PENELITIANHASILHUTAN

PENELITIAN HASIL HUTAN

Vol. 37 No. 2, Juli 2019

TERAKREDITASI PERINGKAT 2

NO: 21/E/KPT/2018 E-ISSN 2442 - 8957

KEMENTERIAN LINGKUNGAN HIDUP DAN KEHUTANAN (Ministry of Environment and Forestry)

BADAN PENELITIAN, PENGEMBANGAN DAN INOVASI (Research Development and Innovation Agency)

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN HASIL HUTAN (Forest Products Research and Development Center)

BOGOR - INDONESIA

Vol. 37 No. 2, Juli 2019 Hal. 59–136Penelitian Hasil Hutan

Vol. 37 No. 2, Juli 2019

Jurnal Penelitian Hasil Hutan adalah publikasi ilmiah di bidang anatomi, fisik mekanik, teknologi serat, komposit, biodeteriorasi dan pengawetan bahan berlignoselulosa, teknologi pengeringan hasil hutan, penggergajian dan pemesinan kayu, pengolahan hasil hutan kayu dan bukan kayu, pengolahan kimia dan energi hasil hutan, ilmu kayu dan teknologi hasil hutan, keteknikan hutan dan pemanenan hasil hutan kayu dan bukan kayu. Jurnal ini sudah diakreditasi oleh Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi dengan peringkat dua (Sinta 2) sejak tahun 2016 sampai 2020 sebagai jurnal ilmiah (Akreditasi No. 21/E/

KPT/2018). Jurnal Penelitian Hasil Hutan dipublikasikan pertama pada tahun 1984, terbit empat nomor dalam satu volume (Maret, Juni, September, Desember).

Mulai volume 36 tahun 2018, Jurnal Penelitian Hasil Hutan terbit tiga nomor dalam satu volume (Maret, Juli, November).

Journal of Forest Products Research is a scientific publication reporting research findings in the field of anatomy, physical and mechanical, fiber technology, composite, biodeterioration and preservation of lignocellulosic materials, forest products drying technology, wood sawing and machining, wood and non wood forest products processing, chemical and forest products energy processing, forest engineering and wood and non wood forest products harvesting. This journal has been accredited by The Ministry of Research, Technology and Higher Education as second grade scientific journal (Sinta 2) since 2016 to 2020 (Accreditation Number 21/E/KPT/2018). Journal of Forest Products Research was first published in 1984 and issued four numbers in one volume (March, June, September, December). Since 2018, volume 36, Journal of Forest Products Research publishes three numbers in one volume (March, July, November).

Pelindung (Condescendent) : Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Dewan Redaksi (Editorial Boards)

Ketua (Editor in chief) : Prof. (R). Dr. Gustan Pari (P3HH-Pengolahan Kimia dan Energi Hasil Hutan) Anggota (Members) : 1. Prof. (R). Dulsalam (P3HH-Pemanenan Hasil Hutan Kayu)

2. Prof. (R). Dr. Adi Santoso (P3HH-Pengolahan Hasil Hutan dan Bukan Kayu) 3. Prof. (R). Dr. Djarwanto (P3HH-Pengolahan Hasil Hutan dan Bukan Kayu) 4. Prof. Dr. Lina Karlina Sari (IPB-Sifat Fisik Mekanik Kayu)

5. Ir. Jamal Balfas, M.Sc (P3HH-Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan Lainnya) 6. Dr. Krisdianto (P3HH-Ilmu Kayu dan Teknologi Hasil Hutan) 7. Dr. I.M. Sulastiningsih (P3HH-Komposit Lignoselulosa) 8. Dr. Ratih Damayanti (P3HH-Anatomi Tumbuhan)

9. Dr. Saptadi Darmawan (P3HH-Ilmu Kayu dan Teknologi Hasil Hutan) 10. Dr. Sukadaryati (P3HH-Keteknikan dan Pemanenan Hutan)

11. Ir. Totok K. Waluyo, M.Si (P3HH-Ilmu Kayu dan Teknologi Hasil Hutan) 12. Dr. Wahyu Dwianto (LIPI-Biokomposit)

13. Dr. Ganis Lukmandaru (UGM-Teknologi Hasil Hutan) 14. Dr. Andi Detti Yunianti (UNHAS-Struktur dan Kualitas Kayu) 15. Dr. Tati Herlina (UNPAD-Kimia)

16. Dr. Yuni Krisyuningsih Krisnandi (UI- Kimia) 17. Dr. Ragil Widyorini (UGM-Kima Kayu)

18. Dr. Anne Hadiyane (ITB-Hasil Hutan Bukan Kayu) 19. Dr. Syamsul Falah (IPB-Biofarmaka)

20. Dr. Moh Yani (IPB-Kimia dan Lingkungan) 21. Dr. Rita Kartikasari (IPB-Kimia Kayu)

Mitra Bestari (Peer Reviewers) : 1. Prof. (R). Dr. Subyakto (LIPI-Pengolahan Hasil Hutan) 2. Prof. (R). Dr. Sulaeman Yusuf (LIPI-Pengawetan Kayu) 3. Prof. Dr. Buchari (ITB-Pengolahan Kimia)

4. Prof. Dr. Yusuf Sudohadi (IPB-Biokomposit) 5. Prof. Dr. Sumi Hudiyono (UI-Biokimia) 6. Prof. Dr. Elias (IPB-Pemanenan Hasil Hutan) 7. Prof. Dr. T. A. Prayitno (UGM-Teknologi Hasil Hutan) 8. Prof. Dr. Wasrin Syafii (IPB-Kimia Hasil Hutan) 9. Prof. Dr. Unang Supratman (UNPAD-Pengolahan Kimia) 10. Prof. Dr. Musrizal Muin (UNHAS-Teknologi Hasil Hutan) 11. Prof. Dr. Imam Wahyudi (IPB-Sifat dan Kualitas Kayu)

12. Prof. Dr. Armansyah Halomoan Tambunan (IPB-Teknik Mesin dan Biosistem) 13. Dr. Naresworo Nugroho (IPB-Keteknikan Kayu)

14. Dr. Wawan Hermawan (IPB-Rekayasa Mesin dan Biosistem) 15. Dr. Muhdi (USU-Pemanenan Hasil Hutan)

16. Dr. Juang Rata Matangaran (IPB-Pemanenan Hasil Hutan) Sekretariat Redaksi (Editorial Secretariat)

Ketua (Chairman) : Dr. Wening Sri Wulandari, S.Hut., M.Si

Anggota (Members) : 1. Aryani, S.Hut., M.Si

2. Deden Nurhayadi, S.Hut.

3. Sophia Pujiastuti Diterbitkan oleh (Published by):

Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan (Forest Products Research and Development Center)

Alamat (Address) : Jl. Gunung Batu 5, Bogor 16610, Indonesia

Telepon (Phone) : (0251) 8633378

Fax (Facsimile) : (0251) 8633413

E-mail : publikasi@pustekolah.org; jurnal.phh@gmail.com

Website : www.pustekolah.org (http://hasilhutan.litbang.menlhk.go.id)

TERAKREDITASI PERINGKAT 2

NO: 21/E/KPT/2018 E-ISSN 2442 - 8957

TERAKREDITASI PERINGKAT 2 NO : 21/E/KPT/2018

Vol. 37 No. 2, Juli 2019

KEMENTERIAN LINGKUNGAN HIDUP DAN KEHUTANAN (Ministry of Environment and Forestry)

BADAN PENELITIAN, PENGEMBANGAN DAN INOVASI (Research Development and Innovation Agency)

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN HASIL HUTAN (Forest Products Research and Development Center)

BOGOR–INDONESIA

Dewan Redaksi Jurnal Penelitian Hasil Hutan mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada mitra bestari (peer reviewers) yang telah mencermati naskah yang dimuat pada edisi Vol. 37 No. 2, Juli 2019:

1. Prof. Dr. Yusuf Sudo Hadi (Biokomposit - Fakultas Kehutanan, IPB) 2. Prof. Dr. Sumi Hudiyono (Biokimia - Fakultas MIPA, UI)

3. Prof. (R). Dr. Subyakto (Pengolahan Hasil Hutan - Puslit. Biomaterial, LIPI)

4. Prof. Dr. Tibertius Agus Prayitno (Teknologi Hasil Hutan - Fakultas Kehutanan UGM) 5. Prof. Dr. Wasrin Syafii (Kimia Hasil Hutan - Fakultas Kehutanan, IPB)

iii

TERAKREDITASI PERINGKAT 2 NO: 21/E/KPT/2018

Vol. 37 No. 2, Juli 2019

DAFTAR ISI (CONTENTS)

