Isolasi Dan Analisis Kimia Minyak Atsiri Dari Bunga Kecombrang (Etlingera Elatior) Dengan Gas Kromatografi-Spektrometer Massa (GC-MS) Dan Uji Aktivitas Anti Bakteri
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI
BUNGA KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
TESIS
Oleh
MAWAR INDAH BR PERANGIN ANGIN
107006008/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
Universitas Sumatera Utara
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI
BUNGA KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam
Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Oleh
MAWAR INDAH BR PERANGIN ANGIN
107006008/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
Universitas Sumatera Utara
Judul Tesis
: ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI
DARI BUNGA KECOMBRANG (Etlingera elatior)
DENGAN GAS KROMATOGRAFISPEKTROMETER MASSA (GC-MS) DAN UJI
AKTIVITAS ANTI BAKTERI
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi
: Mawar Indah Br Perangin Angin
: 107006008
: Magister Ilmu Kimia
Menyetujui,
Komisi Pembimbing
(Dr. Mimpin Ginting, MS.)
Ketua
Ketua Program Studi
(Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D)
(Lamek Marpaung, M.Phil.,Ph.D.)
Anggota
Dekan,
(Dr. Sutarman, M.Sc.)
Tanggal Lulus : 4 Mei 2012
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal
: 04 Mei 2012
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
: Dr. Mimpin Ginting, MS
Anggota
: 1. Lamek Marpaung, M.Phil.,Ph.D.
2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D
3. Dr. Hamonangan Nainggolan, MS
4. Prof. Dr. Tonel Barus
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN ORISINALITAS
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI BUNGA
KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
TESIS
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil
kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan
sumbernya dengan benar.
Medan, 4 Mei 2012
Mawar Indah Perangin Angin
Nim : 107006008
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIK
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di
bawah ini:
Nama
: Mawar Indah Perangin Angin
Nim
: 107006008
Program Studi
: Magister Ilmu Kimia
Jenis karya Ilmiah : Tesis
Demi Pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive
Royalti Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI BUNGA
KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,
memformat, mengelola dalam bentuk data base, merawat dan mempublikasikan Tesis
saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 4 Mei 2012
Mawar Indah Perangin Angin
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Nama
: Mawar Indah Br Perangin Angin
Tempat/Tanggal lahir
: Kabanjahe, 27 Desember 1980
Alamat Rumah
: Jln. Binjai Km. 10 Komplek STPP Medan
Hp
: 081397117720
E-mail
: mawarperanginangin80@yahoo.com
Instansi Tempat Bekerja
: Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian Medan
Alamat Kantor
: Jln. Binjai Km.10 Medan
Telepon
: 061-8451544
Pendidikan
SD
: SD Negeri 6 Kabanjahe
1987-1993
SMP
: SMP Negeri 1 Kabanjahe
1993-1996
SMA
: SMA Negeri 1 Kabanjahe
1996-1999
STRATA -1
: Universitas Sumatera Utara
1999-2003
STRATA -2
: Universitas Sumatera Utara
2010-2012
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena
berkat kasih karunia-Nya saya dapat menyelesaikan penulisan tesis ini sebagai tugas
akhir dalam jenjang Magister.
Saya menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan, baik dalam
penulisan kata mungkin juga bobot ilmiahnya. Kritik dan saran dari pembaca saya
harapkan untuk kesempurnaan tesis ini.
Selesainya tesis ini, bukanlah semata-mata karena kemampuan saya sendiri,
tetapi berkat saran, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak, untuk itu saya
ucapkan terima kasih kepada Rektor USU Prof. Syahril Pasaribu DTM & H.Sp.A,
atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan selama kuliah di Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Pascasarjana Ilmu Kimia USU.
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU Bapak Dr.
Sutarman, MSc atas kesempatan yang diberikan menjadi mahasiswa Program
Magister pada Fakultas MIPA Pascasarjana USU Medan.
Bapak
Dr.
Mimpin
Ginting,
MS.,
dan
Lamek
Marpaung,
M.Phil.,Ph.D.sebagai pembimbing saya, dan juga kepada Bapak Prof. Basuki
Wirjosentono MS, Ph.D (ketua Program Studi), Dr. Hamonangan Nainggolan,MSc
dan Prof. Dr. Tonel Barus sebagai penguji yang telah banyak memberi saran dan
masukan.
Seluruh Dosen yang memberi kuliah di Program Magister Kimia maupun
staff yang telah banyak membantu.
