Uji Aktivitas Hipoglikemik Nano partikel Daun Temuru dan Ekstrak Etanol Daun Temuru (Murraya koenigii (L) Spreng) Terhadap Tikus Putih yang Diinduksi Aloksan Serta Aktivitas Antioksidannya
UJI AKTIVITAS HIPOGLIKEMIK NANO PARTIKEL DAUN TEMURU
DAN EKSTRAK DAUN TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng)
TERHADAP TIKUS PUTIH YANG DIINDUKSI ALOKSAN SERTA
AKTIVITAS ANTIOKSIDANNYA
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
Gelar Magister dalam Ilmu Farmasi Pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
OLEH:
RINI HANDAYANI
NIM 137014008
PROGRAM STUDI MAGISTER FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
TESIS
73
UJI AKTIVITAS HIPOGLIKEMIK NANO PARTIKEL DAUN TEMURU
DAN EKSTRAK DAUN TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng)
TERHADAP TIKUS PUTIH YANG DIINDUKSI ALOKSAN SERTA
AKTIVITAS ANTIOKSIDANNYA
OLEH:
RINI HANDAYANI
NIM 137014008
PROGRAM STUDI MAGISTER FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
74
75
PENGESAHAN TESIS
Nama Mahasiswa
: Rini Handayani
Nomor Induk Mahasiswa : 137014008
Program Studi
: Magister Farmasi
Judul Tesis
: Uji Aktivitas Hipoglikemik Nano partikel
Daun Temuru dan Ekstrak Etanol Daun
Temuru (Murraya koenigii (L) Spreng)
Terhadap Tikus Putih yang Diinduksi Aloksan
Serta Aktivitas Antioksidannya
Telah diuji dan dinyatakan LULUS di depan Tim Penguji pada hari Kamis tanggal
dua puluh tujuh bulan Agustus tahun dua ribu lima belas.
Mengesahkan:
Tim Penguji Tesis
Ketua Tim Penguji Tesis
: Prof. Dr. Karsono., Apt.
Anggota Tim Penguji Tesis : Prof. Dr. Urip Harahap, Apt.
Prof. Dr. Rosidah, M.Si., Apt.
Dr. Edy Suwarso, S.U., Apt.
76
UJI AKTIVITAS HIPOGLIKEMIK NANO PARTIKEL DAUN TEMURU
DAN EKSTRAK DAUN TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng)
TERHADAP TIKUS PUTIH YANG DIINDUKSI ALOKSAN SERTA
AKTIVITAS ANTIOKSIDANNYA
ABSTRAK
World Health Organization memperkirakan penderita diabetes mellitus
(DM) terus meningkat baik di dunia maupun di Indonesia pada tahun 2030.
Akarbose sebagai antidiabetik DM tipe 2 memiliki efek samping. Pengobatan
menggunakan bahan alam dianggap lebih aman dan mempunyai efek samping
yang relatif kecil. Aplikasi teknologi nano dalam dunia pengobatan terus
meningkat, tetapi belum ditemukan teknologi nano dalam pengolahan simplisia
daun temuru.
Tujuan penelitian ini untuk menguji aktivitas hipoglikemik, menentukan
golongan senyawa bioaktif, membandingkan aktivitas hipoglikemik, dan
mengukur aktivitas antioksidan nano partikel dan ekstrak etanol daun temuru,
serta mengetahui pengaruh kadar glukosa darah terhadap kadar kolesterol darah
tikus DM.
Nano partikel daun temuru diperoleh menggunakan metode milling
selanjutnya karakteristik nano partikel dianalisis menggunakan SEM (Scanning
Electron Microscope) dan PSA (Particle Size Analyzer), sedangkan ekstrak
etanol daun temuru diperoleh dengan cara maserasi. Uji hipoglikemik
menggunakan tikus yang diinduksi dengan aloksan 150 mg/kg bb
intraperitoneal. Pengukuran kadar glukosa darah (KGD) tikus menggunakan alat
glukotest dan penetapan kadar kolesterol total darah tikus menggunakan metode
kolorimetri enzimatik. Penentuan aktivitas antioksidan menggunakan metode
DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhidrazyl).
Analisis SEM dan PSA menunjukkan bahwa nano partikel daun temuru
memiliki permukaan yang halus dan rata dengan rerata ukuran partikel 35,77 ±
36,3 nm. Analisis paired samples statistic menunjukkan bahwa rata-rata
penurunan KGD puasa kelompok tikus yang diberikan nano partikel dan ekstrak
etanol daun temuru berbeda nyata dengan kelompok kontrol diabetik berturutturut dengan nilai signifikan 0,003; 0,002, P < 5%. Analisis regresi linier
sederhana (RLS) secara statistik menunjukkan peningkatan dan penurunan KGD
sebesar 1mg/dL akan meningkatkan atau menurunkan kadar kolesterol total
tikus DM sebesar 0,144mg/dL. Skrining fitokimia menunjukkan nano partikel
mengandung senyawa bioaktif alkaloid, flavonoid, glikosida, saponin,
antrakuinon glikosida, tanin, triterpenoid/steroid, dan ekstrak etanol daun
temuru mengandung senyawa bioaktif alkaloid, glikosida, saponin, dan
triterpenoid/steroid. Analisis aktivitas antioksidan ekstrak etanol daun temuru
memiliki IC50 sebesar 34,16 ppm dan IC50 nano partikel sebesar 328,42 ppm.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa nano partikel dan ekstrak etanol
daun temuru dapat menurunkan KGD tikus. Kadar glukosa darah tikus
mempengaruhi kadar kolesterol total tikus DM dan aktivitas antioksidan nano
partikel lebih besar daripada ekstrak etanol daun temuru.