1. Flavonoid dari Kulit Batang Akway (Drimys Beccariana, Gibbs) dan Aktivitas Sitotoksik terhadap Sel Kanker Payudara T47D

(Flavonoid From Stem Bark of Akway (Drimys Beccariana, Gibbs) and Cytotoxic Activity Against Breast Cancer T47D Cells)

Tati Herlina & Apriani Sulu Parubak ... 59–66 2. Karakterisasi dan Potensi Katalis Karbon Aktif Tersulfonasi Limbah Kayu

pada Reaksi Hidrolisis Sekam Padi Menggunakan Microwave

(Characterization and Potential of Wood Waste Sulfonated Activated Carbon Catalyst Based on Rice Husk Hydrolysis Reaction Using Microwave)

Lisna Efiyanti, Sutanto, Nailah Hakimah, Dian Anggraini Indrawan & Gustan Pari ... 67–80 3. Pengaruh Penambahan Serat Kayu Pinus dan Bambu Petung terhadap

Kualitas Papan Serat Kerapatan Sedang Kayu Mahang dengan Perekat Asam Malat (Effects of Pine Wood and Petung Bamboo Fibres Addition on Quality of Mahang

Medium Density Fibreboard Using Malic Acid Adhesive)

Agus Wahyudi, T.A. Prayitno, Ragil Widyorini, & J.P. Gentur Sutapa ... 81–92 4. Perbandingan Karakteristik Bahan Baku dan Pulp Krasikarpa

(Acacia Crassicarpa A. Cunn) Umur 1 Sampai 4 Tahun

(Pulp and Paper Raw Material Characteristics Comparison of 1 To 4 Krasikarpa (Acacia Crassicarpa A. Cunn))

Opik Taupik Akbar, Yeni Aprianis & Ruspandi ... 93–104 5. Pemanfaatan Campuran Arang Aktif Kayu Muntingia Calabura L. dan Bakteri

Escherichia Coli pada Pengolahan Limbah Kromium Industri Elektroplating (Utilization of The Combination of Muntingia Calabura L. Wood Activated Charcoal and Escherichia Coli Bacteria For Chromium Waste Handling In Electroplating Industry)

Endang Sri Lestari, Yusuf Sudo Hadi, & Gustan Pari ... 105–122 6. Sifat Papan Partikel dari Campuran Kayu Jabon dan Bambu Andong

(Properties of Particleboard Made from Mixture of Jabon Wood and Andong Bamboo)

Deazy Rachmi Trisatya & Ignasia Maria Sulastiningsih ... 123–136

v

Kata kunci yang digunakan adalah istilah bebas. Lembar abstrak ini boleh dikopi tanpa ijin atau biaya

ABSTRAK

UDC (OSDC) 630*813.8

Tati Herlina (Universitas Padjadjaran)

& Apriani Sulu Parubak (Universitas Negeri Papua) Flavonoid dari Kulit Batang Akway (Drimys Beccariana, Gibbs) dan Aktivitas Sitotoksik terhadap Sel Kanker Payudara T47D J. Penelit. Has. Hut. Juli 2019, Vol. 37 No. 2, hlm. 59–66

Senyawa flavonoid yang diperoleh dari bahan alam dapat menurunkan resiko kanker. Tanaman akway (Drimys beccariana, Gibbs) merupakan tanaman endemik di dataran tinggi Papua khususnya di Manokwari.

D. beccariana telah banyak digunakan dalam pengobatan tradisional di Papua Barat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas sitotoksik flavonoid dari kulit batang D. beccariana terhadap sel kanker payudara T47D. Senyawa murni hasil isolasi dikarakterisasi dengan menggunakan spektrofotometer UV dan IR, serta diuji aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker payudara T47D menggunakan metode Sulforodamin B. Kulit kayu D. beccariana (2,5 kg) diekstraksi dengan pelarut metanol yang selanjutnya dipartisi dengan pelarut n-heksana dan etil asetat. Fraksi etil asetat dipisahkan dan dimurnikan dengan metode kromatografi kolom, diperoleh senyawa murni (7,1 mg). Spektrum UV-Vis senyawa murni menunjukkan dua pita pada 𝜆maks 287 (I) dan 205 nm (II), serta penambahan pereaksi penggeser AlCl3 dengan penambahan panjang gelombang 7 dan 5 nm, spesifik untuk gugus –OH dan C=O pada senyawa flavonoid. Spektrum inframerah senyawa murni (KBr) menunjukkan adanya serapan regang –OH (3422 cm-1), C=O (1659 cm-1), C=C aril (1463 cm-1), dan C-O (1060 cm-1) yang merupakan khas untuk flavonoid. Senyawa murni flavonoid yang diperoleh dari kulit kayu D. beccariana menunjukkan aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker payudara T47D dengan nilai IC50 sebesar 3,2 µg/mL.

Atas dasar ini, D. beccariana merupakan sumber agen antikanker payudara yang menjanjikan.

Kata kunci : Drimys beccariana Gibbs, flavonoid, sitotoksik

UDC (OSDC) 630*867.5

Lisna Efiyanti, Dian Anggraini Indrawan, Gustan Pari (Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan), Sutanto & Nailah Hakimah (Universitas Pakuan)

Karakterisasi dan Potensi Katalis Karbon Aktif Tersulfonasi Limbah Kayu pada Reaksi Hidrolisis Sekam Padi Menggunakan Microwave J. Penelit. Has. Hut. Juli 2019, Vol. 37 No. 2, hlm. 67–80

Biomassa berlignoselulosa merupakan bahan baku berbagai produk yang menjanjikan untuk dikembangkan, seperti limbah yang didapatkan dari sisa penggergajian kayu, dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif yang berfungsi sebagai katalis. Tujuan penelitian ini yaitu membuat dan mengkarakterisasi karbon aktif untuk katalis hidrolisis.

Pada penelitian ini, dilakukan proses pembuatan karbon aktif dari limbah campuran kayu kamper dan meranti melalui proses pirolisis suhu 500°C yang dilanjutkan dengan proses sulfonasi menggunakan H₂SO₄ 10N.

Produk karbon aktif tersulfonasi (KA-SO₃H) kemudian dikarakterisasi yang meliputi rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat terbang, karbon terikat, daya jerap iod sesuai SNI 06-3730-1995, keasaman menggunakan adsorpsi amonia, dan gugus fungsi menggunakan analisis FTIR. Selanjutnya karbon aktif tersulfonasi diuji aplikasinya pada reaksi hidrolisis sekam padi menggunakan microwave dengan variasi bobot sekam padi sebesar 2, 4, 6, 8, dan 10 g pada daya 400 dan 600 W selama 5, 7, dan 9 menit. Kadar glukosa filtrat hasil reaksi selanjutnya dianalisis menggunakan metode asam dinitrosalisilat (DNS). Kondisi optimum reaksi hidrolisis diperoleh pada penggunaan katalis karbon aktif tersulfonasi (daya 400 W, rasio sekam padi terhadap katalis 1:8, serta waktu 9 menit) menghasilkan kadar glukosa sebesar 330,51 ppm dengan persen perolehan glukosa 61,97%, dan energi yang diperlukan sebesar 216 kJ.

Kata kunci : Glukosa, hidrolisis, limbah kayu, karbon aktif tersulfonasi, katalis

UDC (OSDC) 630*864.4

Agus Wahyudi (Balai Penelitian dan Pengembangan Teknologi Serat Tanaman Hutan), T.A. Prayitno, Ragil Widyorini, & J.P. Gentur Sutapa (Universitas Gadjah Mada)

Pengaruh Penambahan Serat Kayu Pinus dan Bambu Petung terhadap Kualitas Papan Serat Kerapatan Sedang Kayu Mahang dengan Perekat Asam Malat

J. Penelit. Has. Hut. Juli 2019, Vol. 37 No. 2, hlm. 81–92

Sifat dan kualitas produk papan serat dipengaruhi oleh kualitas serat bahan, proses kempa dan jumlah serta tipe perekat yang digunakan.

