Pengembangan Metode Penetapan Kadar Kurkumin Pada Serbuk Turmerik (Curcuma longa Linn) Menggunakan Spektroskopi Raman Dengan Analisis Multivariant Partial Least Square Regression.
PENGEMBANGAN METODE PENETAPAN KADAR
CURCUMIN PADA SERBUK TUMERIK (Curcuma
longa Linn.) MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI
RAMAN DENGAN ANALISIS MULTIVARIAT
PARTIAL LEAST SQUARE-REGRESSION (PLS-R)
Tugas Akhir I
COKORDA ISTRI TIRTA RUSMALA DEWI
1208505081
JURUSAN FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Pengembangan
Metode Penetapan Kadar Curcumin pada Serbuk Tumerik (Curcuma Longa
Linn.) Menggunakan Spektroskopi Raman dengan Analisis Multivariat
Partial Least Square-Regression (PLS-R) tepat pada waktunya.
Penyusunan Skripsi ini tidak terlepas dari dukungan, saran, dan bimbingan dari
berbagai pihak. Maka dari itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada:
1.
Ni Putu Linda Laksmiani, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen pembimbing
I yang dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat,
bimbingan dan saran dengan sabar selama penulis mengikuti pendidikan
di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Udayana, khususnya dalam penyusunan Skripsi ini.
2.
I Gusti Ayu Made Srinadi, S. Si., M. Si. selaku dosen pembimbing II yang
dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan
dan saran selama penulis mengikuti pendidikan di Jurusan Farmasi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana,
khususnya dalam penyusunan Skripsi ini.
3.
Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M. Si selaku Dekan Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.
4.
Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt., selaku Ketua
Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Udayana.
i
5.
Seluruh dosen dan staf pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas MIPA
Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan kepada penulis
selama penyusunan Skripsi ini.
6.
Cokorda Gede Darmayuda dan I Gusti Ayu Rai Adnyawati, S.Pd, selaku
ayah dan ibu tercinta yang telah mengasuh dan membesarkan penulis,
membimbing, memberikan doa, cinta, dan motivasi kepada penulis, adikadik kandung penulis yaitu Cokorda Istri Mas Kartika Dewi dan Cokorda
Agung Purnamanantha yang selalu memberikan motivasi dan dukungan
dalam penyusunan Skripsi ini.
7.
Teman-teman analisis, Analisis 2012 (Vanadium Spectra), Ibu Nova, dan
Ibu Dwi selaku staf Laboratorium Forensik Lembaga Sains dan
Kriminologi Universitas Udayana yang memberikan bantuan, semangat
dan doa dalam penyusunan Skripsi ini.
8.
Eling, Dwi, Indyayani, Cahyani, Dewi, Yudiastra, Lanang, Sutama, Prima,
Nila, Anggi Julianti, dan Wahyu Pratama serta teman-teman KKN Katung
2015 yang telah membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini dan atas
segala bentuk motivasi, doa serta semangat dalam penyusunan Skripsi ini.
9.
Seluruh teman-teman farmasi angkatan 2012 (Dioscuri Hygeia) atas
segala dukungan dan motivasi kepada penulis dalam penyusunan Skripsi
ini.
10. Semua pihak yang terlibat dan telah membantu penulis dalam penyusunan
Skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Skripsi ini masih kurang dari sempurna.
Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat
ii
membangun sehingga di waktu yang akan datang dapat menjadi lebih baik. Penulis
berharap semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan.
Bukit Jimbaran, Juni 2016
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN SAMPUL ........................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ ii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... vi
DAFTAR TABEL ............................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... x
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ......................................................... xi
ABSTRAK ............................................................................................................ xiv
ABSTRACK ......................................................................................................... xv
BAB I.
