Fraksionasi dan identifikasi golongan senyawa toksik dari fraksi etil asetat ekstrak buah sirsak hutan (Annona glabra)
FRAKSIONASI DAN IDENTIFIKASI GOLONGAN SENYAWA
TOKSIK DARI FRAKSI ETIL ASETAT EKSTRAK BUAH
SIRSAK HUTAN (Annona glabra)
LITA LOLITA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
2
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Fraksionasi dan
Identifikasi Golongan Senyawa Toksik dari Fraksi Etil Asetat Ekstrak Buah Sirsak
Hutan (Annona glabra) 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 skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Lita Lolita
NIM G44070046
4
ABSTRAK
LITA LOLITA. Fraksionasi dan Identifikasi Golongan Senyawa Toksik dari Fraksi
Etil Asetat Ekstrak Buah Sirsak Hutan (Annona glabra). Dibimbing oleh GUSTINI
SYAHBIRIN dan BUDI ARIFIN.
Fraksi etil asetat buah sirsak hutan (Annona glabra) telah dilaporkan
menunjukkan sitotoksisitas tertinggi dibandingkan dengan fraksi etanol dan air.
Dalam penelitian ini, fraksi etil asetat difraksionasi lebih lanjut dengan metode
kromatografi lapis tipis preparatif dan dihasilkan 5 noda (rentang Rf 0.27–0.95) di
bawah sinar ultraviolet 254 nm. Fraksi dengan Rf = 0.66 mengandung kristal
berbentuk jarum dan berwarna putih. Spektrum ultraviolet fraksi tersebut
menunjukkan puncak serapan pada 206 nm. Kenampakan fisis, panjang gelombang
serapan ultraviolet serta spektrum inframerah yang memperlihatkan serapan khas,
yaitu gugus OH (3396 cm-1), C=O (1737 cm-1), C=C (1561 cm-1), dan C–O (1384
cm-1) menunjukkan ciri khas golongan senyawa asetogenin. Serapan C=O dan C–
O diduga sebagai penciri keberadaan cincin lakton yang lazim ditemukan dalam
struktur asetogenin. Sitotoksisitas asetogenin telah dilaporkan berhubungan
dengan adanya lakton tersebut, gugus OH, dan rantai karbon takjenuhnya.
Kata kunci: asetogenin, inframerah, kromatografi, sirsak hutan.
ABSTRACT
LITA LOLITA. Fractionation and Identification of Toxic Compound Group from
Ethyl Acetate Fraction of Pond Apple Extract (Annona glabra). Supervised by
GUSTINI SYAHBIRIN and BUDI ARIFIN.
Ethyl acetate fraction of pond apple has been reported as the most cytotoxic
fraction compared with ethanol and water fractions. In this study the ethyl acetate
fraction was further fractionated using preparative thin layer chromatography and
the resulted five fractions showed Rf range from 0.27 to 0.95 under ultraviolet
irradiation at 254 nm. Fraction having Rf = 0.66 was a white needle shape crystal.
The ultraviolet spectrum of this fraction showed absorption peak at 206 nm. The
physical appearance, absorption wavelengh and infrared spectrum, including OH
group (3396 cm-1), C=O (1737 cm-1), C=C (1561 cm-1), and C-O (1383 cm-1) was
further showed characteristic absorptions of acetogenin compound, The lactone
ring which is common in acetogenin structures was predicted from the C=O and
C–O absorptions. The cytotoxicity of acetogenins has been reported as related with
this lactone, as well as the OH groups and the unsaturated hydrocarbon.
Key words: acetogenin, infrared, chromatography, pond apple
ii
FRAKSIONASI DAN IDENTIFIKASI GOLONGAN SENYAWA
TOKSIK DARI FRAKSI ETIL ASETAT EKSTRAK BUAH
SIRSAK HUTAN (Annona glabra)
LITA LOLITA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi: Fraksionasi dan Identifikasi Golongan Senyawa Toksik dari Fraksi Etil
Asetat Ekstrak Buah Sirsak Hutan (Annona glabra)
Nama
: Lita Lolita
NIM
: G44070046
Disetujui oleh
Dr Gustini Syahbirin, MS
Pembimbing I
Budi Arifin, SSi, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen Kimia
Tanggal Lulus:
ii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang
berjudul “Fraksionasi dan Identifikasi Golongan Senyawa Toksik dari Fraksi Etil
Asetat Ekstrak Buah Sirsak Hutan (Annona glabra)”. Karya ilmiah ini disusun
berdasarkan penelitian yang dilaksanakan pada bulan Maret 2013 hingga Juli 2014
di Laboratorium Organik dan Laboratorium Bersama, Departemen Kimia, Institut
Pertanian Bogor.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr Gustini Syahbirin, MS
dan Bapak Budi Arifin SSi, MSi selaku pembimbing yang senantiasa memberikan
arahan, dorongan semangat, dan doa kepada penulis selama melaksanakan
penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh staf
Laboratorium Organik atas bantuan serta masukan selama penelitian berlangsung.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada keluarga, khususnya Ibu dan
Ayah, adikku serta Mas Andi atas doa, kasih sayang, motivasi, serta segala
dukungan yang telah diberikan kepada penulis. Terima kasih juga penulis ucapkan
kepada Bapak Sabur, teman-teman seperjuangan angkatan 44, 45, 46, dan 47 di
Laboratorium Organik, teman-teman Puri Madani (Ines, Ismi, dan Gracia), serta
segenap keluarga sivitas Kimia IPB.