Penggunaan perekat asam malat dalam pembuatan papan serat kerapatan sedang (MDF) dari kayu mahang memiliki sifat mekanika yang rendah, terutama nilai keteguhan lengkung statis. Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh penambahan serat panjang kayu pinus dan bambu petung terhadap sifat papan MDF kayu mahang dengan perekat asam malat. Komposisi perbandingan serat kayu mahang, kayu pinus dan bambu petung sebanyak 6 perlakuan yaitu 100/0/0, 90/10/0, 80/20/0, 90/0/10, 80/0/20 dan 80/10/10, dengan kadar perekat asam malat 25%

berdasarkan berat kering serat dan dikempa panas pada suhu 180ºC selama 10 menit. Pengujian sifat fisika dan mekanika papan berdasarkan standar pengujian JIS 5905-2003. Penambahan serat panjang kayu pinus dan bambu petung dapat meningkatkan nilai mekanika papan MDF dari kayu mahang, komposisi campuran serat yang paling baik adalah serat kayu mahang 90%

dan bambu petung 10%, dengan nilai keteguhan rekat internal 0,7 MPa, keteguhan patah 9,11 MPa dan keteguhan elastisitas 2,5 GPa.

Kata kunci : Asam malat, papan serat, kayu mahang, kayu pinus, bambu petung

UDC (OSDC) 630*861

Opik Taupik Akbar, Yeni Aprianis (Balai Penelitian dan Pengembangan Teknologi Serat Tanaman Hutan) & Ruspandi (PT. Arara Abadi) Perbandingan Karakteristik Bahan Baku dan Pulp Krasikarpa (Acacia Crassicarpa A. Cunn) Umur 1 Sampai 4 Tahun J. Penelit. Has. Hut. Juli 2019, Vol. 37 No. 2, hlm. 93–104

Kayu krasikarpa (Acacia crassicarpa A. Cunn.) merupakan salah satu jenis cepat tumbuh di lahan gambut yang banyak digunakan sebagai bahan baku pulp dan kertas. Sifat pulp dan kimia kayu krasikarpa pada awal pertumbuhan belum banyak dipelajari secara intensif. Tujuan penelitian ini mempelajari sifat kimia kayu dan pulp krasikarpa pada pertumbuhan awal, umur 1−4 tahun. Sampel kayu diambil dari lahan gambut Hutan Tanaman Industri (HTI) PT. Arara Abadi (Sinarmas Forestry), Riau. Sifat kimia kayu diamati meliputi kadar ekstraktif dalam kelarutan etanol benzena, lignin, dan selulosa, sedangkan sifat pulp yang dipelajari meliputi rendemen dan produktivitas pulp, serta kerapatan dan konsumsi kayu. Sampel kayu dimasak menggunakan metode kraft dengan aktif alkali 18%, sulfiditas 25%, perbandingan kayu dengan larutan pemasak 1:4, dan suhu pemasakan 165ºC selama 3 jam. Analisa data menggunakan RAL (Rancangan Acak Lengkap). Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor umur berpengaruh signifikan pada semua aspek yang diteliti. Berdasarkan uji lanjut LSD (Least Signifigant Differences), yang berpengaruh signifikan antara lain:

kadar ekstraktif pada umur 4 tahun, selulosa dan lignin pada umur 1 tahun, rendemen pulp pada umur 1 tahun, kerapatan pada umur 4 tahun, produktivitas dan konsumsi kayu pada umur 1, 3 dan 4 tahun. Setelah umur tanaman dua tahun, ekstraktif mulai meningkat, kadar lignin dan selulosa mulai stabil, dan rendemen pulp mulai menurun. Konsumsi kayu menurun seiring bertambahnya umur, semakin tua umur pohon, semakin rendah konsumsi kayu.

Kata kunci : Acacia crassicarpa, rendemen pulp, kerapatan kayu, produktivitas kayu, kadar kimia kayu

Pertanian Bogor), & Gustan Pari (Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan)

Pemanfaatan Campuran Arang Aktif Kayu Muntingia Calabura L. dan Bakteri Escherichia Coli pada Pengolahan Limbah Kromium Industri Elektroplating

J. Penelit. Has. Hut. Juli 2019, Vol. 37 No. 2, hlm. 105–122

Keberadaan logam berat krom dari limbah industri elektroplating dapat membahayakan kesehatan manusia, di antaranya menyebabkan kanker dan gagal ginjal. Untuk mengatasi masalah ini, dilakukan upaya pengolahan limbah dengan cara adsorpsi menggunakan arang aktif dari kayu. Tulisan ini mempelajari kondisi optimal uji adsorpsi arang aktif kayu Muntingia calabura dan kemampuan bakteri Escherichia coli melakukan biodegradasi krom (VI) menjadi krom (III) pada pengolahan limbah krom industri elektroplating. Arang kayu dibuat pada suhu 500°C selama 1 jam dan diaktivasi dengan uap air panas pada suhu 800°C pada variasi waktu kontak 70−110 menit dengan tekanan 120 dan 150 mBar. Uji adsorpsi dilakukan dengan variasi konsentrasi awal adsorbat 20−100 mg/L, waktu kontak 45−105 menit, dan kecepatan pengadukan 100−300 rpm. Uji biodegradasi menggunakan bakteri Escherichia coli yang diinkubasi di dalam nutrient broth yang mengandung limbah hasil adsorpsi. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa kondisi optimal uji adsorpsi adalah konsentrasi awal 70 mg/L, kecepatan pengadukan 150 rpm dan waktu kontak pada 75 menit, dengan efektivitas sebesar 86,7%. Efektifitas biodegradasi krom (VI) menjadi krom (III) adalah 98,6%.

Kata kunci: Adsorpsi, Muntingia calabura, krom, biodegradasi

(Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan)

Sifat Papan Partikel dari Campuran Kayu Jabon dan Bambu Andong J. Penelit. Has. Hut. Juli 2019, Vol. 37 No. 2, hlm. 123–136

Limbah pengolahan kayu jabon (Antochephalus cadamba Miq.) dan bambu andong (Gigantochloa pseudoarundinacea (Steudel) Widjaja) dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan papan partikel. Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh perbandingan berat partikel kayu jabon dan bambu andong terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel. Papan partikel skala laboratorium berukuran 35 cm x 35 cm x 1,2 cm dibuat menggunakan perekat phenol formaldehida cair dengan enam macam komposisi campuran partikel kayu jabon dan bambu andong (100:0, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, dan 30:70). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sifat papan partikel campuran kayu jabon dan bambu andong sangat dipengaruhi oleh komposisi material penyusunnya. Penggunaan partikel bambu andong dalam pembuatan papan partikel campuran kayu jabon dan bambu andong dapat menurunkan nilai pengembangan tebal papan partikel kayu jabon sebesar 11,19−40%. Penggunaan 40% partikel bambu andong dalam pembuatan papan partikel campuran kayu jabon dan bambu andong dapat meningkatkan nilai MOR sebesar 11,49%. Papan partikel campuran kayu jabon dan bambu andong dalam penelitian ini memenuhi Standar Nasional Indonesia dan Standar Jepang untuk papan partikel kecuali untuk nilai MOE.

Kata kunci : Bambu andong, kayu jabon, phenol formaldehida, papan partikel, sifat fisis dan mekanis

vii

Keywords given are free terms. Abstracts may be reproduced without permission or charge

ABSTRACT

UDC (OSDC) 630*813.8 Tati Herlina (Padjadjaran University)

& Apriani Sulu Parubak (University of Papua)

Flavonoid From Stem Bark of Akway (Drimys beccariana, Gibbs) and Cytotoxic Activity against Breast Cancer T47D Cells

J. of Forest Products Research. July 2019, Vol. 37 No. 2, pp. 59–66

Flavonoid compounds obtained from natural products could reduce the risk of cancer. Akway plants (Drimys beccariana, Gibbs) are endemic plants in the Papuan highlands, especially in Manokwari. D. beccariana has been widely used in traditional medicine in West Papua. This study aims to determine the cytotoxic activity of flavonoid from D. beccariana bark against T47D breast cancer cells. Pure compound form isolation was characterized using UV and IR spectrophotometers, and tested cytotoxic activity against T47D breast cancer cell using the Sulforodamine B. method. The D.

beccariana stem bark (2.5 kg) was extracted with methanol solvent which was then partitioned with n-hexane and ethyl acetate solvents. Ethyl acetate fraction was separated and purified by column chromatography method to yield pure compound (7.1 mg). The UV-Vis spectrum of pure compound showed two bands at λmax 287 (I) and 205 nm (II), as well as the addition of AlCl3 shifting reagents with the addition of 7 and 5nm wavelengths, specific to the -OH and C=O groups in flavonoid compound. The infrared spectrum of pure compound (KBr) showed the presence of –OH stretch (3422 cm-1), C=O (1659 cm-1), C= C aryl (1463 cm-1), and C-O (1060 cm-1) which is typical for flavonoid. The pure flavonoid compound obtained from the of D. beccariana bark showed cytotoxic activity against T47D breast cancer cells with IC50 values of 3.2 µg/

mL. D. beccariana is a promising source of breast anticancer agents.

