Aplikasi metabolomik untuk mengidentifikasi komponen bioaktif: komponen antibakteri dari ekstrak buah takokak (Solanum torvum Swart)

APLIKASI METABOLOMIK UNTUK MENGIDENTIFIKASI
KOMPONEN BIOAKTIF: KOMPONEN ANTIBAKTERI
DARI EKSTRAK BUAH TAKOKAK
(Solanum torvum Swart)

Wahyu Haryati Maser

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA *
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Aplikasi Metabolomik
untuk Mengidentifikasi Komponen Bioaktif: Komponen Antibakteri dari Ekstrak
Buah Takokak (Solanum torvum Swart) adalah benar karya saya dengan arahan
dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. 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.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2014
Wahyu Haryati Maser
NIM F251110041

* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerjasama dengan pihak
luar IPB harus didasarkan pada perjanjian kerjasama yang terkait.

RINGKASAN
WAHYU HARYATI MASER. Aplikasi Metabolomik untuk Mengidentifikasi
Komponen Bioaktif: Komponen Antibakteri dari Ekstrak Buah Takokak (Solanum
torvum Swart). Dibimbing oleh NURI ANDARWULAN dan NANCY DEWI
YULIANA.
Buah takokak (Solanum torvum Swartz) merupakan sayuran lokal yang
sering dikonsumsi oleh masyarakat Jawa Barat dan telah banyak digunakan
sebagai obat tradisional di Indonesia. Buah takokak telah dilaporkan oleh medis
dan diketahui secara tradisional dapat digunakan untuk anti-edemik, analgesik,
mengurangi rasa sakit, antitusif, anti-inflamasi, sakit perut, sakit gigi, katarak,
gangguan menstruasi, wasir, influenza, bengkak, bisul, nyeri, sakit pinggang,

asam urat tinggi, tulang keropos, jantung berdebar-debar, dan detoksifikasi
(Andarwulan et al. 2012).
Beberapa penelitian menununjukkan tanaman takokak memiliki aktivitas
antibakteri (Chah et al. 2000, Bari et al. 2010, Sivapriya et al. 2011). Namun,
identifikasi komponen aktif antibakteri dari buah takokak belum dilakukan.
Dengan demikian, perlu adanya penelitian mengenai identifikasi komponen aktif
yang memiliki aktivitas antibakteri dari buah takokak. Metode yang umum
digunakan untuk mengidentifikasi komponen aktif yaitu bioassay guided
isolation. Metode ini memerlukan biaya dan waktu yang cukup lama sehingga
diperlukan metode baru. Pendekatan metabolomik merupakan metode alternatif
dalam mengidentifikasi komponen bioaktif. Metode ini dilakukan dengan
ekstraksi dan fraksinasi sampel secara komprehensif dengan menggunakan
kombinasi pelarut pada tingkat kepolaran yang berbeda (Yuliana et al. 2011).
Pada tahap persiapan sampel buah takokak (Solanum torvum Swartz)
diketahui hasil total tepung sebanyak 376 gram dari 4507,5 gram buah takokak
segar. Jumlah ekstrak dan fraksi yang dihasilkan yaitu ekstrak M sebesar 5,62
gram, fraksi H sebesar 3,09 gram, fraksi K sebesar 1,37 gram, fraksi E sebesar
2,59 gram, dan fraksi A sebesar 11,78 gram. Hasil pengujian aktivitas antibakteri
menunjukkan daya hambat (DIZ) pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus
dengan konsentrasi 340-370 mg/ml diketahui pada fraksi K rata-rata sebesar 6,67

mm dan ekstrak M rata-rata sebesar 4,33 mm. Sedangkan hasil pengujian KLT
menunjukkan bahwa pada ekstrak M terdapat 6 bercak, fraksi H terdapat 1 bercak,
fraksi K terdapat 10 bercak, fraksi E terdapat 3 bercak, dan fraksi A terdapat 1
bercak. Hasil bercak KLT tersebut diduga terdapat komponen steroid pada buah
takokak. Untuk mengetahui lebih lanjut, dilakukan pencarian jenis komponen
aktif dengan menggunakan HPLC dan LCMS.
Analisis HPLC menunjukkan profil kimia pada setiap sampel. Dengan
menggunkanan metode analisis mutivariat data dengan OPLS, profil kimia dari
kromatogram ekstrak dan fraksi dapat dikorelasikan dengan aktivitas antibakteri.
Analisis OPLS menunjukkan beberapa plot seperti score plot, Y related coefficient
plot, dan X varian plot. Pada score plot menunjukkan adanya pemisahan ekstrak
dan fraksi yang aktif dan yang tidak aktif. Pada Y related coefficient plot
menunjukkan bahwa pada selang waktu retensi 17,76-18,08 menit diketahui

berkolerasi signifikan dengan aktivitas antibakteri dengan nilai Y related
coefficient positif.
Pada X varian plot menunjukkan penyebaran peak area pada selang waktu
retensi 17,76-18,08 menit dominan pada fraksi K. Fraksi K ulangan 4 yang diukur
pada serapan UV λ = 310 nm merupakan fraksi yang memiliki peak area
tertinggi. Fraksi ini yang digunakan untuk tahapan preparasi dengan

menggunakan HPLC semi-preparatif. Hasil preparasi selanjutnya digunakan untuk
identifikasi komponen bioaktif dengan LC-MS. Hasil identifikasi komponen
bioaktif dengan LC-MS diketahui bahwa Torvoside A, Torvoside G, dan
Torvoside H merupakan komponen yang diduga memiliki aktivas antibakteri pada
bakteri Staphylococcus aureus.

Kata kunci: metabolomik, buah takokak, aktivitas antibakteri, OPLS, torvoside

SUMMARY
WAHYU HARYATI MASER. Metabolomic Application for Identification
Bioactive Components: Antibacterial Components from Takokak Fruit Extracts
(Solanum torvum Swart). Under supervised by NURI ANDARWULAN and
NANCY DEWI YULIANA.

Solanum torvum Swartz, commonly known as Takokak, has been
traditionally used in Indonesia to cure several diseases. Fruits of Solanum torvum
Swartz are used to cure anti-edemic, as analgesic, to improve blood circulation, to
alleviate pain, as antitusive, as anti-inflammatory, to relieve stomach pain,
toothache, cataracts, menstruation disorders, hemorrhoids, sore breasts, influenza,
swelling, ulcers, soreness, sore waist, high uric acid, bone loss, heart palpitations,

and for detoxification (Andarwulan et al. 2012).
The antibacterial activity of Takokak fruit has been reported as well (Chah
et al. 2000, Bari et al. 2010, Sivapriya et al. 2011). However, up to now no
reports yet on compounds responsible for takokak’s antibacterial activity.
Metabolomics has been found to be more efficient for identification tool of active
principles in a complex mixture such as plant extract than the conventional way,
which is known as bioassay guided isolation. To achieve this, a specific extraction
method that is able to extract the widest possible range of metabolites, and a
suitable analytical tool to detect them are required (Yuliana et al. 2011).
From 4507,5 g fresh Takokak fruits 376 g dried powder was obtained.
Extraction and fractionation with diverse polarity of solvents gave 5,62 g of
methanol extract (M), 3,09 g of n-hexane fraction (H), 1,37 g of chloroform
fraction (K), 2,59 g of ethyl acetate fraction (E), and 11,78 g of water fraction (A).
The result of antibacterial activity indicated that among all the tested extracts and
fractions, M extract and K fraction exhibited medium antibacterial activity against
Staphylococcus aureus while others did not. Inhibition zone diameters of M
extract were between 4-4,5 mm and K fraction were between 6,5–6,8 mm. The
results of TLC showed 6 spots of M extract, 1 spot of H fraction, 10 spots of K
fraction, 3 spots of E fraction, and 1 spot of A fraction. The TLC spots
appearance (blue fluorescence in UV 366 and 254 nm) suggested that steroid

