Potential of Piper aduncum Fruit as Botanical Insecticide against Crocidolomia pavonana Larvae
POTENSI BUAH SIRIH HUTAN (Piper aduncum) SEBAGAI
INSEKTISIDA BOTANI TERHADAP LARVA
Crocidolomia pavonana
DADANG MUHAMMAD HASYIM
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Potensi Buah Sirih Hutan (Piper
aduncum) sebagai Insektisida Botani terhadap Larva Crocidolomia pavonana
adalah karya saya dengan arahan dari Komisi Pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir tesis ini.
Bogor, Agustus 2011
Dadang Muhammad Hasyim
NRP G451090151
ABSTRACT
DADANG MUHAMMAD HASYIM. Potential of Piper aduncum Fruit as
Botanical Insecticide against Crocidolomia pavonana Larvae. Under direction of
TUN TEDJA IRAWADI and DJOKO PRIJONO.
Injudicious use of synthetic insecticides can cause a variety of negative
impacts on human and other nontarget organisms as well as the environment. One
of the efforts to alleviate the problems is by utilizing bioactive compounds from
plants as botanical insecticides. Piper aduncum is one of plant species that is
active against insects. Insecticidal activity of its leaves has been widely reported,
while that of the other plant parts including fruits has not been reported. The
purpose of this research was to screen the potency of active compounds of P.
aduncum fruits as botanical insecticide against Crocidolomia pavonana larvae.
Sequential extraction of P. aduncum fruits was performed with maceration
method using hexane, ethyl acetate, and methanol. The phytochemical tests of P.
aduncum fruit extracts and leaf powder were done by qualitative method. The
bioassays were conducted by a leaf-feeding method. Second-instar larvae were fed
treated broccoli leaves for 48 hours, then were presented with untreated leaves
until the surviving larvae reached the fourth-instar stage. The results showed that
P. aduncum fruits contain alkaloid, flavonoid, saponin, tannin, and steroid
compounds. The hexane extract of P. aduncum fruits had the strongest insecticidal
activity against C. pavonana larvae (LC50 0.13% and LC95 0.26%) followed by
ethyl acetate and methanol extract. Fractionation of hexane extract by column
chromatography yielded ten fractions. Fraction 1 possessed the strongest
insecticidal activity against C. pavonana larvae (LC50 339.35 ppm and LC95
768.72 ppm). Results of gas chromatography-mass spectrometry and Fourier
transform infrared analysis showed that fraction 1 contains dillapiole (68.8%),
myristicin (4.87%), β-sitosterol (3.24%), and piperitone (2.53%).
Keywords: Piper aduncum, Crocidolomia pavonana, botanical insecticide,
dillapiole.
RINGKASAN
DADANG MUHAMMAD HASYIM. Potensi Buah Sirih Hutan (Piper aduncum)
sebagai Insektisida Botani terhadap Larva Crocidolomia pavonana. Dibimbing
oleh TUN TEDJA IRAWADI dan DJOKO PRIJONO.
Penggunaan insektisida sintetik yang tidak bijaksana dapat menyebabkan
berbagai dampak negatif terhadap manusia dan organisme bukan sasaran lainnya
maupun lingkungan. Salah satu upaya untuk mengurangi permasalahan akibat
penggunaan insektisida sintetik ialah dengan memanfaatkan senyawa aktif dari
tumbuhan sebagai insektisida botani. Sirih hutan (Piper aduncum) merupakan
salah satu jenis tumbuhan yang memiliki potensi sebagai insektisida botani.
Aktivitas insektisida daun tumbuhan tersebut telah banyak dilaporkan, sementara
bagian tumbuhan lainnya termasuk buah belum pernah dilaporkan. Penelitian ini
bertujuan mengetahui potensi dan mengidentifikasi komponen aktif buah sirih
hutan sebagai insektisida botani terhadap larva Crocidolomia panonana.
Analisis proksimat dilakukan pada buah sirih hutan meliputi analisis kadar
air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, dan kadar karbohidrat (by difference).
Ekstraksi buah sirih hutan dilakukan dengan metode maserasi menggunakan
pelarut n-heksana, etil asetat, dan metanol secara bertahap. Pengujian fitokimia
dilakukan pada ekstrak dan serbuk buah sirih hutan. Kelompok senyawa yang
ingin diketahui dalam analisis kualitatif ialah alkaloid, flavonoid, saponin, tanin,
hidrokuinon, triterpenoid, dan steroid. Ekstrak teraktif difraksinasi dengan
menggunakan kromatografi kolom gel silika. Fase geraknya menggunakan pelarut
n-heksana-metanol dengan metode step gradient. Mula-mula sampel dielusi
dengan n-heksana, kemudian secara bertahap ditingkatkan kepolarannya dengan
menambahkan aseton dengan berbagai perbandingan dan diakhiri dengan metanol.
Setiap fraksi diperiksa dengan menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT). Noda
dengan nilai Rf yang sama disatukan menjadi satu fraksi. Fraksi teraktif
dikarakterisasi dengan menggunakan kromatografi gas-spektrometer massa (GCMS) dan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR).
Uji aktivitas insektisida dilakukan terhadap ekstrak dan fraksi dengan
metode residu pada daun melalui dua tahap, yaitu uji pendahuluan dan uji
lanjutan. Formulasi insektisida komersial Agrimec 18 EC (b.a. abamektin 18.4
g/l) juga diuji sebagai kontrol positif. Abamektin merupakan salah satu homolog
dari avermektin yang diperoleh dari hasil fermentasi bakteri tanah, Streptomyces
avermitilis. Pada uji pendahuluan, setiap perlakuan dan kontrol diulang tiga kali,
sedangkan uji lanjutan diulang enam kali. Larva instar II C. pavonana diberi
makan daun perlakuan selama 48 jam, kemudian larva diberi makan daun segar
tanpa perlakuan. Larva yang bertahan hidup dipelihara sampai instar IV,
sementara jumlah larva yang mati dicatat setiap hari. Data mortalitas kumulatif
diolah dengan analisis probit, sedangkan data lama perkembangan larva dari instar
II ke instar IV diolah dengan sidik ragam, yang dilanjutkan dengan uji jarak
berganda Duncan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa buah sirih hutan mengandung air
11.32%, abu 6.38%, protein 11.42%, lemak 4.98%, dan karbohidrat 65.9%. Buah
sirih hutan mengandung golongan senyawa alkaloid, flavonoid, saponin, tanin,
dan steroid. Di antara ketiga ekstrak yang diuji terhadap larva C. pavonana,
ekstrak n-heksana buah sirih hutan memiliki aktivitas insektisida yang kuat (LC50
0.13% dan LC95 0.26%), diikuti ekstrak etil asetat dan metanol.
Hasil dari pemisahan dengan kromatografi kolom diperoleh 10 fraksi. Di
antara fraksi-fraksi yang diuji, fraksi 1 (LC50 339.35 ppm dan LC95 768.72 ppm)
memiliki aktivitas insektisida yang paling kuat terhadap larva C. pavonana.
Aktivitas fraksi 1 lebih kuat daripada ekstrak kasarnya. Berdasarkan nilai LC50
terhadap instar II+III, fraksi 1 sekitar 3.8 kali lebih toksik terhadap larva C.
pavonana dibandingkan dengan ekstrak kasarnya, sedangkan berdasarkan nilai
LC95 fraksi 1 tersebut sekitar 3.4 kali lebih toksik. Toksisitas fraksi 1 lebih rendah
daripada abamektin (LC50 7.85 ppm). Berdasarkan LC50 dibandingkan dengan
abamektin, toksisitas fraksi 1 sekitar 43.2 kali lebih rendah dan pada LC95 sekitar
42.8 kali lebih rendah. Hasil analisis dengan GC-MS dan FTIR menunjukkan
bahwa komponen utama fraksi 1 diduga mengandung senyawa dilapiol (68.8%),
miristisin (4.87%), β-sitosterol (3.24%), dan piperiton (2.53%).
Kata kunci: Piper aduncum, Crocidolomia pavonana, insektisida botani, dilapiol.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
POTENSI BUAH SIRIH HUTAN (Piper aduncum) SEBAGAI
INSEKTISIDA BOTANI TERHADAP LARVA
Crocidolomia pavonana
DADANG MUHAMMAD HASYIM
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Departemen Kimia
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Dra. Gustini Syahbirin, MS.
Judul Tesis
Nama Mahasiswa
NRP
: Potensi Buah Sirih Hutan (Piper aduncum) sebagai
Insektisida Botani terhadap Larva Crocidolomia pavonana
: Dadang Muhammad Hasyim
: G451090151
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS.
Ketua
Ir. Djoko Prijono, MAgrSc.
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Kimia
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Dra. Purwantiningsih Sugita, MS.
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian: 08 Agustus 2011
Tanggal Lulus: 12 Agustus 2011
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT pencipta segala
partikel penyusun jagat raya yang tak terhingga dengan segala ke Maha BesaranNya. Shalawat dan salam tetap kami sampaikan untuk baginda Nabi Muhammad
SAW, pembawa dan pemersatu umat dalam ikatan hidrogen yang tidak akan
terputus hingga sampai nanti di alam yang kekal.
Atas bimbingan-Mu wahai Robb pemilik lautan ilmu, sehingga penulis
dapat menyelesaikan tesis ini dengan judul “Potensi Buah Sirih Hutan (Piper
aduncum sebagai Insektisida Botani terhadap Larva Crocidolomia pavonana”.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-sebesarnya
kepada:
1. Ibu Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS. sebagai ketua komisi pembimbing
yang telah memberikan pengarahan, bimbingan, motivasi, dan masukannya
sampai penulis menyelesaikan penelitian ini.
2. Bapak Ir. Djoko Prijono, MAgrSc. sebagai anggota komisi pembimbing dan
guru yang telah memberikan keteladanan mendalam akan arti sebuah ilmu
pengetahuan. Semoga ilmu yang diberikan dapat bermanfaat di kehidupan
mendatang. Terima kasih juga atas segala arahan, bimbingan, motivasi, saran,
dan masukan yang diberikan kepada penulis sejak penyusunan proposal
hingga selesainya penelitian ini.
3. Kementerian Agama Republik Indonesia yang telah membiayai studi dan
penelitian ini.
4. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang selama masa hidupnya telah memberikan
kepercayaan, doa tulus ikhlasnya, dan pelajaran hidup yang sangat berharga
kepada penulis. Doa yang selalu penulis panjatkan semoga Allah SWT
mengampuni, merahmati, mengasihi, memaafkan, dan memasukkan
keduanya sebagai salah seorang dari golongan jamaah-Nya yang dimuliakan.
5. Kakanda Umu Salamah, Drs. H. Agus M. Soleh, Asep Jaja, Lilis Aisyah
(Almh), dan seluruh keluarga yang telah memberi kepercayaan, dukungan,
dan doa tulus ikhlasnya sehingga penulis dapat menyelesaikan studi ini.