Keywords : Drimys beccariana Gibbs, flavonoid, cytotoxic

UDC (OSDC) 630*867.5

Lisna Efiyanti, Dian Anggraini Indrawan, Gustan Pari (Forest Products Research and Development Center), Sutanto & Nailah Hakimah (Pakuan University) Characterization and Potential of Wood Waste Sulfonated Activated Carbon Catalyst Based on Rice Husk Hydrolysis Reaction using Microwave J. of Forest Products Research. July 2019, Vol. 37 No. 2, pp. 67–80

Lignocellulose biomass is a raw material for developing various promising products, such as wood waste, which can be used as raw material for the production of activated carbon as a catalyst. This research aims to characterize activated carbon for hydrolisis catalyst. In this study, the process of making activated carbon from mixed camphor and meranti wood was made through pyrolysis process at temperature of 500°C, followed by sulfonation using H₂SO₄ 10N on reflux. The sulfonated activated carbon product (KA-SO₃H) was then characterized according to Indonesia National Standard (SNI) including recovery value, moisture content, ash content, fly ash, fixed carbon, iodine absorption, while acidity and functional groups were measured using amonia adsorption and FTIR analysis, respectively. Furthermore, the sulfonated activated carbon was tested for its application in the hydrolysis reaction of rice husks using microwave with vary rice husk weight namely 2, 4 ,6 ,8, and 10 g at 400 and 600 W for 5, 7, and 9 minutes, respectively. The filtrate was then analyzed for its glucose levels using the DNS method (Dinitrosalycilic acid). The optimum condition of the hydrolysis reaction using sulfonated activated carbon catalyst were 400 W power, 1:8 ratio of rice husk and catalyst in 9 minutes duration. The optimum condition produced 330.51 ppm glucose levels with glucose yield percentages was 61.97%, and required energy was 216 kJ.

Keywords: Glucose, hydrolysis, wood waste, sulfonated activated carbon, catalyst UDC (OSDC) 630*864.4

Agus Wahyudi (Research institute of fiber technology of forest plant),

T.A. Prayitno, Ragil Widyorini, & J.P. Gentur Sutapa (Gadjah Mada University) Effects of Pine Wood and Petung Bamboo Fibres Addition on Quality

of Mahang Medium Density Fibreboard using Malic Acid Adhesive J. of Forest Products Research. July 2019, Vol. 37 No. 2, pp. 81–92

Properties and quality of fibreboard products are much influenced by quality of the fiber materials, pressing process, and the amount and type of the used adhesive.

The use of malic acid adhesives in the manufacture of medium density fibreboards (MDF) from mahang wood has low mechanical properties, especially modulus of static value. This paper studies on the effect of adding long fibers of pine wood and petung bamboo to improve the properties of MDF mahang wood with malic acid adhesives. The compositions ratio of mahang wood, pine wood, and petung bamboo fiber are 100/0/0, 90/10/0, 80/20/0, 90/0/10, 80/0/20, and 80/10/0, malic acid content of 25 wt% based on dry weight fibers and hot pressing at 180ºC for 10 minutes. Physical and mechanical tests were accomplished according to JIS 5905-2003 testing standard.

Result shows the addition of long fibers of pine wood and petung bamboo increased the mechanical value of MDF from mahang wood. The best mixture of fiber is 90%

mahang wood fiber and 10% petung bamboo, with value internal bonding 0.7 MPa, modulus of rupture 9.11 Mpa, and modulus of elasticity 2.5 GPa.

Keywords: Petung bamboo, fibreboards, mahang wood, pine wood, malic acid.

UDC (OSDC) 630*861

Opik Taupik Akbar, Yeni Aprianis (Research institute of fiber technology of forest plant) & Ruspandi (Arara Abadi Ltd.)

Pulp and Paper Raw Material Characteristics Comparison of 1 to 4 Krasikarpa (Acacia crassicarpa A. Cunn)

J. of Forest Products Research. July 2019, Vol. 37 No. 2, pp. 93–104

Krasikarpa wood (Acacia crassicarpa A. Cunn.) is one of the fast growing peatland species for pulp and paper production. Pulp and chemical properties of krasikarpa wood under 4 years old have not been studied intensively. This paper examines pulp and chemical properties of krasikarpa wood during 1–4 years growth.

Wood samples were taken from peatland area of Industrial Plantation Forest, PT.

Arara Abadi, Riau. Chemical content examined includes extractives content in the solubility of ethanol benzene, lignin, and cellulose contents, while pulp properties studied were basic density, pulp productivity, and wood consumption. Wood samples were cooked using kraft pulping method with 18% alkali active, 25% sulfidity, wood to liquor ratio of 1:4, and temperature of cooking at 165°C for 3 hours. Experiment was designed based on Completely Randomized Design. Results showed that the age factor had a significant effect on all aspects studied. Based on further testing of LSD (Least Significant Differences), the significant effects included: extractive content at 4 years old, cellulose and lignin at 1 years old, pulp yield at 1 year old, density at 4 years old, wood productivity, and wood consumption at age 1, 3, and 4 years. After two years, extractive content start to increase, the lignin and cellulose content start to stabilize, and the pulp yield start to decline. Wood consumption decreases with age, the older the tree age, the lower the wood consumption.

Keywords : Acacia crassicarpa, pulp yield, basic density, pulp productivity, wood chemical content

& Gustan Pari (Forest Products Research and Development Center) Utilization of the Combination of Muntingia calabura L. Wood Activated Charcoal and Escherichia coli Bacteria for Chromium Waste Handling in Electroplating Industry

J. of Forest Products Research. July 2019, Vol. 37 No. 2, pp. 105–122

The presence of heavy metal chromium wasted from electroplating industry could harm human health, such as posing cancer and kidney failure. In order to overcome this problem, the effluent treatment was carried out by means of adsorption of chromium using wood activated charcoal. This paper aims to study the benefits of Muntingia calabura wood activated charcoal, especially seeking its optimal conditions for adsorption test and the ability of Escherichia coli bacteria to turn out chromium (VI) biodegradation into chromium (III) on chromium waste of electroplating industry. Wooden charcoal was produced after heating wood at 500^°C for an hour and it was activated using hot water vapor at 800°C for 70 minutes and pressure 120 mBar. The adsorption test was conducted in variation of 20−100 mg/L of adsorbate initial concentration, contact time 45−105 minutes, and stirring speed of 100−300 rpm. Biodegradation test was conducted using Escherichia coli bacteria which was incubated in nutrient broth containing of adsorption waste. Results showed that the optimal conditions of the adsorption test was recorded at the initial concentration of 70 mg/L, 150 rpm stirring speed, 75 minutes contact time, and 86.7% adsorption effectivity. The biodegradation effectivity for turning chromium (VI) into chromium (III) was recorded at 98.6%.

Keywords : Adsorption, Muntingia calabura, wood, chromium, biodegradation

(Forest Products Research and Development Center)

Properties of Particleboard Made from Mixture of Jabon Wood and Andong Bamboo J. of Forest Products Research. July 2019, Vol. 37 No. 2, pp. 123–136

Wastes generated from processing of jabon wood (Antochephalus cadamba Miq.) and andong bamboo (Gigantochloa pseudoarundinacea (Steudel) Widjaja) were used as raw material for particleboard manufacture. The aim of this research was to investigate the effect of particle weight ratio of jabon wood and andong bamboo on physical and mechanical properties of particleboard. Laboratory scale particleboards with the dimension of 35 cm x 35 cm x 1.2 cm were fabricated using liquid phenol formaldehyde adhesive with six different compositions of particle weight ratio of jabon wood and andong bamboo (100:0, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, and 30:70).

Results showed that the physical and mechanical properties of these particleboards were significantly affected by particle weight ratio compositions. Thickness swelling of jabon wood particleboard decreased by 11.19−40% resulted from the addition of andong bamboo particles in particleboard manufacture. The addition of 40% andong bamboo particles improved the MOR value of jabon wood particleboard by 11.49%. All particleboards studied meet the Indonesian and Japanese Standard requirements of particleboard except MOE value.