Kementrian Pertanian, Badan Penyuluhan Dan Pengembangan Sumber Daya
Manusia Pertanian yang telah memberikan beasiswa S2 kepada penulis sehingga
penulis dapat menyelesaikan studi S2.
Kedua orangtua saya Ng. Perangin Angin dan S.Sembiring serta suami saya
Firman R.L.Silalahi, STP. MSi., yang banyak memberikan semangat dan motivasi.
Universitas Sumatera Utara
Pihak-pihak yang tidak dapat saya tuliskan namanya satu persatu tetapi
begitu banyak bantuannya selama saya mengerjakan Tesis ini.
Medan, 10 April 2012
Hormat Saya,
Mawar Indah Br Perangin Angin
Universitas Sumatera Utara
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI BUNGA
KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
ABSTRAK
Dalam penelitian ini telah dilakukan isolasi dan analisis komponen kimia minyak
atsiri dari bunga kecombrang (Etlingera elatior) yang diperoleh dari desa Nang
Belawan Kecamatan Simpang Empat Kabupaten Karo. Isolasi Minyak atsiri
menggunakan alat destilasi Stahl. Komponen kimia minyak atsiri yang dihasilkan
dianalisis dengan Alat Kromatografi Gas Spektrofotometer Massa (GC-MS) dan
Spektroskopi Infra Merah. Hasil isolasi minyak atsiri dari bunga kecombrang melalui
destilasi menggunakan alat Stahl dari sebanyak 450 gram sampel basah yang
digunakan diperoleh rata-rata minyak atsiri sebanyak 0,66 ml (0,14% v/w). Hasil
analisis GC-MS terhadap minyak atsiri dari bunga kecombrang yang dihasilkan
melalui destilasi Stahl diperoleh kromatogram dengan memberikan puncak sebanyak
24 jenis senyawa dan yang telah dapat diidentifikasi sebanyak 16 jenis senyawa. yang
terdiri dari campuran senyawa monoterpen dan sesquiterpen yakni : α-Pinen
(17,60%), β-Pinen (0,22%), Mirsene (0,20%), Limonen (0,98%), 2-Nonanon
(0,42%), 2- Nonanol (0,36%), Kamfor (0,29%), 1-alpha-Terpineol (0,36%), Dekanal
(2,74%), Bisiklo 3,1,1-hepta 3-en-2-one (0,16%), 1-Dekanol (1,85%), 2-Undecanon
(1,16%), Dodecanal (17,94%), beta-Kariofilen (1,27%), 1-Dodekanol (30,56%),
Miristaldehid (0,34%). Minyak atsiri memiliki aktivitas anti mikroba terutama pada
bakteri Salmonella thypii dengan diameter zona hambat tertinggi yaitu 1,9 mm serta
indeks antimikrobial 2,6 dan juga pada bakteri Shigella sp dengan diameter zona
hambat 1,8 mm serta indeks antimikrobial 2,6
Kata kunci : Bunga Kecombrang, Destilasi Stahl, Minyak Atsiri, GC-MS, Antibakteri
Universitas Sumatera Utara
ISOLATION AND ANALYSIS CHEMISTRY OF VOLATILE OIL FROM Etlingera
elatior FLOWER WITH GAS CHROMATOGRAPHY-MASS
SPEKTROPHOTOMETER (GC-MS) AND ANTIBACTERIAL ACTIVITY
ABSTRACT
In this study has been treated isolation and analyze its chemical component of
volatile oil of Etlingera e. obtained from district of Nang Belawan sub district of
Simpang Empat in Karo Regency. The isolated volatile oil used Stahl tool. Chemical
composition for each outcome of isolation was treated analysis using Gas
chromatography Mass Spectrophotometer (GC-MS) device and Infra Red
Spectrophotometer. The outcome isolation of Etlingera e.by distillation using Stahl
device some 450 gram sample of wet flower adopted generating average 0,66
ml(0,14%v/w) volatile oil. The result analysis by GC-MS scanning over the volatile
oil as generated by Stahl device there obtained chromatogram after putting a
compound peak amount 24 types and it is interpretable about 13 compounds as
combination of monoterpen and sesquiterpen they are α-Pinene (17,60%), β-Pinene
(0,22%), Myrcene (0,20%), Limonene (0,98%), 2-Nonanone (0,42%), 2- Nonanol
(0,36%), Camphor (0,29%), 1-alpha-Terpineol (0,36%), Decanal (2,74%), Bicyclo
3,1,1-hepta 3-en-2-one (0,16%), 1-Decanol (1,85%), 2-Undecanone (1,16%),
Dodecanal
(17,94%),beta-Caryophyllene(1,27%),1-Dodecanol
(30,56%),),
Myristaldehida (0,34%). Volatile oil have antimicrobial activity especial for bacteri
of Salmonella thypii with the highest zona of inhibition 1,9 mm and index
antimicrobial 2,6 and so for bacteri of Shigella sp zona of inhibition 1,8 mm and
index antimicrobial 2,6.