components are probably the active components of Takokak fuit. Furthermore
analysis to provide chemical compoisition of the extract and fractions was
conducted by with HPLC.
The chromatograms of each sample were converted into excel file and then
were correlated to its antibacterial activity. There are several possible plots as
OPLS outputs to be used to interpret the results. In this study we used score plot,
Y-related coefficient plot, and X varian plot. The score plot showed good
separation between active and non-active takokak extracts and fractions therefore
the study was promising to conduct further. Next, the OPLS Y-related coefficient
plot was evaluated. In this study, we are interested to find peak of 17,76 – 18,08
min retention time with a high positive correlation value, which means that the
higher peak intensity or the higher peak area value implicates to the higher
antibacterial activity as well.

In further analysis, we used X varian plot to identify the extract or the
fraction where the peak of 17,76 – 18,08 min retention time was dominant. It was
discovered that the peak was dominant in fractions K measured at UV λ = 310
nm. Therefore, we chose this fraction for further bioactive identification step with
semi-preparative HPLC and LC-MS analysis. The peaks were identified as
Torvoside A, Torvoside G, and Torvoside H, three steroidal glycosides. Torvoside

A, Torvoside G, and Torvoside H were shown to be abundant in Solanum torvum
Swartz fruits active fraction which against Staphylococcus aureus, indicating that
Torvoside A, Torvoside G, and Torvoside H might be the responsible compounds
for antibacterial activity of the fraction.
Keywords: metabolomics, Takokak, antibacterial activity, OPLS, torvoside

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
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
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

APLIKASI METABOLOMIK UNTUK MENGIDENTIFIKASI
KOMPONEN BIOAKTIF: KOMPONEN ANTIBAKTERI
DARI EKSTRAK BUAH TAKOKAK
(Solanum torvum Swart)

Wahyu Haryati Maser

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ing Dase Hunaefi, STP MFoodST

Judul Tesis : Aplikasi Metabolomik untuk Mengidentifikasi Komponen
Bioaktif: Komponen Antibakteri dari Ekstrak Buah Takokak
(Solanum torvum Swart)
Nama

: Wahyu Haryati Maser

NIM

: F251110041

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Dr Nancy Dewi Yuliana, STP MSc
Anggota

Prof Dr Ir Nuri Andarwulan, Ms
Ketua

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Ilmu Pangan

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr Ir Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal ujian: 22 Januari 2014

Tanggal lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil penulis selesaikan. Judul
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan November 2012 ini adalah Aplikasi
Metabolomik untuk Mengidentifikasi Komponen Bioaktif: Komponen Antibakteri
dari Ekstrak Buah Takokak (Solanum torvum Swart).
Penghargaan dan ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir
Nuri Andarwulan, Ms, dan Dr Nancy Dewi Yuliana, STP MSc selaku
pembimbing, atas kesabaran dan keikhlasan memberikan bimbingan, nasehat,

arahan, dan dorongan mulai dari penulisan proposal, selama pelaksanaan
penelitian berlangsung hingga selesainya penulisan tesis ini. Ucapan terima kasih
pula penulis sampaikan kepada Dr Ing Dase Hunaefi, STP MfoodST, Dr rer nat
Anis H. Mahsunah, MSc, dan Dr Danang Waluyo yang telah banyak memberi
saran.
Teristimewa penulis ucapkan terima kasih kepada kedua orangtua tercinta,
ayah Mas’ud, AMaPd dan ibu Ermi atas limpahan kasih sayang dan do’a yang
tulus, pengorbanan serta dukungan moril maupun materi yang diberikan kepada
penulis. Kepada kakak-kakak penulis, Silvia Elsih Maser, SKM dan Brigadir
Istifhar Maser serta seluruh keluarga besar di Pekanbaru, atas segala do’a dan
kasih sayangnya.
Penghargaan dan terima kasih kepada para dosen dalam lingkup departemen
Ilmu dan Teknologi Pangan dan Ilmu Pangan IPB atas ilmu yang penulis dapatkan
selama ini. Terima kasih pula penulis sampaikan kepada mitra selama penelitian
Hilda Utami Anwar, STP, Indri Indrawan, STP Msi, dan Ria Noviar, STP atas
dukungan dan kebersamaannya yang tak terlupakan, teman-teman seperjuangan
IPN 2011 atas semangat kebersamaan selama menempuh pendidikan bersama. Di
samping itu, penulis sampaikan terima kasih kepada Bu Sekaryati dan para petani
di Kampung Konservasi TOGA Bina Sehat Lestari di Gunung Leutik, Desa
Benteng, Ciampea-Bogor dan peneliti serta teknisi dari Laboratorium SEAFAST
IPB, Laboratorium ITP IPB, dan Laboratorium BPPT Biotek Serpong atas
bantuan selama proses penelitian.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada USAID (United States
Agency for International Development) dan DIKTI (Dirjen Pendidikan Tinggi)
Indonesia yang telah mendanai penelitian ini. Selain itu, terima kasih penulis juga
ucapkan kepada penyelenggara Beasiswa Unggulan DIKTI dan teman-teman
penerima BU DIKTI Nasional serta teman-teman pengurus Yayasan Rubi
Indonesia atas dukungan dan semangatnya. Terimakasih juga tak lupa penulis
sampaikan kepada para ustadz dan ustadzah pembina Rumah Qur’an IPB serta
teman-teman RQ IPB atas kebersamaan, do’a dan dukungannya. Kepada semua
pihak yang telah membantu yang tak dapat dituliskan satu persatu, semoga Allah
subhanahu wa ta’ala berkenan membalas setiap kebaikan itu dengan balasan yang
lebih baik. Aamiin.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Januari 2014
Wahyu Haryati Maser

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

x

DAFTAR GAMBAR

xi

DAFTAR LAMPIRAN

xii

1.

2.

3.

4.

5.