PENDAHULUAN ............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 3
1.3 Tujuan .......................................................................................... 4
1.4 Manfaat ........................................................................................ 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 5
2.1
Simplisia Serbuk Tumerik (Curcuma longa Linn.) .............. 5
2.1.1
Klasifikasi Tumbuhan............................................................. 5
2.1.2
DeSkripsi Tumbuhan ............................................................. 5
2.1.3
Kandungan Senyawa Kimia ................................................... 7
2.2
Curcumin ................................................................................. 7
iv
2.2.1
Penelitian Sebelumnya Mengenai Metode Kuantifikasi
Curcumin pada Rimpang Kunyit ........................................... 9
2.3
Spektroskopi Raman .............................................................. 11
2.4
Instrumentasi Spektroskopi Raman ....................................... 13
2.5
Kontrol Kualitas menggunakan Spektroskopi Raman.......... 14
2.5.1
Kuantifikasi Sampel pada Spektroskopi Raman ................... 15
2.6
Pemanfaatan Metode Spektroskopi Raman dalam
Penetapan Kadar Simplisia..................................................... 17
2.7
Metode Kemometrik PLS-R .................................................. 18
2.8
Validasi Metode ...................................................................... 19
BAB III. METODE PENELITIAN ............................................................. ... 20
3.1 Rancangan Penelitian ............................................................ ... 20
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ..................................................... 21
3.3 Bahan Penelitian ......................................................................... 22
3.4 Alat Penelitian ........................................................................ .. 22
3.5 Prosedur Penelitian ...................................................................... 22
3.5.1
Pengumpulan dan Determinasi Sampel ................................. 22
3.5.2
Pembuatan Sampel Serbuk Tumerik ..................................... 22
3.5.3
Pendataan Bilangan Gelombang Puncak Curcumin ............. 23
3.5.4
Analisis Pola Puncak Spektrum Raman dari Sampel
Serbuk Tumerik ...................................................................... 23
3.5.5
Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik dengan
Spektroskopi Raman menggunakan analisis data PLS-R..... 23
3.6 Skema Umum Penelitian .......................................................... 26
v
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 27
4.1 Deskripsi Sampel ......................................................................... 27
4.1.1 Pengumpulan dan Determinasi Sampel .................................... 27
4.2 Pembuatan Sampel Serbuk Tumerik .......................................... 27
4.3 Studi Pendahuluan Spektrum Raman Serbuk Tumerik ............. 28
4.4 Optimasi Metode Pengukuran Spektrum Curcumin pada Sampel
Serbuk Tumerik dengan Menggunakan Spektroskopi Raman.. 33
4.4.1 Penentuan Exposure time Optimal............................................ 34
4.4.2 Pengukuran Raman Sampel Serbuk Tumerik Inter-day.......... 36
4.5. Pendataan Bilangan Gelombang Puncak Standar Curcumin .. 37
4.6. Analisis Pola Puncak Spektrum Raman dari Sampel Serbuk
Tumerik ...................................................................................... 39
4.7
Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik dengan Spektroskopi
Raman menggunakan Analisis Data PLS-R ............................ 41
BAB V. PENUTUP .............................................................................................. 48
5.1 Kesimpulan ................................................................................. 48
5.2 Saran ............................................................................................ 48
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... .. 50
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Tabel Rentang Puncak Spektra FTIR Curcumin berdasarkan Gugus
Fungsinya............................................................................................. 10
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kadar Air pada Serbuk Tumerik ......................... 29
Tabel 4.2 Nilai Koefisien Korelasi (r) Spektrum Standar Curcumin dan
Spektrum Sampel Serbuk Tumerik ................................................... 32