Atas segala khilaf dan kekurangan, semoga dapat dibukakan pintu maaf yang
sebesar-besarnya. Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014
Lita Lolita
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Metode
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air
Ekstrak Etanol Buah Sirsak Hutan
Fraksi Etil Asetat Ekstrak Etanol Buah Sirsak
Hasil Fraksionasi Ekstrak Etil Asetat
Identitas Senyawa Berdasarkan Spektrum UV-Vis dan FTIR
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
vii
vii
1
2
2
2
4
4
4
5
5
7
10
10
11
11
13
15
ii
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
Buah sirsak hutan (A. glabra)
Profil kromatogram fraksi etil asetat eluen metanol-etil asetat (1:19)
Hasil KLT preparatif fraksi etil asetat dengan eluen metanol-etil asetat (1:49)
Hasil pemisahan fraksi etil asetat menggunakan metode KLTP
Spektrum UV fraksi ke7-2
Fraksi ke-2 dari ekstrak etil asetat
Struktur umum asetogenin
Spektrum FTIR fraksi ke-2
4
6
6
7
8
8
9
9
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir penelitian
2
3
4
5
Kadar air buah sirsak hutan
Rendemen ekstrak
Hasil KLT preparatif fraksi etil asetat
Serapan UV-vis fraksi ke-2
13
13
14
14
14
1
PENDAHULUAN
Tanaman Annona glabra termasuk dalam famili Annonaceae, yang lazim
disebut sirsak hutan atau sirsak gundul di Indonesia. Daun dan akar sirsak hutan
banyak digunakan sebagai insektisida dan parasitisida (Padmaja et al. 1995).
Seluruh bagian tanaman sirsak hutan juga dapat digunakan sebagai antikanker (Li
et al. 1998). Senyawa sitotoksik pertama yang diketahui pada sirsak hutan adalah
alkaloid liriodenin yang mampu melawan karsinoma nasofaring (Warthen et al.
1968). Belakangan diketahui bahwa khasiat antikanker tanaman dari famili
Annonaceae berasal dari golongan senyawa toksik asetogenin (McLaughlin 2008).
Sitotoksisitas asetogenin berpotensi sebagai antitumor, insektisida,
antimalaria, fungisida, antiparasit, dan antibakteri (Feras et al. 1999). Asetogenin
memiliki kemampuan menginhibisi kompleks mitokondria dengan ubikuinon
oksidase dalam transpor elektron spesifik (kompleks mitokondria I) yang terdapat
pada sel kanker (Coloma et al. 2002), sehingga menghambat produksi ATP dan
dapat menyebabkan kematian sel kanker (apoptosis). Sitotoksisitas asetogenin ini
bersifat spesifik, yaitu hanya menyerang sel kanker tanpa menyerang sel normal
(McLaughlin 2008).
Di antara beberapa bagian sirsak hutan (daun, akar, biji, dan buah), ekstrak
etanol biji sirsak memiliki sitotoksisitas paling tinggi (Cochrane et al. 2008).
Senyawa asetogenin pada biji yang telah diketahui daya sitotoksisitasnya antara lain
anonin, bulatasin, asimisin, dan uvariamisin, dengan bulatasin memiliki aktivitas
tertinggi (Ruppercht et al. 1990). Daun mengandung asetogenin antara lain
glabrasin, glasin, anoglasin, anoglaksin, dan 27-hidroksibulatasin (Liu et al. 2000).
Senyawa 27-hidroksibulatasin memiliki aktivitas antikanker paling tinggi (Kim dan
Park 2002). Sampai saat ini, buah diketahui mengandung senyawa asetogenin
antara lain anomontasin, anonasin, isoanonasinon, dan skuamosin (Hsieh et al.
2004), tetapi belum diketahui secara pasti senyawa asetogenin teraktif.
Wendarningtyas pada tahun 2011 telah meneliti potensi antikanker dari buah
sirsak hutan yang ada di Kota Bogor, Indonesia. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa ekstrak etil asetat memiliki toksisitas paling tinggi terhadap larva udang
dengan nilai konsentrasi letal 50% (LC50) terendah (42 ppm) dibandingkan dengan
ekstrak etanol (309 ppm) dan ekstrak air (143 ppm). Uji potensi antikanker tersebut
diperkuat dengan hasil pengujian pada embrio ikan zebra yang menunjukkan bahwa
ekstrak tersebut mampu mengganggu pertumbuhan organ-organ dalam. Hasil ini
berbeda dari hasil-hasil penelitian sebelumnya, yaitu Chang dan Wu (2000) dan
Hsieh et al. (2004) yang melaporkan ekstrak metanol sebagai ekstrak teraktif
dengan sampel buah sirsak hutan yang didapat dari Taiwan. Selain itu, Cochrane et
al. (2008) mendapatkan ekstrak etanol sebagai ekstrak teraktif dengan sampel
berasal dari Florida. Adanya hasil ekstrak etil asetat sebagai ekstrak teraktif
mungkin menunjukkan kekhasan metabolit sekunder dalam sirsak hutan asal
Bogor. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan memfraksionasi ekstrak etil asetat
tersebut dan mengidentifikasi golongan senyawa toksik yang ada di dalamnya.
