optimisasi ekstraksi flavonoid total daun jati belanda

1
OPTIMISASI EKSTRAKSI FLAVONOID TOTAL
DAUN JATI BELANDA
FARAH UMAR
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
2
ABSTRAK
FARAH UMAR. Optimisasi Ekstraksi Flavonoid Total Daun Jati Belanda. Dibimbing
oleh LATIFAH KOSIM DARUSMAN dan UTAMI DYAH SYAFITRI.
Salah satu tanaman yang biasa digunakan sebagai obat tradisional adalah jati belanda
(Guazuma ulmifolia Lamk.). Daun jati belanda ini dapat digunakan sebagai obat
pelangsing tubuh. Sebagian besar obat tradisional disajikan dalam bentuk ekstrak karena
penyajiannya dinilai lebih efisien dan praktis. Salah satu upaya yang dilakukan untuk
mengurangi besarnya biaya produksi ialah dengan mengoptimumkan ekstrak yang
diperoleh. Bermacam-macam upaya telah dilakukan untuk mengekstraksi flavonoid dari
daun jati belanda. Dalam penelitian ini, daun jati belanda diekstraksi dengan metode
refluks, pelarut etanol, dan dengan meragamkan 3 parameter ekstraksi, yaitu konsentrasi
pelarut 50, 70, dan 90%; waktu ekstraksi 3, 5, dan 7 jam; dan nisbah bahan baku pelarut
1:5, 1:10, dan 1:15. Dalam hal ini dapat dilihat pengaruh konsentrasi pelarut, waktu
ekstraksi, dan nisbah bahan baku pelarut terhadap kadar flavonoid total yang dihasilkan.
Penelitian menggunakan rancangan fraksional faktorial. Kadar ditentukan dengan
menggunakan metode AlCl3 dan diukur dengan spektrofotometer berkas ganda, kadar
optimumnya ditentukan dengan metode permukaan respons menggunakan perangkat
lunak SAS 9.1. Persamaan kadar flavonoid total yang diperoleh adalah Kadar = -1.20208
– 0.06167(waktu) + 0.00125(waktu)2 + 0.04208(konsentrasi) – 0.0003 (konsentrasi)2 +
0.04383(nisbah) – 0.0034(nisbah)2 + 0.00650(nisbah*waktu) dengan R2 = 99.67%.
Kondisi optimum ekstraksi teramati pada konsentrasi pelarut 70%, nisbah bahan bakupelarut 1:10, dan waktu ekstraksi 3 jam.
ABSTRACT
FARAH UMAR. Extraction Optimization of Total Flavonoid from Daun Jati Belanda.
Supervised by LATIFAH KOSIM DARUSMAN and UTAMI DYAH SYAFITRI.
One of many plants used for traditional medicine is jati belanda. It can be used as an
antiobesity. Most of traditional medicine are available practically as an extract ion. One
of the efforts to reduce the production cost is optimizing the extract. Various treatments
were applied to extract flavonoid from jati belanda leaves. In the research, jati belanda
was extracted using reflux method with ethanol as a solvent, at concentrations of 50, 70,
and 90%, for 3, 5, and 7 hours, with sample to solvent ratio of 1:5, 1:10, and 1:15. All of
this conditions were used to study the effect of solvent’s concentrations, time, and sample
to solvent ratio to total flavonoid content. The data were analyzed designed using
fractional factorial design. Determination of total flavonoid content was conducted with
AlCl3 method and measured with double beam spectrophotometer, and the optimum
content was determined by response surface method using SAS 9.1 software. The
obtained model was Content = -1.20208 – 0.06167(time) + 0.00125(time)2 +
0.04208(concentration) – 0.0003 (concentration)2 + 0.04383(material ratio) –
0.0034(material ratio)2 + 0.00650(material ratio*time) with R2 = 99.67%. The optimum
condition of extraction was obtained at 70% for solvent concentration, 3 hours for
extraction time, and 1:10 for the ratio of sample to solvent.
3
OPTIMISASI EKSTRAKSI FLAVONOID TOTAL
DAUN JATI BELANDA
FARAH UMAR
Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
4
Judul Skripsi : Optimisasi Ekstraksi Flavonoid Total Daun Jati Belanda
Nama
: Farah Umar
NIM
: G44203001
Disetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Prof. Dr. Ir. Latifah K Darusman, MS
NIP 13053668
Utami Dyah Syafitri, M.Si
NIP 132311922
Diketahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Dr. drh. Hasim, DEA
NIP 131578806
Tanggal lulus:
5
PRAKATA
Bismillahirrohamanirrohim.
Alhamdulillahirabbil ‘alamin, segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat
Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
karya ilmiah ini. Shalawat dan salam semoga selalu tercurahkan kepada nabi Muhammad
SAW, keluarga, sahabat, dan umatnya hingga akhir zaman. Tema yang dipilih dalam
karya ilmiah ini adalah optimisasi ekstraksi, dengan judul Optimisasi Ekstraksi Flavonoid
Total Daun Jati Belanda.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Tuti Setiawati Sudjana (almh), Ibu
Latifah K Darusman, dan Ibu Utami Dyah Syafitri yang telah membimbing penulis dalam
menyelesaikan karya ilmiah ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada seluruh
keluarga atas segala doa, semangat, dan kasih sayang; segenap staf pengajar di
Departemen Kimia FMIPA IPB atas pengajaran yang diberikan; seluruh staf pegawai
Departemen Kimia FMIPA IPB khususnya Pak Eman, Pak Dede, Pak Ridwan, Pak
Engkos, dan Bu Nunung yang selalu setia mendampingi dan membantu segala keperluan
yang menyangkut penyelesaian karya ilmiah ini. Penulis juga berterima kasih kepada
rekan-rekan Analitik 40, Kimia 40, B-14, Al-Ghifari atas dukungan dan inspirasinya;
MSC atas doa, semangat, dan ukhuwah; Pusat Studi Biofarmaka dan Departemen
Statistika IPB.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Juni 2008
Farah Umar
6
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tegal pada tanggal 14 Oktober 1984 dari ayah Umar Said
Basalamah dan ibu Zubaedah Umar Al-Kathiri. Penulis merupakan putri pertama dari dua
bersaudara.
Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Sekolah Indonesia Jeddah dan pada tahun
yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis
memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten mata kuliah Kimia Dasar
pada tahun ajaran 2005/2006, 2006/2007, dan 2007/2008, mata kuliah Kimia Analitik II
pada tahun ajaran 2006/2007, serta mata kuliah Kimia Analitik I pada tahun ajaran
2007/2008. Penulis pernah aktif di kegiatan organisasi kemahasiswaan, yaitu sebagai
salah satu staf Departemen Kajian dan Jurnalistik Islam DKM Al-Ghifari pada tahun
2006 dan 2007. Pada Juli-Agustus 2006 penulis melaksanakan praktik lapangan di PT
Indofarma Cibitung dengan judul Kualifikasi Mesin Dissolution Tester Hanson Research
Tipe Sr-8 Plus Menggunakan Metode Spektrofotometri.
7
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................. viii
PENDAHULUAN .........................................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA
Jati Belanda ..........................................................................................................
Flavonoid .............................................................................................................
Ekstraksi ..............................................................................................................
Rancangan Fraksional Faktorial ..........................................................................
Optimisasi Ekstraksi ...........................................................................................
1
2
3
3
4
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat .....................................................................................................
Metode Penelitian ................................................................................................
4
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ciri Fitokimia ......................................................................................................
Hasil Rancangan Fraksional Faktorial..................................................................
Kondisi Ekstraksi..................................................................................................
Kurva Standar Flavonoid dan Kadar Contoh........................................................
Model dan Analisis Regresi..................................................................................
Kadar Flavonoid Total Optimum .........................................................................
6
6
7
7
7
9
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ..............................................................................................................
Saran ....................................................................................................................
9
9
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................................
9
LAMPIRAN ................................................................................................................... 11
8
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Hasil uji fitokimia daun jati belanda ............................................................................
6
2 Kombinasi perlakuan yang dicobakan dari hasil fraksionasi.......................................
6
3 Perbandingan kadar flavonoid total hasil percobaan dengan dugaan ..........................
8
4 Hasil pendugaan kadar flavonoid total untuk kombinasi perlakuan yang tidak
dicobakan ..................................................................................................................