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Raman Sampel Serbuk Tumerik Inter-day ........ 36
Tabel 4.4 Korelasi antara Spektrum Standar Curcumin dan Sampel .............. 40
Tabel 4.5 Hasil Kadar Sebenarnya dari Serbuk Tumerik menggunakan KLTDensitometri ........................................................................................ 43
Tabel 4.6 Data Kadar Acuan dan Intensitas Raman Sampel pada Setiap
Bilangan Gelombang Standar Curcumin .......................................... 43
Tabel 4.7 Perbandingan Hasil Kadar Curcumin yang Sebenarnya dengan
Hasil Kadar Curcumin pada Analisis PLS-R .................................... 46
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Deskripsi Tumbuhan Kunyit dan Rimpangnya ..............................6
Gambar 2.2. Struktur tiga senyawa Curcuminoid .................................................8
Gambar 2.3.Spektra Ekstrak Etanol dari Curcumin pada Rimpang Kunyit
(Curcuma longa Linn.) Menggunakan Spektroskopi FTIR........... 9
Gambar 2.4. Diagram Hamburan Stokes, Rayleigh, dan Anti-Stokes ............... 12
Gambar 2.5. Instrumentasi Raman ....................................................................... 13
Gambar 2.6.(a) Spektrum Raman Quersetin dari ekstrak metanol, (b)
Spektrum Raman Quersetin ekstrak etanol Kulit Bawang ....... 17
Gambar 4.1. Spektrum Sampel Serbuk Tumerik dan Spektrum Standar
Curcumin pada serbuk tumerik pada Bilangan Gelombang
200-2000 cm-1 ................................................................................... 31
Gambar 4.2. Spektrum Raman Serbuk Tumerik pada Berbagai
Exposure time................................................................................. 34
Gambar 4.3. Spektrum Standar Curcumin dengan Puncak Penanda
Gugus Fungsi ................................................................................. 37
Gambar 4.4. Spektrum Raman Standar Curcumin Hasil Pengukuran ............... 38
Gambar 4.5. Overlapping Spektrum Sampel dengan Spektrum
Standar Curcumin ............................................................................. 39
8
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Prosedur Kerja Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik
dengan Menggunakan KLT-densitometri .................................. 54
Lampiran 2. Prosedur Penetapan Kadar Curcumin Menggunakan
Spektroskopi Raman dengan Analisis Multivariat PLS-R ....... 57
Lampiran 3. Hasil Korelasi Pengulangan pengukuran Spektrum Raman
Sampel Serbuk Tumerik pada Exposure time 1500 ms dan 2000
ms ................................................................................................. 58
Lampiran 4. Hasil Perhitungan Kadar Curcumin dengan Metode KLTDensitometri ................................................................................ 59
Lampiran 5. Hasil Korelasi Data Pengulangan Pengukuran Raman Sampel 64
Lampiran 6. Data Hasil Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik dengan
Spektroskopi Raman menggunakan Analisis Data PLS-R ....... 65
Lampiran 7. Hasil Validasi Metode KLT-Densitometri ................................. 66
Lampiran 8. Surat Determinasi Rimpang Kunyit (Curcuma longa Linn.) .... 69
9
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
CLS
=
Classical Least Squares
Exposure time
=
Waktu penembakan laser pada sampel
Foton
=
Pembawa Radiasi Elektro Magnetik
FTIR
=
Fourier Transform Infrared
FT-Raman
=
Fourier Transform - Raman
HPLC
=
High Performace Liquid Chromatography
ILS
=
Inverse Least Squares
In situ
=
Pengukuran langsung pada lokasi sampel
KLT
=
Kromatografi Lapis Tipis
Kontrol kualitas
=
Suatu kegiatan untuk memelihara dan
meningkatkan suatu produk salah satunya
dari segi keselamatan melalui proses
penelitian
MLR
=
Multiple Linear Regression
Multivariat
=
analisis
yang
variabel untuk
menggunakan
memperoleh suatu data
kuantitatif
NIR
=
Near-Infrared
PCR
=
Principle Component Regression
PLS-R
=
Partial Least Square-Regression
10
banyak
Serbuk Tumerik
=
Simplisia kering yang berasal dari rimpang
kunyit (Curcuma longa Linn.)
Simplisia
=
Bahan alamiah yang digunakan sebagai obat
yang belum mengalami pengolahan apapun
juga dan kecuali dinyatakan lain simplisia
merupakan bahan yang dikeringkan
Spektrum Raman
=
garis yang menggambarkan hubungan
antara bilangan gelombang dan intensitas
Vibrasional
=
Energi yang dihasilkan dari suatu gerakan
bolak-balik suatu komponen
11
ABSTRAK
Curcumin merupakan komponen terbesar yang terdapat pada tumbuhan
Kunyit (Curcuma longa Linn.). Curcumin memiliki berbagai efek farmakologi
seperti antimikroba, antioksidan, antiparasitik, antimutagenik, dan antikanker.