2
BAHAN DAN METODE
Buah sirsak diambil dari Lahan Praktik Lapangan Teknik Pertanian, Institut
Pertanian Bogor, Bogor, Indonesia. Kondisi buah yang digunakan adalah buah
matang (tekstur lembek), segar (berbau harum), dan bersih (tidak busuk). Tahapan
penelitian meliputi preparasi sampel, penentuan kadar air buah sirsak, maserasi
buah sirsak dalam etanol 80%, partisi ekstrak etanol menggunakan etil asetat,
fraksionasi ekstrak etil asetat dengan metode kromatografi lapis tipis (KLT)
preparatif, serta identifikasi golongan senyawa menggunakan spektrofotometer
ultraviolet-tampak (UV-Vis) dan inframerah transformasi Fourier (FTIR). Prosedur
penelitian dilakukan mengikuti diagram alir pada Lampiran 1.
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan antara lain spektrofotometer UV-Vis Shimadzu,
FTIR, alat-alat kaca, pengaduk tegak, neraca analitik, oven, pelat kaca 20 cm × 20
cm.
Bahan-bahan yang digunakan adalah buah sirsak hutan, etanol, etil asetat,
metanol, aseton, Na2SO4 anhidrat, silika gel G60F254 Merck, dan akuades. Seluruh
pelarut yang digunakan adalah pelarut teknis dengan 2 kali penyulingan.
Metode
Ektraksi Buah Sirsak Hutan (Annona glabra) (Harborne 1987)
Buah sirsak dicuci kemudian dihilangkan kulit dan bijinya. Sebanyak ±6.5
kg sampel buah dimaserasi dengan etanol 80% dengan nisbah 1:3 selama 3×24 jam.
Ekstrak kemudian dipekatkan dengan penguap putar. Ekstrak yang diperoleh
ditimbang dan dihitung rendemennya dengan persamaan sebagai berikut:
a
Rendemen ekstrak = ×100% × fk
b
Keterangan:
a = bobot ekstrak (g)
b = bobot contoh awal (g)
fk = faktor koreksi =
100
100 kadar air
Penentuan Kadar Air (AOAC 1984)
Cawan porselen dikeringkan di dalam oven bersuhu 105 °C selama 60 menit,
selanjutnya dimasukkan ke dalam eksikator selama 30 menit, dan ditimbang bobot
kosongnya. Sebanyak 5 g sampel dimasukkan ke dalam cawan tersebut dan
dikeringkan di dalam oven selama 24 jam pada suhu 105 °C. Setelah itu, cawan
kembali didinginkan dalam desikator sekitar 2 jam dan ditimbang hingga diperoleh
bobot konstan. Penentuan kadar air dilakukan sebanyak 3 kali ulangan (triplo).
3
Kadar air (%) =
A-B
B
×100%
Keterangan:
A = bobot bahan sebelum dikeringkan (g)
B = bobot bahan setelah dikeringkan (g)
Partisi Ekstrak Etanol Buah Sirsak (Modifikasi Wendarningtyas 2011)
Ekstrak etanol dilarutkan dalam akuades dengan nisbah 1:3 (b/v) dan
dimasukkan ke dalam corong pisah. Sampel diekstraksi menggunakan etil asetat
dengan nisbah 1:2 (v/v). Ekstraksi dilakukan secara bertahap hingga fase organik
tidak berwarna. Fase organik dipisahkan dari fase air dan ditambahkan Na2SO4
secukupnya. Fase organik dipekatkan dengan penguap putar, lalu dihitung
rendemennya.
Fraksionasi Ekstrak Etil Asetat (Houghton dan Raman 1998)
Pemilihan Eluen Terbaik. Ekstrak etil asetat ditotolkan pada pelat KLT
aluminium jenis silika gel G60F254 dari Merck. Setelah kering, pelat dielusi dalam
bejana kromatografi yang telah dijenuhkan dengan eluen. Pada tahap pertama
digunakan eluen tunggal yang memiliki tingkat kepolaran berbeda-beda, meliputi
metanol, etanol, etil asetat, aseton, diklorometana, dan n-heksana. Noda yang
dihasilkan diamati di bawah lampu UV dengan panjang gelombang 254 nm. Eluen
terbaik ialah yang menghasilkan noda terbanyak dan terpisah dengan baik. Jika
didapatkan lebih dari 1 eluen seperti itu, maka eluen-eluen tersebut dicampurkan
dengan berbagai nisbah hingga diperoleh nisbah tertentu dengan pemisahan terbaik.