8
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Daun jati belanda .........................................................................................................
2
2 Struktur umum senyawa flavonoid ..............................................................................
2
3 Kurva standar flavonoid total.......................................................................................
7
4 Kurva hubungan antara nisbah, konsentrasi, dan waktu terhadap kadar
flavonoid total ..............................................................................................................
8
5 Kurva permukaan respons kadar terhadap konsentrasi pelarut dan nisbah
bahan baku-pelarut .....................................................................................................
9
6 Peta kontur kadar terhadap konsentrasi pelarut dan nisbah bahan
baku-pelarut ................................................................................................................
9
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Diagram alir penelitian .............................................................................................. 12
2 Diagram alir ekstraksi flavonoid ............................................................................... 13
3 Hasil penentuan kadar air .......................................................................................... 14
4 Kombinasi perlakuan berdasarkan pengacakan dengan SAS 9.1 ............................... 15
5 Rendemen ekstrak daun jati belanda dari perlakuan yang dicobakan......................... 16
6 Absorbans standar flavonoid total............................................................................... 16
7 Kadar flavonoid total dari ekstrak daun jati belanda dari perlakuan yang dicobakan 17
8 Uji keragaman dengan menggunakan chi-square untuk Δ kadar................................ 18
9 Keluaran SAS 9.1 dalam pembuatan model kadar flavonoid total ............................. 19
10 Keluaran SAS 9.1 dalam penentuan titik optimum ekstraksi flavonoid total ............ 20
1
PENDAHULUAN
Indonesia kaya akan keanekaragaman
hayati yang dapat dimanfaatkan dalam semua
segi kehidupan manusia. Obat tradisional
adalah salah satu bentuk nyata pemanfaatan
sumber daya alam hayati tersebut. Sebagai
salah satu negara hutan hujan tropis, Indonesia
kaya akan keanekaragaman flora yang dapat
digunakan sebagai obat tradisional. Hal ini
mendorong para ahli untuk menggali sumbersumber komponen bahan alam dari tumbuhan
yang bermanfaat dalam pengobatan berbagai
penyakit.
Salah satu tanaman yang lazim digunakan
sebagai obat tradisional adalah jati belanda
(Guazuma ulmifolia Lamk.). Tanaman ini
dimanfaatkan antara lain sebagai pelangsing
tubuh, obat sakit perut/diare, perut kembung,
perut nyeri, batuk, batuk rejan, dan kaki
bengkak gatal berair. Bagian tanaman yang
digunakan adalah daun, buah, dan biji.
Kegunaan jati belanda sebagai obat tidak
lepas dari keberadaan senyawa-senyawa kimia
yang bertanggung jawab terhadap respons
hayati.
Senyawa
golongan
flavonoid
merupakan salah satu senyawa yang berperan
dalam respons tersebut.
Sebagian besar obat tradisional kini
disajikan dalam bentuk ekstrak, karena seiring
perkembangan zaman, selera konsumen
terhadap sediaan obat tradisional telah
mengalami pergeseran. Dulu sediaan jamu
yang diseduh dengan air panas banyak
diminati masyarakat karena aromanya yang
kuat dan karena adanya fragmen ampas
serbuk yang menurut sebagian konsumen
dapat menambah cita rasa jamu. Hal ini
merupakan pilihan yang menguntungkan
karena biaya produksi lebih murah. Namun,
masyarakat dewasa ini menghendaki sediaan
jamu dengan kemasan yang lebih praktis
karena penyajiannya dinilai lebih efisien.
Karena itu, sehingga para pelaku industri obat
tradisional kini banyak melirik sediaan
ekstrak, untuk dapat mengikuti perkembangan
selera konsumen tersebut. Adanya beberapa
senyawa aktif dalam tanaman yang tidak larut
sempurna dalam air seperti flavonoid nonpolar
(golongan flavonon, flavonol, dan isoflavon),
juga membuat penggunaan pelarut organik
menjadi salah satu pilihan yang dapat
dipertimbangkan meskipun biaya produksi
menjadi lebih mahal. Salah satu upaya yang
dilakukan untuk mengurangi besarnya biaya
ekstraksi
flavonoid
ialah
dengan
mengoptimumkan
proses
ekstraksinya.
Kondisi ekstraksi yang berbeda dapat
menghasilkan senyawa golongan flavonoid
dalam jumlah dan jenis yang berbeda pula.
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk
mencari kondisi ekstraksi yang dapat
menghasilkan ekstrak yang optimum dalam
jumlah dan mutu. Xu et al. (2005) mencari
kondisi optimum untuk ekstraksi flavonoid
dengan meragamkan 4 faktor, yaitu
konsentrasi pelarut, suhu, nisbah bahan bakupelarut, dan waktu ekstraksi. Masing-masing
faktor ini memiliki 3 taraf. Pengaruh dari tiap
faktor tersebut diteliti secara sendiri-sendiri
baru kemudian dihasilkan kondisi yang
optimum, yaitu pada konsentrasi pelarut 95%,
suhu 80 °C, nisbah bahan baku-pelarut 1:10,
dan waktu ekstraksi 3 jam. Pada tahun 2005
Badan
Penelitian
Tanaman
Obat
Tawangmangu
juga
telah
melakukan
penelitian mengenai pengaruh konsentrasi
etanol dan lamanya waktu ekstraksi terhadap
kadar flavonoid total herba tapak liman.
Kedua faktor yang digunakan memiliki 3 taraf
sehingga terdapat 9 kombinasi perlakuan yang
dicobakan, karena dalam penelitian tersebut
digunakan rancangan faktorial lengkap.
Kondisi optimum untuk ekstraksi flavonoid
yang dihasilkan adalah pada konsentrasi
etanol 90% dan waktu ekstraksi 6 jam.
Penelitian ini bertujuan mengetahui
pengaruh konsentrasi pelarut, waktu ekstraksi,
dan nisbah bahan baku (g)-pelarut (ml) pada
ekstraksi daun jati belanda terhadap kadar
flavonoid total. Kondisi ekstraksi yang
optimum juga ditentukan.
TINJAUAN PUSTAKA
Jati Belanda
Jati belanda (G. ulmifolia Lamk.) yang
dikenal juga dengan nama jati londo atau jatos
landi telah lama digunakan sebagai obat
pelangsing badan. Secara taksonomi, jati
belanda
diklasifikasikan
dalam
divisi
Spermatophyta, subdivisi Angiospermae,
kelas Dicotyledonae, bangsa Malvales, suku
Sterculiaceae, marga Guazuma, dan jenis G.
ulmifolia Lamk.
Jati belanda adalah pohon yang dapat
tumbuh dengan cepat mencapai 20 m dan
didatangkan dari Amerika bagian tengah. Kini
di Jawa pohon ini ditanam sebagai peneduh di
pinggir-pinggir
jalan.
Tanaman
ini
mempunyai batang yang keras, dan bulat,
dengan permukaan yang kasar, dan banyak
alur, bercabang, serta berwarna hijau keputihputihan. Daunnya tunggal, bulat telur,
2
memiliki permukaan kasar dengan tepi
bergerigi, berujung runcing, dengan pangkal
berlekuk, pertulangan menyirip, dan berseling,
panjangnya 10–16 cm, lebarnya 3–6 cm, dan
berwarna hijau. Bunganya tunggal, bulat, dan
terdapat di ketiak daun, berwarna hijau muda.
Buahnya berbentuk bulat, kasar, dengan
permukaan berduri, dan berwarna hitam.
Bijinya kecil, keras, berdiameter sekitar 2
mm, dan berwarna cokelat muda. Akarnya
tunggang dan berwarna putih kecoklatan.
Bentuk morfologis daun jati belanda dapat
dilihat pada Gambar 1.
semua bagian tumbuhan termasuk daun, akar,
kulit kayu, tepung sari, nektar, bunga, buah,
dan biji. Flavonoid juga terkandung pada
hewan, misalnya dalam kelenjar bau berangberang, propolis (sekresi lebah), dan di dalam
sayap kupu-kupu, dengan anggapan bahwa
flavonoid tersebut tidak dibiosintesis di dalam
tubuh mereka (Markham 1988).