Kata kunci: hipoglikemik, nano partikel, antioksidan
77
HYPOGLYCEMIC ACTIVITY TEST NANO PARTICLES TEMURU
LEAVEAS AND TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng) LEAF
EXTRACT TO RATS INDUCED ALLOXAN AND THE ANTIOXIDANT
ACTIVITY
ABSTRACT
World Health Organization predict that Diabetes Mellitus (DM) keep
increasing whether in worldwide or Indonesia in 2030. Acarbose is an antidiabetic
for DM type II that has a side effect. Treatment using the natural product is
effectiveness and less side effect. Nanotechnology application in medicinal world
keep increasing, but the nanotechnology in the leaves of temuru simplex has not
been found.
The aim of this study was to evalueted the hypoglycemic activity,
determined the bioactive compounds, compared the hypoglycemic activity, and
measured the antioxidant activity of nano particles and ethanolic extract of temuru
leaves, and to determined the effect of blood glucose level against cholesterol in
DM rats.
Nano particles of temuru leaves was obtained using milling method then
the characteristic of nano particles was analyzed using SEM (Scanning Electron
Microscope) and PSA (Particle Size Analyzer), while the extract was obtained
using maceration. Hypoglycemic test was using rats that was induced with
intraperitoneal of 150 mg/kg/BW alloxan. Blood glucose level was measured
using glucose test instrument and the cholesterol was determined using enzymatic
colorimetric method. Antioxidant activity was determined using DPPH (2.2diphenyl-1-picrylhidrazil).
SEM and PSA analysis showed that the of nano particles temuru leaveas
had a soft and flat surface with the average particle size about 35.7±36.3 nm.
Paired samples statistic analysis showed that the decreasing of fasted blood
glucose level in the rats group that given nano particles and ethanolic extract of
temuru leaves was significantly different with diabetic control group with
significant value 0.003;0.002, P < 5%. Simple linier regression statistically
showed that the increasing or decreasing of 1 mg/dL blood glucose level will
increase or decrease the total cholesterol of 0.144 mg/dL. Phytochemical
screening showed nano particles contained alkaloids, flavonoids, glycoside,
saponins, antraquinone glycoside, tannin, triterpenoids/steroids, and the extract of
temuru leaves contained bioactive compounds such as alkaloids, flavonoids,
saponins, and triterpenoids/steroids. Antioxidant activity analysis showed that the
IC50 of ethanolic extract of temuru leaves was 34.16 ppm and IC50 of nano
particles was 324.43 ppm.
The results indicates that nano particles and ethanolic extract of temuru
leaves can decreasing the rats blood glucose level. The blood glucose levellevel in
DM rats is influences the total cholesterol and the antioxidant activity of nano
particles was higher than the ethanolic extract of temuru leaves.
Keyword: hypoglycemic, nano particles, antioxidant
78
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL .......................................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................
iii
HALAMAN PENGESAHAN.....................................................................
iv
SURAT PERNYATAAN ...........................................................................
v
KATA PENGANTAR ................................................................................
vi
ABSTRAK ..................................................................................................
viii
ABSTRACT ................................................................................................
ix
DAFTAR ISI ..............................................................................................
x
DAFTAR TABEL ......................................................................................
xvii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
xix
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
xx
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................
1
1.1 Latar Belakang ......................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ..............................................................
7
1.3 Hipotesis ...............................................................................
7
1.4 Tujuan Penelitian ..................................................................
8
79
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................
9
1.6 Kerangka Teori Penelitian ....................................................
9
1.7 Kerangka Pikir Penelitian .....................................................
11
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................
14
2.1 Uraian tanaman ............ ..........................................................
14
2.1.1 Habitat dan daerah tumbuh ...........................................
14
2.1.2 Sinonim ........................................................................
14
2.1.3 Nama daerah .................................................................
14
2.1.4 Sistematika tumbuhan ..................................................
15
2.1.5 Morfologi tanaman .......................................................
15
2.1.6 Kandungan kimia .........................................................
16
2.1.7 Penggunaan tanaman ....................................................
16
2.2 Ekstraksi ............ .....................................................................
17
2.1.1 Metode ekstraksi............................................................
18
2.3 Diabetes Mellitus ..................................................................
20
2.3.1 Klasifikasi diabetes mellitus ........................................
21
2.3.2 Manifestasi klinik diabetes mellitus ............................
24
2.3.3 Diagnostik diabetes mellitus ......................................
25
80
2.3.4 Komplikasi diabetes mellitus .......................................
25
2.3.5 Pengobatan diabetes mellitus ......................................
26
2.3.5.1 Terapi insulin ...................................................
26
2.3.5.2 Obat Hipoglikemik Oral (OHO) ......................
27
2.3.5.2.1 Sulfonilurea .......................................
27
2.3.5.2.2 Glinide (meglitinide dan turunan
fenilalanin).........................................
28
2.3.5.2.3 Biguanida ...........................................
28
2.3.5.2.4 Tiazolidondion ...................................
29
2.3.5.2.5 Inhibitor DPP-4 .................................
29
2.3.5.2.6 Penghambat enzim α-glukosidase .....
29
2.3.6 Diabetes mellitus pada hewan uji ................................
31
2.4 Radikal bebas ................................................................... .....
33
2.4.1 Sumber radikal bebas ..................................................
33
2.5 Antioksidan ................................................................... .........
33
2.5.1 Klasifikasi antioksidan ................................................
35
2.5.1.1 Berdasarkan asal terbentuknya ........................
35
2.5.1.2 Berdasarkan fungsinya ....................................
35
81
2.5.2 Metode uji aktivitas antioksidan .................................
37
2.5.3
Metode DPPH ......................................................... ...