Fraksionasi Ekstrak Etil Asetat. Eluen terbaik dijenuhkan dalam bejana
kaca. Pelat kaca berukuran 20 cm × 20 cm disiapkan dan dibersihkan dengan
aseton. Silika gel G60F254 ditambahkan dengan akuades perlahan-lahan sambil
diaduk terus-menerus hingga terbentuk bubur. Setelah homogen, bubur dicetak di
atas pelat kaca dan dikeringkan dalam oven bersuhu 70 °C hingga kering.
Sebanyak ±2 g fraksi etil asetat ditambahkan sedikit etil asetat, lalu ditotolkan
pada pelat silika, dan pelat berisi sampel dimasukkan ke dalam bejana yang telah
jenuh dengan eluen. Hasil elusi diamati di bawah sinar UV 254 dan 366 nm. Setiap
noda yang terbentuk diambil dan dikumpulkan, lalu dilarutkan kembali dengan
aseton dan dipekatkan dengan penguap putar.
Identifikasi Golongan Senyawa
Pengukuran Spektrum UV-Vis (Feras et al. 1999). Sebanyak ±0.1 mg tiap
fraksi dilarutkan dengan metanol dan diukur pada panjang gelombang 200–400
nm.
Pengukuran Spektrum FTIR. Sebanyak ±5 mg sampel padatan dicampur
dengan KBr, lalu dibuat menjadi pelet. Sampel diukur pada bilangan gelombang
400–4000 cm-1.
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air
Kadar air ditentukan untuk mengetahui faktor koreksi pada perhitungan
rendemen (Harborne 1987). Pemanasan pada suhu 105 °C akan menghilangkan air
yang terikat secara fisis (Harjadi 1986). Dengan cara tersebut, diperoleh kadar air
buah sirsak hutan sebesar 89.28% (Lampiran 2), sama dengan hasil yang dilaporkan
oleh Wendarningtyas (2011). Kadar air yang sangat tinggi menyebabkan sampel
harus segera ditangani dan tidak boleh disimpan pada waktu yang lama (Winarno
1995). Oleh karena itu, tahap selanjutnya, yaitu ekstraksi dilakukan segera setelah
sampel dikumpulkan, dan dijaga pada suhu rendah agar tidak merusak komponen
senyawa dalam sampel.
Ekstrak Etanol Buah Sirsak Hutan
Tanaman Annona glabra termasuk dalam famili Annonaceae, yang lazim
disebut sirsak hutan atau sirsak gundul di Indonesia (Gambar 1). Senyawa aktif dari
tanaman famili Annonaceae umumnya dapat larut dalam pelarut organik seperti
metanol, etanol, diklorometana, dan kloroform, bahkan sebagian dapat larut dalam
n-heksana. Ekstraksi menggunakan etanol dilanjutkan dengan partisi cair-cair dan
pemekatan ekstrak masih menjadi pilihan utama dan sering digunakan (Feras et al.
1999). Buah sirsak hutan diekstraksi menggunakan metode maserasi pada suhu
ruang karena menurut Hermawan dan Laksono (2013), sampel berkadar air tinggi
lebih rentan pada suhu tinggi. Proses maserasi dilakukan dalam pelarut etanol teknis
yang telah disuling 2 kali. Etanol yang digunakan berkadar 80%, yang mampu
mengekstraksi senyawa polar dan semipolar dengan baik (Harborne 1987).
Menurut Cochrane et al. (2008), ekstrak etanol dari buah sirsak hutan berpotensi
sebagai antikanker yang dapat digunakan pada bidang farmakologi.
Gambar 1 Buah sirsak hutan (A. glabra)
Maserasi sampel dalam etanol akan memecah membran sel sebagai akibat
difusi karena perbedaan tekanan, sehingga metabolit sekunder dalam sitoplasma
akan terlarut ke dalam etanol (Hermawan dan Laksono 2013). Maserat yang
dihasilkan berwarna kuning jernih, dengan rendemen sebesar 6.34% terhadap bobot
basah atau 58.99% setelah terkoreksi dengan kadar air (Lampiran 3).
5
Fraksi Etil Asetat Ekstrak Etanol Buah Sirsak
(modifikasi Wendarningtyas 2011)
Ekstrak etanol ditambahkan air dengan nisbah 1:3 (b/v), lalu dipartisi dengan
etil asetat dengan nisbah 1:2 (v/v) sebanyak beberapa kali hingga ekstrak etil asetat
tidak berwarna. Menurut Colegate dan Molyneux (2008), ekstrak metanol atau
etanol dari sampel segar dapat dipartisi kembali dengan menggunakan etil asetat
untuk memisahkan komponen semipolar. Fraksi etil asetat yang telah dipekatkan
berbentuk pasta dan berwarna cokelat tua. Rendemennya sebesar 0.14%
berdasarkan bobot basah atau 1.28% setelah terkoreksi kadar air.