Flavonoid merupakan golongan terbesar
dari senyawa fenolik di samping fenol
sederhana, fenilpropanoid, dan kuinon fenolik
(Harborne 1996). Sebanyak 2% dari seluruh
karbon yang difotosintesis oleh tanaman
diubah menjadi flavonoid atau senyawa yang
berhubungan erat dengannya (Markham
1988). Dalam tumbuhan, aglikon flavonoid
terdapat dalam berbagai bentuk struktur.
Semuanya mengandung 15 atom C dalam inti
dasarnya yang tersusun dalam konfigurasi C6C3-C6, yaitu dua cincin aromatik yang
dihubungkan oleh 3 karbon yang dapat atau
tidak dapat membentuk cincin ketiga. Struktur
umum flavonoid dapat dilihat pada Gambar 2.
B
Gambar 1 Daun jati belanda.
Kandungan senyawa kimia yang telah
ditemukan di dalam daun jati belanda adalah
flavonoid, asam fenolat, tanin, steroid,
triterpenoid, dan saponin. Fungsi senyawasenyawa dalam jati belanda yang telah
diketahui antara lain sebagai pelindung
kerusakan hati, antibakteri, antijamur, dan
sebagai antioksidan.
Flavonoid
Flavonoid berasal dari kata flavon yang
merupakan nama dari salah satu jenis
flavonoid yang terbesar jumlahnya dan sering
ditemukan di alam. Beberapa golongan
flavonoid yang bersifat polar merupakan
senyawa yang larut dalam air. Golongan jenis
flavonoid dalam jaringan tumbuhan yang
didasarkan pada telaah sifat kelarutan dan
reaksi
warna
meliputi
antosianin,
proantosianin, flavonol, flavon, glikoflavon,
biflavonol, kalkon dan auron, flavonon, dan
isoflavon. Flavonoid alam ditemukan dalam
bentuk glikosida, yaitu suatu bentuk
kombinasi antara gula dan alkohol.
Flavonoid merupakan kandungan khas
tumbuhan hijau. Flavonoid terdapat pada
A
C
Gambar 2 Struktur umum senyawa flavonoid
(Markham 1988).
Flavonoid mengandung sistem aromatik
yang terkonjugasi sehingga menunjukkan pita
serapan kuat pada daerah spektrum ultraviolet
(UV) dan tampak (Vis). Pengelompokan
flavonoid
berdasarkan
pada
cincin
heterosiklik-oksigen tambahan dan gugus
hidroksil yang tersebar menurut pola yang
berlainan (Robinson 1995). Golongan terbesar
flavonoid memiliki cincin piran yang
menghubungkan rantai tiga-karbon dengan
salah satu cincin benzena. Pada umumnya ada
2 bentuk flavonoid, yaitu flavonoid yang
terikat pada gula sebagai glikosida dan
flavonoid bebas (aglikon). Bentuk-bentuk ini
dapat berada pada satu tumbuhan dalam
beberapa
bentuk
kombinasi
glikosida
(Harborne 1996).
Metode yang biasa digunakan untuk
analisis kualitatif dan kuantitatif flavonoid
adalah kromatografi cair kinerja tinggi.
Metode ini cukup baik untuk proses
kuantitasi, tetapi sering kali penerapannya
terhambat oleh keterbatasan standar autentik
3
yang tersedia. Oleh sebab itu, untuk proses
analisis rutin, metode kolorimetri lebih sering
digunakan.
Penentuan flavonoid total berdasarkan
parameter standar umum ekstrak tumbuhan
obat Departemen Kesehatan Republik
Indonesia (Depkes RI 2000) dilakukan dengan
metode kolorimetri aluminium klorida.
Metode
ini
melibatkan
pembentukan
kompleks antara flavonoid dan AlCl3. AlCl3
membentuk kompleks yang stabil dengan
gugus keto C4 dan gugus hidroksil dari C3 atau
C5 pada flavon dan flavonol. Banyaknya
kompleks yang terbentuk diketahui dari hasil
pengukuran
spektrofotometer
UV-Vis.
Hukum
Lambert-Beer
menyatakan
perbandingan lurus antara absorbans dan
kadar analit.
Ekstraksi
Ekstraksi adalah peristiwa pemindahan zat
terlarut di antara dua pelarut yang tidak saling
campur. Zat terlarut akan tersebar pada kedua
fase pelarut sehingga nisbah konsentrasinya
pada suhu tertentu merupakan suatu tetapan
kesetimbangan (konstanta distribusi/Kd).
Secara sederhana ekstraksi merupakan istilah
yang digunakan untuk setiap proses yang
didalamnya komponen-komponen pembentuk
suatu bahan berpindah dari bahan ke cairan
(pelarut). Metode sederhana ekstraksi adalah
dengan mencampurkan seluruh bahan dengan
pelarut, lalu memisahkan larutan dengan
padatan tidak terlarut.
Faktor penting dalam ekstraksi adalah
pemilihan pelarut. Pelarut yang digunakan
dalam ekstraksi harus dapat menarik
komponen aktif dalam campuran. Hal-hal
penting yang harus diperhatikan dalam
pemilihan pelarut adalah selektivitas, sifat
pelarut, kemampuan untuk mengekstraksi,
tidak bersifat racun, kemudahan untuk
diuapkan, dan harganya yang relatif murah
(Gamse 2002).
Perlakuan pendahuluan sebelum ekstraksi
bergantung pada sifat senyawa dalam bahan
yang akan diekstraksi (Robinson 1995).
Perlakuan pendahuluan untuk bahan padat
dapat dilakukan dengan beberapa cara di
antaranya dengan pengeringan bahan baku
sampai kadar air tertentu dan penggilingan
untuk mempermudah proses ekstraksi dengan
memperbesar kontak antara bahan dan pelarut
(Harborne 1996).
Perendaman bahan dapat menaikkan
permeabilitas dinding sel melalui tiga tahapan:
(1) masuknya pelarut ke dalam dinding sel
tanaman dan membengkakkan sel; (2)
senyawa yang terdapat pada dinding sel
tanaman akan lepas dan masuk ke dalam
pelarut; (3) difusi senyawa yang terekstraksi
oleh pelarut keluar dari dinding sel tanaman.
Proses ekstraksi padat-cair dipengaruhi oleh
banyak faktor, di antaranya lamanya ekstraksi,
suhu yang digunakan, pengadukan, dan
banyaknya pelarut yang digunakan (Harborne
1996).
Ada beberapa teknik ekstraksi, yaitu
maserasi, perkolasi, refluks, dan soxhlet.
Pemilihan
teknik
ekstraksi
untuk
mengekstraksi suatu bahan tumbuhan
bergantung pada tekstur, kandungan air, bahan
tumbuhan, dan jenis senyawa yang akan
diisolasi. Teknik ekstraksi yang dilakukan
pada penelitian ini adalah refluks yang diawali
dengan maserasi. Maserasi merupakan proses
ekstraksi dengan cara merendam contoh
dalam pelarut yang sesuai pada waktu
tertentu, tanpa adanya tambahan energi panas.
Refluks merupakan proses ekstraksi dengan
cara mendidihkan campuran antara contoh dan
pelarut yang sesuai pada suhu dan waktu
tertentu, dan mengembunkan kembali uap
yang terbentuk dalam kondensor agar kembali
ke labu reaksi, sehingga volume campuran
tetap. Teknik ini dapat digunakan untuk
kepentingan
preparatif,
pemurnian,
pemisahan, dan analisis pada semua skala
kerja, baik analisis dalam skala industri
maupun skala laboratorium.
Rancangan Fraksional Faktorial
Rancangan faktorial digunakan dalam
melakukan suatu percobaan untuk melihat
pengaruh dari 2 faktor atau lebih terhadap
hasil yang diperoleh. Setiap perlakuan dalam
rancangan faktorial merupakan kombinasi
perlakuan yang mungkin untuk setiap taraf
dalam faktor yang dicoba. Dalam rancangan
faktorial lengkap, perlakuannya terdiri atas
semua kemungkinan kombinasi taraf dari
beberapa faktor yang dicobakan (Montgomery
2001).
