ii
ISOLASI, IDENTIFIKASI SERTA UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI PADA MINYAK ATSIRI SEREH WANGI ( Cymbopogon winterianus Jowitt )
SKRIPSI
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) di Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Udayana OLEH: Saeful Bahri NIM. 1108105039 Menyetujui: Pembimbing I Pembimbing II
(Drs. I Wayan Suirta, M.Si.) (Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D.) NIP. 19650719199203 1 002 NIP. 19650319198903 2 001
Mengesahkan Ketua Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam UniversitasnUdayana
(Anak Agung Bawa Putra, S.Si., M.Si) NIP. 19680602199601 1 001
iii
TIM PENGUJI SIDANG SKRIPSI
ISOLASI, IDENTIFIKASI SERTA UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI PADA MINYAK ATSIRI SEREH WANGI ( Cymbopogon winterianus Jowitt )
OLEH: Saeful Bahri 1108105039
Skrpsi ini disidangkan di Bukit Jimbaran pada tanggal 09 September 2015
Tim Penguji Sidang Skripsi
Ketua Sekretaris
(Drs. I Wayan Suirta, M.Si.) (Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D.) NIP. 19650719199203 1 002 NIP. 19650319198903 2 001
Anggota
Dr. Irdhawati, S.Si., M.Si. NIP. 19720101199903 2 002
Anggota
Drs. I Wayan Suarsa, M.Si. NIP. 19650419199103 1 001
Anggota
Dr. Ir. Sri Wahjuni, M.Kes NIP. 19590621198303 2 002
iv ABSTRAK
Sereh wangi (Cymbopogon winterianus Jowitt) merupakan salah satu tanaman yang dimanfaatkan sebagai obat tradisional. Penelitian ini bertujuan untuk menguji aktivitas antibakteri dan mengidentifikasi komposisi senyawa kimia minyak atsiri yang diekstrak dari daun dan batang sereh wangi. Ekstraksi minyak atsiri dilakukan menggunakan metode destilasi uap dan komposisi kimianya diidentifikasi dengan KG-SM (Kromatografi Gas_Spekrometer Massa). Minyak atsiri yang yang diekstrak dari daun dan batang sereh wangi berwarna kuning muda dengan rendemen berturut-turut 0,31% dan 0,10%. Hasil uji aktivitas antibakteri terhadap bakteri Eschericia coli dan Staphylococcus aureus menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri minyak atsiri daun dan batang sereh wangi bergantung pada konsentrasinya. Pada konsentrasi minimum 25 ppm, minyak atsiri daun aktif dengan diameter hambat sebesar 4,0 mm untuk E.coli dan 3,0 mm untuk S.aureus. Aktivitas penghambatan yang kuat terhadap bakteri E.coli didapatkan pada konsentrasi 100 ppm (10,25 mm pada daun dan 10,62 mm pada batang) dan terhadap S.aureus pada konsentrasi 100 ppm (11,25 mm pada batang). Hasil indentifikasi dengan KG-SM, minyak atsiri pada daun dan batang memberikan 12 puncak senyawa dengan waktu retensi yang sama dengan luas area yang berbeda pada kromatogramnya. Hal ini menunjukkan komposisi kimia yang sama pada minyak atsiri daun dan batang sereh wangi. Berdasarkan hasil identifikasi dapat disimpulkan bahwa komponen utama dari minyak atsiri daun dan batang sereh wangi adalah sitronellal, cis-sitral, geraniol dan geranil asetat. Kata kunci : sereh wangi, minyak atsiri, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, KG-SM
v ABSTRACT
Lemon grass (Cymbopogon winterianus Jowitt) is one of the plants that used as traditional medicine. This research aimed to test antibacterial activity of essential oils extracted from leaves and stems of lemon grass towards Escherichia coli (E.coli) and Staphylococcus aureus (S.aureus) bacteria and to identify their chemical compositions. The essential oils from the leaves and stems of lemon grass were extracted using steam distillation method and their chemical compositions were identified by GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometer). The yield of the essential oil obtained from the leaves was 0.31% while from the stem was 0.10%. The antibacterial testing results showed that both essential oils from leaves and stems can inhibit the growth of E coli and S. aureus. The results suggested that the activity of the essential oils were depended on their concentration. Increased the concentration of oils improved their antibacterial activity The activity of the leaves oil at minimum concentration of 25 ppm can inhibit the growth of bacteria with diameter inhibition of 4.0 mm for E.coli and 3.0 mm for S.aureus. The leaves and stem oils at 100 ppm showed strong antibacterial activity towards E.coli with diameter inhibition of 10.25 mm and 10.62 mm, respectively, and the stem oils also exhibited strong antibacterial activity towards S.aureus at 100 ppm with diameter inhibition of 11.25 mm. Identification using GC-MS spectrometer indicated that the essential oils obtained from the leaves and stems showed twelve peaks with only different in percentage area of peaks suggesting they were constituted of twelve compounds and four major compounds with relatively higher percentage area were identified as citronellal, cis-citral, geraniol dan geranyl acetate.