37
2.6 Kolesterol................. ...............................................................
38
2.6.1 Biosintesis kolesterol.....................................................
38
2.6.2 Transfor lipid dalam plasma .........................................
40
2.6.3 Klasifikasi kadar lipid dalam plasma ............................
41
2.6.4 Hiperlipidemia ...............................................................
42
2.6.5 Terapi hiperlipidemia ....................................................
43
2.6.6 Metode pengukuran lipid plasma ..................................
47
2.7 Nanomaterial dan nanoteknologi ............................................
47
2.7.1 Nanopartikel .................................................................
48
2.7.2 Metode pembuatan nanopartikel ...................................
48
2.7.3 Keunikan nanopartikel ..................................................
51
BAB III METODE PENELITIAN .............................................................
52
3.1 Alat ......................................................................................
53
3.2 Bahan-bahan ... ......................................................................
54
3.3 Prosedur ..................................................................................
54
3.3.1 Penyiapan bahan tumbuhan ..........................................
54
3.3.1.1 Pengumpulan bahan tumbuhan .......................
54
82
3.3.1.2 Identifikasi tumbuhan .......................................
55
3.3.1.3 Pembuatan simplisia daun temuru ....................
55
3.3.2 Pembuatan pereaksi ......................................................
55
3.3.2.1 Besi (III) klorida 1%b/v ...................................
55
3.3.2.2 Larutan asam klorida 2N ..................................
55
3.3.2.3 Timbal (II) asetat 0,4M ....................................
55
3.3.2.4 Pereaksi meyer .................................................
55
3.3.2.5 Pereaksi molish.................................................
56
3.3.2.6 Pereaksi dragendorf ..........................................
56
3.3.2.7 Larutan kloralhidrat ..........................................
56
3.3.2.8 Larutan pereaksi asam sulfat 2N ......................
56
3.3.2.9 Pereaksi bouchardat ..........................................
56
3.3.2.10 Pereaksi lieberman-bouchardat ......................
56
3.3.3 Pemeriksaan karakteristik simplisia ............................
57
3.3.3.1 Pemeriksaan makroskopik ...............................
57
3.3.3.2 Pemeriksaan mikroskopik ...............................
57
3.3.3.3 Penetapan kadar air .........................................
57
83
3.3.3.4 Penetapan kadar sari larut dalam air ................
58
3.3.3.5 Penetapan kadar sari larut dalam etanol ..........
59
3.3.3.6 Penetapan kadar abu total ................................
59
3.3.3.7 Penetapan kadar abu yang tidak larut asam .....
59
3.3.4 Penentuan golongan senyawa kimia ekstrak etanol
daun temuru dan nanopartikel daun temuru .................
60
3.3.4.1 Pemeriksaan alkaloid........................................
60
3.3.4.2 Pemeriksaan flavanoid .....................................
60
3.3.4.3 Pemeriksaan glikosida ......................................
60
3.3.4.4 Pemeriksaan glikosida antrakinon ....................
61
3.3.4.5 Pemeriksaan saponin ........................................
61
3.3.4.6 Pemeriksaan tanin.............................................
62
3.3.4.7 Pemeriksaan steroid/triterpenoid ......................
62
3.3.5 Pembuatan ekstrak etanol dan nanopartikel daun
temuru ..........................................................................
62
3.3.5.1 Pembuatan ekstrak etanol daun temuru ............
62
3.3.5.2 Pembuatan nanopartikel daun temuru ..............
63
84
3.3.6 Pemeriksaan karakteristik nanopartikel........................
64
3.3.6.1 SEM (Scanning Electrone Microscope) ..........
64
3.3.6.2 PSA (Particle Size Analyzer) ..........................
64
3.3.7 Pengujian aktivitas hipoglikemik .................................
65
3.3.7.1 Aklimatisasi hewan uji ....................................
65
3.3.7.2 Pengukuran kadar glukosa darah (KGD)
Puasa .................................................................
65
3.3.7.3 Uji Pendahuluan ...............................................
65
3.3.7.4 Penginduksian DM pada tikus dengan
aloksan ..............................................................
67
3.3.7.5 Pemberian nanopartikel dan ekstrak etanol
daun temuru secara peroral (desain
eksperimen) ......................................................
67
3.3.8 Analisis aktivitas antioksidan metode DPPH ...............
68
3.3.8.1 Pembuatan larutan blangko ..............................
68
3.3.8.2 Penentuan panjang gelombang serapan
maksimum ........................................................
69
3.3.8.3 Penentuan operating time .................................
69
3.3.8.4 Pembuatan larutan induk ekstrak dan
Nanopartikel daun temuru ................................
85
69
3.3.8.5 Pembuatan larutan uji .......................................
69
3.3.8.6 Analisis persen pemerangkapan radikal bebas .
69
3.3.8.7 Analisis nilai IC50 .............................................
70
3.3.9 Pengukuran kolesterol ..................................................
70
3.3.9.1 Cara pengambilan plasma darah tikus .............
70
3.3.9.2 Penetapan kadar kolesterol total ......................
71
3.4 Analisis data ...........................................................................
72
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.....................................................
73
4.1 Hasil identifikasi tumbuhan ...................................................
73
4.2 Karakterisasi nanopartikel dan ekstrak daun temuru .............
73
4.3 Skrining fitokimia ..................................................................
74
4.4 Karakteristik nano partikel daun temuru ...............................
76
4.4.1 Pengamatan scanning electron microscopy (SEM) ......
76
4.4.2 Particle size analyzer (PSA) .........................................
77
4.5 Uji pendahuluan .....................................................................
78
4.6 Penginduksian aloksan ...........................................................
80
4.7 Aktivitas hipoglikemik nanopartikel dan ekstrak daun
temuru pada tikus putih jantan yang diinduksi aloksan .........
86
81
4.8 Perbandingan aktivitas hipoglikemik nanopartikel dan
ekstrak etanol daun temuru ....................................................