Pengurangan kombinasi perlakuan dapat
dilakukan dengan rancangan fraksional
faktorial, yaitu jumlah kombinasi perlakuan
yang akan dicobakan diminimumkan dengan
tidak menghilangkan informasi tentang
pengaruh utama dan interaksi tingkat rendah
yang merupakan informasi penting dalam
percobaan. Salah satu contohnya adalah
rancangan fraksional faktorial tingkat 1/3
4
untuk 3 taraf pada masing-masing faktor.
Rancangan ini dapat mereduksi jumlah
perlakuan hingga menjadi sepertiga dari
jumlah perlakuan pada rancangan faktorial
lengkap. Apabila rancangan faktorial lengkap
menghasilkan 3k perlakuan, maka dengan
rancangan ini, perlakuan dapat direduksi
menjadi 3k-1 (Lundstedt et al.1998).
Optimisasi Ekstraksi
Optimisasi bertujuan menemukan nilai
peubah dalam proses yang menghasilkan nilai
terbaik pada syarat-syarat kondisi yang
digunakan. Penyelesaian optimisasi terfokus
pada pemilihan peubah terbaik di antara
keseluruhan dan proses metode kuantitatif
yang efisien termasuk komputer serta
perangkat lunak program komputasi yang
tepat dan hemat biaya.
Konsep
desain
optimisasi
adalah
memperlihatkan semua kemungkinan analisis
percobaan. Metamodel Permukaan Respons
(RSM) merupakan salah satu metode yang
cukup menjanjikan dalam optimisasi ini. RSM
merupakan cara yang efektif untuk melihat
sistem respons ketika taraf dari faktor-faktor
yang terlibat berubah (Harvey 2000). Metode
ini telah dikenal dalam kimia dan teknik
industri. RSM dapat memberikan hasil yang
memuaskan untuk memilih data berdasarkan
metode regresi standar berupa model
polinomial dengan memberikan masukan
untuk mendapatkan luaran yang diinginkan.
Model matematis dari suatu permukaan
respons dapat berupa model teoretis atau
empiris. Model teoretis hanya dapat
digunakan jika hubungan fisik dan kimia
antara respons dan faktor diketahui dengan
pasti. Hubungan ini sering kali tidak
diketahui, sehingga yang sering digunakan
adalah model empiris. Pembuatan model
empiris untuk suatu permukaan respons dapat
dilakukan dengan mengumpulkan data dari
suatu rancangan percobaan (Harvey 2000).
Faktor penting dalam metode permukaan
respons adalah pembuatan model regresi yang
menghubungkan respons dengan peubahpeubah bebas, sehingga akan diperoleh model
sebagai fungsi respons terhadap peubahpeubah yang berpengaruh signifikan terhadap
respons tersebut.
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah daun
jati belanda yang berumur 2 bulan dan berasal
dari kebun percobaan Cikabayan dan standar
kuersetin.
Alat-alat yang digunakan adalah perangkat
refluks, spektrofotometer UV-Vis Shimadzu
1700, dan perangkat lunak SAS 9.1 serta
Minitab 14.
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa
tahap, yaitu penyiapan contoh, perlakuan
pendahuluan, ekstraksi, penentuan kadar
flavonoid total contoh, dan penentuan kondisi
optimum. Diagram alir penelitian disajikan
dalam Lampiran 1.
Penyiapan Bahan Baku
Contoh daun jati belanda dikeringkan
dalam oven pada suhu 60 °C kemudian
digiling dan dihomogenkan ukurannya
sehingga diperoleh serbuk daun jati belanda
dengan ukuran 300 mesh.
Perlakuan Pendahuluan
Penentuan kadar air contoh sebelum
ekstraksi dilakukan berdasarkan ketentuan
Departemen Kesehatan RI 1995. Cawan
porselen dikeringkan pada suhu 105 ºC selama
30 menit, kemudian didinginkan dalam
eksikator dan ditimbang bobot keringnya.
Contoh daun jati belanda sebanyak ± 1 g
dimasukkan ke dalamnya lalu dikeringkan lagi
dalam oven 105 ºC selama 3 jam, didinginkan
dalam eksikator, dan ditimbang. Prosedur ini
dilakukan berulang-ulang sampai diperoleh
kadar air yang tetap. Kadar air diperoleh
dengan persamaan
Kadar air =
(X − Y)
× 100%
X
X adalah bobot contoh awal dan Y adalah
bobot contoh setelah pengeringan.
Uji Fitokimia
Uji Alkaloid. Sebanyak 1 g contoh
dilarutkan dalam 10 ml kloroform dan
beberapa tetes NH4OH, kemudian disaring
dan filtratnya dimasukkan ke dalam tabung
reaksi bertutup. Ekstrak kloroform dalam
tabung reaksi dikocok dengan 10 tetes H2SO4
2 M dan lapisan asamnya dipisahkan dalam
5
tabung reaksi yang lain. Lapisan asam ini
diteteskan
pada
lempeng
tetes
dan
ditambahkan pereaksi Mayer, Wagner, dan
Dragendorf yang akan menimbulkan endapan
warna berturut-turut putih, cokelat, dan merah
jingga.
Uji Triterpenoid dan Steroid. Sebanyak
1 g contoh dilarutkan dalam 25 ml etanol
panas (50 ºC) kemudian larutan disaring ke
dalam pinggan porselen dan diuapkan sampai
kering. Residu ditambahkan eter, lalu ekstrak
eter dipindahkan ke dalam lempeng tetes dan
ditambahkan 3 tetes anhidrida asam asetat dan
1 tetes H2SO4 pekat (uji LiebermannBuchard). Warna merah atau ungu
menunjukkan adanya triterpenoid dan warna
hijau atau biru menunjukkan adanya steroid.
Uji Saponin dan Flavonoid. Sebanyak 1
g contoh dimasukkan ke dalam gelas piala
kemudian ditambahkan 100 ml air panas dan
dididihkan selama 5 menit. Setelah itu, larutan
disaring dan filtratnya digunakan untuk
pengujian. Uji saponin dilakukan dengan
mengocok 10 ml filtrat dalam tabung reaksi
tertutup selama 10 detik kemudian dibiarkan
selama 10 menit. Adanya saponin ditunjukkan
dengan terbentuknya buih yang stabil.
Sebanyak 10 ml filtrat yang lain ditambahkan
0,5 gram serbuk Mg, 2 ml alkohol klorhidrat
(1 ml HCl 37% dan 1 ml etanol 95%), dan
amil alkohol. Terbentuknya warna merah,
kuning, dan jingga pada lapisan amil alkohol
menunjukkan adanya flavonoid.
Ekstraksi Flavonoid (Depkes RI 2000)
Sebanyak 25 g serbuk daun jati belanda
dimaserasi selama 24 jam dengan etanol
teknis dalam labu bulat 1000ml, sambil
sesekali dikocok. Maserat dalam labu lalu
direfluks. Refluks diulangi 1 kali lagi dan
seluruh hasil refluks digabungkan. Ekstraksi
dilakukan dengan meragamkan 3 peubah,
yaitu konsentrasi etanol (50%, 70%, dan
90%), waktu (3, 5, dan 7 jam), dan nisbah
bahan baku (g) per ml pelarut (1:5, 1:10, dan
1:15). Ekstrak dipekatkan dengan penguap
putar dan ditimbang untuk menentukan
rendemennya.
Selanjutnya
dianalisis
kandungan flavonoid total dengan cara
mengukur
serapannya
menggunakan
spektrofotometer UV-Vis pada panjang
gelombang 366,4 nm.
Analisis Kuantitatif Flavonoid Total
(Depkes RI 2000)
Standar kuersetin 50 μg/ml diencerkan
dengan asam asetat glasial 5% v/v (dalam
metanol) hingga diperoleh konsentrasi 3,0;
6,0; 12,0; 15,0; dan 24,0 μg/ml. Setelah itu
serapan
diukur
menggunakan
spektrofotometer pada panjang gelombang
366,4 nm, untuk membuat kurva standar.
Ekstrak ditimbang setara dengan 200 mg
simplisia lalu dimasukkan ke dalam labu alas
bulat. Sistem hidrolisis ditambahkan ke
dalamnya, yaitu 1 ml larutan 0,5% (b/v)
heksametilenatetramina, 20 ml aseton, dan 2
ml larutan 25% HCl dalam air, lalu campuran
dipanaskan sampai mendidih selama 30 menit.