Berdasarkan hasil penelitian Wendarningtyas (2011), fraksi etil asetat
memiliki nilai LC50 terendah (
TOKSIK DARI FRAKSI ETIL ASETAT EKSTRAK BUAH
SIRSAK HUTAN (Annona glabra)
LITA LOLITA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
2
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Fraksionasi dan
Identifikasi Golongan Senyawa Toksik dari Fraksi Etil Asetat Ekstrak Buah Sirsak
Hutan (Annona glabra) 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 skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Lita Lolita
NIM G44070046
4
ABSTRAK
LITA LOLITA. Fraksionasi dan Identifikasi Golongan Senyawa Toksik dari Fraksi
Etil Asetat Ekstrak Buah Sirsak Hutan (Annona glabra). Dibimbing oleh GUSTINI
SYAHBIRIN dan BUDI ARIFIN.
Fraksi etil asetat buah sirsak hutan (Annona glabra) telah dilaporkan
menunjukkan sitotoksisitas tertinggi dibandingkan dengan fraksi etanol dan air.
Dalam penelitian ini, fraksi etil asetat difraksionasi lebih lanjut dengan metode
kromatografi lapis tipis preparatif dan dihasilkan 5 noda (rentang Rf 0.27–0.95) di
bawah sinar ultraviolet 254 nm. Fraksi dengan Rf = 0.66 mengandung kristal
berbentuk jarum dan berwarna putih. Spektrum ultraviolet fraksi tersebut
menunjukkan puncak serapan pada 206 nm. Kenampakan fisis, panjang gelombang
serapan ultraviolet serta spektrum inframerah yang memperlihatkan serapan khas,
yaitu gugus OH (3396 cm-1), C=O (1737 cm-1), C=C (1561 cm-1), dan C–O (1384
cm-1) menunjukkan ciri khas golongan senyawa asetogenin. Serapan C=O dan C–
O diduga sebagai penciri keberadaan cincin lakton yang lazim ditemukan dalam
struktur asetogenin. Sitotoksisitas asetogenin telah dilaporkan berhubungan
dengan adanya lakton tersebut, gugus OH, dan rantai karbon takjenuhnya.
Kata kunci: asetogenin, inframerah, kromatografi, sirsak hutan.
ABSTRACT
LITA LOLITA. Fractionation and Identification of Toxic Compound Group from
Ethyl Acetate Fraction of Pond Apple Extract (Annona glabra). Supervised by
GUSTINI SYAHBIRIN and BUDI ARIFIN.
Ethyl acetate fraction of pond apple has been reported as the most cytotoxic
fraction compared with ethanol and water fractions. In this study the ethyl acetate
fraction was further fractionated using preparative thin layer chromatography and
the resulted five fractions showed Rf range from 0.27 to 0.95 under ultraviolet
irradiation at 254 nm. Fraction having Rf = 0.66 was a white needle shape crystal.
The ultraviolet spectrum of this fraction showed absorption peak at 206 nm. The
physical appearance, absorption wavelengh and infrared spectrum, including OH
group (3396 cm-1), C=O (1737 cm-1), C=C (1561 cm-1), and C-O (1383 cm-1) was
further showed characteristic absorptions of acetogenin compound, The lactone
ring which is common in acetogenin structures was predicted from the C=O and
C–O absorptions. The cytotoxicity of acetogenins has been reported as related with
this lactone, as well as the OH groups and the unsaturated hydrocarbon.
Key words: acetogenin, infrared, chromatography, pond apple
ii
FRAKSIONASI DAN IDENTIFIKASI GOLONGAN SENYAWA
TOKSIK DARI FRAKSI ETIL ASETAT EKSTRAK BUAH
SIRSAK HUTAN (Annona glabra)
LITA LOLITA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi: Fraksionasi dan Identifikasi Golongan Senyawa Toksik dari Fraksi Etil
Asetat Ekstrak Buah Sirsak Hutan (Annona glabra)
Nama
: Lita Lolita
NIM
: G44070046
Disetujui oleh
Dr Gustini Syahbirin, MS
Pembimbing I
Budi Arifin, SSi, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen Kimia
Tanggal Lulus:
ii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang
berjudul “Fraksionasi dan Identifikasi Golongan Senyawa Toksik dari Fraksi Etil
Asetat Ekstrak Buah Sirsak Hutan (Annona glabra)”. Karya ilmiah ini disusun
berdasarkan penelitian yang dilaksanakan pada bulan Maret 2013 hingga Juli 2014
di Laboratorium Organik dan Laboratorium Bersama, Departemen Kimia, Institut
Pertanian Bogor.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr Gustini Syahbirin, MS
dan Bapak Budi Arifin SSi, MSi selaku pembimbing yang senantiasa memberikan
arahan, dorongan semangat, dan doa kepada penulis selama melaksanakan
penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh staf
Laboratorium Organik atas bantuan serta masukan selama penelitian berlangsung.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada keluarga, khususnya Ibu dan
Ayah, adikku serta Mas Andi atas doa, kasih sayang, motivasi, serta segala
dukungan yang telah diberikan kepada penulis. Terima kasih juga penulis ucapkan
kepada Bapak Sabur, teman-teman seperjuangan angkatan 44, 45, 46, dan 47 di
Laboratorium Organik, teman-teman Puri Madani (Ines, Ismi, dan Gracia), serta
segenap keluarga sivitas Kimia IPB.
