bangka, which utilized dead support and produced white pepper, was shorter (2 years). The activities continued in Year 4-10 and Year 3-8 for black and white peppers, respectively, to retain productive plants, harvesting, and processing.

As well as in young plants, labor was also needed to keep the productive plants healthy. The activities were almost similar such as conserving soil fertility, controlling pests and disease, replacing dead plants, maintaining water availability, and other activities. In harvesting and processing activities, laborers were required for picking up the mature green berries from vines, threshing, drying, grading, and packaging for black pepper; picking up the fully ripe orange berries from vines, threshing, soaking, removing the outer skin of berries, washing, drying, grading and packaging for white pepper (Ravindran &

Kallupurackal 2012).

The unit cost of production (UCoP) and relative competitiveness

The unit cost of production (UCoP) should be expensed to produce a unit of product (Lima et al. 2008). In other words, UCoP is the sum of the annual cost of production divided by the expected annual yield. The annual cost of production is a total of costs expensed in a year of the production process or the sum of depreciation and operational cost. Depreciation is the difference between the fixed assets acquisition cost and estimated salvage value over the economic lifetime, while operating cost is annual expenses in a productive period (Table 2). Fixed assets were invested in investment periods and utilized a long economic life cycle (Mohammed et al. 2017).

Table 1. The activities of production and budgeting are based on activities timing Tabel 1. Aktivitas produksi dan uraian pembiayaannya

Product/Produk

Activities and timing/Kegiatan dan waktu pelaksanaan Planting/Penanaman Maintaining young

plants/Pemeliharaan tanaman belum

menghasilkan

Maintaining productive plants/Pemeliharan

tanaman menghasilkan

Harvesting and Postharvest/Panen

dan pascapanen

Black pepper/Lada hitam

Year/Tahun 0 Year/Tahun 1-3 Year/Tahun 4-10 Year/Tahun 4-10 White pepper/Lada

putih

Year/Tahun 0 Year/Tahun 1-2 Year/Tahun 3-8 Year/Tahun 3-8

Cost/Biaya Investment/Modal Operational/Operasional

(19)

(Farming Production Costs and Relative Competitiveness ... Agus Wahyudi and Ekwasita Rini Pribadi)

Table 2. Description of production cost and relative competitiveness Tabel 2. Deskripsi biaya produksi dan daya saing relatif

Component/Komponen Description/Deskripsi

Investment cost/Biaya investasi Sum of expenses in investment (gestation) period/Jumlah pengeluaran (total biaya) dalam periode investasi

Acquisition cost of fixed assets/Biaya perolehan aset tetap

The cost to acquired fixed assets use (investment cost)/Biaya untuk memperoleh/membeli aset tetap (biaya investasi)

Estimated economic lifetime of fixed assets/Umur ekonomi

Estimated lifetime of fixed assets that economically utilized/

Estimasi masa penggunaan aset tetap yang dapat dimanfaatkan secara ekonomi

Depreciation/Depresiasi Difference between acquisition cost of fixed assets and estimated salvage value over the economic lifetime/Biaya yang yang ditimbulkan karena aset tetap yang digunakan mengalami penurunan manfaat atau penurunan kualitas (menyusut).

Operational Cost/Biaya operasional Sum of expenses yearly in a productive period/Jumlah pengeluaran tahunan dalam periode produktif

Annual cost of production/Biaya produksi per tahun

Sum of depreciation and operational cost/Jumlah biaya penyusutan dan biaya operasional

Expected annual yield/Potensi produksi per tahun

Expected weight of dried pepper per ha yearly/Berat produk lada kering per ha tahunan yang diharapkan

IDR unit cost of production/Harga pokok produk dalam rupiah.

Annual cost of production divided by expected annual yield/Biaya produksi tahunan dibagi dengan hasil tahunan yang diharapkan USD unit cost of production/Harga pokok

produk dalam US $

IDR unit cost of production over conversion rate of USD to IDR1000/ Biaya produksi tahunan dibagi dengan hasil tahunan yang diharapkan yang dikonversikan ke satuan US$

Relative competitiveness/Daya saing relatif Ratio of the lowest yearly long term price to a unit cost of production/ Rasio antara harga terendah pada suatu periode yang panjang terhadap biaya per unit produksi

Pepper plantation that has been built during the investment (gestation) period becomes fixed assets used for production during the economic lifetime. Therefore, the assets should be depreciated as long as the production is conducted.

The accumulation of depreciation of fixed assets represents the difference between the acquisition cost (investment cost) and the estimated salvage value of the fixed asset at the end of an economic lifetime. Calculation of depreciation per year can be used in several methods, but the straight-line calculation method is common. By this method, depreciation is the accumulation of depreciation divided by the estimated economic lifetime of the fixed asset (Meylani & Nurjanah 2019).

Competitiveness can be analyzed at the enterprise (farm), sector, or state economy level (Frohberg & Hartmann 1997). This research analyzed competitiveness at the farm level; hence all costs and returns were evaluated in financial value, not in economic value as in analysis for the sector or state economic level.

To analyze the competitiveness at the farm (business) level, it can use relative competitiveness indicators that are the ratio between the lowest

selling price that farmers may be received in the long term against the unit cost of production. If the ratio is more than unit, then farming has relative competitiveness towards suppliers in the relevant market.

RESULT AND DISCUSSION

Cost of black pepper production with common practices

Smallholders in Lampung usually intercropped black pepper with other crops such as coffee, cocoa, and rubber. Revenue from the pepper was generally saved and sometimes invested for farm assets, building the house, buying vehicles, or spending on special and social expenses such as education, wedding, or pilgrimage. So, it was because the revenues were not regularly received throughout the year. In contrast, income from coffee, rubber, and cocoa plantations was expected to be received regularly to meet daily needs.