Sehingga simplisia kunyit banyak dijadikan sebagai bahan obat herbal. Dalam
memperoleh serbuk kunyit yang berkualitas baik maka perlu dilakukan kontrol
kualitas. Salah satu kontrol kualitas serbuk tumerik yang dapat digunakan adalah
penetapan kadar curcumin pada serbuk tumerik. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui penetapan kadar Curcumin pada serbuk tumerik (Curcuma longa
Linn.) menggunakan spektroskopi Raman yang dikombinasi dengan analisis
multivariat PLS-R sehingga diharapkan mampu memberikan acuan metode
kontrol kualitas serbuk tumerik. Metode penelitian ini yaitu pengembangan
metode penetapan kadar serbuk tumerik berdasarkan kadar senyawa Curcumin
dengan menggunakan spektroskopi Raman dikombinasi dengan metode analisis
multivariat PLS-R. Parameter yang dapat digunakan untuk analisis kadar
Curcumin pada serbuk tumerik diperoleh dengan menggunakan data Intensitas
hamburan Raman sampel dan data kadar acuan yang telah diperoleh dari metode
standar KLT-densitometri yang nantinya diolah dengan menggunakan metode
analisis multivariat PLS-R.
Hasil nilai kadar pada pengukuran menggunakan Raman PLS-R pada masingmasing sampel yaitu sampel I (45,98 mg), sampel II (46,15 mg), sampel III (66,27
mg), sampel IV (30,63 mg), sampel V (34,61 mg), dan sampel VI (29,59 mg).
Nilai validasi dari hasil penetapan kadar menggunakan Raman-PLSR ini sendiri
dihasilkan nilai R2 0,90, nilai RMSEC sebesar 2,196 dan nilai p-value sebesar
0,015.
Berdasarkan hasil validasi dari pengukuran kadar Curcumin dalam sampel
serbuk tumerik menggunakan Raman yang dikombinasi dengan analisis data PLSR maka pengembangan metode ini dapat dijadikan sebagai metode alternatif
dalam pengujian suatu serbuk tumerik sebagai bahan obat herbal.
Kata kunci: Curcumin, Intensitas Raman, PLS-R, Serbuk tumerik (Curcuma
longa Linn.), Spektroskopi Raman.
12
ABSTRACT
Curcumin is the biggest component that present in Turmeric plant (Curcuma
longa Linn.). Curcumin has a many pharmacology effect such as antimicrobe,
antiparasite, antimutagenic, and anticancer. That made a powder of turmeric usually
used as a raw material of herbal medicine. To obtain a good raw material of turmeric
powder, the control quality methode must been developed. Ones of control quality
methode that can be used is a determination quantity of curcumin in turmeric
powder. The aim of this study is to determine the quantification of curcumin in
turmeric powder (Curcuma longa Linn.) using Raman spectroscopy combined with
multivariate analysis of PLS-R that are expected to provide reference method for
quality control in turmeric powder, especially for raw materials of Herbal drugs.
This research, develop methods that will classify the turmeric powder based on
curcumin levels using Raman spectroscopy combined with multivariate analysis
methods PLS-R. Parameters that can be used for analysis of curcumin levels on
turmeric powder obtained using intensity of data Raman and the data obtained from
the standard method will be processed with multivariate analysis methods PLS-R.
The measurement results of curcumin levels using Raman-PLSR on each
sample are; sample I (45.98 mg), sample II (46.15 mg), sample III (66.27 mg),
sample IV (30.63 mg), sample V (34.61 mg), and sample VI (29.59 mg). Validation
value of quantification result using Raman-PLSR are seen from R2 value of 0.90,
RMSEC value of 2.196 and p-value of 0.015.
Based on the validation results of the curcumin quantification in turmeric
powder, so the development of this method can be used as an alternative method of
turmeric powder for quality control as a raw material for medicine but still requires
further research.