87
4.9 Pengaruh KGD tikus putih jantan terhadap kolesterol total
Tikus putih jantan diabetes mellitus ......................................
89
4.10Aktivitas antioksidan .............................................................
94
4.10.1 Hasil penentuan panjang gelombang ..........................
94
4.10.2 Hasil operating time ....................................................
95
4.10.3 Hasil analisis peredaman radikal bebas DPPH oleh
Nanopartikel dan ekstrak etanol daun temuru .............
95
4.10.4 Hasil analisis nilai IC50 (inhibitory concentration)
Nanopartikel dan ekstrak daun temuru .......................
96
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN......................................................
101
5.1 Kesimpulan ............................................................................
101
5.2 Saran ......................................................................................
101
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
102
87
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Manfaat daun temuru (Murraya koenigii) ...............................
4
Tabel 2.1 Klasifikasi kadar kolesterol total, LDL, HDL, dan
Trigliserida ..............................................................................
42
Tabel 2.2 Obat-obat yang mempengaruhi metabolisme lipoprotein,
efek samping, dan kontraindikasi .............................................
46
Tabel 2.3 Kelebihan dan kekurangan metode pembuatan
nanopartikel .............................................................................
50
Tabel 3.1 Matriks rancangan percobaan .................................................
52
Tabel 3.2 Jumlah sampel, standard, dan reagen kit kolesterol untuk
Pengukuran kadar kolesterol total ...........................................
71
Tabel 4.1 Hasil karakterisasi nanopartikel dan ekstrak etanol daun
temuru .....................................................................................
73
Tabel 4.2 Hasil skrining fitokimia nanopartikel dan ekstrak etanol
Daun temuru ............................................................................
75
Tabel 4.3 Hasil PSA (Particle Size Analyzer) simplisia daun
temuru ......................................................................................
77
Tabel 4.4 Hasil pengukuran kadar glukosa darah (rerata±SD, n=5)
Tikus putih jantan setiap kelompok perlakuan
setelah penginduksianaloksan .................................................
81
Tabel 4.5 Hasil analisis anova rerata penurunan darah kadar
glukosa darah (mg/dL) tikus putih jantan yang diberikan
nanopartikel daun temuru setelah penginduksian aloksan ......
83
Tabel 4.6 Hasil analisis anova rerata penurunan darah kadar
glukosa darah (mg/dL) tikus putih jantan yang diberikan
ekstrak etanol daun temuru setelah penginduksian
aloksan .....................................................................................
86
88
Tabel 4.7 Rerata jumlah penurunan (JP) KGD pada kelompok uji
setiap waktu pengamatan ........................................................
87
Tabel 4.8 Hasil analisis anova perbandingan rerata penurunan
darah kadar glukosa darah (mg/dL) tikus putih jantan
setelah penginduksian aloksan yang diberikan
nanopartikel daun temuru .........................................................
88
Tabel 4.9 Hasil pengukuran kadar kolesterol total dan kadar glukosa
Darah (mg/dL) tikus putih jantan diabetes mellitus .................
91
Tabel 4.10 Nilai kenaikan kadar kolesterol total darah tikus putih
jantan DM.................................................................................
92
Tabel 4.11 Hasil analisis peredaman radikal bebas oleh
nanopartikel dan ekstrak etanol daun temuru ...........................
96
Tabel 4.12 Hasil persamaan regresi linier nanopartikel dan ekstrak
daun temuru ..............................................................................
97
Tabel 4.13 Nilai IC50 nanopartikel dan ekstrak etanol daun temuru ..........
97
Tabel 4.14 Kategori nilai IC50 sebagai antioksidan....................................
97
89
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Diagram kerangka teori penelitian .........................................
10
Gambar 1.2 Diagram kerangka pikir penelitian .......................................
11
Gambar 2.1 Daun temuru .........................................................................
16
Gambar 2.2 Struktur kimia akarbose ........................................................
30
Gambar 4.1 Morfologi nanopartikel daun temuru menggunakan SEM ....
77
Gambar 4.2 Grafik penurunan kadar glukosa darah pada uji pendahuluan
78
Gambar 4.3 Aktivitas hipoglikemik nanopartikel dan ekstrak daun
temuru tikus putih jantan setelah penginduksian aloksan ......
81
Gambar 4.3 Kurva serapan maksimal larutan DPPH 40 ppm dalam
etanol secara spektrofotometri visibel ...................................
93
90
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1
Hasil Identifikasi tumbuhan temuru ................................
113
Lampiran 2
Gambar tumbuhan temuru ................................................
114
Lampiran 3
Bahan uji nanopartikel daun temuru ................................
115
Lampiran 4
Mikroskopik serbuk simplisia daun temuru .....................
116
Lampiran 5
Bagan pembuatan ekstrak simplisia serbuk daun temuru .
117
Lampiran 6
Bagan pembuatan nanopartikel daun temuru ...................
118
Lampiran 7
Hasil analisis morfologi daun temuru menggunakan SEM
(Scanning Electron Microscopy) ......................................
119
Lampiran 8
Hasil analisis ukuran partikel serbuk daun temuru ..........
120
Lampiran 9
Persetujuan etik penelitian kesehatan ...............................
121
Lampiran 10
Perhitungan pemeriksaan karakteristik nanopartikel dan
ekstrak daun temuru .........................................................
122
Lampiran 11
Contoh perhitungan dosis pada tikus ................................
130
Lampiran 12
Hasil aktivitas antioksidan ...............................................
132
Lampiran 13
Perhitungan nilai IC50 .......................................................
139
Lampiran 14
Hasil pengukuran kolesterol total darah tikus diabetes
mellitus .............................................................................
141
Lampiran 15
Hasil analisis Tukey HSD .................................................