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Research Questions
Tujuan Penelitian

1
2
2

TINJAUAN PUSTAKA
Buah Takokak (Solanum torvum Swartz)
Komponen Senyawa Antibakteri dari Tumbuhan
Metabolomik
KLT, HPLC, dan LC-MS

2
4
7
9

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Metode Penelitian
Persiapan Sampel Buah Takokak
Uji Kadar Air (AOAC 2000)
Ekstraksi dan Fraksinasi Buah Takokak
Uji Aktivitas Antibakteri Ekstrak dan Fraksi Buah Takokak
Uji KLT Ekstrak dan Fraksi Buah Takokak
Analisis Profil Kimia Ekstrak dan Fraksi Buah Takokak dengan
HPLC
Identifikasi Komponen Bioaktif dengan LC-MS

10
10
11
11
12
13
13
14
15

HASIL DAN PEMBAHASAN
Persiapan Sampel Buah Takokak
Ekstraksi dan Fraksinasi Buah Takokak
Uji Aktivitas Antibakteri Ekstrak dan Fraksi Buah Takokak
Uji KLT Ekstrak dan Fraksi Buah Takokak
Analisis Profil Kimia Ekstrak dan Fraksi Buah Takokak dengan HPLC
Identifikasi Komponen Bioaktif dengan LC-MS

15
16
16
18
19
22

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran

25
25

DAFTAR PUSTAKA

25

LAMPIRAN

29

RIWAYAT HIDUP

43

DAFTAR TABEL
1. Hasil-hasil penelitian mengenai komponen bioaktif dari tanaman takokak
2. Kombinasi pelarut yang digunakan untuk uji eluen pada uji KLT
3. Kombinasi fase gerak selama proses elusi untuk analisis profil kimia. A =
larutan asam asetat 0,1% dan B = asetonitril.
4. Kombinasi eluen yang digunakan untuk identifikasi komponen bioaktif.
A = larutan asam format 0,1% dan B = asetonitril + asam format 0,1%.
5. Hasil uji aktivitas antibakteri ekstrak dan fraksi buah takokak. M =
pelarut metanol 80 %, H = pelarut n-heksan, K = pelarut kloroform, E =
pelarut etil asetat, dan A = pelarut air.

5
13
14
15

17

DAFTAR GAMBAR
1.
2.

Buah takokak
Diagram alir penelitian identifikasi komponen aktif dengan
menggunakan pendekatan metabolomik pada buah takokak.
3. Diagram alir fraksinasi buah takokak.
4. Contoh penghambatan pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus, (1)
Fraksi K (hijau), kloramfenikol sebagai kontrol positif (bening bagian
bawah), dan DMSO sebagai kontrol negatif (keruh pada bagian atas),
(2) ekstrak M (hijau bawah), fraksi A (keruh hijau kanan atas) dan,
fraksi E (keruh hijau kiri atas).
5. Contoh hasil KLT fraksi K buah takokak dengan 5 kali ulangan pada λ
= 254 nm (A), dan λ = 366 nm (B).
6. Contoh kromatogram fraksi K buah takokak pada serapan UV 310 nm
dengan nilai Y menunjukkan peak area (mAU) dan nilai X waktu
retensi (menit).
7. Score plot pada berbagai ekstrak dan fraksi yang aktif ditunjukkan pada
bagian kanan dan fraksi yang tidak aktif ditunjukkan pada bagian kiri.
8. Y related coefficient plot pada selang waktu retensi 17,76-18,08 menit
(Var. 112) terhadap aktivitas antibakteri (DIZ). Nilai koefisien relatif Y
positif menunjukkan selang waktu retensi berkorelasi terhadap aktivitas
antibakteri.
9. X varian plot menunjukkan penyebaran peak area selang waktu retensi
17,76-18,08 menit pada ekstrak dan fraksi buah takokak yang dengan
berbagai ulangan dan serapan UV. Penyebaran peak area didominasi
oleh fraksi K yang selanjutnya digunakan untuk tahapan identifikasi.
10. Kromatogram DMSO (A) dan kromatogram fraksi K ulangan 4 pada
selang waktu retensi 17,76-18,08 menit dengan serapan UV 310 nm
(B). Terlihat peak-peak pada menit ke 3,19 sampai 3,68 merupakan
peak-peak yang diduga sebagai komponen aktif.
11. Contoh mass spectra pada menit ke 3,19 pada selang waktu retensi
17,76-18,08 menit fraksi K ulangan 4 buah takokak. Senyawa aktif
yang berada pada menit ke 3,19 adalah senyawa dengan m/z 887.

3
11
12

16
19

19
20

21

21

22

23

12. Contoh mass spectra pada menit ke 3,32 pada selang waktu retensi
17,76-18,08 menit fraksi K ulangan 4 buah takokak. Senyawa aktif
yang berada pada menit ke 3,32 adalah senyawa dengan m/z 885.
13. Contoh mass spectra pada menit ke 3,68 pada selang waktu retensi
17,76-18,08 menit fraksi K ulangan 4 buah takokak. Senyawa aktif
yang berada pada menit ke 3,68 adalah senyawa dengan m/z 577.
14. Struktur kimia dari torvoside G dengan [M-H] + = 557 (1), torvoside H
dengan [M-H] + = 885 (2), dan torvoside A dengan [M-H] + = 887 (3).

23

24
24

DAFTAR LAMPIRAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Hasil perhitungan kadar air buah takokak segar
Hasil tepung buah takokak
Hasil uji kadar air tepung buah takokak
Hasil ekstrak dan fraksi buah takokak
Hasil uji kadar air ekstrak dan fraksi buah takokak
Hasil uji aktivitas antibakteri ekstrak dan fraksi buah takokak
Hasil uji aktivitas antibakteri pada pelarut ekstrak dan fraksi buah
takokak

30
30
31
32
33
35
39

1. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Buah takokak (Solanum torvum Swartz) merupakan sayuran lokal yang
sering dikonsumsi oleh masyarakat Jawa Barat dan telah banyak digunakan
sebagai obat tradisional di Indonesia. Buah takokak telah dilaporkan oleh medis
dan diketahui secara tradisional dapat digunakan untuk anti-edemik, analgesik,
mengurangi rasa sakit, antitusif, anti-inflamasi, sakit perut, sakit gigi, katarak,
gangguan menstruasi, wasir, influenza, bengkak, bisul, nyeri, sakit pinggang,
asam urat tinggi, tulang keropos, jantung berdebar-debar, dan detoksifikasi
(Andarwulan et al. 2012). Buah ini umumnya dikonsumsi dengan cara dilalap
mentah, direbus atau dimasak dengan tauco dan cabe hijau. Belum banyak
penelitian di Indonesia yang melaporkan aktivitas antibakteri tanaman takokak.
Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, maka potensi buah ini
dapat digali dan dikaji kembali untuk mendapatkan manfaat yang lebih baik dalam
meningkatkan kesehatan masyarakat.
Beberapa penelitian menununjukkan tanaman takokak memiliki aktivitas
antibakteri (Chah et al. 2000, Bari et al. 2010, Sivapriya et al. 2011). Buah
takokak dengan menggunakan ekstrak metanol telah diketahui memiliki aktivitas
antibakteri pada bakteri Staphylococcus aureus dengan metode MIC (minimum
inhibitory concentrations) dengan nilai MIC sebesar 0,31 mg/ml (Chah et al.
2000). Sivapriya et al. (2011) juga melakukan pengujian aktivitas antibakteri pada
kulit buah takokak terhadap Staphylococcus aureus menggunakan metode difusi
sumur dengan nilai DIZ sebesar 21±1 mm pada ekstrak air, 23±2 mm pada
ekstrak etanol:air (1:1), dan 15±1 mm pada ekstrak etanol. Namun, identifikasi
komponen aktif antibakteri dari buah takokak belum dilakukan. Dengan demikian,
perlu adanya penelitian mengenai identifikasi komponen aktif yang memiliki
aktivitas antibakteri dari buah takokak.
Identifikasi komponen bioaktif dari bahan alam umumnya dilakukan dengan
metode bioassay guided isolation. Bioassay guided isolation merupakan metode
identifikasi dengan teknik isolasi senyawa yang berulang-ulang dengan dipandu
bioaktivitas hingga mendapatkan senyawa murni. Metode isolasi berulang-ulang
untuk mendapatkan senyawa murni ini memakan banyak waktu dan biaya.
Dengan demikian, perlu alternatif dalam mengidentifikasi komponen bioaktif
yaitu dengan menggunakan pendekatan metabolomik. Metabolomik merupakan
analisis komprehensif komponen dari suatu organisme pada waktu atau kondisi
tertentu (Hall, 2006). Metabolomik dapat diaplikasikan untuk mempelajari
korelasi antara bioaktivitas dan profil kimia dan pada akhirnya dapat digunakan
untuk mengidentifikasi komponen bioaktif pada tanaman (Yuliana et al. 2011a).
Metode ini dilakukan dengan ekstraksi dan fraksinasi sampel secara komprehensif
dengan menggunakan kombinasi pelarut pada tingkat kepolaran yang berbeda
(Yuliana et al. 2011). Hal ini digunakan untuk mendapatkan penyebaran senyawa
yang baik pada setiap ekstrak dan fraksi. Ekstrak dan fraksi yang dihasilkan
selanjutnya digunakan untuk analisis bioaktivitas dan profil kimia dari buah
takokak.
Insturmen yang paling baik untuk pengidentifikasian dalam aplikasi
matabolomik pada saat ini adalah nuclear magnetic resonance spectroscopy