Keywords: Curcumin, Raman intensity, PLS-R, turmerik powder (Curcuma longa
Linn.), Raman Spectroscopy.
13
CURCUMIN PADA SERBUK TUMERIK (Curcuma
longa Linn.) MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI
RAMAN DENGAN ANALISIS MULTIVARIAT
PARTIAL LEAST SQUARE-REGRESSION (PLS-R)
Tugas Akhir I
COKORDA ISTRI TIRTA RUSMALA DEWI
1208505081
JURUSAN FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Pengembangan
Metode Penetapan Kadar Curcumin pada Serbuk Tumerik (Curcuma Longa
Linn.) Menggunakan Spektroskopi Raman dengan Analisis Multivariat
Partial Least Square-Regression (PLS-R) tepat pada waktunya.
Penyusunan Skripsi ini tidak terlepas dari dukungan, saran, dan bimbingan dari
berbagai pihak. Maka dari itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada:
1.
Ni Putu Linda Laksmiani, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen pembimbing
I yang dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat,
bimbingan dan saran dengan sabar selama penulis mengikuti pendidikan
di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Udayana, khususnya dalam penyusunan Skripsi ini.
2.
I Gusti Ayu Made Srinadi, S. Si., M. Si. selaku dosen pembimbing II yang
dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan
dan saran selama penulis mengikuti pendidikan di Jurusan Farmasi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana,
khususnya dalam penyusunan Skripsi ini.
3.
Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M. Si selaku Dekan Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.
4.
Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt., selaku Ketua
Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Udayana.
i
5.
Seluruh dosen dan staf pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas MIPA
Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan kepada penulis
selama penyusunan Skripsi ini.
6.
Cokorda Gede Darmayuda dan I Gusti Ayu Rai Adnyawati, S.Pd, selaku
ayah dan ibu tercinta yang telah mengasuh dan membesarkan penulis,
membimbing, memberikan doa, cinta, dan motivasi kepada penulis, adikadik kandung penulis yaitu Cokorda Istri Mas Kartika Dewi dan Cokorda
Agung Purnamanantha yang selalu memberikan motivasi dan dukungan
dalam penyusunan Skripsi ini.
7.
Teman-teman analisis, Analisis 2012 (Vanadium Spectra), Ibu Nova, dan
Ibu Dwi selaku staf Laboratorium Forensik Lembaga Sains dan
Kriminologi Universitas Udayana yang memberikan bantuan, semangat
dan doa dalam penyusunan Skripsi ini.
8.
Eling, Dwi, Indyayani, Cahyani, Dewi, Yudiastra, Lanang, Sutama, Prima,
Nila, Anggi Julianti, dan Wahyu Pratama serta teman-teman KKN Katung
2015 yang telah membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini dan atas
segala bentuk motivasi, doa serta semangat dalam penyusunan Skripsi ini.
9.
Seluruh teman-teman farmasi angkatan 2012 (Dioscuri Hygeia) atas
segala dukungan dan motivasi kepada penulis dalam penyusunan Skripsi
ini.
10. Semua pihak yang terlibat dan telah membantu penulis dalam penyusunan
Skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Skripsi ini masih kurang dari sempurna.
Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat
ii
membangun sehingga di waktu yang akan datang dapat menjadi lebih baik. Penulis
berharap semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan.
Bukit Jimbaran, Juni 2016
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN SAMPUL ........................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ ii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... vi
DAFTAR TABEL ............................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... x
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ......................................................... xi
ABSTRAK ............................................................................................................ xiv
ABSTRACK ......................................................................................................... xv
BAB I.