6. Teman-teman Abdullah, M.Si, Achmad Muslim, M.Si, Ahmad Izzuddin,
M.Si, Muslih Abdul Mujib, M.Si, Saaepudin Rahmatullah, M.Si, dan temanteman Kimia angkatan 2009 atas dukungan dan kebersamaannya. Terima
kasihku lebih dari bilangan Avogadro, karena ada kalianlah gaya
antarmolekul antara kita menjadi kuat dan orbital elektron di dalamnya
menjadi lebih hidup dan indah.
7. Rekan-rekan di Laboratorium Fisiologi dan Toksikologi Serangga, Eka
Candra Lina, M.Si., Herma Amalia SP., Catur Hertika, S.Si., Ahmad Sifa,
Nelly Nailufar, Hendi Irawan, Rizki Arifiansyah, dan Sani Nihlatussania yang
telah banyak membantu dan kebersamaannya.
Akhir kata penulis berharap hasil penelitian dan tulisan ini dapat bermanfaat
dan berguna sebagai bahan informasi dalam kemajuan ilmu pengetahuan alam.
Bogor, Agustus 2011
Dadang Muhammad Hasyim
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Garut pada tanggal 15 Juli 1984 dari Ayah Aceng
Kholil (Alm) dan Ibu Ipoh Napisah (Almh). Penulis merupakan putera keempat
dari empat bersaudara.
Pada tahun 2003 penulis menyelesaikan pendidikan Madrasah Aliyah
Negeri Cibatu-Garut. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Pendidikan Kimia,
Fakultas Tarbiyah dan Keguruan Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati
Bandung dan lulus pada tahun 2008.
Sejak tahun 2004 hingga sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar di
Madrasah Aliyah Sunan Rahmat. Pada tahun 2007 penulis bekerja sebagai staf
pengajar di Madrasah Tsanawiyah Khusus Ciloa. Melalui Beasiswa Program
Magister dari Kementerian Agama, penulis berkesempatan melanjutkan
pendidikan pada Program Studi Kimia, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian
Bogor (IPB) tahun 2009. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten
praktikum mata kuliah Kimia Dasar untuk Tingkat Persiapan Bersama IPB pada
tahun ajaran 2010/2011.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ...................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
xii
PENDAHULUAN ..................................................................................
Latar Belakang ...............................................................................
Tujuan Penelitian ...........................................................................
Manfaat Penelitian .........................................................................
1
1
3
3
TINJAUAN PUSTAKA .........................................................................
Sirih Hutan .....................................................................................
Crocilodolomia pavonana .............................................................
4
4
6
BAHAN DAN METODE .......................................................................
Tempat dan Waktu .........................................................................
Bahan Tanaman Uji .......................................................................
Serangga Uji ..................................................................................
Uji Proksimat .................................................................................
Penyiapan Ekstrak Kasar ...............................................................
Uji Fitokimia ..................................................................................
Uji Aktivitas Insektisida ................................................................
Pencarian Eluen Terbaik ................................................................
Fraksinasi Ekstrak Teraktif dan Identifikasi Fraksi Teraktif .........
9
9
9
9
9
10
10
11
13
13
HASIL DAN PEMBAHASAN ...............................................................
Hasil Analisis Proksimat ...............................................................
Hasil Ekstraksi Buah Sirih Hutan ..................................................
Hasil Analisis Fitokimia ................................................................
Aktivitas Insektisida Ekstrak Buah Sirih Hutan terhadap Larva
C. pavonana ...................................................................................
Fraksinasi dengan Kromatografi Kolom .......................................
Aktivitas Insektisida Fraksi Buah Sirih Hutan terhadap Larva
C. pavonana ...................................................................................
Identifikasi Komponen Aktif .........................................................
14
14
16
17
30
39
SIMPULAN DAN SARAN ....................................................................
43
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................
45
LAMPIRAN ...........................................................................................
51
19
27
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Hasil analisis proksimat buah sirih hutan .........................................
14
2
Rendemen ekstrak buah sirih hutan dengan ekstraksi bertahap ........
17
3
Hasil uji fitokimia buah sirih hutan ...................................................
18
4
Pengaruh ekstrak buah sirih hutan terhadap mortalitas larva
C. pavonana ......................................................................................
20
Pengaruh ekstrak n-heksana buah sirih hutan terhadap mortalitas
larva C. pavonana .............................................................................
23
Penduga parameter hubungan konsentrasi-mortalitas ekstrak
n-heksana buah sirih hutan terhadap larva C. pavonana ...................
24
Pengaruh ekstrak buah sirih hutan terhadap lama perkembangan
larva C. pavonana .............................................................................
25
Pengaruh ekstrak n-heksana buah sirih hutan pada berbagai
konsentrasi terhadap lama perkembangan larva C. pavonana ..........
26
9 Fraksi-fraksi hasil kromatografi kolom ekstrak n-heksana buah
sirih hutan dengan fase diam gel silika dan eluen n-heksana-aseton
(7:3) ...................................................................................................
29
10 Pengaruh fraksi-fraksi buah sirih hutan terhadap mortalitas larva
C. pavonana ......................................................................................
31
11 Pengaruh fraksi 1 buah sirih hutan dan abamektin terhadap
mortalitas larva C. pavonana ............................................................
34
12 Penduga parameter hubungan konsentrasi-mortalitas fraksi 1 buah
sirih hutan dan abamektin terhadap larva C. pavonana ....................
35
13 Pengaruh fraksi-fraksi buah sirih hutan terhadap lama
perkembangan larva C. pavonana .....................................................
37
14 Pengaruh fraksi 1 buah sirih hutan terhadap lama perkembangan
larva C. pavonana .............................................................................
38
15 Komponen senyawa aktif dalam fraksi 1 buah sirih hutan ...............
40
5
6
7
8
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Buah sirih hutan ................................................................................
2
4
Perkembangan mortalitas larva C. pavonana yang diberi perlakuan
ekstrak n-heksana buah sirih hutan selama 48 jam pada berbagai
konsentrasi dengan metode residu pada daun ...................................
22
3 Pola KLT gel silika dan nilai Rf ekstrak n-heksana buah sirih hutan
dengan eluen n-heksana-aseton (7:3) ................................................
28
4
Profil KLT hasil kromatografi kolom ekstrak n-heksana buah sirih
hutan dengan eluen n-heksana-aseton (7:3) ......................................
30
Perkembangan mortalitas larva C. pavonana yang diberi perlakuan
fraksi 1 buah sirih hutan dan abamektin selama 48 jam pada
berbagai konsentrasi dengan metode residu pada daun ....................
33
Kromatogram fraksi 1 buah sirih hutan hasil GC-MS ......................
39
7 Struktur dilapiol, miristisin, β-sitosterol, dan piperiton ....................
40
5
6
8
Spektrum FTIR fraksi 1 buah sirih hutan menggunakan pelet
KBr ...................................................................................................
42
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Hasil penentuan sampel tumbuhan sirih hutan ..................................
52
2
Diagram alir ekstraksi buah sirih hutan ............................................
53
3
Diagram alir fraksinasi ekstrak teraktif dan karakterisasi fraksi
teraktif buah sirih hutan ....................................................................
54
Hasil KLT pemilihan eluen terbaik ekstrak n-heksana buah sirih
hutan dengan pelarut tunggal dan campuran .....................................
55
4
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan insektisida sintetik di Indonesia masih sangat tinggi terutama
pada tanaman sayuran. Petani sangat bergantung pada insektisida sintetik untuk
menurunkan populasi serangga hama karena mudah dalam aplikasi dan dapat
mengendalikan hama dalam waktu singkat (Metcalf 1982; Djojosumarto 2008).
Penggunaan insektisida sintetik yang tidak bijaksana dapat menimbulkan dampak
negatif, seperti terjadinya resistensi dan resurjensi hama, munculnya hama
sekunder, terbunuhnya organisme bukan sasaran, pencemaran lingkungan, bahaya
pada pemakai, serta adanya residu pada hasil panen (Metcalf 1982; Matsumura
1985; Kishi et al. 1995; Rush et al. 1997).
Salah satu alternatif untuk mengurangi dampak negatif akibat penggunaan
insektisida sintetik ialah dengan memanfaatkan senyawa aktif dari tumbuhan
sebagai insektisida botani. Golongan insektisida tersebut memiliki beberapa
keunggulan, di antaranya mudah terurai di lingkungan, efektif terhadap hama
sasaran, serta umumnya cukup aman terhadap musuh alami hama dan organisme
bukan sasaran lainnya (Bentz & Neal 1995; Isman 1995; Schmutterer 1997;
Kaufman et al. 2006). Kelebihan tersebut sejalan dengan konsep pengendalian
hama terpadu (PHT) yang mensyaratkan penggunaan insektisida yang tidak
menimbulkan dampak negatif bagi organisme bukan sasaran dan lingkungan.
Salah satu tumbuhan yang memiliki sifat insektisida dan berpotensi untuk
dikembangkan sebagai sumber insektisida botani adalah sirih hutan (Piper
aduncum, Piperaceae). Masyarakat sudah lama menggunakan sirih hutan untuk
bahan obat-obatan, seperti penyembuh luka, demam, radang perut, sakit gigi,
penyakit hati, obat bisul, reumatik, dan diare, serta digunakan sebagai makanan
burung, mamalia, dan kelelawar. Selain itu, sediaan tumbuhan tersebut dapat
digunakan untuk mengendalikan serangga hama (Lepš et al. 2002; Mitchell &
Ahmad 2006; Braga et al. 2007; Tene et al. 2007; Misni et al. 2008).
Beberapa penelitian mengenai aktivitas insektisida daun sirih hutan telah
banyak dilaporkan, sedangkan bagian tumbuhan lainnya termasuk buah belum
pernah dilaporkan. Othman et al. (2004) melaporkan bahwa fraksi n-heksana daun
sirih hutan dapat mematikan larva nyamuk Aedes aegypti. Minyak atsiri daun sirih
hutan juga dilaporkan dapat mematikan nyamuk A. aegypti (Misni et al. 2008) dan
lalat Musca domestica (Mee et al. 2009). Salah satu senyawa aktif daun sirih
hutan yang memiliki aktivitas insektisida ialah dilapiol (golongan fenilpropanoid).
Perlakuan dengan dilapiol pada konsentrasi 0.1 ppm dapat mengakibatkan
mortalitas larva nyamuk Aedes atropalpus 92% (Bernard et al. 1995). Selain itu,
dilapiol juga memiliki aktivitas terhadap kumbang Cerotoma tingomarianus
(Fazolin et al. 2005), kumbang Sitophilus zeamais (Estrela et al. 2006), serta
dapat menurunkan kelangsungan hidup dan kemampuan reproduksi nyamuk A.
aegypti (Rafael et al. 2008). Namun, aktivitas dilapiol terhadap hama pemakan
daun belum banyak dilaporkan.
