AKTIVITAS ANTIOKSIDAN KOMPONEN MINYAK ATSIRI BAHAN SEGAR DAN EKSTRAK ETANOL DARI AMPAS RIMPANG JAHE GAJAH SERTA APLIKASI TERHADAP DAGING IKAN NILA SKRIPSI EDY TANTONO
AKTIVITAS ANTIOKSIDAN KOMPONEN MINYAK ATSIRI
BAHAN SEGAR DAN EKSTRAK ETANOL DARI AMPAS
RIMPANG JAHE GAJAH SERTA APLIKASI TERHADAP
DAGING IKAN NILA
SKRIPSI
EDY TANTONO
070802047
PROGRAM STUDI SARJANA KIMIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
AKTIVITAS ANTIOKSIDAN KOMPONEN MINYAK ATSIRI BAHAN
SEGAR DAN EKSTRAK ETANOL DARI AMPAS RIMPANG JAHE
GAJAH SERTA APLIKASI TERHADAP DAGING IKAN NILA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
EDY TANTONO
070802047
PROGRAM STUDI SARJANA KIMIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
PERSETUJUAN
Judul : AKTIVITAS ANTIOKSIDAN KOMPONEN MINYAK ATSIRI BAHAN SEGAR DAN EKSTRAK ETANOL DARI AMPAS RIMPANG JAHE GAJAH SERTA APLIKASI TERHADAP DAGING IKAN NILA
Kategori : SKRIPSI Nama : EDY TANTONO Nomor Induk Mahasiswa : 070802047 Program Studi : SARJANA (S-1) KIMIA Departemen : KIMIA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, Juni 2012
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1 Juliati Br.Tarigan ,S.Si,M.Si Prof. Dr. Jamaran Kaban, MSc NIP: 197205031999032001 NIP:195106301980021001 Diketahui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua Dr. Rumondang Bulan, MS NIP: 195408301985032001
PERNYATAAN
AKTIVITAS ANTIOKSIDAN KOMPONEN MINYAK ATSIRI BAHAN
SEGAR DAN EKSTRAK ETANOL DARI AMPAS RIMPANG JAHE
GAJAH SERTA APLIKASI TERHADAP DAGING IKAN NILA
SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2012 EDY TANTONO 070802047
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas Rahmat dan Karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini dengan baik.
Tugas Sarjana ini berjudul “Aktivitas Antioksidan Komponen Minyak
Atsiri Bahan Segar Dan Ekstrak Etanol Dari Ampas Rimpang Jahe Gajah Serta
Aplikasi Terhadap Daging Ikan Nila”. Laporan ini berisi tentang langkah yang
perlu dilakukan dalam mengetahui pengaruh sifat antioksidan dari minyak atsiri jahe gajah segar dan ekstrak etanol ampas jahe gajah kering yang diaplikasikan pada
o
daging ikan nila selama penyimpanan 5 hari dengan suhu 4 C.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Sarjana ini masih banyak kekurangan yang terdapat di dalam Laporan Tugas Sarjana ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca untuk kesempurnaan Tugas Sarjana ini. Akhir kata, penulis berharap agar Tugas Sarjana ini bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya.
Medan, Juni 2012 PENULIS
PENGHARGAAN
Puji dan syukur, penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi dengan judul Aktivitas Antioksidan Komponen Minyak Atsiri Bahan Segar dan Ekstrak Etanol dari Ampas Rimpang Jahe Gajah serta Aplikasi terhadap Daging Ikan Nila dalam waktu yang telah ditetapkan.
Adapun rasa terima kasih yang ingin penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban , MSc selaku pembimbing I serta Ibu Juliati Br Tarigan, SSi,MSi selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktunya selama penulis melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini hingga selesai,Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, MSc selaku Ketua dan Sekretaris, Seluruh Staff pengajar Departemen Kimia FMIPA-USU yang telah membimbing penulis selama perkuliahan, Dekan dan Pembantu Dekan serta pegawai FMIPA-USU.Asisten Laboratorium Kimia Organik : Christy, Silo, Denny, Mutiara, Samuel, Sion dan Bayu. Teman-teman yang membantu dalam lancarnya penelitian hingga selesai : Vascalya, Bahtiar, Dian dan juga teman dekat terutama Aphi, Ayong, Ricki,Ricca, Karlina,Yuki, Indah, Edyanto, Alex, B’Gullit, K’Maria, Jennifer.