143
Lampiran 16
Uji anova pengaruh KGD terhadap kolesterol tikus
diabetes mellitus ...............................................................
154
Analisis Paired Samples Statistic .....................................
155
Lampiran 17
91
DAN EKSTRAK DAUN TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng)
TERHADAP TIKUS PUTIH YANG DIINDUKSI ALOKSAN SERTA
AKTIVITAS ANTIOKSIDANNYA
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
Gelar Magister dalam Ilmu Farmasi Pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
OLEH:
RINI HANDAYANI
NIM 137014008
PROGRAM STUDI MAGISTER FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
TESIS
73
UJI AKTIVITAS HIPOGLIKEMIK NANO PARTIKEL DAUN TEMURU
DAN EKSTRAK DAUN TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng)
TERHADAP TIKUS PUTIH YANG DIINDUKSI ALOKSAN SERTA
AKTIVITAS ANTIOKSIDANNYA
OLEH:
RINI HANDAYANI
NIM 137014008
PROGRAM STUDI MAGISTER FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
74
75
PENGESAHAN TESIS
Nama Mahasiswa
: Rini Handayani
Nomor Induk Mahasiswa : 137014008
Program Studi
: Magister Farmasi
Judul Tesis
: Uji Aktivitas Hipoglikemik Nano partikel
Daun Temuru dan Ekstrak Etanol Daun
Temuru (Murraya koenigii (L) Spreng)
Terhadap Tikus Putih yang Diinduksi Aloksan
Serta Aktivitas Antioksidannya
Telah diuji dan dinyatakan LULUS di depan Tim Penguji pada hari Kamis tanggal
dua puluh tujuh bulan Agustus tahun dua ribu lima belas.
Mengesahkan:
Tim Penguji Tesis
Ketua Tim Penguji Tesis
: Prof. Dr. Karsono., Apt.
Anggota Tim Penguji Tesis : Prof. Dr. Urip Harahap, Apt.
Prof. Dr. Rosidah, M.Si., Apt.
Dr. Edy Suwarso, S.U., Apt.
76
UJI AKTIVITAS HIPOGLIKEMIK NANO PARTIKEL DAUN TEMURU
DAN EKSTRAK DAUN TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng)
TERHADAP TIKUS PUTIH YANG DIINDUKSI ALOKSAN SERTA
AKTIVITAS ANTIOKSIDANNYA
ABSTRAK
World Health Organization memperkirakan penderita diabetes mellitus
(DM) terus meningkat baik di dunia maupun di Indonesia pada tahun 2030.
Akarbose sebagai antidiabetik DM tipe 2 memiliki efek samping. Pengobatan
menggunakan bahan alam dianggap lebih aman dan mempunyai efek samping
yang relatif kecil. Aplikasi teknologi nano dalam dunia pengobatan terus
meningkat, tetapi belum ditemukan teknologi nano dalam pengolahan simplisia
daun temuru.
Tujuan penelitian ini untuk menguji aktivitas hipoglikemik, menentukan
golongan senyawa bioaktif, membandingkan aktivitas hipoglikemik, dan
mengukur aktivitas antioksidan nano partikel dan ekstrak etanol daun temuru,
serta mengetahui pengaruh kadar glukosa darah terhadap kadar kolesterol darah
tikus DM.
Nano partikel daun temuru diperoleh menggunakan metode milling
selanjutnya karakteristik nano partikel dianalisis menggunakan SEM (Scanning
Electron Microscope) dan PSA (Particle Size Analyzer), sedangkan ekstrak
etanol daun temuru diperoleh dengan cara maserasi. Uji hipoglikemik
menggunakan tikus yang diinduksi dengan aloksan 150 mg/kg bb
intraperitoneal. Pengukuran kadar glukosa darah (KGD) tikus menggunakan alat
glukotest dan penetapan kadar kolesterol total darah tikus menggunakan metode
kolorimetri enzimatik. Penentuan aktivitas antioksidan menggunakan metode
DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhidrazyl).
Analisis SEM dan PSA menunjukkan bahwa nano partikel daun temuru
memiliki permukaan yang halus dan rata dengan rerata ukuran partikel 35,77 ±
36,3 nm. Analisis paired samples statistic menunjukkan bahwa rata-rata
penurunan KGD puasa kelompok tikus yang diberikan nano partikel dan ekstrak
etanol daun temuru berbeda nyata dengan kelompok kontrol diabetik berturutturut dengan nilai signifikan 0,003; 0,002, P < 5%. Analisis regresi linier
sederhana (RLS) secara statistik menunjukkan peningkatan dan penurunan KGD
sebesar 1mg/dL akan meningkatkan atau menurunkan kadar kolesterol total
tikus DM sebesar 0,144mg/dL. Skrining fitokimia menunjukkan nano partikel
mengandung senyawa bioaktif alkaloid, flavonoid, glikosida, saponin,
antrakuinon glikosida, tanin, triterpenoid/steroid, dan ekstrak etanol daun
temuru mengandung senyawa bioaktif alkaloid, glikosida, saponin, dan
triterpenoid/steroid. Analisis aktivitas antioksidan ekstrak etanol daun temuru
memiliki IC50 sebesar 34,16 ppm dan IC50 nano partikel sebesar 328,42 ppm.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa nano partikel dan ekstrak etanol
daun temuru dapat menurunkan KGD tikus. Kadar glukosa darah tikus
mempengaruhi kadar kolesterol total tikus DM dan aktivitas antioksidan nano
partikel lebih besar daripada ekstrak etanol daun temuru.