Penelitian diperlukan untuk mengetahui potensi buah sirih hutan sebagai
sumber insektisida botani untuk mengendalikan hama tanaman pertanian.
Kerugian terhadap produksi pertanian akibat serangan hama khususnya pada
tanaman sayuran sangat besar. Salah satu hama perusak tanaman adalah
Crocidolomia pavonana, yang merupakan hama yang sangat merusak pada
tanaman
sayuran
famili
Brassicaceae.
Serangan
hama
tersebut
dapat
mengakibatkan kehilangan hasil panen kubis mencapai 65.8%-100% apabila tidak
dilakukan pengendalian (Uhan 1993; Sastrosiswojo 1996).
Tumbuhan yang bersifat insektisida terhadap hama C. pavonana sudah
banyak ditemukan, salah satunya tumbuhan anggota famili Piperaceae seperti lada
(Piper nigrum), cabai jawa (Piper retrofractum), dan kemukus (Piper cubeba).
Prijono et al. (2006) melaporkan bahwa perlakuan dengan ekstrak metanol biji
lada dan buah cabai jawa pada konsentrasi 0.5% mengakibatkan mortalitas larva
instar II C. pavonana sebesar 100%. Perlakuan dengan fraksi n-heksana buah
cabai jawa dan fraksi n-heksana buah kemukus pada konsentrasi 0.5%
mengakibatkan mortalitas larva C. pavonana masing-masing 100% dan 93%
(Ferdi 2008; Nugroho 2008). Buah sirih hutan dari famili yang sama diduga
memiliki aktivitas yang sama sebagai insektisida terhadap hama C. pavonana.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengetahui potensi dan mengidentifikasi komponen
aktif buah sirih hutan sebagai insektisida botani terhadap larva C. pavonana.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang potensi dan
komponen aktif buah sirih hutan sebagai insektisida botani yang efektif dan ramah
lingkungan.
TINJAUAN PUSTAKA
Sirih Hutan
Tumbuhan sirih hutan (Piper aduncum, Piperaceae) berasal dari Amerika
dan diperkenalkan di Indonesia pada tahun 1860. Tumbuhan ini berbentuk semaksemak atau pohon kecil dan tumbuh di daerah tropis. Di daerah-daerah tertentu,
sirih hutan tumbuh dengan baik pada ketinggian 90-1000 m dpl. Nama daerah
sirih hutan di antaranya seuseureuhan dan gedebong (Sunda) (Heyne 1987).
Gambar 1 Buah sirih hutan
Sirih hutan kaya akan senyawa metabolit sekunder, yang termasuk dalam
golongan alkaloid, fenilpropanoid, monoterpena, seskuiterpena, steroid, tanin,
flavonoid, kuinon, flavanon, flavon, kromena, dan benzenoid (Parmar et al. 1997;
Taylor 2006; Braga et al. 2007).
Daun
sirih
fenilpropanoid
hutan
dilaporkan
mengandung
7
[1,2,3-trimetoksi-5-(2-propenil)-benzena,
senyawa
golongan
2,6-dimetoksi-4-(2-
propenil)-fenol, 2-asetoksi-1,3-dimetoksi-5-(2-propenil)-benzena, 5-metoksi-6-(2propenil)-1,3-benzodioksol, dilapiol, miristisin, dan safrol], 7 senyawa benzenoid
[asam 3,5-bis-(3-metil-2-butenil)-4-metoksi-benzoat, asam 3-(3’,7’-dimetil-2’,6’oktadienil)-4-metoksi-benzoat,
benzoat,
asam
asam
4-hidroksi-3-(3,7-dimetil-2,6-oktadienil)-
4-hidroksi-3-(3-metil-1-okso-2-butenil)-5-(3-metil-2-butenil)-
benzoat, metil 4-hidroksi-3-(2’-hidroperoksi-3’-metil-3’-butenil)-benzoat, metil 4hidroksi-3-(3’-metil-2’-butenil)-benzoat, dan metil 4-hidroksi-3-(2’-hidroksi-3’metil-3’-butenil)-benzoat], 4 senyawa kromena [asam 2,2-dimetil-2H-1-kromena6-karboksilat, metil 8-hidroksi-2,2-dimetil-2H-1-kromena-6-karboksilat, metil
2,2-dimetil-8-(3’-metil-2’-butenil)-2H-1-kromena-6-karboksilat, dan metil 2,2-
dimetil-2H-1-kromena-6-karboksilat, 1 senyawa dihidrokalkon [2’,6’-dihidroksi4’-metoksidihidrokalkon], 1 senyawa flavanon [pinosembrin], 1 senyawa steroid
[β-sitosterol], dan 1 senyawa terpenoid [nerolidol] (Parmar et al. 1998; Baldoqui
et al. 1999; Flores et al. 2009; Lago et al. 2009). Sementara itu, Torres-Santos et
al. (1999) mengisolasi senyawa 2’,6’-dihidroksi-4’-metoksikalkon dari bunga
sirih hutan.
Minyak atsiri daun dan batang sirih hutan mengandung senyawa golongan
monoterpena masing-masing 45.2% dan 52.0%, serta golongan seskuiterpena
masing-masing 66.9% dan 24.5% (Navickiene et al. 2006). Rali et al. (2007)
melaporkan bahwa minyak atsiri daun sirih hutan mengandung dilapiol 43.3%, βkariofilena 8.2%, piperiton 6.7%, α-humulena 5.1% dan senyawa lainnya masingmasing kurang dari 5%.
Tumbuhan sirih hutan memiliki berbagai aktivitas biologi, termasuk
aktivitas terhadap serangga hama. Beberapa informasi dasar tentang aktivitas
bagian tumbuhan tersebut telah diketahui. Bernard et al. (1995) melaporkan
bahwa perlakuan dengan fraksi n-heksana, fraksi diklorometana, fraksi etil asetat,
dan fraksi metanol daun sirih hutan pada konsentrasi 100 ppm dapat mematikan
larva nyamuk A. atropalpus berturut-turut sebesar 26%, 72%, 2%, dan 0%. Selain
itu, perlakuan dilapiol pada konsentrasi 0.1 ppm dapat menyebabkan mortalitas
larva nyamuk A. atropalpus sebesar 92%.
Dilapiol yang diisolasi dari daun sirih hutan juga dilaporkan mempunyai
aktivitas insektisida terhadap kumbang Cerotoma tingomarianus. Pada aplikasi
kontak dengan konsentrasi 1% dapat mengakibatkan mortalitas hampir 100%,
sedangkan pada aplikasi topikal mengakibatkan mortalitas berkisar 5%-30%
(Fazolin et al. 2005). Estrela et al. (2006) juga melaporkan bahwa dilapiol
mempunyai aktivitas insektisida terhadap kumbang Sitophilus zeamais pada
aplikasi kontak dengan LC50 2.87 µL/cm2, pada aplikasi fumigan dengan LC50
0.56 µL/g, dan pada aplikasi topikal dengan LD50 0.03 µL/g. Sementara itu, Silva
et al. (2009) membandingkan aktivitas ekstrak n-heksana, etil asetat, dan etanol
daun sirih hutan terhadap caplak lembu Rhipicephalus microplus. Ekstrak etanol
nyata lebih toksik daripada ekstrak etil asetat, tetapi ekstrak n-heksana yang
paling aktif terhadap caplak tersebut dengan LC50 9.30 mg/mL dan menyebabkan
penurunan reproduksi sebesar 12.5%-54.2%. Selain itu, minyak atsiri yang
diujikan dapat menyebabkan mortalitas larva 100% pada konsentrasi 0.1 mg/mL.
Penelitian buah sirih hutan masih terbatas pada sifat kimianya, Jamal et al.
(2003) melaporkan bahwa minyak atsiri buah sirih hutan mengandung senyawa
golongan monoterpena 8.58%, seskuiterpena 14.79%, dan fenilpropanoid 56.28%,
dan komponen lainnya sebesar 20.35%. Sementara itu, Navickiene et al. (2006)
melaporkan bahwa minyak atsiri buah sirih hutan mengandung senyawa golongan
monoterpena 85.1% dan seskuiterpena 10.6%.
Crocidolomia pavonana
Crocidolomia pavonana (F.) (Lepidoptera: Crambidae) yang sebelumnya
dikenal sebagai C. binotalis Zeller merupakan salah satu hama penting yang
menyerang tanaman sayuran famili Brassicaceae, seperti kubis, kubis bunga,
kubis cina, mostar, lobak, dan sawi liar. Hama ini tersebar di Afrika Selatan, Asia
Tenggara, Australia, dan Kepulauan di Samudera Pasifik. Di Pulau Jawa serangga
ini ditemukan baik di dataran rendah maupun di dataran tinggi (Kalshoven 1981).
Perkembangan C. pavonana bertipe holometabola (metamorfosis sempurna)
yang melewati empat fase, yaitu telur, larva, pupa, dan imago. Telur C. pavonana
diletakkan secara berkelompok yang tersusun seperti atap genting pada
permukaan bawah daun. Setiap kelompok rata-rata terdiri atas 10 sampai 300 butir
telur. Telur-telur tersebut berwarna hijau muda atau kekuningan dan berubah
warna menjadi kemerahan pada saat akan menetas. Lama stadium telur rata-rata
4-5 hari pada suhu 25-28 °C (Prijono & Hassan 1992).
Setelah melewati fase telur, larva keluar dari telur. Fase larva selama
perkembangannya melewati empat instar. Tubuh larva instar I berwarna hijau,
dengan lama stadium 2-3 hari. Larva instar II berwarna hijau kekuningan dan pada
bagian kepala terdapat garis melintang berwarna kuning, dengan lama stadium 2-3
hari. Larva instar III berwarna hijau dengan lama stadium rata-rata 1-2 hari. Larva
instar IV berwarna hijau dengan tiga garis putih memanjang pada bagian dorsal
dan pada bagian sisi tubuhnya, dengan lama stadium rata-rata 3-6 hari. Bagian
dorsal tubuh larva instar ini akan berubah warna menjadi kecokelatan yang
menandakan larva sudah tidak makan lagi untuk memasuki fase pupa. Lama
perkembangan larva secara keseluruhan 8-14 hari pada suhu 25-28 °C dengan
kelembapan relatif 60-70% (Prijono & Hassan 1992).