2

(NMR). Hanya saja, penggunaan NMR memerlukan biaya yang tinggi. Salah satu
instrumen yang lebih terjangkau dan dapat digunakan adalah high performance
liquid chromatography (HPLC). Menurut Choi et al. (2011), HPLC dapat
digunakan untuk aplikasi metabolomik dalam menentukan perbedaan komposisi
senyawa fenol pada kulit citrus kering dengan berbagai kondisi penyimpanan dan
perlakuan panas. Selain itu, Yi et al. (2007) juga mengaplikasikan metabolomik
dengan HPLC untuk melihat perbedaan profil kimia antara Pericarpium Citri
Reticulatae dan Pericaprium Citri Reticulatae Viride. Pengujian dengan KLT
(kromatografi lapis tipis) dapat dilakukan pada awal pengujian profil kimia untuk
pendugaan adanya komponen aktif pada ekstrak dan fraksi buah takokak.
Banyaknya data yang dihasilkan dari profil kimia menyebabkan analisis
statistika pada studi metabolomik harus menggunakan analisis data multivariat.
Salah satu cara analisis data multivariat yang dapat digunakan untuk melihat
korelasi antara waktu retensi dengan aktivitas antibakteri yaitu dengan orthogonal
projection to latent sructure (OPLS). Analisis ini akan mengelompokkan sampel
berdasarkan bioaktivitasnya dalam bentuk score plot. Selain itu, dengan
menggunakan Y related coefficient plot dapat dilihat waktu retensi dari hasil
analisis profil kimiawi sampel yang memiliki korelasi dengan aktivitas antibakteri
dan yang tidak memiliki korelasi dengan aktivitas antibakteri. Dari hasil analisis
OPLS, selanjutnya waktu retensi yang terpilih, akan dipekatkan dengan HPLC
semi-preparatif dan dianalisis profilnya dengan kromatografi cair-spektro massa
(LC-MS) untuk mengidentifikasi komponen yang diperkirakan memiliki aktivitas
antibakteri.

Research Questions
Research Questions dari penelitian ini adalah apakah pendekatan
metabolomik dapat digunakan untuk mengidentifikasi komponen antibakteri dari
ekstrak buah takokak (Solanum torvum Swartz).
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengaplikasikan pendekatan metabolomik
untuk mengidentifikasi komponen dari ekstrak dan fraksi buah takokak (Solanum
torvum Swartz) yang memiliki aktivitas antibakteri.
2. TINJAUAN PUSTAKA
Buah Takokak (Solanum torvum Swartz)
Takokak merupakan tanaman yang mudah ditemukan di Indonesia.
Tumbuhan ini tergolong perdu dan masuk ke dalam famili solanaceae
(Kementerian Negara Riset dan Teknologi RI 2001). Menurut Wagner et al.
(1999) dalam Starr et al. (2003), tanaman takokak memiliki batang setinggi 2-3 m
dengan panjang duri 3-7 mm. Duri tersebar merata pada cabang, pada kedua sisi

3

permukaan daun, dan pada batang. Duri jarang ada pada batang yang telah tua.
Pada umur yang masih muda, duri berupa rambut stellate. Duri ini jarang pada
permukaan atas daun tapi banyak pada permukaan bawah daun.
Daunnya sederhana berbentuk elips oval dan beragam ukurannya antara 815 cm dengan tangkai daun sekitar 2-5 cm. Bunga merupakan bunga sempurna
dengan jumlah antara 50-100 bunga. Panjang kelopak 3-4 mm dan panjang
mahkota putih 2-3 mm. Kepala sari berwarna kuning dengan panjang 6-7 mm.
Buah berwarna hijau dan jumlah buah paling sedikit 10 buah dalam satu
kelompok (Gambar 1). Ketika buah tua, buah menjadi berwarna kecoklatan. Buah
berbentuk bulat dengan ukuran 1-1,5 cm. Biji buah berwarna putih dan jumlahnya
banyak dengan ukuran sekitar 1,5-2 mm. Warna biji buah ketika tua menjadi
kecoklatan (Wagner et al. 1999 dalam Starr et al. 2003).
Kingdom
Division
Sub Division
Class
Order
Family
Genus
Spesies

: Plantae
: Spermatophyta
: Angiospermae
: Dicotyledonae
: Solanales
: Solanaceae
: Solanum
: Solanum torvum Swartz (Wagner et al. 1999 dalam Starr
et al. 2003).

Gambar 1 Buah takokak
Selain itu, menurut Jaiswal (2012), tanaman ini memiliki daun yang tunggal
dengan panjang daun 10-15 cm dan lebarnya 8-10 cm. Bunganya berwarna putih
terang. Buahnya seperti beri berwarna hijau ketika masih muda dan berwarna
kuning ketika matang penuh. Buahnya memiliki kulit yang tebal dan biji berwarna
coklat. Baunya seperti lada dengan rasa pahit. Bagian tanaman ini yang sering
dimanfaatkan adalah daun, batang, buah, dan akarnya. Buah takokak sering
dimakan sebagai lalap mentah, direbus atau dimasak dengan tauco, dan cabe
hijau.