Keyword : Flower of Etlingera e., Distillation Stahl, volatile oil, GC-MS,
Antibacterial
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR
i
ABSTRAK
iii
ABSTRACT
iv
DAFTAR ISI
v
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
xi
BAB 1. PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Perumusan Masalah
3
1.3 Tujuan
4
1.4 Manfaat
4
1.5 Lokasi Penelitian
4
1.6 Metodologi Penelitian
5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 Tanaman Kecombrang
6
2.1.1 Ciri-ciri Tanaman Kecombrang
2.1.2 Manfaat Tanaman Kecombrang
2.1.3 Kandungan Kimia Tanaman Kecombrang
2.2 Minyak Atsiri
7
7
8
10
2.2.1 Komposisi Kimia Minyak Atsiri
2.2.2 Cara Isolasi Minyak Atsiri
11
15
2.3 Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS)
16
2.3.1 Kromatografi Gas
2.3.2 Spektrometri Massa
16
18
2.4 Spektroskopi Infra Merah
21
Universitas Sumatera Utara
2.5 Antibakteri
22
2.5.1. Bakteri Salmonella
2.5.2 Bakteri Escherichia Coli
2.5.3 Bakteri Staphylococcus Aureus
2.5.4 Bakteri Shigella sp
BAB 3. BAHAN DAN METODE
23
24
24
25
27
3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian
27
3.2 Alat
27
3.3 Bahan
27
3.4 Prosedur Penelitian
28
3.4.1 Persiapan Bahan
3.4.2 Isolasi Minyak Atsiri
28
28
3.5 Analisis Minyak Atsiri Hasil Isolasi dengan Alat Stahl
3.5.1 Analisis Komposisi Minyak Atsiri dengan GC-MS
3.5.2 Analisis Spektroskopi FT-IR
3.5.3 Analisis Uji Antibakteri dengan Metode Cork Borer
28
28
28
29
3.6 Bagan Penelitian
30
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
31
4.1 Hasil
31
4.1.1 Isolasi Minyak Atsiri dari Bunga Kecombrang
4.1.2 Hasil Analisis Spektroskopi FT-IR
4.1.3 Hasil Analisis Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa
(GC-MS)
4.1.4 Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri
4.2 Pembahasan
34
4.2.1 Hasil Analisis Minyak Atsiri Bunga Kecombrang dengan FT-IR
4.2.2 Hasil Analisis Minyak Atsiri Bunga Kecombrang dengan GC-MS
4.2.3 Aktivitas Antibakteri
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
31
31
31
32
34
34
34
67
68
5.1 Kesimpulan
68
5.2 Saran
68
DAFTAR PUSTAKA
69
LAMPIRAN
72
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1
Serapan Khas Beberapa Gugus Fungsi
21
4.1
Hasil Isolasi Minyak Atsiri Bunga Kecombrang Melalui Destilasi Stahl
31
4.2
Senyawa Hasil Analisis GC-MS Minyak Atsiri yang Di Peroleh dari 33
Bunga Kecombrang
4.3
Hasil Uji Antibakteri Minyak Atsiri dari Bunga Kecombrang (Metode 34
Cork Borer)
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
2.1
Tanaman Kecombrang dan Kuncup Bunga Kecombrang
2.2
Senyawa Utama Penyusun Minyak Atsiri pada Tanaman
6
10
Kecombrang
2.3
Struktur Senyawa Isopren
12
2.4
Beberapa Contoh Struktur Monoterpen
12
2.5
Contoh Struktur Monoterpenoid
13
2.6
Contoh Struktur Seskuiterpen
13
2.7
Contoh Struktur Seskuiterpenoid
14
4.1
Spektrum FT-IR Minyak Atsiri Hasil Isolasi dari Bunga
Kecombrang
32
4.2
Kromatogram GC Minyak Atsiri dari Bunga Kecombrang
33
4.3
Spektrum MS Senyawa α-Pinen dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
35
4.4
Pola Fragmentasi Senyawa α-Pinen
36
4.5
Spektrum MS Senyawa β-Pinen dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
37
4.6
Pola Fragmentasi Senyawa β –Pinen
38
4.7
Spektrum GC-MS Senyawa Mirsen dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
39
4.8
Pola Fragmentasi Senyawa Mirsen
40
4.9
Spektrum GC-MS Senyawa 1-limonen dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
41
Universitas Sumatera Utara
4.10
Pola Fragmentasi Senyawa 1- limonen
42
4.11
Spektrum MS Senyawa 2- Nonanon dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
43
4.12
Pola Fragmentasi Senyawa 2-nonanon
44
4.13
Spektrum MS Senyawa 2-nonanol dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
45
4.14
Pola Fragmentasi Senyawa 2-nonanol
46
4.15
Spektrum MS Senyawa Kamfor dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
47
4.16
Pola Fragmentasi Senyawa Kamfor
48
4.17
Spektrum MS Senyawa 1-α- Terpineol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
49
4.18
Pola Fragmentasi Senyawa 1-α - Terpineol