Atas segala khilaf dan kekurangan, semoga dapat dibukakan pintu maaf yang
sebesar-besarnya. Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014
Lita Lolita
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Metode
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air
Ekstrak Etanol Buah Sirsak Hutan
Fraksi Etil Asetat Ekstrak Etanol Buah Sirsak
Hasil Fraksionasi Ekstrak Etil Asetat
Identitas Senyawa Berdasarkan Spektrum UV-Vis dan FTIR
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
vii
vii
1
2
2
2
4
4
4
5
5
7
10
10
11
11
13
15
ii
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
Buah sirsak hutan (A. glabra)
Profil kromatogram fraksi etil asetat eluen metanol-etil asetat (1:19)
Hasil KLT preparatif fraksi etil asetat dengan eluen metanol-etil asetat (1:49)
Hasil pemisahan fraksi etil asetat menggunakan metode KLTP
Spektrum UV fraksi ke7-2
Fraksi ke-2 dari ekstrak etil asetat
Struktur umum asetogenin
Spektrum FTIR fraksi ke-2
4
6
6
7
8
8
9
9
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir penelitian
2
3
4
5
Kadar air buah sirsak hutan
Rendemen ekstrak
Hasil KLT preparatif fraksi etil asetat
Serapan UV-vis fraksi ke-2
13
13
14
14
14
1
PENDAHULUAN
Tanaman Annona glabra termasuk dalam famili Annonaceae, yang lazim
disebut sirsak hutan atau sirsak gundul di Indonesia. Daun dan akar sirsak hutan
banyak digunakan sebagai insektisida dan parasitisida (Padmaja et al. 1995).
Seluruh bagian tanaman sirsak hutan juga dapat digunakan sebagai antikanker (Li
et al. 1998). Senyawa sitotoksik pertama yang diketahui pada sirsak hutan adalah
alkaloid liriodenin yang mampu melawan karsinoma nasofaring (Warthen et al.
1968). Belakangan diketahui bahwa khasiat antikanker tanaman dari famili
Annonaceae berasal dari golongan senyawa toksik asetogenin (McLaughlin 2008).
Sitotoksisitas asetogenin berpotensi sebagai antitumor, insektisida,
antimalaria, fungisida, antiparasit, dan antibakteri (Feras et al. 1999). Asetogenin
memiliki kemampuan menginhibisi kompleks mitokondria dengan ubikuinon
oksidase dalam transpor elektron spesifik (kompleks mitokondria I) yang terdapat
pada sel kanker (Coloma et al. 2002), sehingga menghambat produksi ATP dan
dapat menyebabkan kematian sel kanker (apoptosis). Sitotoksisitas asetogenin ini
bersifat spesifik, yaitu hanya menyerang sel kanker tanpa menyerang sel normal
(McLaughlin 2008).
Di antara beberapa bagian sirsak hutan (daun, akar, biji, dan buah), ekstrak
etanol biji sirsak memiliki sitotoksisitas paling tinggi (Cochrane et al. 2008).
Senyawa asetogenin pada biji yang telah diketahui daya sitotoksisitasnya antara lain
anonin, bulatasin, asimisin, dan uvariamisin, dengan bulatasin memiliki aktivitas
tertinggi (Ruppercht et al. 1990). Daun mengandung asetogenin antara lain
glabrasin, glasin, anoglasin, anoglaksin, dan 27-hidroksibulatasin (Liu et al. 2000).
Senyawa 27-hidroksibulatasin memiliki aktivitas antikanker paling tinggi (Kim dan
Park 2002). Sampai saat ini, buah diketahui mengandung senyawa asetogenin
antara lain anomontasin, anonasin, isoanonasinon, dan skuamosin (Hsieh et al.
2004), tetapi belum diketahui secara pasti senyawa asetogenin teraktif.
Wendarningtyas pada tahun 2011 telah meneliti potensi antikanker dari buah
sirsak hutan yang ada di Kota Bogor, Indonesia. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa ekstrak etil asetat memiliki toksisitas paling tinggi terhadap larva udang
dengan nilai konsentrasi letal 50% (LC50) terendah (42 ppm) dibandingkan dengan
ekstrak etanol (309 ppm) dan ekstrak air (143 ppm). Uji potensi antikanker tersebut
diperkuat dengan hasil pengujian pada embrio ikan zebra yang menunjukkan bahwa
ekstrak tersebut mampu mengganggu pertumbuhan organ-organ dalam. Hasil ini
berbeda dari hasil-hasil penelitian sebelumnya, yaitu Chang dan Wu (2000) dan
Hsieh et al. (2004) yang melaporkan ekstrak metanol sebagai ekstrak teraktif
dengan sampel buah sirsak hutan yang didapat dari Taiwan. Selain itu, Cochrane et
al. (2008) mendapatkan ekstrak etanol sebagai ekstrak teraktif dengan sampel
berasal dari Florida. Adanya hasil ekstrak etil asetat sebagai ekstrak teraktif
mungkin menunjukkan kekhasan metabolit sekunder dalam sirsak hutan asal
Bogor. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan memfraksionasi ekstrak etil asetat
tersebut dan mengidentifikasi golongan senyawa toksik yang ada di dalamnya.