Campuran hasil hidrolisis lalu disaring
menggunakan kapas ke dalam labu ukur 100
ml. Residu kemudian ditambah 20 ml aseton
untuk
dididihkan
kembali
sebentar;
penambahan aseton dan pendidihan ini
dilakukan sebanyak 2 kali. Seluruh filtrat
dikumpulkan ke dalam labu takar. Setelah
labu takar dingin, volume ditepatkan dengan
aseton sampai 100 ml dan dikocok hingga
tercampur sempurna.
Filtrat hasil hidrolisis dalam labu takar
diambil sebanyak 20 ml, dimasukkan ke
dalam corong pisah, dan ditambahkan 20 ml
akuades. Selanjutnya campuran diekstraksi,
pertama dengan 15 ml etil asetat, kemudian 2
kali dengan 10 ml etil asetat. Fraksi etil asetat
dikumpulkan ke dalam labu takar 50 ml dan
ditambahkan etil asetat sampai tepat 50 ml.
Sebanyak 10 ml larutan ini dipindahkan ke
dalam labu takar 25 ml, kemudian
ditambahkan 1 ml larutan 2 g AlCl3 dalam
100 ml larutan asam asetat glasial 5% (v/v)
(dalam metanol). Larutan asam asetat glasial
5% (v/v) ditambahkan secukupnya sampai
tepat 25 ml. Selanjutnya larutan dikocok dan
diukur serapannya pada panjang gelombang
366,4 nm.
Rancangan Penelitian
Penelitian ini didesain menggunakan
rancangan fraksional faktorial 33-1, sehingga
hanya 9 perlakuan yang dilakukan. Kombinasi
perlakuan dibentuk dengan bantuan perangkat
lunak SAS 9.1.
Pengolahan Data
Pengolahan
data
yang
dihasilkan
dilakukan dengan perangkat lunak SAS 9.1
dan Minitab 14. Pengolahan data dilakukan
dengan cara membuat model regresi yang baik
kemudian
kondisi
optimum
ekstraksi
6
ditentukan dengan melihat juga kebaikan dari
model yang dibuat.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ciri Fitokimia
Contoh yang kadar airnya besar akan
mudah
rusak
sehingga
dalam
penyimpanannya
diperlukan
perlakuan
khusus. Karena itu, contoh daun jati belanda
dalam penelitian ini dikeringkan pada suhu 60
°C. Selanjutnya contoh daun kering digiling
dan dihomogenkan ukurannya hingga
diperoleh serbuk berukuran 300 mesh. Hal ini
bertujuan memperluas permukaan bahan
sehingga pada tahap ekstraksi, interaksi antara
pelarut pengekstraksi dan bahan yang
diekstraksi menjadi lebih efektif.
Kadar airnya ditetapkan dengan gravimetri
evolusi tidak langsung, yaitu dengan
menghitung bobot bahan sebelum dan sesudah
dikeringkan pada suhu di atas titik didih air
selama periode waktu tertentu (Harjadi 1986).
Penentuan kadar air berguna untuk
mengetahui ketahanan suatu bahan yang akan
disimpan dalam selang waktu yang cukup
lama, karena kandungan air di dalam suatu
bahan merupakan medium tumbuh bagi
bakteri dan mikroorganisme. Hal ini berkaitan
dengan kelembapan bahan tersebut. Kadar air
contoh diperoleh sebesar 6.89% (Lampiran 3),
cukup rendah untuk dapat disimpan dalam
jangka waktu yang lama. Hal ini sesuai
dengan monografi ekstrak BPOM (2004) yang
menyatakan bahwa untuk daun jati belanda
nilai kadar air yang baik adalah tidak lebih
besar dari 9.3%. Selain itu, menurut Winarno
(1997), bila kadar air bahan berkisar antara 3
dan 7%, maka kestabilan optimum bahan akan
tercapai dan pertumbuhan mikrob dapat
dikurangi.
Kadar air juga berguna untuk menentukan
kadar zat aktif berdasarkan bobot keringnya,
karena jumlah air yang terkandung bergantung
pada perlakuan yang telah dialami bahan dan
kelembapan udara tempat penyimpanan.
Bahan yang sama jika dianalisis pada waktu
yang sama dapat menghasilkan kadar zat aktif
yang berbeda jika kelembapan bahan tersebut
berubah.
Tahap selanjutnya dalam penelitian ini
adalah uji fitokimia. Uji fitokimia dilakukan
untuk
menguji
keberadaan
beberapa
komponen aktif seperti alkaloid, flavonoid,
steroid, triterpenoid, saponin, dan tanin.
Hasilnya ditunjukkan pada Tabel 1, dan
memperlihatkan bahwa daun jati belanda
mengandung flavonoid yang selanjutnya akan
ditentukan kadar totalnya dalam penelitian ini
sebagai respons dari beberapa perlakuan
kondisi ekstraksi.
Tabel 1 Hasil uji fitokimia daun jati belanda
Golongan senyawa aktif
Hasil Uji
Alkaloid
Flavonoid
Steroid
Triterpenoid
Saponin
Tanin
+++
+
+
+
++
Ket: +
–
= contoh mengandung senyawa aktif
= contoh tidak mengandung senyawa aktif
Hasil Rancangan Fraksional Faktorial
Dalam penelitian ini terdapat 3 faktor yang
diragamkan, yaitu konsentrasi pelarut, waktu
ekstraksi, dan nisbah bobot bahan baku
terhadap volume pelarut. setiap faktor tersebut
memiliki 3 taraf sehingga terdapat 33 (27)
kombinasi perlakuan yang seharusnya
dicobakan, tetapi karena dalam penelitian ini
digunakan rancangan fraksional faktorial 1/3,
hanya 33-1 (9) kombinasi perlakuan yang
dicobakan. Rancangan fraksional faktorial 1/3
dimaksudkan untuk mereduksi jumlah
perlakuan yang akan dicobakan tanpa banyak
menghilangkan informasi penting. Pemilihan
kombinasi perlakuan dilakukan dengan
menggunakan perangkat lunak SAS 9.1 dan
dihasilkan luaran berupa kombinasi perlakuan
yang dilakukan seperti tercantum pada
Lampiran 4. Kombinasi perlakuan yang akan
dicobakan selengkapnya dapat dilihat pada
Tabel 2.
Tabel 2 Kombinasi perlakuan yang dicobakan
dari hasil fraksionalisasi
No.
Waktu Konsentrasi Nisbah
Percobaan (jam)
Pelarut (%)
1
3
50
1:5
2
3
70
1:15
3
3
90
1:10
4
5
50
1:15
5
5
70
1:10
6
5
90
1:5
7
7
50
1:10
8
7
70
1:5
9
7
90
1:15
7
standar kuersetin dengan berbagai konsentrasi
diukur pada panjang gelombang 370,8 nm
dengan spektrofotometer. Namun, dalam
penelitian ini pengukuran dilakukan pada
366,4 nm, karena setelah dilakukan
pemayaran pada panjang gelombang 200–400
nm diperoleh serapan maksimum pada
panjang gelombang tersebut. Pergeseran
panjang gelombang maksimum ini dapat
disebabkan oleh perbedaan kondisi dan alat
yang digunakan.
Data absorbans untuk pembuatan kurva
standar diberikan pada Lampiran 6. Kurva
standar yang diperoleh memiliki persamaan
garis y = 0.0329x – 0.0121 dengan R2 =
0.9998 (Gambar 3), yang menunjukkan bahwa
konsentrasi mampu menerangkan keragaman
absorbans sebesar 99.98%, dan hanya sekitar
0.02% yang diterangkan oleh faktor lain.
Metode ekstraksi flavonoid daun jati
belanda yang digunakan dalam penelitian ini
adalah refluks yang didahului dengan proses
maserasi. Proses maserasi dilakukan untuk
mengekstraksi flavonoid yang berada di luar
sel. Karena yang akan dioptimumkan dalam
penelitian ini adalah kadar flavonoid total,
ekstraksi daun jati belanda dilanjutkan dengan
proses refluks. Bantuan energi berupa panas
akan membantu proses pemecahan dinding sel
sehingga flavonoid intra sel dapat terekstraksi.