4

Buah takokak memiliki rasa pedas dan sejuk dimulut. Buah ini agak
beracun. Apabila penderita memiliki kecenderungan glucoma maka dilarang
mengkonsumsi buah takokak. Penggunaan yang berlebihan dapat menimbulkan
keracunan pada tubuh manusia. Takokak merupakan salah satu jenis tanaman
yang berkhasiat sebagai bahan obat tradisional dan berpotensi untuk
dibudidayakan. Dalam pengobatan tradisional, bagian tanaman takokak yang
sering digunakan adalah daun, buah, dan akar. Tanaman ini dipercaya mampu
mengatasi sakit lambung, tidak datang haid, pinggang kaku, maupun bengkak
terpukul, batu kronis, bisul atau koreng, jantung berdebar, nyeri jantung, dan
menurunkan tekanan darah tinggi. Penggunaan tanaman obat ini masih dilakukan
secara tradisional yaitu dengan cara direbus maupun dilalap mentah (Sirait 2009).
Takokak dikenal diberbagai daerah dengan berbagai sebutan nama.
Beberapa daerah mengenal dengan sebutan terong pipit, terong rimbang (Melayu),
takokak (Jawa Barat), dan terong cepoka (Jawa Tengah). Dalam pengobatan
tradisional, tanaman takokak cukup dikenal, namun belum semua masyarakat
mengetahui tentang identitas dan kegunaan dari tanaman tersebut. Di pedesaan
bahan tanaman obat ini dipanen dari alam dan belum dibudidayakan secara luas.
Di daerah Sumatera dan Bogor, masyarakat telah menggunakan tanaman ini
sebagai obat alternatif yaitu dengan menggunakan buah sebagai sayur lalapan atau
dimasak. Penggunaan tanaman obat ini dipercaya dan telah turun temurun
digunakan secara tradisional karena khasiatnya (Sirait 2009).
Menurut Kementerian Negara Riset dan Teknologi RI (2001), buah, bunga,
dan daun dari takokak mengandung saponin, flavonoida, dan alkaloida. Daun
takokak juga mengandung tanin. Dengan mengonsumsi buahnya dapat
menurunkan tekanan darah tinggi dan menambah nafsu makan. Tabel 1
menunjukkan hasil-hasil penelitian mengenai komponen bioaktif dari tanaman
takokak.
Komponen Senyawa Antibakteri dari Tumbuhan
Bakteri merupakan mikroorganisme prokariotik yang khas, bersel tunggal,
dan tidak mengandung struktur yang dibatasi membran di dalam sitoplasmanya
(Pelczar & Chan 1988). Bakteri ada yang bersifat patogen dan ada yang
nonpatogen. Bakteri patogen merupakan bakteri yang berpotensi menyebabkan
infeksi ataupun penyakit, baik dalam jumlah yang sedikit ataupun saat jumlahnya
melebihi normal. Sementara itu, bakteri nonpatogen merupakan bakteri yang tidak
berpotensi menyebabkan infeksi penyakit tertentu pada manusia ataupun hewan
inangnya (Yani 2011).
Salah satu bakteri patogen yang umum memberikan penyakit adalah bakteri
Staphylococcus aureus. Staphylococcus aureus merupakan bakteri Gram positif
yang berbentuk bulat. Bakteri ini dapat memproduksi toksin yang dapat
menyebabkan penyakit pada manusia. Selain itu terkonsumsi langsung bakteri ini
dapat juga menyebabkan penyakit pada manusia. Infeksi yang disebabkan oleh
Staphylococcus aureus menjadi penyebab kematian yang signifikan di negara
tropis (Onile et al. 1985 dalam Onwubiko & Sadiq 2011).

Tabel 1 Hasil-hasil penelitian mengenai komponen bioaktif dari tanaman takokak
No.

Jenis ekstrak

Bioaktivitas

Senyawa aktif

Referensi

Metanol

Tidak diuji

Torvoside A-G

2.

Bagian
Takokak
Aerial dan
akar
Buah

Metanol

Diuji dalam
bentuk ekstrak

3.

Buah

Metanol

Antibakteri (nilai MIC; Actinomyces pyogenes, Bacillus
subtilis, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus,
dan Streptococcus pyogenes, masing-masing 0,3125
mg/ml) dan antikapang (nilai MIC; Aspergillus niger =
1,25 mg/ml, Candida albicans = 0,625 mg/ml)
Antivirus (IC50 : torvanol A = 9,6 mg/ml, torvoside H =
23,2 mg/ml, dan senyawa ke-5 = 17,4 mg/ml)

Yahara et
al. 1996
Chah et al.
2000

4.

Daun

Metanol, AcOH, eter, dan
kloroform

Tidak diuji

5.

Buah

Etanol

Antioksidan (nilai aktivitas antioksidan = 3,68 mg dari
trolox and 360,53 mg dari asam askorbat pada mikrosom
hati manusia)

6.

Daun, batang, Metanol dan kloroform
akar, dan
bunga
majemuk

1.

Antibakteri dan Antikapang (ekstrak metanol MIC pada B.
cereus dan Shigella dysenteriae = 64-128 μg ml-1 dan
penghambatan Vasin factum, Aspergillus fumigatus and C.
albicans pada 50 μg/disc sampai 200 μg/disc)

Torvanol A,
torvoside H, dan
senyawa ke-5
Solasodin,
solasonin, dan
solamargin
Rutin, asam
galat,
pyrogallol,
katekin, caffeic
acid, dan
myricetin
Diuji dalam
bentuk ekstrak

Arthan et
al. 2002
PérezAmador et
al. 2007
Kusirisin et
al. 2009

Bari et al.
2010

5

6

Tabel 1 Lanjutan hasil-hasil penelitian mengenai komponen bioaktif dari tanaman takokak
No.

Bagian
Takokak
Biji dan kulit
buah

Jenis ekstrak

Bioaktivitas

Senyawa aktif

Referensi

Metanol

Anti-inflamasi (aktivitas ekstrak biji = 500 mg⁄kg berat
badan pada tikus)

Diuji dalam
bentuk ekstrak

8.

Daun

Metanol dan etanol

Diuji dalam
bentuk ekstrak

9.

Buah

Etanol

10.

Daun

Air

Antimikroba (persentase penghambatan dengan ekstrak
metanol = 100% (P. oryzae), 74,42% (A. alternata),
65,68% (B. oryzae), 87,62% (C. lunata), 100% (T.
padwickii), 63,33% (D.halodes), 60,31% (D. tetramera),
76,01% (F. moniliformae), 59,21% (F. oxysporum), dan
43,91% (F. solani))
Antinefrotoksisitas (dosis 100 mg/kg dan 300 mg/kg
ekstrak dapat mencegah nefrotoksisitas pada tikus)
Fungitoxic (penghambatan Fusarium Sacchari pada dosis
0,5 ml/ml)

Rammohan
& Reddy
2010
Lalitha et
al. 2010

11.

Buah

Metanol

12.

Kulit buah

Air dan etanol

Rutin, asam
galat, katekin,
dan caffeic acid
Polifenol dan
flavonoid

13.

Buah

HCL dan air (total fenol),
metanol (flavonoid, asam
fenolat), heksan dan aseton
(total karotenoid), kloroform,
dan metanol (β-karoten)

Antidiabetes dan Antioksidan (ekstrak 200 mg/kg dan 400
mg/kg dapat berperan sebagai antidiabetes dan antioksidan
pada tikus)
Antibakteri (nilai MIC Escherichia coli, Vibrio cholerae,
Staphylococcus aureus, Streptococcus, Bacillus subtilis,
Klebsiella pneumoniae, Salmonella cibrum, Salmonella
typhimurium, Pseudomonas sp., dan Proteus vulgarigus
antara 9,6 μg/mL sampai 19,2 μg/mL)
Tidak diuji

7.