50
4.19
Spektrum MS Senyawa Dekanal dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
51
4.20
Pola Fragmentasi Senyawa dekanal
52
4.21
Spektrum MS Senyawa Bisiklo –3,1,1–hepta 3 – en – 2 – one
dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
53
4.22
Pola Fragmentasi Senyawa Bisiklo –3,1,1–hepta 3 – en – 2 – one
54
4.23
Spektrum GC-MS Senyawa 1-Dekanol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
55
4.24
Pola Fragmentasi Senyawa 1-Dekanol
56
4.25
Spektrum MS Senyawa 2-undekanon dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
57
4.26
Pola Fragmentasi Senyawa 2-undekanon
58
Universitas Sumatera Utara
4.27
Spektrum MS Senyawa Dodekanal dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
59
4.28
Pola Fragmentasi Senyawa Dodekanal
60
4.29
Spektrum MS Senyawa β-Kariofilen dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
61
4.30
Pola Fragmentasi Senyawa Beta-Kariofilen
62
4.31
Spektrum MS Senyawa 1-Dodekanol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
63
4.32
Pola Fragmentasi Senyawa Dodekanol
64
4.33
Spektrum MS Senyawa Miristaldehid dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
65
4.34
Pola Fragmentasi Senyawa Miristaldehid
66
4.35
Zona Hambat yang Terbentuk Salmonella Thypii dan Shigella
sp
67
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Halaman
1.
Gambar Kuncup Bunga Kecombrang dan Alat Destilasi
Stahl
72
2.
Gambar Minyak Atsiri yang Di hasilkan dari Bunga
Kecombrang
73
3.
Gambar Uji Aktivitas Antibakteri pada Escherichia coli,
Shigella s, Staphylococcus aureus dan Salomonella Thypii
74
4.
Spesifikasi Alat GC-MS
75
5.
Spektrum MS Senyawa α-Pinen dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
76
6.
Spektrum MS Senyawa β-Pinen dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
77
7.
Spektrum GC-MS Senyawa Mirsen dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
78
8.
Spektrum GC-MS Senyawa 1-Limonen dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
79
9.
Spektrum MS Senyawa 2- Nonanon dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
80
10.
Spektrum MS Senyawa 2-nonanol dari Minyak Atsiri
Bunga Kkecombrang
81
11.
Spektrum MS Senyawa Kamfor dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
82
12.
Spektrum MS senyawa 1-α- Terpineol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
83
13
Spektrum MS senyawa Dekanal dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
84
Universitas Sumatera Utara
14
Spektrum MS Senyawa Bisiklo –3,1,1–hepta 3 – en – 2 –
one dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
85
15
Spektrum GC-MS Senyawa 1-Dekanol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
86
16
Spektrum MS Senyawa 2-Undekanon dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
87
17
Spektrum MS Senyawa Dodekanal dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
88
18
Spektrum MS Senyawa β-Kariofilen dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
89
19
Spektrum MS Senyawa 1-Dodekanol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
90
20
Spektrum MS Senyawa Miristaldehid dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
91
Universitas Sumatera Utara
BUNGA KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
TESIS
Oleh
MAWAR INDAH BR PERANGIN ANGIN
107006008/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
Universitas Sumatera Utara
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI
BUNGA KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam
Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Oleh
MAWAR INDAH BR PERANGIN ANGIN
107006008/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
Universitas Sumatera Utara
Judul Tesis
: ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI
DARI BUNGA KECOMBRANG (Etlingera elatior)
DENGAN GAS KROMATOGRAFISPEKTROMETER MASSA (GC-MS) DAN UJI
AKTIVITAS ANTI BAKTERI
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi
: Mawar Indah Br Perangin Angin
: 107006008
: Magister Ilmu Kimia
Menyetujui,
Komisi Pembimbing
(Dr. Mimpin Ginting, MS.)