Akhirnya, Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Ayah dan Ibu tercinta Wie Tjeng An dan Tjoa Sui Kim, Kakak-kakak tersayang Aling, Amei, Ayin serta adik Along yang telah memberikan banyak dukungan baik secara moril maupun materi mulai dari perkuliahan hingga selesainya penelitian dan penulisan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih teristimewa kepada Reny Lai yang telah memberikan semangat, waktu dan dukungan doa kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempurna karena keterbatasan penulis. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penelitian dan ilmu pengetahuan.
ABSTRAK
Telah dilakukan isolasi dan penentuan komponen minyak atsiri dari rimpang jahe gajah segar dengan destilasi Stahl dan analisis GC-MS. Komponen minyak atsiri yang dominan adalah geranial (13,97%), 1,8-sineol (12,6%), neral (10,94%), kamfen (8,63%), zingiberen (6,17%). Selanjutnya ampas jahe gajah kering diekstraksi dengan etanol menggunakan metode sokletasi dan diskrining fitokimia menunjukkan adanya senyawa golongan flavonoid. Setelah itu, minyak atsiri dan ekstrak ditentukan aktivitas antioksidannya dengan metode DPPH radikal bebas. Nilai IC yang
50
diperoleh berturut-turut adalah 1.218,70 µg/ml dan 1.107,698 µg/ml. Hal ini menunjukkan bahwa keduanya memiliki sifat antioksidan. Pada aplikasi minyak atsiri dan esktrak etanol terhadap daging ikan nila pada penyimpanan 5 hari dengan
o
turut adalah 13,824 meq/kg dan 13,104 meq/kg. Ternyata bilangan peroksida tersebut lebih rendah dibandingkan kontrol dengan nilai 16,992 meq/kg. Perbedaan aktivitas antioksidan juga dilakukan secara spektrofotometri FT-IR yang menunjukkan adanya
- 1
perbedaan nilai %transmitansi pada bilangan gelombang 3300 – 3600 cm . Dimana ekstrak etanol ampas jahe gajah kering memperlambat terjadinya autoksidasi lebih besat dibandingkan minyak atsiri jahe gajah segar.
ANTIOXIDANT ACTIVITYOF ESSENTIAL OILCOMPONENTSFROM
FRESHINGREDIENTS ANDETHANOLIC WASTE GINGER
EXTRACT OF ELEPHANT GINGER RHIZOME AND
APPLICATIONAGAINST MEAT OF TILAPIA FISH
ABSTRACT
Had been isolated and determination constituent of fresh ginger essential oil by Stahl distillation and GC-MS analysis. The dominant constituents of essential oil such as geranial (13,97%), 1,8-cineole (12,6%), neral (10,94%), camphene (8,63%), zingiberene (6,17%). Furthermore the ethanol extract of dried elephant ginger residue was extracted with the soxhletation method and phytochemical screening showed the antioxidant activity with DPPH scavenging radicals method. IC values which
50
obtained respectively were 1,218.70 µg/ml and 1,107.698 µg/ml. These suggest that both of them had antioxidant properties. On application essential oil and ethanolic
o
extract toward tilapia meat on storage 5 days with temperature 4 C were obtained peroxide values result by iodometric tritation respectively were 13.824 meq/kg and 13.104 meq/kg. They turned out result were lower than control which value was 16.992 meq/kg. Differences antioxidant activity also performed by FT-IR spectrophotometry which showed the different % transmitance values at 3300-3600
- 1 cm wavenumber.