Fase pupa berlangsung dengan cara membentuk benang sutera untuk
merekatkan butiran-butiran tanah yang menyelubungi tubuhnya. Pupa normal
yang terbentuk pada awalnya berwarna kuning kecokelatan kemudian berubah
warna menjadi cokelat tua, dengan lama stadium 11-13 hari. Setelah itu terbentuk
imago yang bersifat nokturnal. Imago memiliki toraks berwarna gelap dan
abdomen berwarna merah kecokelatan. Imago jantan mudah dikenal dengan
adanya sisik berwarna gelap/hitam pada tepi interior sayap depan. Rentang sayap
imago betina sekitar 25 mm sedangkan imago jantan sekitar 24 mm. Ukuran
tubuh imago jantan lebih panjang (sekitar 11.4 mm) daripada yang betina (sekitar
9.6 mm). Imago betina yang diberi makan larutan madu 10% menghasilkan telur
35-459 butir dan dapat hidup selama 1-2 minggu. Siklus hidup imago betina
sekitar 23-28 hari, sedangkan imago jantan sekitar 24-29 hari (Prijono & Hassan
1992).
Pengendalian hama C. pavonana umumnya dilakukan dengan menggunakan
insektisida sintetik. Namun, penggunaan insektisida sintetik dalam menekan
populasi hama dengan cepat dapat menimbulkan dampak yang tidak diinginkan.
Pengendalian secara biologi dapat dilakukan dengan melestarikan musuh alami
(parasitoid) seperti Eriborus argenteopilosus dan Palexorista inconspicuoides
(Sastrosiswojo & Setiawati 1992). Namun, cara-cara tersebut belum dapat
menekan populasi hama secara efektif. Insektisida botani merupakan salah satu
alternatif pengendalian yang cukup aman sesuai konsep pengendalian hama
terpadu.
Larva C. pavonana sering digunakan sebagai hewan uji dalam penelitian
senyawa aktif insektisida. Syahputra et al. (2004) menggunakan larva ini untuk
menguji aktivitas ekstrak kulit batang tumbuhan famili Clusiaceae, Lecythidaceae,
Meliaceae, dan Sapindaceae. Prijono (2005) menggunakan larva ini untuk
membandingkan secara kuantitatif aktivitas penghambat perkembangan serangga
dari ekstrak empat jenis tumbuhan, yaitu Aglaia odorata, A. odoratissima,
Dysoxylum acutangulum, dan A. mollissimum. Prijono et al. (2006) menggunakan
larva ini untuk mengetahui aktivitas insektisida ekstrak 43 jenis tanaman dari
famili Annonaceae, Asteraceae, Meliaceae, Piperaceae, dan Rutaceae. Pada
penelitian ini larva C. pavonana digunakan untuk mengetahui potensi buah sirih
sirih hutan sebagai sumber insektisida botani.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik, Departemen
Kimia, Institut Pertanian Bogor (IPB), Laboratorium Fisiologi dan Toksikologi
Serangga, Departemen Proteksi Tanaman IPB, Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi LPPM IPB, Pusat Laboratorium Forensik Mabes POLRI
Jakarta, dan Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Penelitian dilaksanakan dari Desember 2010 sampai dengan Juli 2011.
Bahan Tanaman Uji
Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah sirih hutan
yang diperoleh dari areal kampus Institut Pertanian Bogor (IPB) Darmaga,
kemudian dilakukan determinasi di Herbarium Bogoriense, Bogor. Hasil
penentuan sampel tumbuhan sirih hutan ditunjukkan pada Lampiran 1. Buah sirih
hutan dibersihkan dan dipotong kecil-kecil (± 3 cm), kemudian dikeringudarakan
tanpa terkena cahaya matahari langsung. Setelah kering, buah tersebut dihaluskan
dengan menggunakan mesin penghancur hingga diperoleh serbuk, kemudian
diayak menggunakan pengayak kawat kasa berjalinan 0.5 mm.
Serangga Uji
Serangga uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah larva instar II
Crocidolomia pavonana yang diperoleh dari perbanyakan di Laboratorium
Fisiologi dan Toksikologi Serangga, Departemen Proteksi Tanaman IPB.
Pemeliharaan serangga dilakukan mengikuti prosedur yang digunakan oleh
Prijono & Hassan (1992).
Uji Proksimat
Uji proksimat yang dilakukan mengacu pada AOAC (1984). Pengujian ini
meliputi penentuan kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, dan kadar
karbohidrat (by difference), yang dilakukan di Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi LPPM IPB.
Penyiapan Ekstrak Kasar
Ekstraksi dilakukan dengan metode yang dimodifikasi dari Silva et al.
(2009). Ekstraksi menggunakan tiga jenis pelarut berdasarkan perbedaan
kepolaran, yaitu n-heksana, etil asetat, dan metanol secara bertahap. Pada tahap
pertama, 1 kg serbuk diekstraksi dengan cara maserasi menggunakan pelarut nheksana (1:10 w/v). Hasil rendaman disaring untuk memisahkan filtrat dan
residunya. Filtrat yang diperoleh kemudian dipekatkan dengan menggunakan
penguap putar sehingga didapat ekstrak pekat n-heksana. Perendaman diulang
sampai filtratnya tidak berwarna. Residunya diangin-anginkan di kamar asam
(fume hood) agar terbebas dari n-heksana. Residu kering direndam kembali
dengan menggunakan pelarut etil asetat sampai filtratnya tidak berwarna. Hasil
rendaman disaring dan filtrat yang diperoleh kemudian dipekatkan dengan
menggunakan penguap putar sehingga didapat ekstrak pekat etil asetat. Residunya
diangin-anginkan di kamar asam (fume hood) agar terbebas dari etil asetat. Residu
kering direndam kembali dengan menggunakan pelarut metanol sampai filtratnya
tidak berwarna. Hasil rendaman disaring dan filtrat yang diperoleh kemudian
dipekatkan dengan menggunakan penguap putar sehingga didapat ekstrak pekat
metanol. Hasil ketiga ekstrak pekat tersebut dapat langsung digunakan atau
disimpan dalam lemari es (≤ 4 °C) hingga saat digunakan. Diagram alir ekstraksi
buah sirih hutan ditunjukkan pada Lampiran 2.
Uji Fitokimia
Uji fitokimia yang dilakukan mengacu pada Harborne (1987). Pengujian
dilakukan pada serbuk dan ekstrak buah sirih hutan. Kelompok senyawa yang
ingin diketahui dalam analisis kualitatif ialah alkaloid, flavonoid, saponin, tanin,
hidrokuinon, triterpenoid, dan steroid.
Pada pengujian alkaloid digunakan pereaksi Dragendorf, Meyer, dan
Wagner. Sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan dilarutkan dalam 2 mL
kloroform, dibasakan dengan 5 tetes NH4OH, ditambahi 10 tetes H2SO4 2 M lalu
dikocok dengan menggunakan vorteks. Lapisan asam yang terbentuk diteteskan (3
tetes) pada pelat tetes menggunakan pipet. Keberadaan alkaloid ditunjukkan
dengan terbentuknya endapan merah jingga dengan pereaksi Dragendorf, endapan
putih dengan pereaksi Meyer, dan endapan cokelat dengan pereaksi Wagner.
Uji flavonoid dilakukan dengan menambahkan 3 mL air panas pada sampel,
kemudian dididihkan selama 5 menit. Sebanyak 3 tetes larutan diteteskan pada
pelat tetes menggunakan pipet, selanjutnya ditambahi serbuk Mg, 1 mL HCl
pekat, dan 1 mL amil alkohol kemudian dikocok menggunakan vorteks.
Terbentuknya warna merah/kuning/jingga menunjukkan adanya flavonoid.
Uji saponin dilakukan dengan menambahkan 3 mL air panas pada sampel,
selanjutnya dipanaskan selama 5 menit dan dikocok 10 detik menggunakan
vorteks, kemudian dibiarkan selama 10 menit. Terbentuknya busa yang stabil
menunjukkan adanya senyawa saponin. Prosedur uji tanin hampir sama dengan uji
saponin. Sampel dipanaskan hingga mendidih selama 5 menit, selanjutnya larutan
yang terbentuk ditambahi beberapa tetes larutan FeCl3 1%. Terbentuknya larutan
berwarna biru tua atau hijau kehitaman menunjukkan adanya tanin.
Uji hidrokuinon dilakukan dengan menambahkan 3 mL air panas pada
sampel, kemudian dididihkan selama 5 menit. Sebanyak 3 tetes larutan diteteskan
pada pelat tetes menggunakan pipet, selanjutnya ditambahi 1 mL NaOH.
Terbentuknya endapan warna merah menunjukkan adanya hidrokuinon.
Penentuan adanya senyawa triterpenoid dan steroid dilakukan dengan
menambahkan 2 mL eter pada sampel. Lapisan eter yang terbentuk diteteskan
pada pelat tetes kemudian ditambahi 3 tetes asam asetat anhidrat dan 1 tetes asam
sulfat pekat. Adanya triterpenoid ditandai dengan terbentuknya warna merah atau
ungu, sedangkan adanya steroid ditandai terbentuknya warna hijau atau biru.
Uji Aktivitas Insektisida
Pengujian aktivitas insektisida dilakukan dengan metode residu pada daun
(Prijono et al. 2001). Pengujian dilakukan pada ekstrak dan fraksi-fraksi buah
sirih hutan. Pengujian melalui dua tahap, yaitu uji pendahuluan dan uji lanjutan.
Uji Pendahuluan
Ekstrak kasar diuji pada konsentrasi 0.1% dan 0.5%, sedangkan fraksi-fraksi
diuji pada konsentrasi 0.05% dan 0.1% untuk fraksi 1 dan 2, dan fraksi lainnya
pada konsentrasi 0.08% dan 0.15%. Pengujian dilakukan dengan tiga ulangan, dan
pada setiap ulangan digunakan 15 ekor larva instar II C. pavonana. Ekstrak nheksana, ekstrak etil asetat, dan fraksi-fraksi dilarutkan dalam pelarut aseton,
sedangkan ekstrak metanol dilarutkan dalam pelarut metanol. Semua larutan
sampel kemudian dioleskan pada kedua sisi permukaan potongan daun brokoli
(diameter 3 cm) sebanyak 25 µL per sisi dengan menggunakan mikrosemprit
(microsyringe). Daun kontrol pada ekstrak kasar diolesi dengan pelarut aseton dan
metanol, sedangkan fraksi-fraksi dengan pelarut aseton. Setelah pelarutnya
menguap, dua potong daun perlakuan diletakkan dalam cawan petri (diameter 9
cm) yang telah dialasi tisu, kemudian 15 ekor larva instar II C. pavonana yang
baru ganti kulit dimasukkan ke dalam cawan petri tersebut. Pemberian makan
daun perlakuan dilakukan selama 48 jam, kemudian larva diberi makan daun
segar tanpa perlakuan. Larva yang bertahan hidup dipelihara sampai instar IV,
sementara jumlah larva yang mati dicatat setiap hari. Perkembangan larva yang
bertahan hidup diikuti setiap hari dan dihitung lama perkembangannya hingga
mencapai instar IV.