Ketua
Ketua Program Studi
(Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D)
(Lamek Marpaung, M.Phil.,Ph.D.)
Anggota
Dekan,
(Dr. Sutarman, M.Sc.)
Tanggal Lulus : 4 Mei 2012
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal
: 04 Mei 2012
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
: Dr. Mimpin Ginting, MS
Anggota
: 1. Lamek Marpaung, M.Phil.,Ph.D.
2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D
3. Dr. Hamonangan Nainggolan, MS
4. Prof. Dr. Tonel Barus
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN ORISINALITAS
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI BUNGA
KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
TESIS
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil
kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan
sumbernya dengan benar.
Medan, 4 Mei 2012
Mawar Indah Perangin Angin
Nim : 107006008
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIK
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di
bawah ini:
Nama
: Mawar Indah Perangin Angin
Nim
: 107006008
Program Studi
: Magister Ilmu Kimia
Jenis karya Ilmiah : Tesis
Demi Pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive
Royalti Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI BUNGA
KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,
memformat, mengelola dalam bentuk data base, merawat dan mempublikasikan Tesis
saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 4 Mei 2012
Mawar Indah Perangin Angin
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Nama
: Mawar Indah Br Perangin Angin
Tempat/Tanggal lahir
: Kabanjahe, 27 Desember 1980
Alamat Rumah
: Jln. Binjai Km. 10 Komplek STPP Medan
Hp
: 081397117720
: mawarperanginangin80@yahoo.com
Instansi Tempat Bekerja
: Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian Medan
Alamat Kantor
: Jln. Binjai Km.10 Medan
Telepon
: 061-8451544
Pendidikan
SD
: SD Negeri 6 Kabanjahe
1987-1993
SMP
: SMP Negeri 1 Kabanjahe
1993-1996
SMA
: SMA Negeri 1 Kabanjahe
1996-1999
STRATA -1
: Universitas Sumatera Utara
1999-2003
STRATA -2
: Universitas Sumatera Utara
2010-2012
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena
berkat kasih karunia-Nya saya dapat menyelesaikan penulisan tesis ini sebagai tugas
akhir dalam jenjang Magister.
Saya menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan, baik dalam
penulisan kata mungkin juga bobot ilmiahnya. Kritik dan saran dari pembaca saya
harapkan untuk kesempurnaan tesis ini.
Selesainya tesis ini, bukanlah semata-mata karena kemampuan saya sendiri,
tetapi berkat saran, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak, untuk itu saya
ucapkan terima kasih kepada Rektor USU Prof. Syahril Pasaribu DTM & H.Sp.A,
atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan selama kuliah di Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Pascasarjana Ilmu Kimia USU.
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU Bapak Dr.
Sutarman, MSc atas kesempatan yang diberikan menjadi mahasiswa Program
Magister pada Fakultas MIPA Pascasarjana USU Medan.
Bapak
Dr.
Mimpin
Ginting,
MS.,
dan
Lamek
Marpaung,
M.Phil.,Ph.D.sebagai pembimbing saya, dan juga kepada Bapak Prof. Basuki
Wirjosentono MS, Ph.D (ketua Program Studi), Dr. Hamonangan Nainggolan,MSc
dan Prof. Dr. Tonel Barus sebagai penguji yang telah banyak memberi saran dan
masukan.
Seluruh Dosen yang memberi kuliah di Program Magister Kimia maupun
staff yang telah banyak membantu.
Kementrian Pertanian, Badan Penyuluhan Dan Pengembangan Sumber Daya
Manusia Pertanian yang telah memberikan beasiswa S2 kepada penulis sehingga
penulis dapat menyelesaikan studi S2.