Halaman PERSETUJUAN ii
PERNYATAAN iii
PENGHARGAAN iv
ABSTRAK v
ABSTRACT vi
DAFTAR ISI vii
DAFTAR TABEL x
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR LAMPIRAN xii
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1
1.2. Permasalahan
2
1.3. Pembatasan Masalah
3
1.5. Manfaat Penelitian
3
1.6. Metodologi Penelitian
3
1.7. Lokasi Penelitian
4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Jahe
5
2.1.1. Komponen Kimia pada Jahe
6
2.1.2. Manfaat Jahe
7
2.2. Ikan
7
2.2.1. Ikan Nila
8
2.2.2. Bagian-bagian dari Ikan yang Bermanfaat
9
2.3.Oksidasi Lipida
11
2.3.1. Jalur Menuju Oksidasi Lipida
13
2.3.2. Produk Oksidasi Lipida
13
2.3.3. Mekanisme Autoksidasi
15
2.3.4. Titik Kritis Oksidasi
19
2.3.5. Menghambat Autoksidasi
20
2.3.6. Pengaruh Antioksidan
21
2.3.7. Pengukuran Aktivitas Antioksidan dengan DPPH Radikal Bebas 21
2.4. Antioksidan
22
2.4.1.Antioksidan Sintetis
23
2.4.2. Antioksidan Alami
24
2.5. Ekstraksi
27
2.5.1. Ekstraksi Lipida dari Makanan dan Bahan Biologis
28 BAB III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1. Alat-Alat
33
3.2. Bahan-Bahan
3.4.4. Aplikasi Sifat Antioksidan Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar, Ekstrak Etanol Rimpang Jahe Gajah Kering terhadap Lipida pada Daging Ikan Nila
38
3.4.2. Skrining Fitokimia
39
3.4.3.Uji Sifat Antioksidan Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar dan Ekstrak Etanol ampas Jahe Gajah Kering dengan metode DPPH Radikal Bebas
40
3.4.3.1. Pembuatan Larutan DPPH
40
3.4.3.2. Pembuatan Variasi Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar dan Ekstrak Etanol Ampas Jahe Gajah Kering yang akan Diuji
41
3.4.3.3. Uji Aktivitas Antioksidan
42 (a) Uji Larutan Blanko
42 (b) Uji Aktivitas Antioksidan Sampel
42
43
3.4.1.2. Ekstraksi Ampas Rimpang Jahe dengan Etanol
3.4.4.1. Penyiapan Sampel Daging Ikan Nila
43
3.4.4.2. Ekstraksi Lipida dari Sampel Daging Ikan Nila
44
3.4.4.3. Penentuan bilangan peroksida
46 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
47
4.1.1. Ekstraksi Jahe (Zingiber Officinale) Cultv. Gajah
47
4.1.1.1. Hasil Isolasi Minyak atsiri Jahe Gajah Segar
47
4.1.1.2. Hasil Ekstraksi Ampas Jahe Gajah Kering
48
39 Jahe Gajah
38
33
3.3.4.1. Pembuatan Larutan DPPH
3.3.Prosedur Kerja
34
3.3.1. Penyediaan Sampel
34
3.3.2. Ekstraksi
3.3.2.1. Ekstraksi Minyak Atsiri Jahe Gajah
34
3.3.2.2. Ekstraksi Ampas Rimpang Jahe dengan Etanol
34 Jahe Gajah
34
3.3.3. Skrining Fitokimia
35
3.3.4.Uji Sifat Antioksidan Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar dan Ekstrak Etanol ampas Jahe Gajah Kering dengan metode DPPH Radikal Bebas
35
35
3.4.1.1. Ekstraksi Minyak Atsiri Jahe Gajah
3.3.4.2. Pembuatan Variasi Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar dan EkstrakEtanol Ampas Jahe Gajah Kering yang akan Diuji
36
3.3.4.3. Uji Aktivitas Antioksidan
36 (a) Uji Larutan Blanko
36 (b) Uji Aktivitas Antioksidan Sampel
36
3.3.5. Aplikasi Sifat Antioksidan Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar, EkstrakEtanol Ampas Jahe Gajah Kering terhadap Lipida pada Daging Ikan Nila (OreochromisNiloticus)
36
3.3.5.1. Penyiapan Sampel Daging Ikan Nila 36
3.3.5.2. Ekstraksi Lipida dari Sampel Daging Ikan Nila
37
3.4. Bagan penelitian
38
3.4.1. Ekstraksi
4.1.2. Hasil Uji Aktivitas Antioksidan Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar dan Ekstrak Etanol Ampas Jahe Gajah Kering
49
4.1.3.Hasil Aplikasi Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar dan Ekstrak Etanol Ampas Jahe Gajah Kering pada Daging Ikan Nila
50
4.2. Pembahasan
52
4.2.1. Ekstraksi Jahe Gajah
52
4.2.1.1. Isolasi Minyak atsiri Jahe Gajah Segar
52
4.2.1.2. Hasil Ekstraksi Ampas Jahe Gajah Kering
58
4.2.2. Hasil Uji Aktivitas Antioksidan Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar dan Ekstrak Etanol Ampas Jahe Gajah Kering
58
4.2.3. Hasil Aplikasi Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar dan Ekstrak Etanol Ampas Jahe Gajah Kering pada Daging Ikan Nila
60 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
66
5.2. Saran
66 DAFTAR PUSTAKA
67 LAMPIRAN
72
DAFTAR TABEL
48 Tabel 4.3. Hasil Ekstraksi Ampas Jahe Gajah Kering
”
2 b
, S
1 b
, S
b
50 Tabel 4.7. Hasil Analisis FT-IR untuk %Transmitansi Hidroperoksida dari Hasil Ekstraksi Lipida Sampel “S
49 Tabel 4.6. Hasil Penentuan Bilangan Peroksida pada Minyak dari Daging Ikan Nila dengan Metode Iodometri
48 Tabel 4.4. Hasil Skrining Fitokimia Ekstrak Etanol Ampas Jahe Gajah Kering
48 Tabel 4.2.1. Komponen Senyawa Kimia Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar lain yang persentasenya di bawah 5%
Halaman
47 Tabel 4.2. Komponen Senyawa Kimia Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar yang dominan
27 Tabel 4.1. Minyak Atsiri Jahe Gajah Segar yang Diperoleh dengan Metode Hidrodestilasi
36 Keuntungandan Kerugian dariAntioksidanSintetis dan Alami
Tabel 3.1. Formulasi Sampel18 Tabel 2.4.