Diuji dalam
bentuk ekstrak
Diuji dalam
bentuk ekstrak

Fenol,
flavonoid, asam
fenolat,
karotenoid, dan
β-karoten

Mohan et
al. 2010
Gupta &
Tripathi
2011
Gandhi et
al. 2011
Sivapriya et
al. 2011

Andarwulan
et al. 2012

7
Selain itu, menurut White et al. (2003), Staphylococcus aureus merupakan
salah satu bakteri patogen yang paling umum pada manusia. Bakteri ini menjadi
penyebab utama morbiditas dan kerugian ekonomi pada hewan produksi. Salah
satu antimikroba yang efektif dalam penanganan bakteri ini adalah
chloramphenicol (Rubin et al. 2011). Penelitian aktivitas antibakteri yang
dilakukan oleh Rubin et al. (2011) dan Onwubiko & Sadiq (2011) menggunakan
chloramphenicol sebagai kontrol positif dengan metode difusi sumur.
Beragamnya bakteri patogen yang dapat menyebabkan infeksi ataupun
penyakit telah memacu penggunaan antibiotik sebagai obat utama. Penggunaan
antibiotik sintetik maupun semi-sintetik umumnya memiliki efek samping tertentu
yang tidak diharapkan, terutama apabila antibiotik tersebut digunakan secara
terus-menerus. Salah satunya yaitu terdapat banyak mikroba patogen yang telah
resisten dengan antibiotik yang ada sehingga kebutuhan akan senyawa-senyawa
antibakteri pun semakin besar (Sartini et al. 2007). Oleh karena itu, penelitianpenelitian mengenai zat antibakteri alami terus dilakukan.
Tanaman pangan telah banyak diketahui kaya akan komponen bioaktif yang
mempunyai khasiat sebagai antibakteri. Hingga saat ini, banyak penelitian yang
dilakukan untuk mencari senyawa-senyawa metabolit sekunder dari tumbuhan
yang memiliki aktivitas antibakteri (Yani 2011). Produk bahan alam seperti
metabolit sekunder, baik senyawa murni maupun dalam bentuk ekstrak, memiliki
peluang untuk dikembangkan dalam dunia pengobatan. Senyawa bahan alam
tersebut memiliki efek terapis yang signifikan terhadap bakteri, jamur, maupun
virus yang bersifat patogen terhadap hewan dan manusia. Efek terapis yang
ditimbulkan juga lebih aman tanpa efek samping (Parthasarathy et al. 2009).
Murnasih (2005) melaporkan bahwa metabolit sekunder dari bahan alam
atau sering disebut natural product diproduksi oleh organisme pada saat
kebutuhan metabolisme primer sudah terpenuhi dan digunakan dalam mekanisme
adaptasi lingkungan. Perbedaan kondisi lingkungan misalnya intensitas cahaya
yang kecil, rendahnya temperatur, dan kondisi lainnya memungkinkan organisme
menghasilkan metabolit yang mempunyai struktur kimia yang spesifik dan
bervariasi yang sangat berpengaruh terhadap bioaktivitasnya.
Zat metabolit sekunder memiliki banyak jenis, adapun jenis dari metabolit
sekunder yang dapat kita ketahui antara lain azadirachtin, salanin, meliatriol, dan
nimbin. Pemanfaatan dari zat metabolit sekunder sangat banyak. Metabolit
sekunder dapat dimanfaatkan sebagai antiagen pengendali hama yang ramah
lingkungan (Samsudin 2008). Sebagian besar tumbuhan penghasil metabolit
sekunder tetap menyimpan produknya di dalam bagian selnya yaitu pada organela
sel, salah satunya adalah vakuola. Produk metabolit sekunder tumbuhan banyak di
ekstrak oleh manusia untuk bahan dasar obat-obat tradisional atau untuk industri
kosmetik maupun produk ekstrak tumbuhan (Purwanti 2009).
Metabolomik
Indonesia dikenal memiliki mega biodiversitas, sehingga sangat kondusif
untuk dilakukan eksplorasi. Pada saat ini diketahui kurang lebih 40.000 tanaman
berasal dari daerah tropis yang ada di dunia, sebanyak 30.000 tanaman tersebut
terdapat di Indonesia, dan kurang lebih 1000 spesies digunakan sebagai tanaman
obat tradisional. Potensi yang dimiliki Indonesia ini belum semuanya terekspolasi

8

maupun terdokumentasi dengan baik untuk pengembangan obat bagi manusia
(Widyastuti et al. 2009).
Inventarisasi bahan alam yang berpotensi sebagai penghasil obat, serta
pengetahuan tentang bahan aktif yang dimiliki meliputi struktur kimia dan
fungsinya sebagai antiviral, anti bakteri maupun untuk efek resisten terhadap
penyakit yang disebabkan oleh insekta akan membangun infomasi yang sangat
penting bagi pengembangan obat baru berbasis herbal (Widyastuti et al. 2009).
Isolasi dan identifikasi bahan aktif dari bahan alam umumnya dilakukan
dengan bioassay guided isolation. Bioassay guided isolation merupakan metode
identifikasi komponen dengan melakukan teknik pemurnian yang dipandu
bioaktivitas dengan melakukan isolasi berulang kali hingga mendapatkan senyawa
murni. Metode pemurnian ini memakan banyak waktu dan biaya. Dengan
demikian, perlu alternatif metode yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi
bahan aktif dari bahan alam misalnya menggunakan pendekatan metabolomik.
Metabolomik merupakan strategi baru yang mendukung pendekatan holistik yang
telah diperkenalkan dengan tujuan mengatasi hambatan dalam penelitian produk
hayati (Yuliana et al. 2011a). Menurut Hall (2006), metabolomik didefinisikan
sebagai analisis komposisi metabolit yang ada pada sel, tisu, maupun organisme
secara komprehensif. Selain itu, menurut Sumner et al. (2007), metabolomik
adalah analisis skala besar metabolit dan membutuhkan alat-alat bioinformatika
untuk analisis data, visualisasi, dan integrasi.
Aplikasi metabolomik telah banyak dilakukan oleh berbagai peneliti. Salah
satunya yaitu Choi et al. (2005) yang melakukan klasifikasi terhadap spesies Ilex
dengan menggunakan nuclear magnetic resonance (NMR) dan analisis
multivariat bedasarkan fingerprinting metabolomik. Selain itu, Yuliana et al.
(2011) juga melakukan aplikasi metabolomik untuk identifikasi flavonoid dari
Orthosiphon stamineus Benth yang aktif pada reseptor adenosin A1.
Data yang dihasilkan dari penelitian metabolomik merupakan data
multidimensi hingga harus dianalisis dengan statistik mega/multivariat data
(MVD). Analisis ini digunakan karena beragamnya data yang dihasilkan dari
instrumen yang digunakan, baik berupa data panjang gelombang, waktu-waktu
retensi, dan konsentrasi senyawa yang dihasilkan pada berbagai fraksi. Metode
MDV untuk penelitian metabolomik dapat menggunakan analisis Orthogonal
Projection to Latent Structure (OPLS). OPLS digunakan untuk mempelajari
korelasi antara komposisi metabolit dan bioaktivitas ekstrak tanaman (Yuliana et
al. 2011a).
Metode ini merupakan pengembangan dari metode Projection to Latent
Structure (PLS) dimana ada dua macam variabel berupa matriks yang dijadikan
masukan, yaitu variabel X dan variabel Y. Variabel X merupakan matriks data
profil metabolit dan variabel Y merupakan matriks data bioaktivitas. Dengan
menggunakan OPLS dapat dilihat bagaimana X (profil metabolit) berkorelasi
dengan Y (bioaktivitas) dengan mengamati beberapa besaran seperti misalnya
koefisien korelasi. Dalam OPLS, variabel X yang tidak berkorelasi dengan
variabel Y dipisahkan secara ortogonal dengan yang berkorelasi, sehingga
mempermudah pembacaan dan interpretasi data metabolomik (Trygg & Wold
2002).