Keywords : Andong bamboo, jabon wood, phenol formaldehyde, particleboard, physical and mechanical properties

Terakreditasi Peringkat 2, No: 21/E/KPT/2018

FLAVONOID DARI KULIT BATANG AKWAY ( Drimys beccariana, Gibbs) DAN AKTIVITAS SITOTOKSIK TERHADAP

SEL KANKER PAYUDARA T47D

(Flavonoid From Stem Bark of Akway (Drimys beccariana, Gibbs) and Cytotoxic Activity against Breast Cancer T47D Cells)

Tati Herlina^1* & Apriani Sulu Parubak²

1Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran, Jl. Raya Bandung-Sumedang, Km 21 Jatinangor 45363, Sumedang, Jawa Barat, Indonesia

2Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Papua, Jl. Gunung Salju Amban Manokwari 98314 Indonesia

*E-mail: tati.herlina@unpad.ac.id

Diterima 28 Maret 2019, direvisi 04 Juli 2019, disetujui 23 Juli 2019 ABSTRACT

Flavonoid compounds obtained from natural products could reduce the risk of cancer. Akway plants (Drimys beccariana, Gibbs) are endemic plants in the Papuan highlands, especially in Manokwari. D. beccariana has been widely used in traditional medicine in West Papua. This study aims to determine the cytotoxic activity of flavonoid from D. beccariana bark against T47D breast cancer cells. Pure compound form isolation was characterized using UV and IR spectrophotometers, and tested cytotoxic activity against T47D breast cancer cell using the Sulforodamine B.

method. The D. beccariana stem bark (2.5 kg) was extracted with methanol solvent which was then partitioned with n-hexane and ethyl acetate solvents. Ethyl acetate fraction was separated and purified by column chromatography method to yield pure compound (7.1 mg). The UV-Vis spectrum of pure compound showed two bands at λ^max 287 (I) and 205 nm (II), as well as the addition of AlCl₃ shifting reagents with the addition of 7 and 5nm wavelengths, specific to the -OH and C=O groups in flavonoid compound. The infrared spectrum of pure compound (KBr) showed the presence of –OH stretch (3422 cm^-1), C=O (1659 cm^-1), C= C aryl (1463 cm^-1), and C-O (1060 cm^-1) which is typical for flavonoid. The pure flavonoid compound obtained from the of D. beccariana bark showed cytotoxic activity against T47D breast cancer cells with IC⁵⁰ values of 3.2 µg/mL. D. beccariana is a promising source of breast anticancer agents.

Keywords : Drimys beccariana Gibbs, flavonoid, cytotoxic ABSTRAK

Senyawa flavonoid yang diperoleh dari bahan alam dapat menurunkan resiko kanker. Tanaman akway (Drimys beccariana, Gibbs) merupakan tanaman endemik di dataran tinggi Papua khususnya di Manokwari. D. beccariana telah banyak digunakan dalam pengobatan tradisional di Papua Barat.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas sitotoksik flavonoid dari kulit batang D. beccariana terhadap sel kanker payudara T47D. Senyawa murni hasil isolasi dikarakterisasi dengan menggunakan spektrofotometer UV dan IR, serta diuji aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker payudara T47D menggunakan metode Sulforodamin B. Kulit kayu D. beccariana (2,5 kg) diekstraksi dengan pelarut metanol yang selanjutnya dipartisi dengan pelarut n-heksana dan etil asetat. Fraksi etil asetat dipisahkan dan dimurnikan dengan metode kromatografi kolom, diperoleh senyawa murni (7,1 mg).

Spektrum UV-Vis senyawa murni menunjukkan dua pita pada 𝜆^maks 287 (I) dan 205 nm (II), serta penambahan pereaksi penggeser AlCl₃ dengan penambahan panjang gelombang 7 dan 5 nm, spesifik untuk gugus –OH dan C=O pada senyawa flavonoid. Spektrum inframerah senyawa murni (KBr)

I. PENDAHULUAN

Kanker payudara merupakan salah satu penyakit yang menyebabkan kematian, dan banyak diderita oleh kaum wanita. Pengobatan kanker yang selama ini digunakan melalui kemoterapi mempunyai efek yang merugikan bagi kesehatan pasien (Padamsee et al., 2017). Saat ini, pencegahan dan pengobatan kanker difokuskan pada pemanfaatan bahan alam yang mengandung senyawa metabolit sekunder yang mempunyai aktivitas biologis (Cragg et al., 2011). Genus Drymis dengan nama lokal akway termasuk famili Winteraceae merupakan tanaman perdu yang memiliki daun dan kulit kayu bau harum. Kayu Drymis merupakan tumbuhan obat yang banyak digunakan oleh masyarakat suku Arfak di Papua Barat. Hasil identifikasi morfologi ditemukan tiga jenis akway pada berbagai ketinggian, yaitu akway putih (D. winterii), merah besar (D. piperita Hook. f), dan merah kecil (D. beccariana Gibbs). Perbedaan morfologi dari ketiga spesies ditunjukkan oleh pepagan bagian luar, arah tumbuh batang, model aksitektur, warna pucuk, warna daun, susunan daun, bentuk helaian daun, dan tepi daun.

Studi fitokimia dari ekstrak daun, kulit batang, dan akar D. winterii, D. piperita, dan D. beccariana mengandung senyawa metabolit sekunder golongan alkaloid, saponin, flavonoid, tanin, terpenoid dan steroid (Syakir et al., 2011;

Cepeda et al, 2010a; 2010b; 2011). Cepeda et al. (2011) melaporkan kandungan minyak asiri diperoleh dari daun D. piperita. Ekstrak etil asetat D. beccariana mengandung senyawa flavonoid yang menunjukkan aktivitas antibakteri terhadap Escherica coli dan Bacillus subtilis (Parubak, 2013). Ekstrak etanol kulit batang dan daun D. beccariana menunjukkan aktivitas antioksidan menggunakan metode 1,1-difenil-2- pikrilhidrazil (DPPH) dengan nilai IC₅₀ 25,6 dan 61,0 µg/mL (Marpaung, 2008). Senyawa golongan sesquiterpen lactaran, velleral,

((3aS,8aS)-2,2,8-trimetil-3,3a.6.8a-tetrahidro-1 H-azulen-5,6-dikarbaldehid) dari kulit batang D. beccariana yang menunjukkan aktivitas sitotoksik terhadap larva udang Artemia salina dan sel kanker leukemia P-388 dengan LC⁵⁰ 2,92 g/mL dan IC₅₀ 3,39 µg/mL (Santoso et al., 2009). Tulisan ini mempelajari golongan senyawa flavonoid dari kulit batang D. beccariana dan aktivitas sitotoksiknya terhadap sel kanker parudara T47D dengan tujuan untuk menginformasikan pengobatan alternatif kanker yang berasal dari bahan alam.

II. BAHAN DAN METODE A. Bahan dan Alat

Bahan tumbuhan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bagian kulit batang D. beccariana yang didapatkan dari daerah dataran tinggi Manyambouw, Papua Barat. Alat yang digunakan dalam penelitian meliputi alat-alat gelas yang umum digunakan di laboratorium kimia organik, rotary evaporator (Buchi R-215), lampu UV Vilbert Luomart (λ 254 dan 365 nm), spektrofotometer UV (Shimadzu UV-1800), IR (One Perkin Elmer spektrum-100).

B. Metode Penelitian

1. Ekstraksi dan fraksionasi flavonoid

Serbuk kulit kayu kering (kadar air 5%) D. beccariana (2,5 kg) diekstraksi dengan menggunakan teknik maserasi dalam pelarut metanol selama 3 × 24 jam pada suhu ruangan, diperoleh ekstrak pekat metanol (413 g). Ekstraksi serbuk kulit batang D. beccariana menggunakan metanol merupakan pelarut polar yang dapat mengekstrak berbagai jenis flavonoid di dalam D. beccariana. Proses ekstraksi kulit batang D.

beccariana dilakukan secara maserasi selama 72 jam untuk memperoleh senyawa flavonoid (Trusheva et al., 2007). Selanjutnya ekstrak pekat metanol menunjukkan adanya serapan regang –OH (3422 cm^-1), C=O (1659 cm^-1), C=C aril (1463 cm^-1), dan C-O (1060 cm^-1) yang merupakan khas untuk flavonoid. Senyawa murni flavonoid yang diperoleh dari kulit kayu D. beccariana menunjukkan aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker payudara T47D dengan nilai IC₅₀ sebesar 3,2 µg/mL. Atas dasar ini, D. beccariana merupakan sumber agen antikanker payudara yang menjanjikan.

Kata kunci : Drimys beccariana Gibbs, flavonoid, sitotoksik

(413 g) dilakukan partisi dengan menggunakan n-heksana dan etil asetat, diperoleh ekstrak pekat n-heksana (4,6 g) dan etil asetat (5 g). Proses fraksionasi dengan menggunakan pelarut etil asetat bertujuan untuk memperoleh senyawa flavonoid dan fraksi etil asetat menunjukkan hasil positif dengan pereaksi Liebermann-Burchard (Aimi et al., 2006).