Kata kunci: hipoglikemik, nano partikel, antioksidan
77
HYPOGLYCEMIC ACTIVITY TEST NANO PARTICLES TEMURU
LEAVEAS AND TEMURU (Murraya koenigii (L.) Spreng) LEAF
EXTRACT TO RATS INDUCED ALLOXAN AND THE ANTIOXIDANT
ACTIVITY
ABSTRACT
World Health Organization predict that Diabetes Mellitus (DM) keep
increasing whether in worldwide or Indonesia in 2030. Acarbose is an antidiabetic
for DM type II that has a side effect. Treatment using the natural product is
effectiveness and less side effect. Nanotechnology application in medicinal world
keep increasing, but the nanotechnology in the leaves of temuru simplex has not
been found.
The aim of this study was to evalueted the hypoglycemic activity,
determined the bioactive compounds, compared the hypoglycemic activity, and
measured the antioxidant activity of nano particles and ethanolic extract of temuru
leaves, and to determined the effect of blood glucose level against cholesterol in
DM rats.
Nano particles of temuru leaves was obtained using milling method then
the characteristic of nano particles was analyzed using SEM (Scanning Electron
Microscope) and PSA (Particle Size Analyzer), while the extract was obtained
using maceration. Hypoglycemic test was using rats that was induced with
intraperitoneal of 150 mg/kg/BW alloxan. Blood glucose level was measured
using glucose test instrument and the cholesterol was determined using enzymatic
colorimetric method. Antioxidant activity was determined using DPPH (2.2diphenyl-1-picrylhidrazil).
SEM and PSA analysis showed that the of nano particles temuru leaveas
had a soft and flat surface with the average particle size about 35.7±36.3 nm.
Paired samples statistic analysis showed that the decreasing of fasted blood
glucose level in the rats group that given nano particles and ethanolic extract of
temuru leaves was significantly different with diabetic control group with
significant value 0.003;0.002, P < 5%. Simple linier regression statistically
showed that the increasing or decreasing of 1 mg/dL blood glucose level will
increase or decrease the total cholesterol of 0.144 mg/dL. Phytochemical
screening showed nano particles contained alkaloids, flavonoids, glycoside,
saponins, antraquinone glycoside, tannin, triterpenoids/steroids, and the extract of
temuru leaves contained bioactive compounds such as alkaloids, flavonoids,
saponins, and triterpenoids/steroids. Antioxidant activity analysis showed that the
IC50 of ethanolic extract of temuru leaves was 34.16 ppm and IC50 of nano
particles was 324.43 ppm.
The results indicates that nano particles and ethanolic extract of temuru
leaves can decreasing the rats blood glucose level. The blood glucose levellevel in
DM rats is influences the total cholesterol and the antioxidant activity of nano
particles was higher than the ethanolic extract of temuru leaves.
Keyword: hypoglycemic, nano particles, antioxidant
78
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL .......................................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................
iii
HALAMAN PENGESAHAN.....................................................................
iv
SURAT PERNYATAAN ...........................................................................
v
KATA PENGANTAR ................................................................................
vi
ABSTRAK ..................................................................................................
viii
ABSTRACT ................................................................................................
ix
DAFTAR ISI ..............................................................................................
x
DAFTAR TABEL ......................................................................................
xvii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
xix
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
xx
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................
1
1.1 Latar Belakang ......................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ..............................................................
7
1.3 Hipotesis ...............................................................................
7
1.4 Tujuan Penelitian ..................................................................
8
79
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................
9
1.6 Kerangka Teori Penelitian ....................................................
9
1.7 Kerangka Pikir Penelitian .....................................................
11
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................
14
2.1 Uraian tanaman ............ ..........................................................
14
2.1.1 Habitat dan daerah tumbuh ...........................................
14
2.1.2 Sinonim ........................................................................
14
2.1.3 Nama daerah .................................................................
14
2.1.4 Sistematika tumbuhan ..................................................
15
2.1.5 Morfologi tanaman .......................................................
15
2.1.6 Kandungan kimia .........................................................
16
2.1.7 Penggunaan tanaman ....................................................
16
2.2 Ekstraksi ............ .....................................................................
17
2.1.1 Metode ekstraksi............................................................
18
2.3 Diabetes Mellitus ..................................................................
20
2.3.1 Klasifikasi diabetes mellitus ........................................
21
2.3.2 Manifestasi klinik diabetes mellitus ............................
24
2.3.3 Diagnostik diabetes mellitus ......................................
25
80
2.3.4 Komplikasi diabetes mellitus .......................................
25
2.3.5 Pengobatan diabetes mellitus ......................................
26
2.3.5.1 Terapi insulin ...................................................
26
2.3.5.2 Obat Hipoglikemik Oral (OHO) ......................
27
2.3.5.2.1 Sulfonilurea .......................................
27
2.3.5.2.2 Glinide (meglitinide dan turunan
fenilalanin).........................................
28
2.3.5.2.3 Biguanida ...........................................
28
2.3.5.2.4 Tiazolidondion ...................................
29
2.3.5.2.5 Inhibitor DPP-4 .................................
29
2.3.5.2.6 Penghambat enzim α-glukosidase .....
29
2.3.6 Diabetes mellitus pada hewan uji ................................
31
2.4 Radikal bebas ................................................................... .....
33
2.4.1 Sumber radikal bebas ..................................................
33
2.5 Antioksidan ................................................................... .........
33
2.5.1 Klasifikasi antioksidan ................................................
35
2.5.1.1 Berdasarkan asal terbentuknya ........................
35
2.5.1.2 Berdasarkan fungsinya ....................................
35
81
2.5.2 Metode uji aktivitas antioksidan .................................
37
2.5.3
Metode DPPH ......................................................... ...