Kedua orangtua saya Ng. Perangin Angin dan S.Sembiring serta suami saya
Firman R.L.Silalahi, STP. MSi., yang banyak memberikan semangat dan motivasi.
Universitas Sumatera Utara
Pihak-pihak yang tidak dapat saya tuliskan namanya satu persatu tetapi
begitu banyak bantuannya selama saya mengerjakan Tesis ini.
Medan, 10 April 2012
Hormat Saya,
Mawar Indah Br Perangin Angin
Universitas Sumatera Utara
ISOLASI DAN ANALISIS KIMIA MINYAK ATSIRI DARI BUNGA
KECOMBRANG (Etlingera elatior) DENGAN GAS
KROMATOGRAFI-SPEKTROMETER MASSA (GC-MS)
DAN UJI AKTIVITAS ANTI BAKTERI
ABSTRAK
Dalam penelitian ini telah dilakukan isolasi dan analisis komponen kimia minyak
atsiri dari bunga kecombrang (Etlingera elatior) yang diperoleh dari desa Nang
Belawan Kecamatan Simpang Empat Kabupaten Karo. Isolasi Minyak atsiri
menggunakan alat destilasi Stahl. Komponen kimia minyak atsiri yang dihasilkan
dianalisis dengan Alat Kromatografi Gas Spektrofotometer Massa (GC-MS) dan
Spektroskopi Infra Merah. Hasil isolasi minyak atsiri dari bunga kecombrang melalui
destilasi menggunakan alat Stahl dari sebanyak 450 gram sampel basah yang
digunakan diperoleh rata-rata minyak atsiri sebanyak 0,66 ml (0,14% v/w). Hasil
analisis GC-MS terhadap minyak atsiri dari bunga kecombrang yang dihasilkan
melalui destilasi Stahl diperoleh kromatogram dengan memberikan puncak sebanyak
24 jenis senyawa dan yang telah dapat diidentifikasi sebanyak 16 jenis senyawa. yang
terdiri dari campuran senyawa monoterpen dan sesquiterpen yakni : α-Pinen
(17,60%), β-Pinen (0,22%), Mirsene (0,20%), Limonen (0,98%), 2-Nonanon
(0,42%), 2- Nonanol (0,36%), Kamfor (0,29%), 1-alpha-Terpineol (0,36%), Dekanal
(2,74%), Bisiklo 3,1,1-hepta 3-en-2-one (0,16%), 1-Dekanol (1,85%), 2-Undecanon
(1,16%), Dodecanal (17,94%), beta-Kariofilen (1,27%), 1-Dodekanol (30,56%),
Miristaldehid (0,34%). Minyak atsiri memiliki aktivitas anti mikroba terutama pada
bakteri Salmonella thypii dengan diameter zona hambat tertinggi yaitu 1,9 mm serta
indeks antimikrobial 2,6 dan juga pada bakteri Shigella sp dengan diameter zona
hambat 1,8 mm serta indeks antimikrobial 2,6
Kata kunci : Bunga Kecombrang, Destilasi Stahl, Minyak Atsiri, GC-MS, Antibakteri
Universitas Sumatera Utara
ISOLATION AND ANALYSIS CHEMISTRY OF VOLATILE OIL FROM Etlingera
elatior FLOWER WITH GAS CHROMATOGRAPHY-MASS
SPEKTROPHOTOMETER (GC-MS) AND ANTIBACTERIAL ACTIVITY
ABSTRACT
In this study has been treated isolation and analyze its chemical component of
volatile oil of Etlingera e. obtained from district of Nang Belawan sub district of
Simpang Empat in Karo Regency. The isolated volatile oil used Stahl tool. Chemical
composition for each outcome of isolation was treated analysis using Gas
chromatography Mass Spectrophotometer (GC-MS) device and Infra Red
Spectrophotometer. The outcome isolation of Etlingera e.by distillation using Stahl
device some 450 gram sample of wet flower adopted generating average 0,66
ml(0,14%v/w) volatile oil. The result analysis by GC-MS scanning over the volatile
oil as generated by Stahl device there obtained chromatogram after putting a
compound peak amount 24 types and it is interpretable about 13 compounds as
combination of monoterpen and sesquiterpen they are α-Pinene (17,60%), β-Pinene
(0,22%), Myrcene (0,20%), Limonene (0,98%), 2-Nonanone (0,42%), 2- Nonanol
(0,36%), Camphor (0,29%), 1-alpha-Terpineol (0,36%), Decanal (2,74%), Bicyclo
3,1,1-hepta 3-en-2-one (0,16%), 1-Decanol (1,85%), 2-Undecanone (1,16%),
Dodecanal
(17,94%),beta-Caryophyllene(1,27%),1-Dodecanol
(30,56%),),
Myristaldehida (0,34%). Volatile oil have antimicrobial activity especial for bacteri
of Salmonella thypii with the highest zona of inhibition 1,9 mm and index
antimicrobial 2,6 and so for bacteri of Shigella sp zona of inhibition 1,8 mm and
index antimicrobial 2,6.