Keywords : Lemon grass, Essential oil, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, GC-MS
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmat-Nya. Sehingga penyusunan skripsi yang berjudul ”Isolasi, Identifikasi serta Uji Aktivitas Antibakteri pada Minyak Atsiri Sereh Wangi (Cymbopogon winterianus Jowitt)” dapat terselesaikan dengan baik dan tepat waktu.
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis banyak mendapat semangat dan dorongan positif dari berbagai pihak sehingga pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Drs. I Wayan Suirta, M.Si, selaku pembimbing I dan Ibu Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D, selaku pembimbing II yang telah memberikan semangat dan dorongan serta penuh kesabaran membimbing dan memberi nasihat hingga usulan penelitian ini terselesaikan.
2. Ibu Dr. Irdhawati, S.Si., M.Si., selaku pembimbing akademik yang juga telah membimbing dan memberikan masukan selama proses penyusunan hingga selesai.
3. Bapak Anak Agung Bawa Putra, S.Si., M.Si. selaku Ketua Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Udayana.
4. Bapak Dr. I Nengah Wirajana, S.Si., M.Si. selaku Sekretaris Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Udayana.
5. Seluruh staf Dosen dan staf Tata Usaha di lingkungan Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis.
vii
6. Orang tua yang selalu mendoakan, memberikan dukungan, semangat dan dorongan sehingga penulis mampu menyelesaikan usulan penelitian ini. 7. Teman - teman angkatan 2011 Iwhe’, Egybutz, Andika (komo), Cuplis,
Patter (Chaad), Putra sedana, Sule esta, Dupi, Prem, Tom, Indra, Ode, Nazib, Virga, Dedix, Eva, Anes, Yuli, Tutut, Gung Rahma, Sukma, Ayu, Desita, Pucin, untuk support kalian.
Penulis menyadari terbatasnya kemampuan yang penulis miliki sehingga skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang positif dari semua pihak sangat penulis harapkan agar usulan penelitian menjadi lebih baik.
Bukit Jimbaran, 27 Agustus 2015
viii DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN ... ii ABSTRAK ... ... iii ABSTRACT ... ... iv KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 5
1.3 Tujuan Penelitian ... 5
1.4 Manfaat Penelitian ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Tanaman Sereh Wangi ... 7
2.1.1 Morfologi sereh wangi ... 7
2.1.2 Klasifikasi tanaman ... 8
2.1.3 Khasiat sereh wangi ... 9
2.1.4 Kandungan kimia minyak atsiri sereh wangi ... 9
2.2 Minyak Atsiri ... 11
2.3 Teknik Isolasi Minyak Atsiri Dengan Metode Destilasi Uap. 16
ix
2.4.1 Ciri – ciri gram positif dan gram negatif ... 18
2.4.2 Bakteri Staphylococcus aureus ... 19
2.4.3 Bakteri Escheria coli ... 19
2.5 Kromatografi Gas - Spektroskopi Massa (KG-SM)... 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 22
3.1 Bahan dan Alat Penelitian ... 22
3.1.1 Bahan penelitian ... 22 3.1.2 Bahan kimia ... ... 22 3.1.3 Alat penelitian ... 22 3.2 Tempat Penelitian ... 22 3.3 Prosedur Penelitian ... 23 3.3.1 Penyiapan bahan ... 23
3.3.2 Isolasi minyak atsiri dengan menggunakan destilasi uap. 23
3.3.3 Uji Aktivitas Antibakteri ... 24
3.3.3.1 Pembuatan media agar ... 24
3.3.3.2 Pembuatan suspensi bakteri ... 24
3.3.3.3 Pengujian aktivitas antibakteri ... 24