PENDAHULUAN ............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 3
1.3 Tujuan .......................................................................................... 4
1.4 Manfaat ........................................................................................ 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 5
2.1
Simplisia Serbuk Tumerik (Curcuma longa Linn.) .............. 5
2.1.1
Klasifikasi Tumbuhan............................................................. 5
2.1.2
DeSkripsi Tumbuhan ............................................................. 5
2.1.3
Kandungan Senyawa Kimia ................................................... 7
2.2
Curcumin ................................................................................. 7
iv
2.2.1
Penelitian Sebelumnya Mengenai Metode Kuantifikasi
Curcumin pada Rimpang Kunyit ........................................... 9
2.3
Spektroskopi Raman .............................................................. 11
2.4
Instrumentasi Spektroskopi Raman ....................................... 13
2.5
Kontrol Kualitas menggunakan Spektroskopi Raman.......... 14
2.5.1
Kuantifikasi Sampel pada Spektroskopi Raman ................... 15
2.6
Pemanfaatan Metode Spektroskopi Raman dalam
Penetapan Kadar Simplisia..................................................... 17
2.7
Metode Kemometrik PLS-R .................................................. 18
2.8
Validasi Metode ...................................................................... 19
BAB III. METODE PENELITIAN ............................................................. ... 20
3.1 Rancangan Penelitian ............................................................ ... 20
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ..................................................... 21
3.3 Bahan Penelitian ......................................................................... 22
3.4 Alat Penelitian ........................................................................ .. 22
3.5 Prosedur Penelitian ...................................................................... 22
3.5.1
Pengumpulan dan Determinasi Sampel ................................. 22
3.5.2
Pembuatan Sampel Serbuk Tumerik ..................................... 22
3.5.3
Pendataan Bilangan Gelombang Puncak Curcumin ............. 23
3.5.4
Analisis Pola Puncak Spektrum Raman dari Sampel
Serbuk Tumerik ...................................................................... 23
3.5.5
Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik dengan
Spektroskopi Raman menggunakan analisis data PLS-R..... 23
3.6 Skema Umum Penelitian .......................................................... 26
v
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 27
4.1 Deskripsi Sampel ......................................................................... 27
4.1.1 Pengumpulan dan Determinasi Sampel .................................... 27
4.2 Pembuatan Sampel Serbuk Tumerik .......................................... 27
4.3 Studi Pendahuluan Spektrum Raman Serbuk Tumerik ............. 28
4.4 Optimasi Metode Pengukuran Spektrum Curcumin pada Sampel
Serbuk Tumerik dengan Menggunakan Spektroskopi Raman.. 33
4.4.1 Penentuan Exposure time Optimal............................................ 34
4.4.2 Pengukuran Raman Sampel Serbuk Tumerik Inter-day.......... 36
4.5. Pendataan Bilangan Gelombang Puncak Standar Curcumin .. 37
4.6. Analisis Pola Puncak Spektrum Raman dari Sampel Serbuk
Tumerik ...................................................................................... 39
4.7
Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik dengan Spektroskopi
Raman menggunakan Analisis Data PLS-R ............................ 41
BAB V. PENUTUP .............................................................................................. 48
5.1 Kesimpulan ................................................................................. 48
5.2 Saran ............................................................................................ 48
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... .. 50
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Tabel Rentang Puncak Spektra FTIR Curcumin berdasarkan Gugus
Fungsinya............................................................................................. 10
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kadar Air pada Serbuk Tumerik ......................... 29
Tabel 4.2 Nilai Koefisien Korelasi (r) Spektrum Standar Curcumin dan
Spektrum Sampel Serbuk Tumerik ................................................... 32