Keyword : Flower of Etlingera e., Distillation Stahl, volatile oil, GC-MS,
Antibacterial
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR
i
ABSTRAK
iii
ABSTRACT
iv
DAFTAR ISI
v
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
xi
BAB 1. PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Perumusan Masalah
3
1.3 Tujuan
4
1.4 Manfaat
4
1.5 Lokasi Penelitian
4
1.6 Metodologi Penelitian
5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 Tanaman Kecombrang
6
2.1.1 Ciri-ciri Tanaman Kecombrang
2.1.2 Manfaat Tanaman Kecombrang
2.1.3 Kandungan Kimia Tanaman Kecombrang
2.2 Minyak Atsiri
7
7
8
10
2.2.1 Komposisi Kimia Minyak Atsiri
2.2.2 Cara Isolasi Minyak Atsiri
11
15
2.3 Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS)
16
2.3.1 Kromatografi Gas
2.3.2 Spektrometri Massa
16
18
2.4 Spektroskopi Infra Merah
21
Universitas Sumatera Utara
2.5 Antibakteri
22
2.5.1. Bakteri Salmonella
2.5.2 Bakteri Escherichia Coli
2.5.3 Bakteri Staphylococcus Aureus
2.5.4 Bakteri Shigella sp
BAB 3. BAHAN DAN METODE
23
24
24
25
27
3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian
27
3.2 Alat
27
3.3 Bahan
27
3.4 Prosedur Penelitian
28
3.4.1 Persiapan Bahan
3.4.2 Isolasi Minyak Atsiri
28
28
3.5 Analisis Minyak Atsiri Hasil Isolasi dengan Alat Stahl
3.5.1 Analisis Komposisi Minyak Atsiri dengan GC-MS
3.5.2 Analisis Spektroskopi FT-IR
3.5.3 Analisis Uji Antibakteri dengan Metode Cork Borer
28
28
28
29
3.6 Bagan Penelitian
30
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
31
4.1 Hasil
31
4.1.1 Isolasi Minyak Atsiri dari Bunga Kecombrang
4.1.2 Hasil Analisis Spektroskopi FT-IR
4.1.3 Hasil Analisis Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa
(GC-MS)
4.1.4 Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri
4.2 Pembahasan
34
4.2.1 Hasil Analisis Minyak Atsiri Bunga Kecombrang dengan FT-IR
4.2.2 Hasil Analisis Minyak Atsiri Bunga Kecombrang dengan GC-MS
4.2.3 Aktivitas Antibakteri
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
31
31
31
32
34
34
34
67
68
5.1 Kesimpulan
68
5.2 Saran
68
DAFTAR PUSTAKA
69
LAMPIRAN
72
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1
Serapan Khas Beberapa Gugus Fungsi
21
4.1
Hasil Isolasi Minyak Atsiri Bunga Kecombrang Melalui Destilasi Stahl
31
4.2
Senyawa Hasil Analisis GC-MS Minyak Atsiri yang Di Peroleh dari 33
Bunga Kecombrang
4.3
Hasil Uji Antibakteri Minyak Atsiri dari Bunga Kecombrang (Metode 34
Cork Borer)
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
2.1
Tanaman Kecombrang dan Kuncup Bunga Kecombrang
2.2
Senyawa Utama Penyusun Minyak Atsiri pada Tanaman
6
10
Kecombrang
2.3
Struktur Senyawa Isopren
12
2.4
Beberapa Contoh Struktur Monoterpen
12
2.5
Contoh Struktur Monoterpenoid
13
2.6
Contoh Struktur Seskuiterpen
13
2.7
Contoh Struktur Seskuiterpenoid
14
4.1
Spektrum FT-IR Minyak Atsiri Hasil Isolasi dari Bunga
Kecombrang
32
4.2
Kromatogram GC Minyak Atsiri dari Bunga Kecombrang
33
4.3
Spektrum MS Senyawa α-Pinen dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
35
4.4
Pola Fragmentasi Senyawa α-Pinen
36
4.5
Spektrum MS Senyawa β-Pinen dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
37
4.6
Pola Fragmentasi Senyawa β –Pinen
38
4.7
Spektrum GC-MS Senyawa Mirsen dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
39
4.8
Pola Fragmentasi Senyawa Mirsen
40
4.9
Spektrum GC-MS Senyawa 1-limonen dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
41
Universitas Sumatera Utara
4.10
Pola Fragmentasi Senyawa 1- limonen
42
4.11
Spektrum MS Senyawa 2- Nonanon dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