Ekstraksi flavonoid total dari daun jati
belanda dilakukan dengan pelarut etanol,
karena
sifatnya
yang
semipolar
memungkinkan seluruh jenis flavonoid ikut
terekstraksi.
Selain
itu,
Departemen
Kesehatan RI hanya mengizinkan etanol dan
air sebagai pelarut obat. Etanol juga memiliki
daya absorpsi yang lebih baik jika
dibandingkan dengan air. HCl juga
ditambahkan
dalam
proses
analisis
kunatitatifnya untuk menghidrolisis ikatan
glikosida yang terdapat pada flavonoid
sehingga diharapkan flavonoid bebas yang
terekstraksi.
Ekstraksi dilakukan dengan meragamkan 3
faktor dan pada masing-masing faktor terdapat
3 taraf, yaitu waktu ekstraksi (3, 5, dan 7 jam),
konsentrasi pelarut (50, 70, dan 90%), dan
nisbah bahan baku(g)-pelarut (ml) (1:5, 1:10,
dan 1:15). Pemilihan waktu 3, 5, dan 7 jam
didasarkan pada penelitian Xu et al. (2005)
yang menunjukkan bahwa kadar flavonoid
akan terus meningkat pada waktu ekstraksi 2–
3 jam, dan mencapai optimum pada selang
waktu ekstraksi 3–7 jam. Pemilihan
konsentrasi pelarut 50, 70, dan 90% juga
didasarkan pada penelitian tersebut yang
menunjukkan bahwa kadar flavonoid yang
diperoleh cukup tinggi saat diekstraksi dengan
etanol yang selang konsentrasinya 50–90%.
Demikian pula halnya dengan nisbah bahan
baku-pelarut.
Rendemen yang diperoleh berkisar antara
7,88
dan
16,09%.
Data
rendemen
selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 5.
Kurva Standar Flavonoid dan Kadar
Contoh
Pembuatan kurva standar flavonoid
didasarkan pada metode AlCl3 (Depkes RI
2000). Sebagai standar digunakan kuersetin,
suatu senyawa penciri flavonoid yang telah
umum digunakan. Menurut metode ini, larutan
absorbans
Kondisi Ekstraksi
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
y = 0,0329x - 0,0121
R2 = 0,9998
0
5
10
15
20
25
30
konsentrasi (ppm)
Gambar 3 Kurva standar flavonoid total.
Berdasarkan
kurva
standar,
dapat
ditentukan kadar flavonoid total dari contoh
sesuai perlakuan yang dicobakan. Hasil
selengkapnya disajikan dalam Lampiran 7.
Model dan Analisis Regresi
Penelitian ini dilakukan dengan 2 kali
ulangan, dan data yang diolah adalah data
ulangan pertama, karena berdasarkan uji
keragaman
(Lampiran
8)
didapatkan
keragaman Δ kadar kedua ulangan sama
dengan 1. Hal ini menunjukkan bahwa selisih
antara ulangan 1 dan 2 relatif kecil.
Analisis yang digunakan adalah analisis
respons yang menggunakan pendekatan
regresi. Pembuatan model regresi dilakukan
sampai diperoleh model dengan R2 yang tinggi
dan parameter yang terlibat berpengaruh
signifikan terhadap kadar. Dari hasil
pemodelan regresi diperoleh model regresi
dengan R2 = 99.67%, yaitu
8
Kadar = -1.20208 – 0.06167 (waktu) +
0.00125 (waktu)2 + 0.04208
(konsentrasi) – 0.0003 (konsentrasi)2
+ 0.04383 (nisbah) – 0.0034
(nisbah)2 + 0.00650 (nisbah*waktu)
Berdasarkan model tersebut dan pengujian
parameter (Lampiran 9) pada α = 7% dapat
diketahui bahwa faktor yang berpengaruh
signifikan terhadap kadar flavonoid adalah
konsentrasi pelarut dan nisbah bahan bakupelarut. Kedua faktor tersebut berpengaruh
secara kuadratik. Hal ini terlihat dari nilai-p
yang lebih kecil daripada α = 0.07. Secara
statistik faktor waktu tidak berpengaruh
signifikan terhadap kadar pada α = 7%. Hal
ini dapat terjadi karena waktu yang
diragamkan adalah waktu yang digunakan
dalam proses refluks, sedangkan pada metode
yang digunakan dalam penelitian ini ekstraksi
flavonoid didahului oleh maserasi selama 24
jam. Diduga selama proses maserasi tersebut
telah banyak flavonoid yang terekstraksi,
karena flavonoid lebih banyak terdapat di luar
sel tanaman. Akibatnya, meskipun ada
perbedaan kadar (semakin lama waktu
ekstraksi kadar flavonoid semakin meningkat)
seperti terlihat pada Gambar 4, setelah
dibandingkan nilai tengah dari masing-masing
kadar, selisih yang terjadi relatif kecil, atau
hasilnya tidak berbeda nyata secara statistika.
Nisbah
0,36
Tabel 3 Perbandingan kadar flavonoid total
hasil percobaan dengan dugaan
No.
Kadar
Kadar
Kadar dugaan
perc percobaan dugaan
pada selang
(%)
(%)
kepercayaan
93%
1
0.21
0.21
0.0991–0.3209
2
0.29
0.28
0.1837–0.3863
3
0.27
0.27
0.1737–0.3763
4
0.25
0.25
0.1537–0.3563
5
0.42
0.42
0.3091–0.5309
6
0.18
0.17
0.0737–0.2763
7
0.34
0.33
0.2337–0.4363
8
0.26
0.26
0.1637–0.3663
9
0.36
0.36
0.2491–0.4709
Berdasarkan Tabel 3 dapat dilihat bahwa
secara umum nilai kadar dugaan sama dengan
nilai kadar percobaan. Hal ini menunjukkan
bahwa model yang digunakan mempunyai
keakuratan yang baik. Galatnya hanya 0.33%.
Tabel 4
[etanol]
0,32
Waktu
(jam)
0,28
0,24
kadar
Manfaat lain dari model persamaan kadar
yang dihasilkan adalah dapat dilakukan
pendugaan kadar flavonoid total untuk
kombinasi perlakuan yang dicobakan.
Perbandingan kadar hasil percobaan dengan
dugaan disajikan dalam Tabel 3.
0,20
5
10
15
50
70
90
Waktu
0,36
0,32
0,28
0,24
0,20
3
Gambar 4
5
7
Kurva hubungan antara nisbah,
konsentrasi, dan waktu terhadap
kadar flavonoid total.
Berdasarkan Gambar 4 dapat dilihat
bahwa kadar flavonoid total tertinggi
dihasilkan pada nisbah bahan baku-pelarut
1:10, karena pada nisbah bahan baku-pelarut
1:5 jumlah bahan yang digunakan lebih
banyak sedang pengekstraknya sedikit
sehingga tidak mencukupi untuk mengekstrak
seluruh flavonoid yang ada, dan untuk nisbah
bahan
baku-pelarut
1:15
jumlah
pengekstraknya terlalu banyak. Selain itu juga
dapat dilihat bahwa kadar tertinggi dihasilkan
saat digunakan pelarut etanol teknis dengan
konsentrasi 70%.
3
3
3
3
3
3
5
5
5
5
5
5
7
7
7
7
7
7
Hasil pendugaan kadar flavonoid
total untuk kombinasi perlakuan
yang tidak dicobakan
Konsentrasi Nisbah
Kadar
pelarut (%)
dugaan
(%)
50
10
0.27
50
15
0.16
70
5
0.33
70
10
0.39
90
5
0.21
90
15
0.17
50
5
0.17
50
10
0.30
70
5
0.29
70
15
0.38
90
10
0.30
90
15
0.26
50
5
0.14
50
15
0.36
70
10
0.46
70
15
0.49
90
5
0.15
90
10
0.34
Model ini juga dapat digunakan untuk
menduga kadar pada kombinasi perlakuan
yang tidak dicobakan. Tabel 4 menunjukkan
9
90
hasil dugaan kadar untuk kombinasi perlakuan
yang tidak dicobakan.
kadar
<
>
0,20
0,25
0,30
0,35
[etanol]
80
Kadar Flavonoid Total Optimum
Analisis kadar flavonoid total daun jati
belanda dilakukan dengan metode kolorimetri
yang didasarkan pada reaksi pembentukan
kompleks antara flavonoid dan aluminium
klorida yang diukur dengan spektrofotometer
UV-Vis berkas ganda. Kadar flavonoid total
ekstrak daun jati belanda dapat diketahui
dengan memasukkan data absorbans yang
diperoleh ke persamaan kurva standar yang
telah dihasilkan.