2
BAHAN DAN METODE
Buah sirsak diambil dari Lahan Praktik Lapangan Teknik Pertanian, Institut
Pertanian Bogor, Bogor, Indonesia. Kondisi buah yang digunakan adalah buah
matang (tekstur lembek), segar (berbau harum), dan bersih (tidak busuk). Tahapan
penelitian meliputi preparasi sampel, penentuan kadar air buah sirsak, maserasi
buah sirsak dalam etanol 80%, partisi ekstrak etanol menggunakan etil asetat,
fraksionasi ekstrak etil asetat dengan metode kromatografi lapis tipis (KLT)
preparatif, serta identifikasi golongan senyawa menggunakan spektrofotometer
ultraviolet-tampak (UV-Vis) dan inframerah transformasi Fourier (FTIR). Prosedur
penelitian dilakukan mengikuti diagram alir pada Lampiran 1.
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan antara lain spektrofotometer UV-Vis Shimadzu,
FTIR, alat-alat kaca, pengaduk tegak, neraca analitik, oven, pelat kaca 20 cm × 20
cm.
Bahan-bahan yang digunakan adalah buah sirsak hutan, etanol, etil asetat,
metanol, aseton, Na2SO4 anhidrat, silika gel G60F254 Merck, dan akuades. Seluruh
pelarut yang digunakan adalah pelarut teknis dengan 2 kali penyulingan.
Metode
Ektraksi Buah Sirsak Hutan (Annona glabra) (Harborne 1987)
Buah sirsak dicuci kemudian dihilangkan kulit dan bijinya. Sebanyak ±6.5
kg sampel buah dimaserasi dengan etanol 80% dengan nisbah 1:3 selama 3×24 jam.
Ekstrak kemudian dipekatkan dengan penguap putar. Ekstrak yang diperoleh
ditimbang dan dihitung rendemennya dengan persamaan sebagai berikut:
a
Rendemen ekstrak = ×100% × fk
b
Keterangan:
a = bobot ekstrak (g)
b = bobot contoh awal (g)
fk = faktor koreksi =
100
100 kadar air
Penentuan Kadar Air (AOAC 1984)
Cawan porselen dikeringkan di dalam oven bersuhu 105 °C selama 60 menit,
selanjutnya dimasukkan ke dalam eksikator selama 30 menit, dan ditimbang bobot
kosongnya. Sebanyak 5 g sampel dimasukkan ke dalam cawan tersebut dan
dikeringkan di dalam oven selama 24 jam pada suhu 105 °C. Setelah itu, cawan
kembali didinginkan dalam desikator sekitar 2 jam dan ditimbang hingga diperoleh
bobot konstan. Penentuan kadar air dilakukan sebanyak 3 kali ulangan (triplo).
3
Kadar air (%) =
A-B
B
×100%
Keterangan:
A = bobot bahan sebelum dikeringkan (g)
B = bobot bahan setelah dikeringkan (g)
Partisi Ekstrak Etanol Buah Sirsak (Modifikasi Wendarningtyas 2011)
Ekstrak etanol dilarutkan dalam akuades dengan nisbah 1:3 (b/v) dan
dimasukkan ke dalam corong pisah. Sampel diekstraksi menggunakan etil asetat
dengan nisbah 1:2 (v/v). Ekstraksi dilakukan secara bertahap hingga fase organik
tidak berwarna. Fase organik dipisahkan dari fase air dan ditambahkan Na2SO4
secukupnya. Fase organik dipekatkan dengan penguap putar, lalu dihitung
rendemennya.
Fraksionasi Ekstrak Etil Asetat (Houghton dan Raman 1998)
Pemilihan Eluen Terbaik. Ekstrak etil asetat ditotolkan pada pelat KLT
aluminium jenis silika gel G60F254 dari Merck. Setelah kering, pelat dielusi dalam
bejana kromatografi yang telah dijenuhkan dengan eluen. Pada tahap pertama
digunakan eluen tunggal yang memiliki tingkat kepolaran berbeda-beda, meliputi
metanol, etanol, etil asetat, aseton, diklorometana, dan n-heksana. Noda yang
dihasilkan diamati di bawah lampu UV dengan panjang gelombang 254 nm. Eluen
terbaik ialah yang menghasilkan noda terbanyak dan terpisah dengan baik. Jika
didapatkan lebih dari 1 eluen seperti itu, maka eluen-eluen tersebut dicampurkan
dengan berbagai nisbah hingga diperoleh nisbah tertentu dengan pemisahan terbaik.