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Raman Sampel Serbuk Tumerik Inter-day ........ 36
Tabel 4.4 Korelasi antara Spektrum Standar Curcumin dan Sampel .............. 40
Tabel 4.5 Hasil Kadar Sebenarnya dari Serbuk Tumerik menggunakan KLTDensitometri ........................................................................................ 43
Tabel 4.6 Data Kadar Acuan dan Intensitas Raman Sampel pada Setiap
Bilangan Gelombang Standar Curcumin .......................................... 43
Tabel 4.7 Perbandingan Hasil Kadar Curcumin yang Sebenarnya dengan
Hasil Kadar Curcumin pada Analisis PLS-R .................................... 46
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Deskripsi Tumbuhan Kunyit dan Rimpangnya ..............................6
Gambar 2.2. Struktur tiga senyawa Curcuminoid .................................................8
Gambar 2.3.Spektra Ekstrak Etanol dari Curcumin pada Rimpang Kunyit
(Curcuma longa Linn.) Menggunakan Spektroskopi FTIR........... 9
Gambar 2.4. Diagram Hamburan Stokes, Rayleigh, dan Anti-Stokes ............... 12
Gambar 2.5. Instrumentasi Raman ....................................................................... 13
Gambar 2.6.(a) Spektrum Raman Quersetin dari ekstrak metanol, (b)
Spektrum Raman Quersetin ekstrak etanol Kulit Bawang ....... 17
Gambar 4.1. Spektrum Sampel Serbuk Tumerik dan Spektrum Standar
Curcumin pada serbuk tumerik pada Bilangan Gelombang
200-2000 cm-1 ................................................................................... 31
Gambar 4.2. Spektrum Raman Serbuk Tumerik pada Berbagai
Exposure time................................................................................. 34
Gambar 4.3. Spektrum Standar Curcumin dengan Puncak Penanda
Gugus Fungsi ................................................................................. 37
Gambar 4.4. Spektrum Raman Standar Curcumin Hasil Pengukuran ............... 38
Gambar 4.5. Overlapping Spektrum Sampel dengan Spektrum
Standar Curcumin ............................................................................. 39
8
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Prosedur Kerja Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik
dengan Menggunakan KLT-densitometri .................................. 54
Lampiran 2. Prosedur Penetapan Kadar Curcumin Menggunakan
Spektroskopi Raman dengan Analisis Multivariat PLS-R ....... 57
Lampiran 3. Hasil Korelasi Pengulangan pengukuran Spektrum Raman
Sampel Serbuk Tumerik pada Exposure time 1500 ms dan 2000
ms ................................................................................................. 58
Lampiran 4. Hasil Perhitungan Kadar Curcumin dengan Metode KLTDensitometri ................................................................................ 59
Lampiran 5. Hasil Korelasi Data Pengulangan Pengukuran Raman Sampel 64
Lampiran 6. Data Hasil Penetapan Kadar Sampel Serbuk Tumerik dengan
Spektroskopi Raman menggunakan Analisis Data PLS-R ....... 65
Lampiran 7. Hasil Validasi Metode KLT-Densitometri ................................. 66
Lampiran 8. Surat Determinasi Rimpang Kunyit (Curcuma longa Linn.) .... 69
9
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
CLS
=
Classical Least Squares
Exposure time
=
Waktu penembakan laser pada sampel
Foton
=
Pembawa Radiasi Elektro Magnetik
FTIR
=
Fourier Transform Infrared
FT-Raman
=
Fourier Transform - Raman
HPLC
=
High Performace Liquid Chromatography
ILS
=
Inverse Least Squares
In situ
=
Pengukuran langsung pada lokasi sampel
KLT
=
Kromatografi Lapis Tipis
Kontrol kualitas
=
Suatu kegiatan untuk memelihara dan
meningkatkan suatu produk salah satunya
dari segi keselamatan melalui proses
penelitian
MLR
=
Multiple Linear Regression
Multivariat
=
analisis
yang
variabel untuk
menggunakan
memperoleh suatu data
kuantitatif
NIR
=
Near-Infrared
PCR
=
Principle Component Regression
PLS-R
=
Partial Least Square-Regression
10
banyak
Serbuk Tumerik
=
Simplisia kering yang berasal dari rimpang
kunyit (Curcuma longa Linn.)
Simplisia
=
Bahan alamiah yang digunakan sebagai obat
yang belum mengalami pengolahan apapun
juga dan kecuali dinyatakan lain simplisia
merupakan bahan yang dikeringkan
Spektrum Raman
=
garis yang menggambarkan hubungan
antara bilangan gelombang dan intensitas
Vibrasional
=
Energi yang dihasilkan dari suatu gerakan
bolak-balik suatu komponen
11
ABSTRAK
Curcumin merupakan komponen terbesar yang terdapat pada tumbuhan
Kunyit (Curcuma longa Linn.). Curcumin memiliki berbagai efek farmakologi
seperti antimikroba, antioksidan, antiparasitik, antimutagenik, dan antikanker.