2. Pemisahan dan pemurnian flavonoid

Fraksi etil asetat (5 g) dipisahkan menggunakan metode kromatografi kolom dengan pelarut n-heksana:aseton (7:3−4:6) secara gradien, diperoleh tujuh fraksi gabungan (F1-7). Fraksi F6 menunjukkan noda yang berpendar pada UV panjang gelombang 254 dan 365 nm yang merupakan ciri dari senyawa flavonoid. Fraksi F6 (765 mg) dipisahkan dengan menggunakan metode kromatografi kolom menggunakan fasa diam silika gel G60 (70−230 mesh) yang dielusi dengan pelarut n-heksana:kloroform (0,5:9,5) secara isokratik, diperoleh empat fraksi gabungan yaitu F6A-D. Fraksi F6B (41 mg) dipisahkan kembali menggunakan metode kromatografi kolom fasa terbalik RP-18 menggunakan eluen metanol:air (1:1), diperoleh senyawa murni berupa kristal jarum kuning (7,1 mg).

3. Karakterisasi senyawa murni flavonoid Karakterisasi golongan flavonoid menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan FTIR.

Spektrofotometer UV-Vis digunakan untuk mengetahui pita serapan dua puncak utama senyawa murni (pita I dan pita II) pada daerah panjang gelombang 200−400 nm yang spesifik untuk golongan senyawa flavonoid.

Spektrofotometer FTIR digunakan untuk mengetahui pita serapan senyawa murni pada bilangan gelombang 750−3500 cm^-1 yang spesifik untuk gugus fungsi flavonoid (Marby et al., 2017;

Mistry, 2009).

4. Uji Sitotoksik

Uji aktivitas sitotoksik menggunakan metode Sulforhodamin B (SRB). Sel kanker payudara T47D dikultur dalam DMEM (Dubelcco’s Modified Eagle Medium) dengan 10% FBS (Fetal Bovin serum). Sel dikultur pada suhu 37°C dengan kelembapan 100 % dan kandungan

CO2 5% selama 3 hari sampai sel kultur tersebut mengalami konfluen 60−70%. Setelah itu media lama dibuang, diganti dengan media baru dan diinkubasi kembali selama 24 jam. Sel kultur kemudian dicuci dengan PBS sebanyak 1−2 kali dan disuspensikan menggunakan larutan tripsin- EDTA. Sel yang telah siap uji ditambah dengan sampel diinkubasi selama 3−4 hari pada suhu 37°C. Setelah itu sel difiksasi dengan TCA 50%.

Pewarnaan menggunakan SRB 0,4 % dalam asam asetat 1 %. Warna SRB yang tidak terikat dibilas dengan asam asetat 1% sedangkan yang terikat diekstraksi dengan basa tris (pH 10).

Intensitas warna yang dihasilkan diukur dengan menggunakan ELISA plate reader pada panjang gelombang 515 nm. Persen survival dihitung dengan cara sebagai berikut :

Keterangan (Remarks): OD = Optical Density

Nilai IC50 dihitung dengan cara analisis regresi nonlinear antara persen survival dan konsentrasi (Skehan et al., 1990).

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Spektrum UV-Vis senyawa murni dengan menggunakan pelarut metanol (Gambar 1), menunjukkan adanya dua pita pada daerah λ^maks 287 (I) dan 205 nm (II). Pita (I) menunjukkan serapan pada panjang gelombang 287 nm diduga adanya transisi elektron yang tidak berikatan ke orbital anti ikatan (n → π*) oleh suatu gugus karbonil (C=O).

Pita (II) menunjukkan serapan pada panjang gelombang 205 nm diduga adanya transisi elektron n→σ*, hal ini disebabkan oleh suatu ausokrom tidak terkonjugasi yang memiliki gugus hidroksil (-OH) (Mistry, 2009). Penambahan pereaksi penggeser AlCl₃ pada senyawa murni, mengalami pergeseran serapan pada pita (I) dan (II) dengan penambahan panjang gelombang (+7) dan (+5) nm (Tabel 1), hal ini menunjukkan adanya pergeseran batokromik dan terbentuk kompleks AlCl₃ dengan gugus -OH dan C=O yang bertetangga pada senyawa flavonoid. Hasil penelitian ini sesuai dengan yang telah dilakukan

oleh Mabry et al. (2017), yang menyatakan bahwa penambahan pergeseran serapan dengan pereaksi penggeser AlCl₃ spesifik untuk flavonoid.

Spektrum infra merah senyawa murni (Gambar 2) menunjukkan adanya pita lebar dengan intensitas lemah pada bilangan gelombang 3422 cm^-1 yang diduga merupakan serapan untuk ikatan hidrogen intermolekular antara hidrogen pada gugus O-H dengan gugus C=O yang diperkuat dengan adanya serapan pada bilangan gelombang 1659 cm^-1. Serapan uluran C-H alifatik yang tajam dan lemah muncul pada daerah bilangan gelombang 2977 cm^-1. Serapan pada bilangan gelombang 1463 cm^-1 menunjukkan adanya gugus aril (C=C aromatik). Senyawa murni menunjukkan adanya regang C-O pada bilangan gelombang 1060 cm^-1 dan aromatik tersubstitusi dengan adanya serapan pada bilangan gelombang

750–850 cm^-1 yang spesifik flavonoid, hal ini sesuai dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Heneczkowski et al. (2001).

Senyawa murni flavonoid kemudian diuji aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker payudara manusia T47D secara in vitro menggunakan metode Sulforodamin B dengan kontrol positif cisplatin. Hasil uji aktivitas sitotoksik senyawa murni flavonoid terhadap sel kanker payudara T47D menunjukkan nilai IC₅₀ sebesar 3,2 µg/mL, sedangkan cisplatin 5,3 µg/mL. Data persen survival dari sel kanker payudara T47D terhadap variasi konsentrasi senyawa murni flavonoid (Tabel 2) menunjukkan nilai IC₅₀ senyawa murni (3,2 µg/mL) diperoleh melalui plot regresi linier antara konsentrasi (x) dengan persen survival sel kanker payudara T47D (y) dengan persamaan regresi y = 0,923x + 57,61 (Gambar 3).

Tabel 1. Spektrum ultraviolet senyawa murni Table 1. Ultraviolet spectrum of pure compound

Senyawa murni

(Pure compound) Senyawa murni + AlCl3

(Pure compound + AlCl3) Penambahan geseran (Added shift) Pita I (Band I)

Pita II (Band II) 287

205 294

210

Gambar 1. Spektrum ultraviolet senyawa murni dengan pelarut MeOH (A), penambahan pereaksi penggeser AlCl³ (B)

Figure 1. Ultraviolet spectrum of pure compound in MeOH solvent (A), additional AlCl₃ shifting reagent (B)

+7+5 Panjang gelombang maks (Wavelength max, nm)

Absorbansi (Absorbance) Absorbansi (Absorbance)

Panjang gelombang (Wavelength, nm) Panjang gelombang (Wavelength, nm)

(A) (B)

Cisplatin merupakan kompleks platinum secara klinis digunakan sebagai terapi kanker yang bertujuan untuk menginduksi kematian sel kanker. Bergantung pada jenis dan konsentrasi sel, cisplatin menginduksi sitotoksisitas sel kanker payudara dengan mengganggu mekanisme transkripsi dan/atau replikasi DNA (Florea &

Büsselberg, 2011).

Senyawa murni flavonoid yang diperoleh dari kulit kayu D. beccariana menunjukkan aktivitas lebih tinggi dibandingkan dengan cisplatin sebagai kontrol positif. Hal ini didukung oleh peneliti terdahulu yang melaporkan hasil uji aktivitas sitotoksik flavonoid secara in vitro terhadap sistem sel yang beragam tidak menunjukkan adanya hubungan antara struktur senyawa flavonoid dalam kelas yang sama atau dengan jenis dan posisi substituennya dengan aktivitas antiproliferatif. Senyawa kelompok flavonoid, kaempferol 3-Oa-ramnosida dari fraksi etil asetat tanaman Kalanchoe tomentosa menunjukkan

Gambar 2. Spektrum inframerah senyawa murni flavonoid Figure 2. Infrared spectrum of pure flavonoid compound

aktivitas sitotoksik terhadap sel murine leukemia P388 dengan IC₅₀ 3,32 μg/mL (Aisyah et al., 2016). Senyawa flavonoid, seperti flavanon, daidzein, genistein, kuersetin, dan luteolin dapat menghambat sel kanker payudara manusia MCF-7. Senyawa kuersetin yang diperoleh dari anggur dapat menghambat aktivitas sel kanker payudara manusia T47D (Nifli et al., 2005).