9

KLT, HPLC, dan LC-MS
Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan molekul berdasarkan
perbedaan pola pergerakan antara fase gerak dan fase diam untuk memisahkan
komponen yang berada pada larutan. Molekul yang terlarut dalam fase gerak,
akan melewati kolom yang merupakan fase diam. Molekul yang memiliki ikatan
yang kuat dengan kolom akan cenderung bergerak lebih lambat dibanding
molekul yang berikatan lemah. Dengan ini, berbagai macam tipe molekul dapat
dipisahkan berdasarkan pergerakan pada kolom. Kromatografi dibagi menjadi
beberapa jenis, yaitu kromatografi cair (Liquid Chromatography), Reverse phase
chromatography, High performance liquid chromatography (HPLC), Size
exclusion chromatography (Simanjuntak 2003).
Selama beberapa tahun terakhir beberapa teknik ini telah dikembangkan
untuk mendeteksi biokimia dengan berbagai instrumen analitik. Kombinasi
tekonologi analitik dan deteksi biokimia telah memungkinkan evaluasi biologi
dan kimia molekul bioaktif dalam analisis tunggal. Hal ini sangat mengurangi
waktu yang dibutuhkan untuk karakterisasi senyawa. Kemajuan terbaru di bidang
ini serta penerapan deteksi biokimia untuk penyaringan campuran yang kompleks
dapat dikaji, seperti ekstrak produk alami (van Elswijk & Irth 2003).
Kromatografi lapis tipis (KLT) merupakan salah satu teknik pemisahan
yang relatif murah dan handal. KLT dapat diaplikasikan luas karena tekniknya
yang sederhana dan cepat (Dickson et al. 2004). Pada dasarnya, KLT merupakan
teknik pemisahan komponen pada analisis kuantitatif. Teknik ini menggunakan
pemisahan dengan mengikat komponen pada pelat KLT sebagai fase diam,
sedangkan fase geraknya (eluen) berfungsi sebagai pembawa komponen.
Komponen yang mempunyai afinitas lebih besar dari fase gerak atau afinitasnya
lebih kecil dari fase diam akan bergerak lebih cepat dari pada komponen yang
mempunyai sifat sebaliknya (Scott 2003).
Kromatografi cair adalah analisis kimia dengan metode kromatografi
didasarkan pada pemisahan komponen yang terpartisi diantara dua fase dalam
suatu kesetimbangan dinamis dan mengalir, dimana fase yang mengalir adalah
fase cair. Proses ini dilakukan dengan menggerakkan suatu fase secara mekanis
(fase gerak) yaitu fase cair, relatif terhadap fase lainnya yaitu fase diam pada
kolom kromatografi. Kromatografi gas adalah analisis kimia dengan metode
kromatografi didasarkan pada pemisahan komponen yang terpartisi diantara dua
fase dalam suatu kesetimbangan dinamis dan mengalir, dimana fase yang
mengalir adalah fase gas. Proses ini dilakukan dengan menggerakkan suatu fase
secara mekanis (fase gerak) yaitu fase gas, relatif terhadap fase lainnya yaitu fase
diam pada kolom kromatografi (Scott 2003).
Menurut Allwood & Goodacre (2010), HPLC dapat diterapkan untuk
aplikasi metabolomik pada tanaman. Hanya saja, untuk dapat mengkarakterisasi
komponen dapat dihubungkan dengan detektor MS atau dengan NMR (nuclear
magnetic resonance). Hasil HPLC juga dapat dipurifikasi yang selanjutnya
diidentifikasi senyawanya dengan menggunakan GC-MS atau LC-MS.
Spektro massa merupakan detektor yang mampu mengenali jenis senyawa
kimia dengan membandingkannya melalui data base. Analit yang terpisah dari
kromatografi cair akan memasuki spektrofotometri massa (MS), di sini
bergantung dari metode fragmentasi pada MS, analit akan terfragmentasi

10

menghasilkan pola spektrum massa yang sangat spesifik untuk setiap senyawa.
Pola fragmentasi (spektrum massa) ini merupakan sidik jari molekuler dari suatu
senyawa. Dengan memadukan data indeks retensi dan spektrum massanya, maka
identitas dari analit dapat dikenali dan dipastikan (Gelgel & Wirasuta 2008).
3. BAHAN DAN METODE
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan November 2012 hingga Desember
2013. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium SEAFAST IPB dan Laboratorium
Kimia Pangan ITP IPB, dan BPPT Biotek serpong.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah buah takokak segar yang
masih muda berasal dari petani Kampung Konservasi TOGA Bina Sehat Lestari di
Gunung Leutik, Desa Benteng, Ciampea-Bogor, metanol, n-heksan, kloroform,
etil asetat, aquades, kertas saring, pelat KLT, kultur bakteri Staphylococcus
aureus, media Nutrient Agar (NA), media Nutrient Broth (NB), chloramphenicol,
DMSO, aquabides, regenerated membrane, asetonitril, asam asetat, N2 dan asam
format.
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat pengolahan
terkait persiapan sampel, pengering beku (freeze dryer), blender, refrigerator,
penyaring 30 mesh, timbangan, plastik ber-seal, freezer, alat-alat gelas, vorteks,
alat sonifikasi, alat sentrifugasi, rotary evaporator, inkubator 60 oC, inkubator 37
o
C, oven, cawan, oven vakum, timbangan analitik, desikator, bejana KLT, lampu
UV 254 nm dan 366 nm, pipa kapiler, tabung sampel, tabung vial untuk HPLC
dan LC-MS, alat degasing, alat penyaring vakum, dan HPLC Agilent
Technologies dengan Multi Wavelength Detektor (MWD) dan kolom C18, 5 µm,
150x4,6 mm, software SIMCA-P 12.0 (Umetrics, Umeå, Swedia), dan UPLCQToF-MS/MS System (Waters) dan kolom Acquity UPLC BEH C18 1,7 µm,
2,1x50 mm dengan XEVO-G2QTOF (Waters), model resolusi ESI positif, dan
MassLynk versi 4.1.
Metode Penelitian
Penelitian ini terdiri atas beberapa tahapan yaitu persiapan sampel buah
takokak, uji kadar air, ekstraksi dan fraksinasi buah takokak, uji aktivitas
antibakteri ekstrak dan fraksi buah takokak, uji KLT ekstrak dan fraksi buah
takokak, analisis profil kimia ekstrak dan fraksi buah takokak dengan HPLC, dan
identifikasi komponen bioaktif dengan LC-MS. Diagram alir penelitian
ditunjukkan pada Gambar 2.