Sehingga simplisia kunyit banyak dijadikan sebagai bahan obat herbal. Dalam
memperoleh serbuk kunyit yang berkualitas baik maka perlu dilakukan kontrol
kualitas. Salah satu kontrol kualitas serbuk tumerik yang dapat digunakan adalah
penetapan kadar curcumin pada serbuk tumerik. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui penetapan kadar Curcumin pada serbuk tumerik (Curcuma longa
Linn.) menggunakan spektroskopi Raman yang dikombinasi dengan analisis
multivariat PLS-R sehingga diharapkan mampu memberikan acuan metode
kontrol kualitas serbuk tumerik. Metode penelitian ini yaitu pengembangan
metode penetapan kadar serbuk tumerik berdasarkan kadar senyawa Curcumin
dengan menggunakan spektroskopi Raman dikombinasi dengan metode analisis
multivariat PLS-R. Parameter yang dapat digunakan untuk analisis kadar
Curcumin pada serbuk tumerik diperoleh dengan menggunakan data Intensitas
hamburan Raman sampel dan data kadar acuan yang telah diperoleh dari metode
standar KLT-densitometri yang nantinya diolah dengan menggunakan metode
analisis multivariat PLS-R.
Hasil nilai kadar pada pengukuran menggunakan Raman PLS-R pada masingmasing sampel yaitu sampel I (45,98 mg), sampel II (46,15 mg), sampel III (66,27
mg), sampel IV (30,63 mg), sampel V (34,61 mg), dan sampel VI (29,59 mg).
Nilai validasi dari hasil penetapan kadar menggunakan Raman-PLSR ini sendiri
dihasilkan nilai R2 0,90, nilai RMSEC sebesar 2,196 dan nilai p-value sebesar
0,015.
Berdasarkan hasil validasi dari pengukuran kadar Curcumin dalam sampel
serbuk tumerik menggunakan Raman yang dikombinasi dengan analisis data PLSR maka pengembangan metode ini dapat dijadikan sebagai metode alternatif
dalam pengujian suatu serbuk tumerik sebagai bahan obat herbal.
Kata kunci: Curcumin, Intensitas Raman, PLS-R, Serbuk tumerik (Curcuma
longa Linn.), Spektroskopi Raman.
12
ABSTRACT
Curcumin is the biggest component that present in Turmeric plant (Curcuma
longa Linn.). Curcumin has a many pharmacology effect such as antimicrobe,
antiparasite, antimutagenic, and anticancer. That made a powder of turmeric usually
used as a raw material of herbal medicine. To obtain a good raw material of turmeric
powder, the control quality methode must been developed. Ones of control quality
methode that can be used is a determination quantity of curcumin in turmeric
powder. The aim of this study is to determine the quantification of curcumin in
turmeric powder (Curcuma longa Linn.) using Raman spectroscopy combined with
multivariate analysis of PLS-R that are expected to provide reference method for
quality control in turmeric powder, especially for raw materials of Herbal drugs.
This research, develop methods that will classify the turmeric powder based on
curcumin levels using Raman spectroscopy combined with multivariate analysis
methods PLS-R. Parameters that can be used for analysis of curcumin levels on
turmeric powder obtained using intensity of data Raman and the data obtained from
the standard method will be processed with multivariate analysis methods PLS-R.
The measurement results of curcumin levels using Raman-PLSR on each
sample are; sample I (45.98 mg), sample II (46.15 mg), sample III (66.27 mg),
sample IV (30.63 mg), sample V (34.61 mg), and sample VI (29.59 mg). Validation
value of quantification result using Raman-PLSR are seen from R2 value of 0.90,
RMSEC value of 2.196 and p-value of 0.015.
Based on the validation results of the curcumin quantification in turmeric
powder, so the development of this method can be used as an alternative method of
turmeric powder for quality control as a raw material for medicine but still requires
further research.
Keywords: Curcumin, Raman intensity, PLS-R, turmerik powder (Curcuma longa
Linn.), Raman Spectroscopy.
13