Uji Lanjutan
Ekstrak dan fraksi teraktif diuji lebih lanjut pada enam taraf konsentrasi
yang diharapkan dapat mengakibatkan kematian serangga uji antara >0% dan
INSEKTISIDA BOTANI TERHADAP LARVA
Crocidolomia pavonana
DADANG MUHAMMAD HASYIM
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Potensi Buah Sirih Hutan (Piper
aduncum) sebagai Insektisida Botani terhadap Larva Crocidolomia pavonana
adalah karya saya dengan arahan dari Komisi Pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir tesis ini.
Bogor, Agustus 2011
Dadang Muhammad Hasyim
NRP G451090151
ABSTRACT
DADANG MUHAMMAD HASYIM. Potential of Piper aduncum Fruit as
Botanical Insecticide against Crocidolomia pavonana Larvae. Under direction of
TUN TEDJA IRAWADI and DJOKO PRIJONO.
Injudicious use of synthetic insecticides can cause a variety of negative
impacts on human and other nontarget organisms as well as the environment. One
of the efforts to alleviate the problems is by utilizing bioactive compounds from
plants as botanical insecticides. Piper aduncum is one of plant species that is
active against insects. Insecticidal activity of its leaves has been widely reported,
while that of the other plant parts including fruits has not been reported. The
purpose of this research was to screen the potency of active compounds of P.
aduncum fruits as botanical insecticide against Crocidolomia pavonana larvae.
Sequential extraction of P. aduncum fruits was performed with maceration
method using hexane, ethyl acetate, and methanol. The phytochemical tests of P.
aduncum fruit extracts and leaf powder were done by qualitative method. The
bioassays were conducted by a leaf-feeding method. Second-instar larvae were fed
treated broccoli leaves for 48 hours, then were presented with untreated leaves
until the surviving larvae reached the fourth-instar stage. The results showed that
P. aduncum fruits contain alkaloid, flavonoid, saponin, tannin, and steroid
compounds. The hexane extract of P. aduncum fruits had the strongest insecticidal
activity against C. pavonana larvae (LC50 0.13% and LC95 0.26%) followed by
ethyl acetate and methanol extract. Fractionation of hexane extract by column
chromatography yielded ten fractions. Fraction 1 possessed the strongest
insecticidal activity against C. pavonana larvae (LC50 339.35 ppm and LC95
768.72 ppm). Results of gas chromatography-mass spectrometry and Fourier
transform infrared analysis showed that fraction 1 contains dillapiole (68.8%),
myristicin (4.87%), β-sitosterol (3.24%), and piperitone (2.53%).
Keywords: Piper aduncum, Crocidolomia pavonana, botanical insecticide,
dillapiole.
RINGKASAN
DADANG MUHAMMAD HASYIM. Potensi Buah Sirih Hutan (Piper aduncum)
sebagai Insektisida Botani terhadap Larva Crocidolomia pavonana. Dibimbing
oleh TUN TEDJA IRAWADI dan DJOKO PRIJONO.
Penggunaan insektisida sintetik yang tidak bijaksana dapat menyebabkan
berbagai dampak negatif terhadap manusia dan organisme bukan sasaran lainnya
maupun lingkungan. Salah satu upaya untuk mengurangi permasalahan akibat
penggunaan insektisida sintetik ialah dengan memanfaatkan senyawa aktif dari
tumbuhan sebagai insektisida botani. Sirih hutan (Piper aduncum) merupakan
salah satu jenis tumbuhan yang memiliki potensi sebagai insektisida botani.
Aktivitas insektisida daun tumbuhan tersebut telah banyak dilaporkan, sementara
bagian tumbuhan lainnya termasuk buah belum pernah dilaporkan. Penelitian ini
bertujuan mengetahui potensi dan mengidentifikasi komponen aktif buah sirih
hutan sebagai insektisida botani terhadap larva Crocidolomia panonana.
Analisis proksimat dilakukan pada buah sirih hutan meliputi analisis kadar
air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, dan kadar karbohidrat (by difference).
Ekstraksi buah sirih hutan dilakukan dengan metode maserasi menggunakan
pelarut n-heksana, etil asetat, dan metanol secara bertahap. Pengujian fitokimia
dilakukan pada ekstrak dan serbuk buah sirih hutan. Kelompok senyawa yang
ingin diketahui dalam analisis kualitatif ialah alkaloid, flavonoid, saponin, tanin,
hidrokuinon, triterpenoid, dan steroid. Ekstrak teraktif difraksinasi dengan
menggunakan kromatografi kolom gel silika. Fase geraknya menggunakan pelarut
n-heksana-metanol dengan metode step gradient. Mula-mula sampel dielusi
dengan n-heksana, kemudian secara bertahap ditingkatkan kepolarannya dengan
menambahkan aseton dengan berbagai perbandingan dan diakhiri dengan metanol.
Setiap fraksi diperiksa dengan menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT). Noda
dengan nilai Rf yang sama disatukan menjadi satu fraksi. Fraksi teraktif
dikarakterisasi dengan menggunakan kromatografi gas-spektrometer massa (GCMS) dan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR).
Uji aktivitas insektisida dilakukan terhadap ekstrak dan fraksi dengan
metode residu pada daun melalui dua tahap, yaitu uji pendahuluan dan uji
lanjutan. Formulasi insektisida komersial Agrimec 18 EC (b.a. abamektin 18.4
g/l) juga diuji sebagai kontrol positif. Abamektin merupakan salah satu homolog
dari avermektin yang diperoleh dari hasil fermentasi bakteri tanah, Streptomyces
avermitilis. Pada uji pendahuluan, setiap perlakuan dan kontrol diulang tiga kali,
sedangkan uji lanjutan diulang enam kali. Larva instar II C. pavonana diberi
makan daun perlakuan selama 48 jam, kemudian larva diberi makan daun segar
tanpa perlakuan. Larva yang bertahan hidup dipelihara sampai instar IV,
sementara jumlah larva yang mati dicatat setiap hari. Data mortalitas kumulatif
diolah dengan analisis probit, sedangkan data lama perkembangan larva dari instar
II ke instar IV diolah dengan sidik ragam, yang dilanjutkan dengan uji jarak
berganda Duncan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa buah sirih hutan mengandung air
11.32%, abu 6.38%, protein 11.42%, lemak 4.98%, dan karbohidrat 65.9%. Buah
sirih hutan mengandung golongan senyawa alkaloid, flavonoid, saponin, tanin,
dan steroid. Di antara ketiga ekstrak yang diuji terhadap larva C. pavonana,
ekstrak n-heksana buah sirih hutan memiliki aktivitas insektisida yang kuat (LC50
0.13% dan LC95 0.26%), diikuti ekstrak etil asetat dan metanol.
Hasil dari pemisahan dengan kromatografi kolom diperoleh 10 fraksi. Di
antara fraksi-fraksi yang diuji, fraksi 1 (LC50 339.35 ppm dan LC95 768.72 ppm)
memiliki aktivitas insektisida yang paling kuat terhadap larva C. pavonana.
Aktivitas fraksi 1 lebih kuat daripada ekstrak kasarnya. Berdasarkan nilai LC50
terhadap instar II+III, fraksi 1 sekitar 3.8 kali lebih toksik terhadap larva C.
pavonana dibandingkan dengan ekstrak kasarnya, sedangkan berdasarkan nilai
LC95 fraksi 1 tersebut sekitar 3.4 kali lebih toksik. Toksisitas fraksi 1 lebih rendah
daripada abamektin (LC50 7.85 ppm). Berdasarkan LC50 dibandingkan dengan
abamektin, toksisitas fraksi 1 sekitar 43.2 kali lebih rendah dan pada LC95 sekitar
42.8 kali lebih rendah. Hasil analisis dengan GC-MS dan FTIR menunjukkan
bahwa komponen utama fraksi 1 diduga mengandung senyawa dilapiol (68.8%),
miristisin (4.87%), β-sitosterol (3.24%), dan piperiton (2.53%).
Kata kunci: Piper aduncum, Crocidolomia pavonana, insektisida botani, dilapiol.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
POTENSI BUAH SIRIH HUTAN (Piper aduncum) SEBAGAI
INSEKTISIDA BOTANI TERHADAP LARVA
Crocidolomia pavonana
DADANG MUHAMMAD HASYIM
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Departemen Kimia
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Dra. Gustini Syahbirin, MS.
Judul Tesis
Nama Mahasiswa
NRP
: Potensi Buah Sirih Hutan (Piper aduncum) sebagai
Insektisida Botani terhadap Larva Crocidolomia pavonana
: Dadang Muhammad Hasyim
: G451090151
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS.
Ketua
Ir. Djoko Prijono, MAgrSc.
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Kimia
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Dra. Purwantiningsih Sugita, MS.
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian: 08 Agustus 2011
Tanggal Lulus: 12 Agustus 2011
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT pencipta segala
partikel penyusun jagat raya yang tak terhingga dengan segala ke Maha BesaranNya. Shalawat dan salam tetap kami sampaikan untuk baginda Nabi Muhammad
SAW, pembawa dan pemersatu umat dalam ikatan hidrogen yang tidak akan
terputus hingga sampai nanti di alam yang kekal.
Atas bimbingan-Mu wahai Robb pemilik lautan ilmu, sehingga penulis
dapat menyelesaikan tesis ini dengan judul “Potensi Buah Sirih Hutan (Piper
aduncum sebagai Insektisida Botani terhadap Larva Crocidolomia pavonana”.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-sebesarnya
kepada:
1. Ibu Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS. sebagai ketua komisi pembimbing
yang telah memberikan pengarahan, bimbingan, motivasi, dan masukannya
sampai penulis menyelesaikan penelitian ini.
2. Bapak Ir. Djoko Prijono, MAgrSc. sebagai anggota komisi pembimbing dan
guru yang telah memberikan keteladanan mendalam akan arti sebuah ilmu
pengetahuan. Semoga ilmu yang diberikan dapat bermanfaat di kehidupan
mendatang. Terima kasih juga atas segala arahan, bimbingan, motivasi, saran,
dan masukan yang diberikan kepada penulis sejak penyusunan proposal
hingga selesainya penelitian ini.
3. Kementerian Agama Republik Indonesia yang telah membiayai studi dan
penelitian ini.
4. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang selama masa hidupnya telah memberikan
kepercayaan, doa tulus ikhlasnya, dan pelajaran hidup yang sangat berharga
kepada penulis. Doa yang selalu penulis panjatkan semoga Allah SWT
mengampuni, merahmati, mengasihi, memaafkan, dan memasukkan
keduanya sebagai salah seorang dari golongan jamaah-Nya yang dimuliakan.
5. Kakanda Umu Salamah, Drs. H. Agus M. Soleh, Asep Jaja, Lilis Aisyah
(Almh), dan seluruh keluarga yang telah memberi kepercayaan, dukungan,
dan doa tulus ikhlasnya sehingga penulis dapat menyelesaikan studi ini.