Parameter
kondisi
ekstraksi
yang
dioptimisasi dalam percobaan ini adalah
waktu ekstraksi, konsentrasi pelarut, dan
nisbah bahan baku-pelarut. Optimisasi
tersebut menggunakan perangkat lunak SAS
9.1 dan Minitab 14. Dalam hal ini akan
terlihat pengaruh faktor-faktor tersebut
terhadap kadar flavonoid total, tetapi karena
faktor waktu tidak berpengaruh signifikan
secara statistik maka yang terlihat pada kurva
permukaan respons kadar adalah pengaruh
faktor konsentrasi pelarut dan nisbah bahan
baku-pelarut. Hal ini dapat dilihat pada
Gambar 5 berikut.
Titik optimum
0,4
kadar
1
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,40
70
60
50
5,0
7,5
10,0
Nisbah
12,5
15,0
Gambar 6 Peta kontur kadar terhadap
konsentrasi pelarut dan nisbah
bahan baku-pelarut.
Gambar 6 menunjukkan peta kontur yang
dapat mempertegas daerah optimum yang
dihasilkan. Gambar 5 dan 6 menunjukkan
bahwa kondisi optimum ekstraksi teramati
pada konsentrasi pelarut 70%, nisbah bahan
baku-pelarut 1:10, dan waktu ekstraksi 3 jam
dengan kadarnya adalah 0.42%. Kondisi
tersebut ada pada kisaran yang dicobakan.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Konsentrasi pelarut dan nisbah bahan baku
pelarut berpengaruh nyata terhadap kadar
flavonoid total yang dihasilkan, sedangkan
waktu ekstraksi tidak. Kondisi optimum untuk
ekstraksi flavonoid total dari daun jati belanda
yang diperoleh pada penelitian ini adalah
konsentrasi pelarut 70%, nisbah bahan bakupelarut 1:10, dan waktu ekstraksi 3 jam.
0,3
90
0,2
75
5
10
Nisbah
60
Saran
[etanol]
15
Gambar 5 Kurva permukaan respons kadar
terhadap konsentrasi pelarut dan
nisbah bahan baku-pelarut.
Gambar 5 menunjukkan permukaan
respons dari masing-masing faktor terhadap
kadar total flavonoid yang dihasilkan. Dari
gambar tersebut dapat dilihat bahwa model
penentuan kadar yang diperoleh dalam
penelitian ini dapat digunakan untuk ragam
taraf dari tiap faktor yang masih tercakup
dalam permukaan yang dihasilkan.
Perlu dilakukan validasi terhadap model
yang telah diperoleh pada penelitian ini.
Selain itu perlu dicobakan penelitian lanjutan
dengan memperluas kisaran taraf yang lebih
luas untuk parameter yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
[BPOM RI] Badan Pengawas Obat dan
Makanan Republik Indonesia. 2004.
Monografi Ekstrak Tumbuhan Obat
Indonesia Volume 1. Jakarta: BPOM RI.
10
Day RA, Underwood AL. 1998. Analisis
Kimia Kuantitatif. Sopyan I, penerjemah;
Jakarta: Penerbit Erlangga. Terjemahan
dari: Quantitative Analysis.
[Depkes RI] Departemen Kesehatan Republik
Indonesia. 2000. Petunjuk Operasional
Penerapan CPOB. Ed ke-2. Jakarta:
Depkes.
[Depkes RI] Departemen Kesehatan Republik
Indonesia. 1995. Farmakope Indonesia.
Ed ke-5. Jakarta: Depkes.
Gamse T. 2002. Liquid-Liquid Extraction and
Solid-Liquid Extraction. Graz University
of Technology.
Harborne JB. 1996. Metode Fitokimia. Ed
ke-2. Padmawinata K, Soediro I,
penerjemah. Bandung: Penerbit ITB.
Terjemahan dari: Phytochemical Methods.
Harjadi W. 1886. Ilmu Kimia Analitik Dasar.
Jakarta: PT Gramedia Pustaka Umum.
Harvey D. 2000. Modern Analytical
Chemistry. New York: McGraw Hill.
Markham KR. 1988. Techniques of Flavonoid
Identification. London: Academic Pr.
Montgomery DC. 2001. Design and Analysis
of Experimental Ed ke-5. New York: J
Wiley.
Robinson T. 1995. Kandungan Organik
Tumbuhan Tinggi. Bandung: Institut
Teknologi Bandung.
Walpole RE. 1995. Pengantar Statistika Ed
ke-3. Sumantri B, penerjemah; Sidhi IP,
editor. Jakarta: PT Gramedia Pustaka
Utama.
Winarno FG. 1997. Kimia Pangan dan Gizi.
Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.
Xu Y, Zhang R, Fu H. 2005. Studies on the
optimal process to extract flavonoids from
red-raspberry fruits. J Nat Sci 3:43-46
11
LAMPIRAN
12
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Simplisia daun Jati Belanda
Uji Pendahuluan
Uji
Fitokimia
Kadar
Air
Ekstraksi
Ragam
Ragam
Waktu Konsentrasi
pelarut
Refluks
Penentuan Kadar
Flavonoid Total
Optimisasi
Kondisi Optimum
Rancangan Percobaan
Ragam
Nisbah
bahan
bakupelarut
Fraksionalisasi
13
Lampiran 2 Ekstraksi flavonoid
Serbuk daun jati belanda
+
etanol
maserasi 24 jam
maserat
Filtrat
direfluks dengan
berbagai ragam waktu
Filtrat
residu
Filtrat
direfluks dengan
berbagai ragam waktu
residu
digabung
dipekatkan dengan penguap putar
ekstrak pekat
analisis flavonoid
secara kuantitatif
dibuang
14
Lampiran 3 Hasil penentuan kadar air
Ulangan
Bobot Contoh Awal (a) (g)
Bobot Contoh Kering (b) (g)
Kadar Air
(%)
1
1,0023
0,9334
6,87
2
1,0033
0,9346
6,85
3
1,0046
0,9347
6,96
Rerata
6,89
Contoh perhitungan
• Penentuan kadar air ulangan 1
Kadar air =
a -b
× 100%
a
Kadar air =
1,0023 - 0,9334
× 100%
1,0023
Kadar air = 6,87%
•
Penentuan kadar air rerata
ulangan 1 + ulangan 2 + ulangan 3
Kadar air rerata =
3
Kadar air rerata =
6,87% + 6,85% + 6,96%
= 6,89%
3
15
Lampiran 4 Kombinasi perlakuan berdasarkan pengacakan dengan SAS 9.1
The FACTEX Procedure
Design Points
Experiment
Number konsentrasi
waktu
nisbah
ƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒ
1
-1
-1
-1
2
-1
0
1
3
-1
1
0
4
0
-1
1
5
0
0
0
6
0
1
-1
7
1
-1
0
8
1
0
-1
9
1
1
1
The FACTEX Procedure
Factor Confounding Rules
nisbah = (2*konsentrasi)+(2*waktu)
The FACTEX Procedure
Aliasing Structure
konsentrasi = (2*waktu)+(2*nisbah)
(2*konsentrasi) = waktu+nisbah
waktu = (2*konsentrasi)+(2*nisbah)
(2*waktu) = konsentrasi+nisbah
nisbah = (2*konsentrasi)+(2*waktu)
(2*nisbah) = konsentrasi+waktu
(2*konsentrasi)+