11

Ekstrak dan fraksi buah takokak
Uji KLT dan analisa profil
kimia dengan HPLC

Uji Aktivitas Antibakteri
dengan Metode Difusi Sumur
yang dimodifikasi

Analisis mutivariat data dengan OPLS
Selang waktu retensi pada serapan UV tertentu yang
terpilih berdasarkan hasil OPLS

Preparasi sampel dengan HPLC semipreparatif
Identifikasi komponen bioaktif dengan LC-MS

Komponen aktif yang diduga memiliki aktivitas
antibakteri pada bakteri Staphylococcus aureus
Gambar 2 Diagram alir penelitian identifikasi komponen aktif
menggunakan pendekatan metabolomik pada buah takokak.

dengan

Persiapan Sampel Buah Takokak
Buah takokak segar yang masih muda dari Perkebunan Gunung Leutik,
disortir, dicuci, dan dikeringkan dengan pengering beku pada suhu -46 oC dan
tekanan 0,220 mBar selama 48 jam dan ditepungkan dengan menggunakan
blender. Hasil penepungan tersebut kemudian diayak menggunakan saringan 30
mesh lalu dimasukkan ke dalam plastik ber-seal dan disimpan di dalam freezer.
Uji Kadar Air (AOAC 2000)
Pengujian kadar air diawali dengan mengeringkan cawan pada oven suhu
105 oC selama 3 jam, selanjutnya cawan ditempatkan di dalam desikator sampai
cawan tersebut dingin. Kemudian timbang cawan untuk mendapatkan berat cawan
kering. Sampel ditimbang sebanyak 3 gram dengan menggunakan cawan kering.
Cawan tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam oven selama 3 jam pada suhu
105 oC. Setelah kering, dilakukan pendinginan pada cawan dengan memasukkan
cawan ke dalam desikator. Timbang cawan dan ulangi sampai beratnya stabil.
Kadar air =

x 100%

12

Diketahui,

W1 = berat sampel sebelum dikeringkan (g)
W2 = beras sampel setelah dikeringkan (g)

Ekstraksi dan Fraksinasi Buah Takokak
Ekstraksi dilakukan pada 50 g tepung takokak dengan metanol 80% dengan
cara divorteks, disonikasi selama 30 menit, disentrifugasi dengan kecepatan 2000
rpm selama 5 menit, disaring, dan diambil filtratnya. Sebagian hasil ekstraksi
dikeringkan dengan menggunakan rotary evaporator pada suhu 40 oC dan
sebagian lagi dilakukan fraksinasi dengan berbagai pelarut pada tingkat polaritas
yang berbeda. Diagram alir fraksinasi ditunjukkan pada Gambar 3.

Tepung buah takokak
Ekstraksi dengan metanol 80%
Ekstrak metanol + H2O + n-heksan

Ekstrak M

Fraksi Polar H

Fraksi Non Polar H

Ditambah H2O + kloroform
Fraksi Polar K

Fraksi Non Polar K

Ditambah H2O + etil asetat
Fraksi Polar A

Fraksi Non Polar E

Gambar 3 Diagram alir fraksinasi buah takokak.
Pelarut yang digunakan untuk fraksinasi adalah n-heksan, kloroform, etil
asetat, dan air. Hasil fraksi non polar dikeringkan dan fraksi polar difraksinasi lagi
dengan pelarut selanjutnya dan begitu seterusnya. Hasil fraksinasi dikeringkan
dengan menggunakan rotary evaporator dengan suhu 40 oC. Ekstraksi dan
fraksinasi dilakukan dalam 5 kali ulangan. Ekstrak yang diperoleh selanjutnya
dibagi menjadi dua bagian dalam volume yang sama. Sebagian ekstrak dan fraksi
digunakan untuk uji aktivitas antibakteri dan sebagiannya lagi digunakan untuk
analisis profil kimianya dengan KLT dan HPLC. Ekstraksi dibuat dalam 5 kali
ulangan.

13

Uji Aktivitas Antibakteri Ekstrak dan Fraksi Buah Takokak
Pengujian aktivitas antibakteri pada hasil ekstraksi dilakukan dengan
metode difusi sumur yang dimodifikasi (CLSI 2008). Ekstrak dan fraksi
dilarutkan dalam DMSO dengan konsentrasi 400 mg/ml. Kultur bakteri
Staphylococcus aureus diambil satu ose dan dilarutkan dalam media NB 10 ml
dan diinkubasi 37 oC selama 24 jam. Sebanyak 0,5 ml suspensi bakteri tersebut
kemudian dituang ke dalam 500 ml media NA yang telah disterilisasi lalu dituang
ke dalam cawan sebanyak ± 25 ml. Cawan yang berisi media tersebut kemudian
didiamkan selama 1 jam hingga memadat. Pada media padat tersebut dibuat tiga
buah lubang berdiameter 6 mm. Kemudian sebanyak 60 μL ekstrak dan fraksi
dituangkan ke dalam salah satu sumur, sedangkan sisanya diisi oleh kontrol positif
dan kontrol negatif.
DMSO digunakan sebagai kontrol negatif dan chloramphenicol (25 mg/ml)
digunakan sebagai kontrol positif. Media kemudian diinkubasi pada suhu 37 oC
selama 48 jam. Aktivitas antibakteri dihitung berdasarkan DIZ (diameter of
inhibition zone). Pengujian dilakukan dalam 3 kali ulangan. Uji aktivitas
antibakteri juga dilakukan pada pelarut yang digunakan untuk ekstraksi dan
fraksinasi pada buah takokak untuk menunjukkan ada atau tidaknya pengaruh
pelarut terhadap aktivitas antibakteri.
Uji KLT Ekstrak dan Fraksi Buah Takokak
Uji KLT diacu dari Dickson (2004) dengan berbagai modifikasi. Pengujian
ini dilakukan dengan pemilihan fase gerak (eluen) yang terbaik dalam
memisahkan komponen-komponen senyawa pada ekstrak dan fraksi dan
pengujian ekstrak dan fraksi buah takokak dalam 5 kali ualangan. Pemilihan eluen
dilakukan dengan menggunakan kombinasi dua pelarut yang non polar dan semi
polar yaitu kloroform dan etil asetat. Kombinasi perbandingan jumlah kedua
pelarut yang digunakan ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2 Kombinasi pelarut yang digunakan untuk uji eluen pada uji KLT
No.
1.
2.
3.
4.
5.

Kombinasi eluen (ml)
Kloroform
Etil Asetat
10
0
7
3
5
5
3
7
1
9

Ekstrak dan fraksi buah takokak sebelum dielusi pada kombinasi pelarut,
terlebih dahulu ekstrak dan fraksi dilarutkan dengan DMSO dengan konsentrasi
10 µg/ml. Larutan ekstrak dan fraksi buah takokak ditotolkan pada pelat KLT dan
dikeringkan. Selanjutnya pelat KLT dielusi dalam bejana jenuh uap kombinasi
eluen pengembang. Bercak hasil elusi diamati di bawah lampu UV dengan
panjang gelombang 254 nm dan 366 nm. Bercak dengan pemisahan komponen
senyawa terbaik pada kombinasi eluen tertentu yang terpilih untuk pengujian
ekstrak dan fraksi buah takokak selanjutnya. Setelah diketahui kombinasi eluen
terbaik, selanjutnya dilakukan pengujian ekstrak dan fraksi takokak dalam 5 kali

14

ulangan. Perlakuan sama seperti pemilihan kombinasi eluen terbaik. Bercak hasil
elusi diamati dibawah lampu UV dengan panjang gelombang 254 nm dan 366 nm.
Analisis Profil Kimia Ekstrak dan Fraksi Buah Takokak dengan HPLC
Analisis profil kimia ekstrak dan fraksi buah takokak diawali dengan
melarutkan ekstrak dan fraksi takokak dalam DMSO dengan konsentrasi 0,8
µg/ml dan divorteks. Sebanyak 1 ml larutan ekstrak dan fraksi takokak disaring
dengan penyaring regenerated membrane dan ditransfer ke vial. Sampel
selanjutnya diinjek ke dalam HPLC sebanyak 40 µl. HPLC yang digunakan
adalah HPLC Agilent Technologies dengan Multi Wavelength Detektor (MWD)
dengan kolom C18, 5 µm, 150x4,6