6. Teman-teman Abdullah, M.Si, Achmad Muslim, M.Si, Ahmad Izzuddin,
M.Si, Muslih Abdul Mujib, M.Si, Saaepudin Rahmatullah, M.Si, dan temanteman Kimia angkatan 2009 atas dukungan dan kebersamaannya. Terima
kasihku lebih dari bilangan Avogadro, karena ada kalianlah gaya
antarmolekul antara kita menjadi kuat dan orbital elektron di dalamnya
menjadi lebih hidup dan indah.
7. Rekan-rekan di Laboratorium Fisiologi dan Toksikologi Serangga, Eka
Candra Lina, M.Si., Herma Amalia SP., Catur Hertika, S.Si., Ahmad Sifa,
Nelly Nailufar, Hendi Irawan, Rizki Arifiansyah, dan Sani Nihlatussania yang
telah banyak membantu dan kebersamaannya.
Akhir kata penulis berharap hasil penelitian dan tulisan ini dapat bermanfaat
dan berguna sebagai bahan informasi dalam kemajuan ilmu pengetahuan alam.
Bogor, Agustus 2011
Dadang Muhammad Hasyim
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Garut pada tanggal 15 Juli 1984 dari Ayah Aceng
Kholil (Alm) dan Ibu Ipoh Napisah (Almh). Penulis merupakan putera keempat
dari empat bersaudara.
Pada tahun 2003 penulis menyelesaikan pendidikan Madrasah Aliyah
Negeri Cibatu-Garut. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Pendidikan Kimia,
Fakultas Tarbiyah dan Keguruan Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati
Bandung dan lulus pada tahun 2008.
Sejak tahun 2004 hingga sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar di
Madrasah Aliyah Sunan Rahmat. Pada tahun 2007 penulis bekerja sebagai staf
pengajar di Madrasah Tsanawiyah Khusus Ciloa. Melalui Beasiswa Program
Magister dari Kementerian Agama, penulis berkesempatan melanjutkan
pendidikan pada Program Studi Kimia, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian
Bogor (IPB) tahun 2009. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten
praktikum mata kuliah Kimia Dasar untuk Tingkat Persiapan Bersama IPB pada
tahun ajaran 2010/2011.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ...................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
xii
PENDAHULUAN ..................................................................................
Latar Belakang ...............................................................................
Tujuan Penelitian ...........................................................................
Manfaat Penelitian .........................................................................
1
1
3
3
TINJAUAN PUSTAKA .........................................................................
Sirih Hutan .....................................................................................
Crocilodolomia pavonana .............................................................
4
4
6
BAHAN DAN METODE .......................................................................
Tempat dan Waktu .........................................................................
Bahan Tanaman Uji .......................................................................
Serangga Uji ..................................................................................
Uji Proksimat .................................................................................
Penyiapan Ekstrak Kasar ...............................................................
Uji Fitokimia ..................................................................................
Uji Aktivitas Insektisida ................................................................
Pencarian Eluen Terbaik ................................................................
Fraksinasi Ekstrak Teraktif dan Identifikasi Fraksi Teraktif .........
9
9
9
9
9
10
10
11
13
13
HASIL DAN PEMBAHASAN ...............................................................
Hasil Analisis Proksimat ...............................................................
Hasil Ekstraksi Buah Sirih Hutan ..................................................
Hasil Analisis Fitokimia ................................................................
Aktivitas Insektisida Ekstrak Buah Sirih Hutan terhadap Larva
C. pavonana ...................................................................................
Fraksinasi dengan Kromatografi Kolom .......................................
Aktivitas Insektisida Fraksi Buah Sirih Hutan terhadap Larva
C. pavonana ...................................................................................
Identifikasi Komponen Aktif .........................................................
14
14
16
17
30
39
SIMPULAN DAN SARAN ....................................................................
43
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................
45
LAMPIRAN ...........................................................................................
51
19
27
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Hasil analisis proksimat buah sirih hutan .........................................
14
2
Rendemen ekstrak buah sirih hutan dengan ekstraksi bertahap ........
17
3
Hasil uji fitokimia buah sirih hutan ...................................................
18
4
Pengaruh ekstrak buah sirih hutan terhadap mortalitas larva
C. pavonana ......................................................................................
20
Pengaruh ekstrak n-heksana buah sirih hutan terhadap mortalitas
larva C. pavonana .............................................................................
23
Penduga parameter hubungan konsentrasi-mortalitas ekstrak
n-heksana buah sirih hutan terhadap larva C. pavonana ...................
24
Pengaruh ekstrak buah sirih hutan terhadap lama perkembangan
larva C. pavonana .............................................................................
25
Pengaruh ekstrak n-heksana buah sirih hutan pada berbagai
konsentrasi terhadap lama perkembangan larva C. pavonana ..........
26
9 Fraksi-fraksi hasil kromatografi kolom ekstrak n-heksana buah
sirih hutan dengan fase diam gel silika dan eluen n-heksana-aseton
(7:3) ...................................................................................................
29
10 Pengaruh fraksi-fraksi buah sirih hutan terhadap mortalitas larva
C. pavonana ......................................................................................
31
11 Pengaruh fraksi 1 buah sirih hutan dan abamektin terhadap
mortalitas larva C. pavonana ............................................................
34
12 Penduga parameter hubungan konsentrasi-mortalitas fraksi 1 buah
sirih hutan dan abamektin terhadap larva C. pavonana ....................
35
13 Pengaruh fraksi-fraksi buah sirih hutan terhadap lama
perkembangan larva C. pavonana .....................................................
37
14 Pengaruh fraksi 1 buah sirih hutan terhadap lama perkembangan
larva C. pavonana .............................................................................
38
15 Komponen senyawa aktif dalam fraksi 1 buah sirih hutan ...............
40
5
6
7
8
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Buah sirih hutan ................................................................................
2
4
Perkembangan mortalitas larva C. pavonana yang diberi perlakuan
ekstrak n-heksana buah sirih hutan selama 48 jam pada berbagai
konsentrasi dengan metode residu pada daun ...................................
22
3 Pola KLT gel silika dan nilai Rf ekstrak n-heksana buah sirih hutan
dengan eluen n-heksana-aseton (7:3) ................................................
28
4
Profil KLT hasil kromatografi kolom ekstrak n-heksana buah sirih
hutan dengan eluen n-heksana-aseton (7:3) ......................................
30
Perkembangan mortalitas larva C. pavonana yang diberi perlakuan
fraksi 1 buah sirih hutan dan abamektin selama 48 jam pada
berbagai konsentrasi dengan metode residu pada daun ....................
33
Kromatogram fraksi 1 buah sirih hutan hasil GC-MS ......................
39
7 Struktur dilapiol, miristisin, β-sitosterol, dan piperiton ....................
40
5
6
8
Spektrum FTIR fraksi 1 buah sirih hutan menggunakan pelet
KBr ...................................................................................................
42
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Hasil penentuan sampel tumbuhan sirih hutan ..................................
52
2
Diagram alir ekstraksi buah sirih hutan ............................................
53
3
Diagram alir fraksinasi ekstrak teraktif dan karakterisasi fraksi
teraktif buah sirih hutan ....................................................................
54
Hasil KLT pemilihan eluen terbaik ekstrak n-heksana buah sirih
hutan dengan pelarut tunggal dan campuran .....................................
55
4
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan insektisida sintetik di Indonesia masih sangat tinggi terutama
pada tanaman sayuran. Petani sangat bergantung pada insektisida sintetik untuk
menurunkan populasi serangga hama karena mudah dalam aplikasi dan dapat
mengendalikan hama dalam waktu singkat (Metcalf 1982; Djojosumarto 2008).
Penggunaan insektisida sintetik yang tidak bijaksana dapat menimbulkan dampak
negatif, seperti terjadinya resistensi dan resurjensi hama, munculnya hama
sekunder, terbunuhnya organisme bukan sasaran, pencemaran lingkungan, bahaya
pada pemakai, serta adanya residu pada hasil panen (Metcalf 1982; Matsumura
1985; Kishi et al. 1995; Rush et al. 1997).
Salah satu alternatif untuk mengurangi dampak negatif akibat penggunaan
insektisida sintetik ialah dengan memanfaatkan senyawa aktif dari tumbuhan
sebagai insektisida botani. Golongan insektisida tersebut memiliki beberapa
keunggulan, di antaranya mudah terurai di lingkungan, efektif terhadap hama
sasaran, serta umumnya cukup aman terhadap musuh alami hama dan organisme
bukan sasaran lainnya (Bentz & Neal 1995; Isman 1995; Schmutterer 1997;
Kaufman et al. 2006). Kelebihan tersebut sejalan dengan konsep pengendalian
hama terpadu (PHT) yang mensyaratkan penggunaan insektisida yang tidak
menimbulkan dampak negatif bagi organisme bukan sasaran dan lingkungan.
Salah satu tumbuhan yang memiliki sifat insektisida dan berpotensi untuk
dikembangkan sebagai sumber insektisida botani adalah sirih hutan (Piper
aduncum, Piperaceae). Masyarakat sudah lama menggunakan sirih hutan untuk
bahan obat-obatan, seperti penyembuh luka, demam, radang perut, sakit gigi,
penyakit hati, obat bisul, reumatik, dan diare, serta digunakan sebagai makanan
burung, mamalia, dan kelelawar. Selain itu, sediaan tumbuhan tersebut dapat
digunakan untuk mengendalikan serangga hama (Lepš et al. 2002; Mitchell &
Ahmad 2006; Braga et al. 2007; Tene et al. 2007; Misni et al. 2008).
Beberapa penelitian mengenai aktivitas insektisida daun sirih hutan telah
banyak dilaporkan, sedangkan bagian tumbuhan lainnya termasuk buah belum
pernah dilaporkan. Othman et al. (2004) melaporkan bahwa fraksi n-heksana daun
sirih hutan dapat mematikan larva nyamuk Aedes aegypti. Minyak atsiri daun sirih
hutan juga dilaporkan dapat mematikan nyamuk A. aegypti (Misni et al. 2008) dan
lalat Musca domestica (Mee et al. 2009). Salah satu senyawa aktif daun sirih
hutan yang memiliki aktivitas insektisida ialah dilapiol (golongan fenilpropanoid).
Perlakuan dengan dilapiol pada konsentrasi 0.1 ppm dapat mengakibatkan
mortalitas larva nyamuk Aedes atropalpus 92% (Bernard et al. 1995). Selain itu,
dilapiol juga memiliki aktivitas terhadap kumbang Cerotoma tingomarianus
(Fazolin et al. 2005), kumbang Sitophilus zeamais (Estrela et al. 2006), serta
dapat menurunkan kelangsungan hidup dan kemampuan reproduksi nyamuk A.
aegypti (Rafael et al. 2008). Namun, aktivitas dilapiol terhadap hama pemakan
daun belum banyak dilaporkan.