waktu = konsentrasi+(2*nisbah) = (2*waktu)+nisbah
konsentrasi +(2*waktu) = (2*konsentrasi)+nisbah = waktu+(2*nisbah)
16
Lampiran 5 Rendemen ekstrak daun jati belanda dari perlakuan yang dicobakan
Waktu
Konsentrasi Nisbah
Rendemen
(jam)
Pelarut (%)
c (g)
b (g)
(%)
a (g)
3
50
1:5
25,0024
37,3914
41,1075
14,86
3
70
1:15
25,0033
37,1590
40,0386
11,52
3
90
1:10
25,0060
37,6764
40,0421
9,46
5
50
1:15
25,0048
36,9019
40,7805
15,51
5
70
1:10
25,0086
38,2348
41,0736
11,35
5
90
1:5
25,0073
37,2697
39,2396
7,88
7
50
1:10
25,0007
36,6797
40,7035
16,09
7
70
1:5
25,0048
36,1694
38,6245
9,82
7
90
1:15
25,0053
38,7203
41,4780
11,03
Contoh perhitungan:
Rendemen
=
=
a -b
x 100%
c
41,1075 - 37,3914
x 100%
25,0024
= 14,86%
Keterangan: a = bobot labu+ekstrak (g)
b = bobot labu kosong (g)
c = bobot contoh (g)
Lampiran 6 Absorbans standar flavonoid total
Konsentrasi standar (μg/ml)
3
6
12
15
24
Absorbans
0,091
0,184
0,378
0,478
0,780
17
Lampiran 7 Kadar flavonoid total dari ekstrak daun jati belanda untuk perlakuan yang dicobakan
Waktu Konsentrasi
Nisbah
Ulangan
A
a (g)
b (g)
c (g)
Kadar
(jam)
Pelarut (%)
(%)
3
50
1:5
1
0,413
3,7161
0,2312
25,0024
0,21
3
50
1:5
2
0,603
5,5330
0,2531
25,0008
0,23
3
70
1:15
1
0,734
2,8796
0,1838
25,0033
0,29
3
70
1:15
2
0,640
6,6088
0,2724
25,0081
0,35
3
90
1:10
1
0,773
2,3657
0,1980
25,0060
0,27
3
90
1:10
2
0,349
4,1590
0,1844
25,0017
0,32
5
50
1:15
1
0,347
3,8786
0,3093
25,0048
0,25
5
50
1:15
2
0,339
7,6076
0,3160
25,0126
0,26
5
70
1:10
1
0,542
2,8388
0,1627
25,0086
0,42
5
70
1:10
2
0,362
5,7702
0,1999
25,0084
0,39
5
90
1:5
1
0,510
1,9699
0,1190
25,0073
0,18
5
90
1:5
2
0,511
3,6035
0,1440
25,0181
0,30
7
50
1:10
1
0,374
4,0238
0,1688
25,0007
0,34
7
50
1:10
2
0,470
6,3546
0,2127
25,0113
0,34
7
70
1:5
1
0,412
2,4551
0,1008
25,0048
0,26
7
70
1:5
2
0,399
2,4152
0,1182
25,0038
0,24
7
90
1:15
1
0,216
2,7577
0,1280
25,0053
0,36
7
90
1:15
2
0,418
4,0424
0,1682
25,0060
0,33
Contoh perhitungan:
Kadar flavonoid total untuk waktu 3 jam, konsentrasi pelarut 50%, dan nisbah bahan baku-pelarut
1:5
y = 0.0329x – 0.0121, dengan y = absorbans
x = konsentrasi flavonoid total (μg/ml)
x =
y + 0.0121
0.0329
x =
0,413
+ 0,0121
0,0329
x = 12,92
ppm
kadar
Kadar
flavonoid
flavonoid
total
flavonoid
total
a
x fp
ppm x 0,01 l x 3,7161
=
0,2312
25,0024
Kadar
contoh x
b
c
total =
12,92
Kadar
( μ g/ml) x volume
= 2,08 mg/g
g
g
= 0,21 %
Keterangan: a = bobot ekstrak yang diperoleh (g)
b = bobot ekstrak yang diuji (g)
c = bobot contoh awal (g)
g
x 25
18
Lampiran 8 Uji keragaman dengan menggunakan chi-square untuk Δ kadar
Peubah
Δ kadar
N
9
Mean
0,02
StDev
0,0495
Variance
0,0024
Minimum
-0,03
Q1
Median
0,01
Hipotesis: H0 : Keragaman sama dengan 1
H1 : Keragaman lebih besar dari 1
χ2hitung = (N - 1) S
σ
( 9 − 1 )( 0 , 0024 )
=
1
= 0,0192
χ20.05 (8) = 15.5073, karena χ2hitung < χ20.05 (8) maka kesimpulannya terima H0
Q3
Maximum
0,12
19
Lampiran 9 Luaran SAS 9.1 dalam pembuatan model kadar flavonoid total
The SAS System
The REG Procedure
Model: MODEL1
Dependent Variable: kadar_1 kadar 1
Number of Observations Read
Number of Observations Used
9
9
Analysis of Variance
Source
Sum of
Squares
DF
Model
Error
Corrected Total
7
1
8
0.04545
0.00015000
0.04560
Root MSE
Dependent Mean
Coeff Var
Square
Mean
F Value
Pr > F
43.29
0.1165
0.00649
0.00015000
0.01225
0.28667
4.27237
R-Square
Adj R-Sq
0.9967
0.9737
Parameter Estimates
Variable
Label
Intercept
Waktu
waktu2
etanol
etanol2
Nisbah
nisbah2
wak_nis
Intercept
Waktu
etanol
Nisbah
DF
1
1
1
1
1
1
1
1
Parameter
Estimate
-1.20208
-0.06167
0.00125
0.04208
-0.00030000
0.04383
-0.00340
0.00650
Standard
Error
t Value
0.13063
0.02345
0.00217
0.00429
0.00003062
0.00823
0.00034641
0.00086603
-9.20
-2.63
0.58
9.80
-9.80
5.33
-9.81
7.51
Pr > |t|
0.0689
0.2314
0.6667
0.0647
0.0648
0.1182
0.0646
0.0843
20
Lampiran 10 Luaran SAS 9.1 dalam penentuan titik optimum ekstraksi flavonoid total
The SAS System
The RSREG Procedure
Response Surface for Variable kadar_1: kadar 1
Response Mean
Root MSE
R-Square
Coefficient of Variation
Regression
Type I Sum
of Squares
R-Square
DF
Linear
Quadratic
Crossproduct
Total Model
3
2
2
7
0.016450
0.020500
0.008500
0.045450
Residual
Total Error
Parameter
Intercept
Nisbah
etanol
Waktu
Nisbah*Nisbah
etanol*Nisbah
etanol*etanol
Waktu*Nisbah
Waktu*etanol
Waktu*Waktu
0.286667
0.012247
0.9967
4.2724
DF
Estimate
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
-1.162083
0.042833
0.039833
-0.044167
-0.003400
0.000050000
-0.000287
0.006000
0
0
F Value
Pr > F
36.56
68.33
28.33
43.29
0.1208
0.0852
0.1317
0.1165
0.3607
0.4496
0.1864
0.9967
DF
Sum of
Squares
Mean Square
1
0.000150
0.000150
Standard
Error
t Value
0.169009
0.008411
0.005799
0.012500
0.000346
0.000086603
0.000037500
0.001225
.
.
Pr > |t|
-6.88
5.09
6.87
-3.53
-9.81
0.58
-7.67
4.90
.
.
0.0919
0.1234
0.0920
0.1756
0.0646
0.6667
0.0826
0.1282
.
.
actor
DF
Squares
Sum of
Mean Square
F Value
Pr > F
Label
Nisbah
etanol
Waktu
4
3
2
0.033367
0.014467
0.009617
0.008342
0.004822
0.004808
55.61
32.15
32.06
0.1002
0.1288
0.1239
Nisbah
etanol
Waktu
21
The SAS System
20:18 Tuesday, April 10, 2007
The RSREG Procedure
Canonical Analysis of Response Surface
Factor
Critical
Value
Nisbah
etanol
Waktu
7.361111
69.915459
0.621075
Label
Nisbah
etanol
Waktu
Predicted value at stationary point: 0.374335
Eigenvalues
Nisbah
Eigenvectors
etanol
Waktu
0.001748
-0.000287
-0.005148
0.503489
0.000726
0.864002
0.006183
0.999971
-0.004444
0.863980
-0.007580
-0.503470
Stationary point is a saddle point.
99