37
2.6 Kolesterol................. ...............................................................
38
2.6.1 Biosintesis kolesterol.....................................................
38
2.6.2 Transfor lipid dalam plasma .........................................
40
2.6.3 Klasifikasi kadar lipid dalam plasma ............................
41
2.6.4 Hiperlipidemia ...............................................................
42
2.6.5 Terapi hiperlipidemia ....................................................
43
2.6.6 Metode pengukuran lipid plasma ..................................
47
2.7 Nanomaterial dan nanoteknologi ............................................
47
2.7.1 Nanopartikel .................................................................
48
2.7.2 Metode pembuatan nanopartikel ...................................
48
2.7.3 Keunikan nanopartikel ..................................................
51
BAB III METODE PENELITIAN .............................................................
52
3.1 Alat ......................................................................................
53
3.2 Bahan-bahan ... ......................................................................
54
3.3 Prosedur ..................................................................................
54
3.3.1 Penyiapan bahan tumbuhan ..........................................
54
3.3.1.1 Pengumpulan bahan tumbuhan .......................
54
82
3.3.1.2 Identifikasi tumbuhan .......................................
55
3.3.1.3 Pembuatan simplisia daun temuru ....................
55
3.3.2 Pembuatan pereaksi ......................................................
55
3.3.2.1 Besi (III) klorida 1%b/v ...................................
55
3.3.2.2 Larutan asam klorida 2N ..................................
55
3.3.2.3 Timbal (II) asetat 0,4M ....................................
55
3.3.2.4 Pereaksi meyer .................................................
55
3.3.2.5 Pereaksi molish.................................................
56
3.3.2.6 Pereaksi dragendorf ..........................................
56
3.3.2.7 Larutan kloralhidrat ..........................................
56
3.3.2.8 Larutan pereaksi asam sulfat 2N ......................
56
3.3.2.9 Pereaksi bouchardat ..........................................
56
3.3.2.10 Pereaksi lieberman-bouchardat ......................
56
3.3.3 Pemeriksaan karakteristik simplisia ............................
57
3.3.3.1 Pemeriksaan makroskopik ...............................
57
3.3.3.2 Pemeriksaan mikroskopik ...............................
57
3.3.3.3 Penetapan kadar air .........................................
57
83
3.3.3.4 Penetapan kadar sari larut dalam air ................
58
3.3.3.5 Penetapan kadar sari larut dalam etanol ..........
59
3.3.3.6 Penetapan kadar abu total ................................
59
3.3.3.7 Penetapan kadar abu yang tidak larut asam .....
59
3.3.4 Penentuan golongan senyawa kimia ekstrak etanol
daun temuru dan nanopartikel daun temuru .................
60
3.3.4.1 Pemeriksaan alkaloid........................................
60
3.3.4.2 Pemeriksaan flavanoid .....................................
60
3.3.4.3 Pemeriksaan glikosida ......................................
60
3.3.4.4 Pemeriksaan glikosida antrakinon ....................
61
3.3.4.5 Pemeriksaan saponin ........................................
61
3.3.4.6 Pemeriksaan tanin.............................................
62
3.3.4.7 Pemeriksaan steroid/triterpenoid ......................
62
3.3.5 Pembuatan ekstrak etanol dan nanopartikel daun
temuru ..........................................................................
62
3.3.5.1 Pembuatan ekstrak etanol daun temuru ............
62
3.3.5.2 Pembuatan nanopartikel daun temuru ..............
63
84
3.3.6 Pemeriksaan karakteristik nanopartikel........................
64
3.3.6.1 SEM (Scanning Electrone Microscope) ..........
64
3.3.6.2 PSA (Particle Size Analyzer) ..........................
64
3.3.7 Pengujian aktivitas hipoglikemik .................................
65
3.3.7.1 Aklimatisasi hewan uji ....................................
65
3.3.7.2 Pengukuran kadar glukosa darah (KGD)
Puasa .................................................................
65
3.3.7.3 Uji Pendahuluan ...............................................
65
3.3.7.4 Penginduksian DM pada tikus dengan
aloksan ..............................................................
67
3.3.7.5 Pemberian nanopartikel dan ekstrak etanol
daun temuru secara peroral (desain
eksperimen) ......................................................
67
3.3.8 Analisis aktivitas antioksidan metode DPPH ...............
68
3.3.8.1 Pembuatan larutan blangko ..............................
68
3.3.8.2 Penentuan panjang gelombang serapan
maksimum ........................................................
69
3.3.8.3 Penentuan operating time .................................
69
3.3.8.4 Pembuatan larutan induk ekstrak dan
Nanopartikel daun temuru ................................
85
69
3.3.8.5 Pembuatan larutan uji .......................................
69
3.3.8.6 Analisis persen pemerangkapan radikal bebas .
69
3.3.8.7 Analisis nilai IC50 .............................................
70
3.3.9 Pengukuran kolesterol ..................................................
70
3.3.9.1 Cara pengambilan plasma darah tikus .............
70
3.3.9.2 Penetapan kadar kolesterol total ......................
71
3.4 Analisis data ...........................................................................
72
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.....................................................
73
4.1 Hasil identifikasi tumbuhan ...................................................
73
4.2 Karakterisasi nanopartikel dan ekstrak daun temuru .............
73
4.3 Skrining fitokimia ..................................................................
74
4.4 Karakteristik nano partikel daun temuru ...............................
76
4.4.1 Pengamatan scanning electron microscopy (SEM) ......
76
4.4.2 Particle size analyzer (PSA) .........................................
77
4.5 Uji pendahuluan .....................................................................
78
4.6 Penginduksian aloksan ...........................................................
80
4.7 Aktivitas hipoglikemik nanopartikel dan ekstrak daun
temuru pada tikus putih jantan yang diinduksi aloksan .........
86
81
4.8 Perbandingan aktivitas hipoglikemik nanopartikel dan
ekstrak etanol daun temuru ....................................................
87
4.9 Pengaruh KGD tikus putih jantan terhadap kolesterol total
Tikus putih jantan diabetes mellitus ......................................