Fraksionasi Ekstrak Etil Asetat. Eluen terbaik dijenuhkan dalam bejana
kaca. Pelat kaca berukuran 20 cm × 20 cm disiapkan dan dibersihkan dengan
aseton. Silika gel G60F254 ditambahkan dengan akuades perlahan-lahan sambil
diaduk terus-menerus hingga terbentuk bubur. Setelah homogen, bubur dicetak di
atas pelat kaca dan dikeringkan dalam oven bersuhu 70 °C hingga kering.
Sebanyak ±2 g fraksi etil asetat ditambahkan sedikit etil asetat, lalu ditotolkan
pada pelat silika, dan pelat berisi sampel dimasukkan ke dalam bejana yang telah
jenuh dengan eluen. Hasil elusi diamati di bawah sinar UV 254 dan 366 nm. Setiap
noda yang terbentuk diambil dan dikumpulkan, lalu dilarutkan kembali dengan
aseton dan dipekatkan dengan penguap putar.
Identifikasi Golongan Senyawa
Pengukuran Spektrum UV-Vis (Feras et al. 1999). Sebanyak ±0.1 mg tiap
fraksi dilarutkan dengan metanol dan diukur pada panjang gelombang 200–400
nm.
Pengukuran Spektrum FTIR. Sebanyak ±5 mg sampel padatan dicampur
dengan KBr, lalu dibuat menjadi pelet. Sampel diukur pada bilangan gelombang
400–4000 cm-1.
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air
Kadar air ditentukan untuk mengetahui faktor koreksi pada perhitungan
rendemen (Harborne 1987). Pemanasan pada suhu 105 °C akan menghilangkan air
yang terikat secara fisis (Harjadi 1986). Dengan cara tersebut, diperoleh kadar air
buah sirsak hutan sebesar 89.28% (Lampiran 2), sama dengan hasil yang dilaporkan
oleh Wendarningtyas (2011). Kadar air yang sangat tinggi menyebabkan sampel
harus segera ditangani dan tidak boleh disimpan pada waktu yang lama (Winarno
1995). Oleh karena itu, tahap selanjutnya, yaitu ekstraksi dilakukan segera setelah
sampel dikumpulkan, dan dijaga pada suhu rendah agar tidak merusak komponen
senyawa dalam sampel.
Ekstrak Etanol Buah Sirsak Hutan
Tanaman Annona glabra termasuk dalam famili Annonaceae, yang lazim
disebut sirsak hutan atau sirsak gundul di Indonesia (Gambar 1). Senyawa aktif dari
tanaman famili Annonaceae umumnya dapat larut dalam pelarut organik seperti
metanol, etanol, diklorometana, dan kloroform, bahkan sebagian dapat larut dalam
n-heksana. Ekstraksi menggunakan etanol dilanjutkan dengan partisi cair-cair dan
pemekatan ekstrak masih menjadi pilihan utama dan sering digunakan (Feras et al.
1999). Buah sirsak hutan diekstraksi menggunakan metode maserasi pada suhu
ruang karena menurut Hermawan dan Laksono (2013), sampel berkadar air tinggi
lebih rentan pada suhu tinggi. Proses maserasi dilakukan dalam pelarut etanol teknis
yang telah disuling 2 kali. Etanol yang digunakan berkadar 80%, yang mampu
mengekstraksi senyawa polar dan semipolar dengan baik (Harborne 1987).
Menurut Cochrane et al. (2008), ekstrak etanol dari buah sirsak hutan berpotensi
sebagai antikanker yang dapat digunakan pada bidang farmakologi.
Gambar 1 Buah sirsak hutan (A. glabra)
Maserasi sampel dalam etanol akan memecah membran sel sebagai akibat
difusi karena perbedaan tekanan, sehingga metabolit sekunder dalam sitoplasma
akan terlarut ke dalam etanol (Hermawan dan Laksono 2013). Maserat yang
dihasilkan berwarna kuning jernih, dengan rendemen sebesar 6.34% terhadap bobot
basah atau 58.99% setelah terkoreksi dengan kadar air (Lampiran 3).
5
Fraksi Etil Asetat Ekstrak Etanol Buah Sirsak
(modifikasi Wendarningtyas 2011)
Ekstrak etanol ditambahkan air dengan nisbah 1:3 (b/v), lalu dipartisi dengan
etil asetat dengan nisbah 1:2 (v/v) sebanyak beberapa kali hingga ekstrak etil asetat
tidak berwarna. Menurut Colegate dan Molyneux (2008), ekstrak metanol atau
etanol dari sampel segar dapat dipartisi kembali dengan menggunakan etil asetat
untuk memisahkan komponen semipolar. Fraksi etil asetat yang telah dipekatkan
berbentuk pasta dan berwarna cokelat tua. Rendemennya sebesar 0.14%
berdasarkan bobot basah atau 1.28% setelah terkoreksi kadar air.
Berdasarkan hasil penelitian Wendarningtyas (2011), fraksi etil asetat
memiliki nilai LC50 terendah (