Turunan flavonoid yang diisolasi dari Garcinia nobilis menunjukkan aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker leukemia CCRF-CEM, sel kanker hepatocarcinoma HepG2, dan kanker payudara MDA-MB231 (Kuete et al., 2014). Flavonoid yang berhasil diisolasi dari ekstrak daun Erythrina schliebenii menunjukkan aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker payudara MDA-MB231 dengan nilai EC₅₀ 13,0- 290,6 μM (Nyandoro et al., 2017). Turunan dihidroflavonol yang diisolasi dari daun Macaranga recurvate menunjukkan aktivitas terhadap sel kanker payudara MCF7 (Tanjung & Tjitjik, 2014).

Tabel 2. Data persen bertahan hidup sel kanker payudara T47D terhadap variasi konsentrasi senyawa murni flavonoid

Table 2. Survival rates of T47D breast cancer cells on variations in the concentration of pure flavonoid compound

10020 0,55

3,1810,6 56,1946,2

Konsentrasi (Concentration, µg/mL) Bertahan hidup (Survival, %)

Flavonoid dapat menghambat karsinogenesis dan mempengaruhi proses molekuler dalam tahap inisiasi, promosi, dan perkembangan kanker.

Beberapa flavonoid dilaporkan sebagai inhibitor aromatase dalam karsinoma payudara, sehingga flavonoid merupakan agen yang berpotensi dapat menghambat kanker payudara (Ren et al., 2003).

IV. KESIMPULAN

Senyawa golongan flavonoid diperoleh dari fraksi etil asetat kulit batang kayu akway (Drimys beccariana, Gibbs) menunjukkan aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker payudara T47D (IC₅₀ 3,2 µg/mL) lebih tinggi dibandingkan dengan cisplatin (IC₅₀ 5,3 µg/mL). D. beccariana menunjukkan aktivitas sitotoksik yang kuat dan dapat dijadikan agen antikanker payudara.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi, Republik Indonesia, atas dukungan dana melalui Hibah Antar Perguruan Tinggi 2017, serta semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian terutama para teknisi di laboratorium Kimia Organik Bahan Alam, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran.

KONTRIBUSI PENULIS

Ide, desain dan rancangan percobaan dilakukan oleh TH dan APS. Pengambilan data dilakukan oleh APS dan TH. Analisis data dan penulisan manuskrip dilakukan oleh TH dan APS. Perbaikan dan finalisasi manuskrip dilakukan oleh TH.

DAFTAR PUSTAKA

Aisyah, L. S., Yu, Y. F., Abdilla, A. K., Herlina, T., Julaeha, E., & Supratman, U. (2016).

Flavonoid compounds from the leaves of Kalanchoe tomentosa and their cytotoxic activity against P- 388 murine leukemia cell. Akta Kimia Indonesia, 1(1), 1–4.

Aimi, N., Susanti, D., Ali, R. M., Ahmad, F., Kitajima, M., & Sirat, H. M. (2006).

Antioxidant and cytotoxic flavonoids from the flowers of Melastoma malabathricum L. Food Chemistry, 103(3),710–716. doi:

10.1016/j.foodchem.2006.09.0 11.

Cepeda, G. N., Santoso, B. B., Lisangan, M. M.,

& Silamba, I. (2010 a). Penapisan fitokimia akway (Drymis piperita Hook f.). Jurnal Agrotek, 1(8), 28– 33.

Cepeda, G. N., Santoso, B. B., Lisangan, M. M.,

& Silamba, I. (2010 b). Kandungan fenol, flavonoid, dan terpenoid ekstrak metanol daun akway (Drymis piperita Hook f.). Jurnal Agrotek, 2(1), 35–40.

Gambar 3. Grafik hasil pengujian aktivitas sitotoksik senyawa murni flavonoid terhadap sel kanker payudara T47D

Figure 3. Testing results of cytotoxic activity of pure flavonoid compound against T47D breast cancer cells

Cepeda, G. N., Santoso, B. B., Lisangan, M. M.,

& Silamba, I. (2011). Komposisi kimia minyak atsiri daun akway (Drymis piperita Hook f.). Makara, Sains, 15(1), 63–66.

Cragg, G. M., Kingston, D. G. I., & Newman, D. J.

(2011). Anticancer agents from natural products.

2^nd Edition. Boca Raton: CRC Press LLC.

doi: 10.1016/j.foodchem.2006.09.011.

Florea, A. M., & Büsselberg, D. (2011). Cisplatin as an anti-tumor drug: Cellular mechanisms of activity, drug resistance and induced side effects. Cancers, 3(1), 1351–1371. doi:

10.3390/cancers3011351.

Heneczkowski, M., Kopacz, M., Nowak, D., Kunziar, A. (2001). Infrared spectrum analysis of some flavonoids. Acta Poloniae Pharmaceutica – Drug Research, 58(6), 415–

420.

Kuete, V., Sandjo, L. P., Ouete, J. L. N., Fouotsa, H., Wiench, B., & Efferth, T. (2014).

Cytotoxicity and modes of action of three naturally occurring xanthones (8-hydroxycudraxanthone G, morusignin I and cudraxanthone I) against sensitive and multidrug-resistant cancer cell lines.

Phytomedicine, 21(3), 315–322.

Mabry, T. J., Markham, K. R., & Thomas, M.B.

(2017). The ultraviolet spectra of isoflavones, flavanones and dihydroflavonols. The Systematic Identification of Flavonoids, 165–

226.

Marpaung, I. M. S. (2008). Potensi aktivitas antioksidan pada kulit kayu dan daun tanaman akway (Drymis sp.) (Skripsi). Program Studi Biokimia, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Mistry, B. (2009). A handbook of spectroscopic data chemistry (UV, IR, PMR, 13CNMR and Mass Spectroscopy). Jaipur: Oxford Book Company.

Nifli, A. P., Kampa, M., Alexaki, V. I., Notas, G., & Castanas, E. (2005). Polyphenol interaction with the T47D human breast cancer cell line. Journal of Dairy Research, 72, 44–50. doi: 10.1017/S0022029905001172

Nyandoro, S. S., Munissi, J. J. E., Kombo, M., Mgina, A., Pan, F., Gruhonjic, A., … Erdélyi, M. (2017). Flavonoids from Erythrina schliebenii. Journal of Natural Products, 80(2), 377–383. doi: 10.1021/acs.

jnatprod.6b00839.

Padamsee, T. J., Wills, C. E., Yee, L. D., & Paskett, E. D. (2017). Decision making for breast cancer prevention among women at elevated risk. Breast Cancer Research, 19(1), 1–12. doi: 10.1186/s13058-017-0826-5 Parubak, A. S. (2013). Antibacterial flavonoids

compounds from akway (Drimys becariana, Gibbs). Chemistry Progress., 6(1), 34–37.

Ren, W., Qiao, Z., Wang, H., Zhu, L., & Zhang, L.

(2003). Flavonoids: Promising anticancer agents. Medicinal Research Reviews, 23(4), 519–534. doi: 10.1002/med.10033

Santoso, B. B., Santi, D., Langsa, M. H., &

Mogea, R. (2009). Lactaran sesquiterpen velleral dari kulit batang tumbuhan Drymis beccariana, Gibbs Winteraceae) yang bersifat sitotoksik dan antimikroba. Jurnal Natural, 8(1), 52–57.

Skehan, P. R., Storeng, D., Scudiero, A., Monks, J., McMahon, D., Vistica, J. T., Warren, H., Boskesch, S., Kenney, & Boyd, M. R.

(1990). New colorimetric cytotoxixity assay for anticancer-drug screening. Journal of the National Cancer Institute, 82(13), 1107-1112.

Syakir, M., Bermawie, N., Agusta, H., & Paisey, E. N. (2011). Karakterisasi sifat morfologi dan penyebaran kayu akway (Drymis sp) di Papua Barat. Jurnal Penelitian Tanaman Industri, 17(4), 163-168.

Tanjung, M., & Tjitjik, S. T. (2014).

Dihydroflavonols from the leaves of Macaranga recurvata and their cytotoxic and antioxidant activities. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 6(7), 90– 95.

Trusheva, B., Trunkova, D., & Bankova, V.

(2007). Different extraction methods of biologically active components from propolis; A preliminary study. Chemistry Central Journal, 1(1), 1–4. doi: 10.1186/1752- 153X-1-13.