19 Parafin
Tabel 2.3. Oksigen Aktif dan Spesies yang Terkait11 Tabel 2.2. Ambang Batas AromaAsamLinoleat yang mungkin dari Oksidasi Produk dalamMinyak
Tabel 2.1. Mekanisme Aktivitas Antioksidan51
DAFTAR GAMBAR
57 Gambar 4.11. Pola Fragmentasi yang mungkin dari Spektrum Senyawa Zingiberen
Gambar 4.6. Spektrum Massa Neral55 Gambar 4.7. Pola Fragmentasi yang mungkin dari Spektrum Senyawa Neral
Gambar 4.8. Spektrum Massa Kamfen56
55 Gambar 4.9. Pola Fragmentasi yang mungkin dari Spektrum Senyawa Kamfen 56
Gambar 4.10. Spektrum Massa Zingiberen57 Gambar 4.12. Kestabilan Radikal Bebas DPPH
Gambar 4.4. Spektrum Massa 1,8-Sineol58 Gambar 4.13. Struktur Umum Golongan Flavonoid
61 Gambar 4.14. Beberapa Struktur Kriteria dari Golongan Senyawa Flavonoid dalam Peredaman Radikal
61 Gambar 4.15. Reaksi Autoksidasi Asam Oleat
62 Gambar 4.16. Reaksi Inhibisi Salah Satu Komponen Senyawa Minyak Atsiri dalam Memperlambat Autoksidasi Asam Oleat
63 Gambar 4.17. Reaksi Inhibisi Salah Satu Golongan Senyawa Flavonoid dalam Memperlambat Autoksidasi Asam Oleat
64 Gambar 4.18. Resonansi Radikal dari Salah Satu Golongan Flavonoid
54 Gambar 4.5. Pola Fragmentasi yang mungkin dari Spektrum Senyawa 1,8-sineol 54
53 Gambar 4.3. Pola Fragmentasi yang mungkin dari Spektrum Senyawa Geranial 53
Halaman
18 Gambar 2.7. Penghambatan Autoksidasi Lipida oleh Antioksidan
Gambar 2.1. Perubahan-perubahan yang terjadi Setelah Kematian Ikan10 Gambar 2.2. Mekanisme Autoksidasi Lipida
15 Gambar 2.3. Pembentukan13-Hidroperoksida dari AsamLinoleat
Gambar 2.4. Pembentukan Produk Sekunder dari Dekomposisi Hidrokperoksida 1716 Gambar 2.5. Dekomposisi 13-Hidroperoksida dari Asam Linoleat membentuk Heksana
17 Gambar 2.6. Reaksi 12-H idroperoksida dari α- Asam Linolenat membentuk 9-Hidroperoksi Endoperoksida
20 Gambar 2.7.1. Gambar 2.8.
47 Gambar 4.2. Spektrum Massa Geranial
Kestabilan Resonansi Radikal Fenoksi dari Antioksidan Fenolik
20 Antioksidan Sintetis
23 Gambar 2.9. Senyawa Derivat Asam Benzoat
25 Gambar 2.9.1.
Gambar 2.9.2. Senyawa-senyawa komponen dalam minyak atsiri26 Senyawa Derivat Asam Sinamat
25 Segar
65