Penelitian diperlukan untuk mengetahui potensi buah sirih hutan sebagai
sumber insektisida botani untuk mengendalikan hama tanaman pertanian.
Kerugian terhadap produksi pertanian akibat serangan hama khususnya pada
tanaman sayuran sangat besar. Salah satu hama perusak tanaman adalah
Crocidolomia pavonana, yang merupakan hama yang sangat merusak pada
tanaman
sayuran
famili
Brassicaceae.
Serangan
hama
tersebut
dapat
mengakibatkan kehilangan hasil panen kubis mencapai 65.8%-100% apabila tidak
dilakukan pengendalian (Uhan 1993; Sastrosiswojo 1996).
Tumbuhan yang bersifat insektisida terhadap hama C. pavonana sudah
banyak ditemukan, salah satunya tumbuhan anggota famili Piperaceae seperti lada
(Piper nigrum), cabai jawa (Piper retrofractum), dan kemukus (Piper cubeba).
Prijono et al. (2006) melaporkan bahwa perlakuan dengan ekstrak metanol biji
lada dan buah cabai jawa pada konsentrasi 0.5% mengakibatkan mortalitas larva
instar II C. pavonana sebesar 100%. Perlakuan dengan fraksi n-heksana buah
cabai jawa dan fraksi n-heksana buah kemukus pada konsentrasi 0.5%
mengakibatkan mortalitas larva C. pavonana masing-masing 100% dan 93%
(Ferdi 2008; Nugroho 2008). Buah sirih hutan dari famili yang sama diduga
memiliki aktivitas yang sama sebagai insektisida terhadap hama C. pavonana.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengetahui potensi dan mengidentifikasi komponen
aktif buah sirih hutan sebagai insektisida botani terhadap larva C. pavonana.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang potensi dan
komponen aktif buah sirih hutan sebagai insektisida botani yang efektif dan ramah
lingkungan.
TINJAUAN PUSTAKA
Sirih Hutan
Tumbuhan sirih hutan (Piper aduncum, Piperaceae) berasal dari Amerika
dan diperkenalkan di Indonesia pada tahun 1860. Tumbuhan ini berbentuk semaksemak atau pohon kecil dan tumbuh di daerah tropis. Di daerah-daerah tertentu,
sirih hutan tumbuh dengan baik pada ketinggian 90-1000 m dpl. Nama daerah
sirih hutan di antaranya seuseureuhan dan gedebong (Sunda) (Heyne 1987).
Gambar 1 Buah sirih hutan
Sirih hutan kaya akan senyawa metabolit sekunder, yang termasuk dalam
golongan alkaloid, fenilpropanoid, monoterpena, seskuiterpena, steroid, tanin,
flavonoid, kuinon, flavanon, flavon, kromena, dan benzenoid (Parmar et al. 1997;
Taylor 2006; Braga et al. 2007).
Daun
sirih
fenilpropanoid
hutan
dilaporkan
mengandung
7
[1,2,3-trimetoksi-5-(2-propenil)-benzena,
senyawa
golongan
2,6-dimetoksi-4-(2-
propenil)-fenol, 2-asetoksi-1,3-dimetoksi-5-(2-propenil)-benzena, 5-metoksi-6-(2propenil)-1,3-benzodioksol, dilapiol, miristisin, dan safrol], 7 senyawa benzenoid
[asam 3,5-bis-(3-metil-2-butenil)-4-metoksi-benzoat, asam 3-(3’,7’-dimetil-2’,6’oktadienil)-4-metoksi-benzoat,
benzoat,
asam
asam
4-hidroksi-3-(3,7-dimetil-2,6-oktadienil)-
4-hidroksi-3-(3-metil-1-okso-2-butenil)-5-(3-metil-2-butenil)-
benzoat, metil 4-hidroksi-3-(2’-hidroperoksi-3’-metil-3’-butenil)-benzoat, metil 4hidroksi-3-(3’-metil-2’-butenil)-benzoat, dan metil 4-hidroksi-3-(2’-hidroksi-3’metil-3’-butenil)-benzoat], 4 senyawa kromena [asam 2,2-dimetil-2H-1-kromena6-karboksilat, metil 8-hidroksi-2,2-dimetil-2H-1-kromena-6-karboksilat, metil
2,2-dimetil-8-(3’-metil-2’-butenil)-2H-1-kromena-6-karboksilat, dan metil 2,2-
dimetil-2H-1-kromena-6-karboksilat, 1 senyawa dihidrokalkon [2’,6’-dihidroksi4’-metoksidihidrokalkon], 1 senyawa flavanon [pinosembrin], 1 senyawa steroid
[β-sitosterol], dan 1 senyawa terpenoid [nerolidol] (Parmar et al. 1998; Baldoqui
et al. 1999; Flores et al. 2009; Lago et al. 2009). Sementara itu, Torres-Santos et
al. (1999) mengisolasi senyawa 2’,6’-dihidroksi-4’-metoksikalkon dari bunga
sirih hutan.
Minyak atsiri daun dan batang sirih hutan mengandung senyawa golongan
monoterpena masing-masing 45.2% dan 52.0%, serta golongan seskuiterpena
masing-masing 66.9% dan 24.5% (Navickiene et al. 2006). Rali et al. (2007)
melaporkan bahwa minyak atsiri daun sirih hutan mengandung dilapiol 43.3%, βkariofilena 8.2%, piperiton 6.7%, α-humulena 5.1% dan senyawa lainnya masingmasing kurang dari 5%.
Tumbuhan sirih hutan memiliki berbagai aktivitas biologi, termasuk
aktivitas terhadap serangga hama. Beberapa informasi dasar tentang aktivitas
bagian tumbuhan tersebut telah diketahui. Bernard et al. (1995) melaporkan
bahwa perlakuan dengan fraksi n-heksana, fraksi diklorometana, fraksi etil asetat,
dan fraksi metanol daun sirih hutan pada konsentrasi 100 ppm dapat mematikan
larva nyamuk A. atropalpus berturut-turut sebesar 26%, 72%, 2%, dan 0%. Selain
itu, perlakuan dilapiol pada konsentrasi 0.1 ppm dapat menyebabkan mortalitas
larva nyamuk A. atropalpus sebesar 92%.
Dilapiol yang diisolasi dari daun sirih hutan juga dilaporkan mempunyai
aktivitas insektisida terhadap kumbang Cerotoma tingomarianus. Pada aplikasi
kontak dengan konsentrasi 1% dapat mengakibatkan mortalitas hampir 100%,
sedangkan pada aplikasi topikal mengakibatkan mortalitas berkisar 5%-30%
(Fazolin et al. 2005). Estrela et al. (2006) juga melaporkan bahwa dilapiol
mempunyai aktivitas insektisida terhadap kumbang Sitophilus zeamais pada
aplikasi kontak dengan LC50 2.87 µL/cm2, pada aplikasi fumigan dengan LC50
0.56 µL/g, dan pada aplikasi topikal dengan LD50 0.03 µL/g. Sementara itu, Silva
et al. (2009) membandingkan aktivitas ekstrak n-heksana, etil asetat, dan etanol
daun sirih hutan terhadap caplak lembu Rhipicephalus microplus. Ekstrak etanol
nyata lebih toksik daripada ekstrak etil asetat, tetapi ekstrak n-heksana yang
paling aktif terhadap caplak tersebut dengan LC50 9.30 mg/mL dan menyebabkan
penurunan reproduksi sebesar 12.5%-54.2%. Selain itu, minyak atsiri yang
diujikan dapat menyebabkan mortalitas larva 100% pada konsentrasi 0.1 mg/mL.
Penelitian buah sirih hutan masih terbatas pada sifat kimianya, Jamal et al.
(2003) melaporkan bahwa minyak atsiri buah sirih hutan mengandung senyawa
golongan monoterpena 8.58%, seskuiterpena 14.79%, dan fenilpropanoid 56.28%,
dan komponen lainnya sebesar 20.35%. Sementara itu, Navickiene et al. (2006)
melaporkan bahwa minyak atsiri buah sirih hutan mengandung senyawa golongan
monoterpena 85.1% dan seskuiterpena 10.6%.
Crocidolomia pavonana
Crocidolomia pavonana (F.) (Lepidoptera: Crambidae) yang sebelumnya
dikenal sebagai C. binotalis Zeller merupakan salah satu hama penting yang
menyerang tanaman sayuran famili Brassicaceae, seperti kubis, kubis bunga,
kubis cina, mostar, lobak, dan sawi liar. Hama ini tersebar di Afrika Selatan, Asia
Tenggara, Australia, dan Kepulauan di Samudera Pasifik. Di Pulau Jawa serangga
ini ditemukan baik di dataran rendah maupun di dataran tinggi (Kalshoven 1981).
Perkembangan C. pavonana bertipe holometabola (metamorfosis sempurna)
yang melewati empat fase, yaitu telur, larva, pupa, dan imago. Telur C. pavonana
diletakkan secara berkelompok yang tersusun seperti atap genting pada
permukaan bawah daun. Setiap kelompok rata-rata terdiri atas 10 sampai 300 butir
telur. Telur-telur tersebut berwarna hijau muda atau kekuningan dan berubah
warna menjadi kemerahan pada saat akan menetas. Lama stadium telur rata-rata
4-5 hari pada suhu 25-28 °C (Prijono & Hassan 1992).
Setelah melewati fase telur, larva keluar dari telur. Fase larva selama
perkembangannya melewati empat instar. Tubuh larva instar I berwarna hijau,
dengan lama stadium 2-3 hari. Larva instar II berwarna hijau kekuningan dan pada
bagian kepala terdapat garis melintang berwarna kuning, dengan lama stadium 2-3
hari. Larva instar III berwarna hijau dengan lama stadium rata-rata 1-2 hari. Larva
instar IV berwarna hijau dengan tiga garis putih memanjang pada bagian dorsal
dan pada bagian sisi tubuhnya, dengan lama stadium rata-rata 3-6 hari. Bagian
dorsal tubuh larva instar ini akan berubah warna menjadi kecokelatan yang
menandakan larva sudah tidak makan lagi untuk memasuki fase pupa. Lama
perkembangan larva secara keseluruhan 8-14 hari pada suhu 25-28 °C dengan
kelembapan relatif 60-70% (Prijono & Hassan 1992).