Terakreditasi Peringkat 2, No: 21/E/KPT/2018

KARAKTERISASI DAN POTENSI KATALIS KARBON AKTIF TERSULFONASI LIMBAH KAYU PADA REAKSI HIDROLISIS SEKAM

PADI MENGGUNAKAN MICROWAVE

(Characterization and Potential of Wood Waste Sulfonated Activated Carbon Catalyst Based on Rice Husk Hydrolysis Reaction using Microwave)

Lisna Efiyanti^1*, Sutanto², Nailah Hakimah², Dian Anggraini Indrawan¹

& Gustan Pari¹

1Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan

Jl. Gunung Batu 5, Bogor 16610, Telp. (0251) 8633378; Faks. (0251) 8633413

2 Universitas Pakuan

Jl. Pakuan Utara, Bogor 16143, Telp. (0251) 8312206 E-mail: lisnaefiyanti@yahoo.com

Diterima 6 Maret 2019, direvisi 3 Juli 2019, disetujui 05 Juli 2019 ABSTRACT

Lignocellulose biomass is a raw material for developing various promising products, such as wood waste, which can be used as raw material for the production of activated carbon as a catalyst. This research aims to characterize activated carbon for hydrolisis catalyst. In this study, the process of making activated carbon from mixed camphor and meranti wood was made through pyrolysis process at temperature of 500°C, followed by sulfonation using H₂SO₄ 10N on reflux. The sulfonated activated carbon product (KA-SO₃H) was then characterized according to Indonesia National Standard (SNI) including recovery value, moisture content, ash content, fly ash, fixed carbon, iodine absorption, while acidity and functional groups were measured using amonia adsorption and FTIR analysis, respectively. Furthermore, the sulfonated activated carbon was tested for its application in the hydrolysis reaction of rice husks using microwave with vary rice husk weight namely 2, 4 ,6 ,8, and 10 g at 400 and 600 W for 5, 7, and 9 minutes, respectively. The filtrate was then analyzed for its glucose levels using the DNS method (Dinitrosalycilic acid). The optimum condition of the hydrolysis reaction using sulfonated activated carbon catalyst were 400 W power, 1:8 ratio of rice husk and catalyst in 9 minutes duration. The optimum condition produced 330.51 ppm glucose levels with glucose yield percentages was 61.97%, and required energy was 216 kJ.

Keywords : Glucose, hydrolysis, wood waste, sulfonated activated carbon, catalyst ABSTRAK

Biomassa berlignoselulosa merupakan bahan baku berbagai produk yang menjanjikan untuk dikembangkan, seperti limbah yang didapatkan dari sisa penggergajian kayu, dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif yang berfungsi sebagai katalis. Tujuan penelitian ini yaitu membuat dan mengkarakterisasi karbon aktif untuk katalis hidrolisis. Pada penelitian ini, dilakukan proses pembuatan karbon aktif dari limbah campuran kayu kamper dan meranti melalui proses pirolisis suhu 500°C yang dilanjutkan dengan proses sulfonasi menggunakan H₂SO₄ 10N. Produk karbon aktif tersulfonasi (KA-SO₃H) kemudian dikarakterisasi yang meliputi rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat terbang, karbon terikat, daya jerap iod sesuai SNI 06-3730-1995, keasaman menggunakan adsorpsi amonia, dan gugus fungsi menggunakan analisis FTIR. Selanjutnya karbon aktif tersulfonasi diuji aplikasinya pada reaksi hidrolisis sekam padi menggunakan microwave dengan variasi bobot sekam padi sebesar 2, 4, 6, 8, dan 10 g pada daya 400 dan 600 W selama 5, 7, dan 9 menit. Kadar glukosa filtrat hasil reaksi selanjutnya dianalisis menggunakan metode asam dinitrosalisilat (DNS). Kondisi

I. PENDAHULUAN

Dewasa ini, penggunaan katalis di bidang kimia dan industri kimia semakin meluas. Katalis merupakan substansi yang dapat mengubah laju reaksi kimia tanpa didapati sebagai produk akhir reaksi. Katalis adalah zat yang dalam jumlah kecil dapat menyebabkan perubahan yang besar;

dibedakan berdasarkan interaksinya dengan reaktan, yaitu katalis homogen (memiliki fasa yang sama dengan reaktan) dan katalis heterogen (memiliki fasa berbeda dengan reaktan) (Utomo

& Laksono, 2007). Katalis terus berkembang mengikuti kebutuhan dan teknologi, salah satunya yang sedang banyak dikembangkan yaitu katalis asam padat berbasis karbon yang termasuk ke dalam katalis heterogen.

Katalis asam padat berbasis karbon banyak menarik perhatian khusus karena dapat dibuat dengan preparasi yang mudah dan berbahan dasar murah. Beberapa penelitian menggunakan asam sulfat sebagai agen pengaktivasi karbon aktif, karena terbukti memberikan aktivitas katalis yang tinggi terutama pada proses hidrolisis biomassa (Anggoro, Rispiandi, & Purwanto, 2015; Hu, Lin, Wu, Zhou, & Liu, 2015).

Proses hidrolisis biomassa yang mengandung selulosa dan hemiselulosa menjadi glukosa dan xylose memainkan peran penting sebagai langkah awal produksi biofuel dan senyawa kimia lain (Jäger & Büchs, 2012). Hal ini dikarenakan glukosa merupakan senyawa antara yang penting dalam biorefeneri, yang dapat digunakan sebagai bahan baku produksi senyawa kimia dan energi (Fujimoto, Inoue, & Yoshida, 2018).

Selulosa, hemiselulosa, dan lignin merupakan komponen utama dari biomassa lignoselulosa yang memiliki struktur kompleks melalui interaksi intramolekuler dan intermolekuler (Fujimoto et al., 2018). Perombakan komponen-komponen tersebut masih menyisakan tantangan yang berat terutama dalam hal proses hidrolisis (Yu et al., 2016; Liu, Xiao, Xia, & Ma, 2013).

Selama ini, secara umum proses hidrolisis banyak menggunakan enzim dan senyawa asam untuk menghasilkan glukosa. Enzim memberikan selektivitas yang baik terhadap hasil hidrolisis, namun waktu reaksi yang diperlukan terlalu lama, biaya yang diperlukan tinggi, dan terhambat oleh keberadaan komponen selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang stabil dalam biomassa (Li et al., 2009;

Goswami et al., 2015; Qi, Lian, Yan, & Jr, 2014;

Fujimoto et al., 2018). Sebaliknya dengan senyawa asam, waktu dan performa reaksi berjalan dengan cepat namun memiliki kelemahan yaitu sifatnya lebih korosif, menyisakan limbah cair yang bersifat asam dan sulit didaur ulang (Intaramas, Jonglertjunya, Laosiripojana, & Sakdaronnarong, 2018; Weiqi & Shubin, 2018; Qu et al., 2018;

Cheng et al., 2016; Goswami et al., 2015), serta banyak membentuk produk samping seperti furfural. Sehingga disisi lain, katalis asam padat yang merupakan modifikasi katalis asam banyak digeluti untuk dikembangkan karena disinyalir mampu memperbaiki kekurangan senyawa asam maupun enzim tersebut sehingga menghasilkan reaksi yang efektif, mudah dilakukan pemisahan, lebih ramah lingkungan, serta dapat digunakan kembali (Liu, Ba, Jin, & Zhang, 2015; Yabushita, Techikawara, Kobayashi, Fukuoka, & Katz, 2016;

Shrotri, Kobayashi, & Fukuoka, 2016; Guo, Fang, Xu, & Jr., 2012; Fraga et al., 2015).

Pada umumnya dalam reaksi hidrolisis, karbon diaktivasi menggunakan aktivator asam sulfat sehingga disebut sebagai karbon aktif tersulfonasi. Selektivitas glukosa yang diperoleh dari hasil hidrolisis menggunakan katalis asam padat dengan aktivator asam sulfat berbasis karbon berkisar 75−80% pada suhu 150°C selama 24 jam, karena katalis tersebut dapat menyediakan akses yang baik untuk reaktan dan gugus SO₃H sebagai situs asam (Guo et al., 2012). Onda, Ochi, dan Yanagisawa (2008) mendapatkan persentase perolehan glukosa sebesar 40% menggunakan katalis karbon aktif tersulfonasi, sementara Nata, Irawan, Mardina, optimum reaksi hidrolisis diperoleh pada penggunaan katalis karbon aktif tersulfonasi (daya 400 W, rasio sekam padi terhadap katalis 1:8, serta waktu 9 menit) menghasilkan kadar glukosa sebesar 330,51 ppm dengan persen perolehan glukosa 61,97%, dan energi yang diperlukan sebesar 216 kJ.

Kata kunci : Glukosa, hidrolisis, limbah kayu, karbon aktif tersulfonasi, katalis