43
4.12
Pola Fragmentasi Senyawa 2-nonanon
44
4.13
Spektrum MS Senyawa 2-nonanol dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
45
4.14
Pola Fragmentasi Senyawa 2-nonanol
46
4.15
Spektrum MS Senyawa Kamfor dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
47
4.16
Pola Fragmentasi Senyawa Kamfor
48
4.17
Spektrum MS Senyawa 1-α- Terpineol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
49
4.18
Pola Fragmentasi Senyawa 1-α - Terpineol
50
4.19
Spektrum MS Senyawa Dekanal dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
51
4.20
Pola Fragmentasi Senyawa dekanal
52
4.21
Spektrum MS Senyawa Bisiklo –3,1,1–hepta 3 – en – 2 – one
dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
53
4.22
Pola Fragmentasi Senyawa Bisiklo –3,1,1–hepta 3 – en – 2 – one
54
4.23
Spektrum GC-MS Senyawa 1-Dekanol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
55
4.24
Pola Fragmentasi Senyawa 1-Dekanol
56
4.25
Spektrum MS Senyawa 2-undekanon dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
57
4.26
Pola Fragmentasi Senyawa 2-undekanon
58
Universitas Sumatera Utara
4.27
Spektrum MS Senyawa Dodekanal dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
59
4.28
Pola Fragmentasi Senyawa Dodekanal
60
4.29
Spektrum MS Senyawa β-Kariofilen dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
61
4.30
Pola Fragmentasi Senyawa Beta-Kariofilen
62
4.31
Spektrum MS Senyawa 1-Dodekanol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
63
4.32
Pola Fragmentasi Senyawa Dodekanol
64
4.33
Spektrum MS Senyawa Miristaldehid dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
65
4.34
Pola Fragmentasi Senyawa Miristaldehid
66
4.35
Zona Hambat yang Terbentuk Salmonella Thypii dan Shigella
sp
67
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Halaman
1.
Gambar Kuncup Bunga Kecombrang dan Alat Destilasi
Stahl
72
2.
Gambar Minyak Atsiri yang Di hasilkan dari Bunga
Kecombrang
73
3.
Gambar Uji Aktivitas Antibakteri pada Escherichia coli,
Shigella s, Staphylococcus aureus dan Salomonella Thypii
74
4.
Spesifikasi Alat GC-MS
75
5.
Spektrum MS Senyawa α-Pinen dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
76
6.
Spektrum MS Senyawa β-Pinen dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
77
7.
Spektrum GC-MS Senyawa Mirsen dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
78
8.
Spektrum GC-MS Senyawa 1-Limonen dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
79
9.
Spektrum MS Senyawa 2- Nonanon dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
80
10.
Spektrum MS Senyawa 2-nonanol dari Minyak Atsiri
Bunga Kkecombrang
81
11.
Spektrum MS Senyawa Kamfor dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
82
12.
Spektrum MS senyawa 1-α- Terpineol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
83
13
Spektrum MS senyawa Dekanal dari Minyak Atsiri Bunga
Kecombrang
84
Universitas Sumatera Utara
14
Spektrum MS Senyawa Bisiklo –3,1,1–hepta 3 – en – 2 –
one dari Minyak Atsiri Bunga Kecombrang
85
15
Spektrum GC-MS Senyawa 1-Dekanol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
86
16
Spektrum MS Senyawa 2-Undekanon dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
87
17
Spektrum MS Senyawa Dodekanal dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
88
18
Spektrum MS Senyawa β-Kariofilen dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
89
19
Spektrum MS Senyawa 1-Dodekanol dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
90
20
Spektrum MS Senyawa Miristaldehid dari Minyak Atsiri
Bunga Kecombrang
91
Universitas Sumatera Utara