Fase pupa berlangsung dengan cara membentuk benang sutera untuk
merekatkan butiran-butiran tanah yang menyelubungi tubuhnya. Pupa normal
yang terbentuk pada awalnya berwarna kuning kecokelatan kemudian berubah
warna menjadi cokelat tua, dengan lama stadium 11-13 hari. Setelah itu terbentuk
imago yang bersifat nokturnal. Imago memiliki toraks berwarna gelap dan
abdomen berwarna merah kecokelatan. Imago jantan mudah dikenal dengan
adanya sisik berwarna gelap/hitam pada tepi interior sayap depan. Rentang sayap
imago betina sekitar 25 mm sedangkan imago jantan sekitar 24 mm. Ukuran
tubuh imago jantan lebih panjang (sekitar 11.4 mm) daripada yang betina (sekitar
9.6 mm). Imago betina yang diberi makan larutan madu 10% menghasilkan telur
35-459 butir dan dapat hidup selama 1-2 minggu. Siklus hidup imago betina
sekitar 23-28 hari, sedangkan imago jantan sekitar 24-29 hari (Prijono & Hassan
1992).
Pengendalian hama C. pavonana umumnya dilakukan dengan menggunakan
insektisida sintetik. Namun, penggunaan insektisida sintetik dalam menekan
populasi hama dengan cepat dapat menimbulkan dampak yang tidak diinginkan.
Pengendalian secara biologi dapat dilakukan dengan melestarikan musuh alami
(parasitoid) seperti Eriborus argenteopilosus dan Palexorista inconspicuoides
(Sastrosiswojo & Setiawati 1992). Namun, cara-cara tersebut belum dapat
menekan populasi hama secara efektif. Insektisida botani merupakan salah satu
alternatif pengendalian yang cukup aman sesuai konsep pengendalian hama
terpadu.
Larva C. pavonana sering digunakan sebagai hewan uji dalam penelitian
senyawa aktif insektisida. Syahputra et al. (2004) menggunakan larva ini untuk
menguji aktivitas ekstrak kulit batang tumbuhan famili Clusiaceae, Lecythidaceae,
Meliaceae, dan Sapindaceae. Prijono (2005) menggunakan larva ini untuk
membandingkan secara kuantitatif aktivitas penghambat perkembangan serangga
dari ekstrak empat jenis tumbuhan, yaitu Aglaia odorata, A. odoratissima,
Dysoxylum acutangulum, dan A. mollissimum. Prijono et al. (2006) menggunakan
larva ini untuk mengetahui aktivitas insektisida ekstrak 43 jenis tanaman dari
famili Annonaceae, Asteraceae, Meliaceae, Piperaceae, dan Rutaceae. Pada
penelitian ini larva C. pavonana digunakan untuk mengetahui potensi buah sirih
sirih hutan sebagai sumber insektisida botani.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik, Departemen
Kimia, Institut Pertanian Bogor (IPB), Laboratorium Fisiologi dan Toksikologi
Serangga, Departemen Proteksi Tanaman IPB, Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi LPPM IPB, Pusat Laboratorium Forensik Mabes POLRI
Jakarta, dan Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Penelitian dilaksanakan dari Desember 2010 sampai dengan Juli 2011.
Bahan Tanaman Uji
Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah sirih hutan
yang diperoleh dari areal kampus Institut Pertanian Bogor (IPB) Darmaga,
kemudian dilakukan determinasi di Herbarium Bogoriense, Bogor. Hasil
penentuan sampel tumbuhan sirih hutan ditunjukkan pada Lampiran 1. Buah sirih
hutan dibersihkan dan dipotong kecil-kecil (± 3 cm), kemudian dikeringudarakan
tanpa terkena cahaya matahari langsung. Setelah kering, buah tersebut dihaluskan
dengan menggunakan mesin penghancur hingga diperoleh serbuk, kemudian
diayak menggunakan pengayak kawat kasa berjalinan 0.5 mm.
Serangga Uji
Serangga uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah larva instar II
Crocidolomia pavonana yang diperoleh dari perbanyakan di Laboratorium
Fisiologi dan Toksikologi Serangga, Departemen Proteksi Tanaman IPB.
Pemeliharaan serangga dilakukan mengikuti prosedur yang digunakan oleh
Prijono & Hassan (1992).
Uji Proksimat
Uji proksimat yang dilakukan mengacu pada AOAC (1984). Pengujian ini
meliputi penentuan kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, dan kadar
karbohidrat (by difference), yang dilakukan di Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi LPPM IPB.
Penyiapan Ekstrak Kasar
Ekstraksi dilakukan dengan metode yang dimodifikasi dari Silva et al.
(2009). Ekstraksi menggunakan tiga jenis pelarut berdasarkan perbedaan
kepolaran, yaitu n-heksana, etil asetat, dan metanol secara bertahap. Pada tahap
pertama, 1 kg serbuk diekstraksi dengan cara maserasi menggunakan pelarut nheksana (1:10 w/v). Hasil rendaman disaring untuk memisahkan filtrat dan
residunya. Filtrat yang diperoleh kemudian dipekatkan dengan menggunakan
penguap putar sehingga didapat ekstrak pekat n-heksana. Perendaman diulang
sampai filtratnya tidak berwarna. Residunya diangin-anginkan di kamar asam
(fume hood) agar terbebas dari n-heksana. Residu kering direndam kembali
dengan menggunakan pelarut etil asetat sampai filtratnya tidak berwarna. Hasil
rendaman disaring dan filtrat yang diperoleh kemudian dipekatkan dengan
menggunakan penguap putar sehingga didapat ekstrak pekat etil asetat. Residunya
diangin-anginkan di kamar asam (fume hood) agar terbebas dari etil asetat. Residu
kering direndam kembali dengan menggunakan pelarut metanol sampai filtratnya
tidak berwarna. Hasil rendaman disaring dan filtrat yang diperoleh kemudian
dipekatkan dengan menggunakan penguap putar sehingga didapat ekstrak pekat
metanol. Hasil ketiga ekstrak pekat tersebut dapat langsung digunakan atau
disimpan dalam lemari es (≤ 4 °C) hingga saat digunakan. Diagram alir ekstraksi
buah sirih hutan ditunjukkan pada Lampiran 2.
Uji Fitokimia
Uji fitokimia yang dilakukan mengacu pada Harborne (1987). Pengujian
dilakukan pada serbuk dan ekstrak buah sirih hutan. Kelompok senyawa yang
ingin diketahui dalam analisis kualitatif ialah alkaloid, flavonoid, saponin, tanin,
hidrokuinon, triterpenoid, dan steroid.
Pada pengujian alkaloid digunakan pereaksi Dragendorf, Meyer, dan
Wagner. Sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan dilarutkan dalam 2 mL
kloroform, dibasakan dengan 5 tetes NH4OH, ditambahi 10 tetes H2SO4 2 M lalu
dikocok dengan menggunakan vorteks. Lapisan asam yang terbentuk diteteskan (3
tetes) pada pelat tetes menggunakan pipet. Keberadaan alkaloid ditunjukkan
dengan terbentuknya endapan merah jingga dengan pereaksi Dragendorf, endapan
putih dengan pereaksi Meyer, dan endapan cokelat dengan pereaksi Wagner.
Uji flavonoid dilakukan dengan menambahkan 3 mL air panas pada sampel,
kemudian dididihkan selama 5 menit. Sebanyak 3 tetes larutan diteteskan pada
pelat tetes menggunakan pipet, selanjutnya ditambahi serbuk Mg, 1 mL HCl
pekat, dan 1 mL amil alkohol kemudian dikocok menggunakan vorteks.
Terbentuknya warna merah/kuning/jingga menunjukkan adanya flavonoid.
Uji saponin dilakukan dengan menambahkan 3 mL air panas pada sampel,
selanjutnya dipanaskan selama 5 menit dan dikocok 10 detik menggunakan
vorteks, kemudian dibiarkan selama 10 menit. Terbentuknya busa yang stabil
menunjukkan adanya senyawa saponin. Prosedur uji tanin hampir sama dengan uji
saponin. Sampel dipanaskan hingga mendidih selama 5 menit, selanjutnya larutan
yang terbentuk ditambahi beberapa tetes larutan FeCl3 1%. Terbentuknya larutan
berwarna biru tua atau hijau kehitaman menunjukkan adanya tanin.
Uji hidrokuinon dilakukan dengan menambahkan 3 mL air panas pada
sampel, kemudian dididihkan selama 5 menit. Sebanyak 3 tetes larutan diteteskan
pada pelat tetes menggunakan pipet, selanjutnya ditambahi 1 mL NaOH.
Terbentuknya endapan warna merah menunjukkan adanya hidrokuinon.
Penentuan adanya senyawa triterpenoid dan steroid dilakukan dengan
menambahkan 2 mL eter pada sampel. Lapisan eter yang terbentuk diteteskan
pada pelat tetes kemudian ditambahi 3 tetes asam asetat anhidrat dan 1 tetes asam
sulfat pekat. Adanya triterpenoid ditandai dengan terbentuknya warna merah atau
ungu, sedangkan adanya steroid ditandai terbentuknya warna hijau atau biru.
Uji Aktivitas Insektisida
Pengujian aktivitas insektisida dilakukan dengan metode residu pada daun
(Prijono et al. 2001). Pengujian dilakukan pada ekstrak dan fraksi-fraksi buah
sirih hutan. Pengujian melalui dua tahap, yaitu uji pendahuluan dan uji lanjutan.
Uji Pendahuluan
Ekstrak kasar diuji pada konsentrasi 0.1% dan 0.5%, sedangkan fraksi-fraksi
diuji pada konsentrasi 0.05% dan 0.1% untuk fraksi 1 dan 2, dan fraksi lainnya
pada konsentrasi 0.08% dan 0.15%. Pengujian dilakukan dengan tiga ulangan, dan
pada setiap ulangan digunakan 15 ekor larva instar II C. pavonana. Ekstrak nheksana, ekstrak etil asetat, dan fraksi-fraksi dilarutkan dalam pelarut aseton,
sedangkan ekstrak metanol dilarutkan dalam pelarut metanol. Semua larutan
sampel kemudian dioleskan pada kedua sisi permukaan potongan daun brokoli
(diameter 3 cm) sebanyak 25 µL per sisi dengan menggunakan mikrosemprit
(microsyringe). Daun kontrol pada ekstrak kasar diolesi dengan pelarut aseton dan
metanol, sedangkan fraksi-fraksi dengan pelarut aseton. Setelah pelarutnya
menguap, dua potong daun perlakuan diletakkan dalam cawan petri (diameter 9
cm) yang telah dialasi tisu, kemudian 15 ekor larva instar II C. pavonana yang
baru ganti kulit dimasukkan ke dalam cawan petri tersebut. Pemberian makan
daun perlakuan dilakukan selama 48 jam, kemudian larva diberi makan daun
segar tanpa perlakuan. Larva yang bertahan hidup dipelihara sampai instar IV,
sementara jumlah larva yang mati dicatat setiap hari. Perkembangan larva yang
bertahan hidup diikuti setiap hari dan dihitung lama perkembangannya hingga
mencapai instar IV.
Uji Lanjutan
Ekstrak dan fraksi teraktif diuji lebih lanjut pada enam taraf konsentrasi
yang diharapkan dapat mengakibatkan kematian serangga uji antara >0% dan