89
4.10Aktivitas antioksidan .............................................................
94
4.10.1 Hasil penentuan panjang gelombang ..........................
94
4.10.2 Hasil operating time ....................................................
95
4.10.3 Hasil analisis peredaman radikal bebas DPPH oleh
Nanopartikel dan ekstrak etanol daun temuru .............
95
4.10.4 Hasil analisis nilai IC50 (inhibitory concentration)
Nanopartikel dan ekstrak daun temuru .......................
96
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN......................................................
101
5.1 Kesimpulan ............................................................................
101
5.2 Saran ......................................................................................
101
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
102
87
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Manfaat daun temuru (Murraya koenigii) ...............................
4
Tabel 2.1 Klasifikasi kadar kolesterol total, LDL, HDL, dan
Trigliserida ..............................................................................
42
Tabel 2.2 Obat-obat yang mempengaruhi metabolisme lipoprotein,
efek samping, dan kontraindikasi .............................................
46
Tabel 2.3 Kelebihan dan kekurangan metode pembuatan
nanopartikel .............................................................................
50
Tabel 3.1 Matriks rancangan percobaan .................................................
52
Tabel 3.2 Jumlah sampel, standard, dan reagen kit kolesterol untuk
Pengukuran kadar kolesterol total ...........................................
71
Tabel 4.1 Hasil karakterisasi nanopartikel dan ekstrak etanol daun
temuru .....................................................................................
73
Tabel 4.2 Hasil skrining fitokimia nanopartikel dan ekstrak etanol
Daun temuru ............................................................................
75
Tabel 4.3 Hasil PSA (Particle Size Analyzer) simplisia daun
temuru ......................................................................................
77
Tabel 4.4 Hasil pengukuran kadar glukosa darah (rerata±SD, n=5)
Tikus putih jantan setiap kelompok perlakuan
setelah penginduksianaloksan .................................................
81
Tabel 4.5 Hasil analisis anova rerata penurunan darah kadar
glukosa darah (mg/dL) tikus putih jantan yang diberikan
nanopartikel daun temuru setelah penginduksian aloksan ......
83
Tabel 4.6 Hasil analisis anova rerata penurunan darah kadar
glukosa darah (mg/dL) tikus putih jantan yang diberikan
ekstrak etanol daun temuru setelah penginduksian
aloksan .....................................................................................
86
88
Tabel 4.7 Rerata jumlah penurunan (JP) KGD pada kelompok uji
setiap waktu pengamatan ........................................................
87
Tabel 4.8 Hasil analisis anova perbandingan rerata penurunan
darah kadar glukosa darah (mg/dL) tikus putih jantan
setelah penginduksian aloksan yang diberikan
nanopartikel daun temuru .........................................................
88
Tabel 4.9 Hasil pengukuran kadar kolesterol total dan kadar glukosa
Darah (mg/dL) tikus putih jantan diabetes mellitus .................
91
Tabel 4.10 Nilai kenaikan kadar kolesterol total darah tikus putih
jantan DM.................................................................................
92
Tabel 4.11 Hasil analisis peredaman radikal bebas oleh
nanopartikel dan ekstrak etanol daun temuru ...........................
96
Tabel 4.12 Hasil persamaan regresi linier nanopartikel dan ekstrak
daun temuru ..............................................................................
97
Tabel 4.13 Nilai IC50 nanopartikel dan ekstrak etanol daun temuru ..........
97
Tabel 4.14 Kategori nilai IC50 sebagai antioksidan....................................
97
89
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Diagram kerangka teori penelitian .........................................
10
Gambar 1.2 Diagram kerangka pikir penelitian .......................................
11
Gambar 2.1 Daun temuru .........................................................................
16
Gambar 2.2 Struktur kimia akarbose ........................................................
30
Gambar 4.1 Morfologi nanopartikel daun temuru menggunakan SEM ....
77
Gambar 4.2 Grafik penurunan kadar glukosa darah pada uji pendahuluan
78
Gambar 4.3 Aktivitas hipoglikemik nanopartikel dan ekstrak daun
temuru tikus putih jantan setelah penginduksian aloksan ......
81
Gambar 4.3 Kurva serapan maksimal larutan DPPH 40 ppm dalam
etanol secara spektrofotometri visibel ...................................
93
90
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1
Hasil Identifikasi tumbuhan temuru ................................
113
Lampiran 2
Gambar tumbuhan temuru ................................................
114
Lampiran 3
Bahan uji nanopartikel daun temuru ................................
115
Lampiran 4
Mikroskopik serbuk simplisia daun temuru .....................
116
Lampiran 5
Bagan pembuatan ekstrak simplisia serbuk daun temuru .
117
Lampiran 6
Bagan pembuatan nanopartikel daun temuru ...................
118
Lampiran 7
Hasil analisis morfologi daun temuru menggunakan SEM
(Scanning Electron Microscopy) ......................................
119
Lampiran 8
Hasil analisis ukuran partikel serbuk daun temuru ..........
120
Lampiran 9
Persetujuan etik penelitian kesehatan ...............................
121
Lampiran 10
Perhitungan pemeriksaan karakteristik nanopartikel dan
ekstrak daun temuru .........................................................
122
Lampiran 11
Contoh perhitungan dosis pada tikus ................................
130
Lampiran 12
Hasil aktivitas antioksidan ...............................................
132
Lampiran 13
Perhitungan nilai IC50 .......................................................
139
Lampiran 14
Hasil pengukuran kolesterol total darah tikus diabetes
mellitus .............................................................................
141
Lampiran 15
Hasil analisis Tukey HSD .................................................
143
Lampiran 16
Uji anova pengaruh KGD terhadap kolesterol tikus
diabetes mellitus ...............................................................
154
Analisis Paired Samples Statistic .....................................
155
Lampiran 17
91