3.3.4 Identifikasi Senyawa Minyak Atsiri dengan Kromatografi Gas-Spektoskopi Massa (KG-SM / GC-MS) ... 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 26
4.1 Hasil Determinasi Tanaman ... 26
4.2 Hasil Isolasi Minyak Atairi dengan Destilasi Uap ... 26
4.3 Uji Aktivitas Antibakteri ... 27
4.4 Hasil Identifikasi Minyak Atsiri Daun dan Batang Sereh Wangi dengan KG-SM/GC-MS ... 30
x
A. Identifikasi senyawa puncak 4 dengan (tR) 12.519 menit
(2.48%) ... 34
B. Identifikasi senyawa puncak 5 dengan (tR) 13.280 menit (2.81%) ... 36
C. Identifikasi senyawa puncak 6 dengan (tR) 23.176 menit (6.02%) ... 37
D. Identifikasi senyawa puncak 8 dengan (tR) 26.776 menit (6.23%) ... 39
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 41
5.1 Simpulan ... 41
5.2 Saran ... 41
DAFTAR PUSTAKA ... 42
xi
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Perbedaan Ciri – ciri Dinding Sel Gram Positif dan Gram Negatif. 18
Tabel 4.1 Hasil Isolasi Minyak Atsiri Daun dan Batang Sereh Wangi ... 26
Tabel 4.2 Data Hasil Uji Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri Daun dan Batang Sereh Wangi ... 27
Tabel 4.3 Dugaan Senyawa Penyusun Minyak Atsiri Daun Cymbopogon winterianus Jowitt Berdasarkan Database WILEY229.LIB... 31
Tabel 4.4 Dugaan Senyawa Penyusun Minyak Atsiri Batang Cymbopogon winterianus Jowitt Berdasarkan Database WILEY229.LIB... 32
Tabel 4.5 Pola Fragmentasi pada Senyawa Puncak 4 ... 34
Tabel 4.6 Pola Fragmentasi pada Senyawa Puncak 5 ... 36
Tabel 4.7 Pola Fragmentasi pada Senyawa Puncak 6 ... 38
Tabel 4.8 Pola Fragmentasi pada Senyawa Puncak 8 ... 39
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Tanaman Sereh Wangi (Cymbopogon winterianus Jowitt)... 8
Gambar 2.2 Struktur Sitronellal, Geraniol dan Sitronellol ... 11
Gambar 2.3 Kerangka Dasar Unit Isopren (C5) ... 13
Gambar 2.4 Biosintesis Senyawa Terpenoid ... 13
Gambar 2.5 Contoh Struktur Senyawa Golongan Monoterpen ... 14
Gambar 2.6 Contoh Struktur Senyawa Golongan Seskuiterpen ... 15
Gambar 4.1 Kromatogram Minyak Atsiri Daun Sereh Wangi ... 30
Gambar 4.2 Kromatogram Minyak Atsiri Batang Sereh Wangi ... 32
Gambar 4.3 Spektra Massa Senyawa Puncak 4 (a) dan Senyawa Sitronellal (b) 34 Gambar 4.4 Kemungkinan Fragmentasi pada Senyawa Puncak 4 ... 35
Gambar 4.5 Spektra Massa Senyawa Puncak 5 (a) dan Senyawa cis-Sitral (b) 36 Gambar 4.6 Kemungkinan Fragmentasi pada Senyawa Puncak 5 ... 37
Gambar 4.7 Spektra Massa Senyawa Puncak 6 (a) dan Senyawa Geraniol (b) 37 Gambar 4.8 Kemungkinan Fragmentasi pada Senyawa Puncak 6 ... 38
Gambar 4.9 Spektra Massa Senyawa Puncak 8 (a) dan Senyawa Geranil Asetat (b) ... 39
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Skema Kerja Isolasi Minyak Atsiri Tanaman Sereh Wangi ... 46 Lampiran 2. Surat keterangan determinasi tanaman ... 47 Lampiran 3. Perhitungan pembuatan larutan sampel 100 ppm, 75 ppm, 50
ppm, dan 25 ppm ... 48 Lampiran 4. Perhitungan Rendemen Hasil Isolasi Minyak ATsiri Sereh Wangi
(Cymbopogon winterianus Jowitt) dengan destilasi uap ... 49 Lampiran 5. Hasil Uji Antibakteri Minyak Atsiri Sereh Wangi Terhadap
Bakteri Staphylococcus aures dan Eschericia coli ... 50 Lampiran 6. Kondisi Operasional Instrumen Kromatografi Gas-Spektrometer
