Siti Rohmahwati-M 0409055

perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
UJI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK METANOL UMBI KIMPUL
(Xanthosomasagittifolium (L.) Schott) PADA VARIASIKETINGGIAN
DIKABUPATEN KLATEN TERHADAP DPPH
(2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl)
SKRIPSI
Untukmemenuhisebagianpersyaratan
guna memperoleh gelar Sarjana Sains
Oleh:
SitiRohmahwati
NIM. M 0409055
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit2013
to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri
dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan
di suatu Perguruan Tinggi serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
dituliskan atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam
naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar
kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau kembali dan/atau dicabut.
Surakarta,
Januari 2013
Siti Rohmahwati
M0409055
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
UJI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK METANOL UMBI KIMPUL
(Xanthosomasagittifolium (L.) Schott) PADA VARIASI KETINGGIAN
DI KABUPATEN KLATEN TERHADAP DPPH
(2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl)
SITI ROHMAHWATI
Jurusan Biologi, FakultasMatematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
UniversitasSebelasMaret, Surakarta.
ABSTRAK
Antioksidan akan bereaksi dengan radikal bebas reaktif membentuk radikal
bebas tak reaktif yang relatif stabil. Salah satu sumber antioksidan alami yang
terdapat dalam tumbuhan adalah senyawa fenolik.Antioksidan pada umbi-umbian
masih belum banyak dilaporkan.Umbi kimpul (Xanthosomasagittifolium (L.)Schott)
diketahuidapatdimanfaatkansebagai alternatif bahan pangan.Umbi kimpul
mengandung flavonoida serta vitamin C, sehingga berpotensi sebagai salah satu
penghasil antioksidan yang baik untuk kesehatan. Tinggi rendahnya kadar metabolit
sekunder pada suatu tumbuhan dapat dipengaruhi oleh lingkungan salah satunya
adalah ketinggiantempat.
Penelitianinibertujuanuntukmengetahui pengaruh ketinggian tempat terhadap
aktivitas antioksidan dan kandungan fenolik total pada ekstrakmetanolumbikimpul.
Sampelberupatanamankimpul kultivar putih segar
berumur 9
bulan
diambildariKabupaten Klaten dengan ketinggian tempat 100, 400, 700 dan 1.000 m
dpl.Ekstraksiumbikimpulmenggunakanpelarutmetanol
yang
dilanjutkandenganujiaktivitasantioksidanterhadap
DPPH
(2,2-Diphenyl-1Picrylhydrazyl)
danpenetapankandunganfenolik
total
denganmenggunakanpereaksiFolin-Ciocalteu. Analisa data menggunakan Analisis
Varian (ANAVA) kemudian dilanjutkan dengan uji Duncan’s Multiple Range Test
(DMRT) pada taraf kepercayaan 95% untuk mengetahui beda nyata antar perlakuan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketinggian tempat tidak berpengaruh
secara signifikan terhadap Anti Radical Power(ARP), sedangkan pada kandungan
fenol totalmemberikan pengaruh yang signifikan. Nilai ARPtertinggi berasal dari
ketinggian 700 m dpl (7,85). Kandungan fenol total tertinggi berasal dari ketinggian
100 m dpl (6,43). Dari penelitian yang telah dilakukan, disarankan agar dilakukan
penelitian lebih lanjut mengenai faktor lingkungan yang paling berperan dalam
biosintesis metabolit sekunder pada umbi kimpul.
Kata kunci: Antioksidan, DPPH, Xanthosomasagittifolium, Ketinggian Tempat
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ANTIOXIDANT ACTIVITY OF TANNIAMETHANOL EXTRACT
(Xanthosomasagittifolium (L.) Schott)FROM THE VARIOUS ALTITUDE
IN KLATEN TO DPPH (2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl)
SitiRohmahwati, Marsusi, EstuRetnaningtyas
Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,
Sebelas Maret University, Surakarta.
ABSTRACT
Antioxidants react to the reactive free radicalforminga relative stable and
unreactive radical. One source of natural antioxidant found in plant is phenolic
compound. Antioxidant in tuber is not widely studied. Tannia
(Xanthosomasagittifolium (L.) Schott) is known to be used as an alternative food.
Because of tannia contains flavonoid and vitamin C, it is potentially as an antioxidant
that is good for health. Concentration levels of the secondary metabolites in a plant
can be affected by environment factors, such as altitude.
This study aimed to determine the effect of altitude on the antioxidant activity
and total phenolic content of the tannia methanol extract. Fresh tannia white cultivars
aged 9 months were used in this study. They were taken from Klaten from the
various altitudes, i.e: 100, 400, 700, and 1000 m asl. Tannia was extracted in
methanol solvent. An antioxidant activity test of tannia extract was carried out to
DPPH. Total phenolic content was determinated using Folin-Ciocalteu reagent. Data
was analyzed using analysis of variance (ANOVA) and followed using Duncan's
Multiple Range Test (DMRT) at the level of 95% to determine the significant
differencesamong treatments.
The results showed that the altitude did not affect the Anti Radical Power
(ARP) significantly, whereas it influenced the total phenol content significantly.
Tannia extract from altitude 700 m asl had highest ARP (7,85), while tannia extract
from altitude 100 m asl contained highest total phenolic content (6,43). It is
suggested that the role of environment factors to the biosynthesis of tannia secondary
metabolites have to study.
Keywords: Antioxidants, DPPH, Xanthosomasagittifolium, Altitude.
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN MOTTO
Bilakitainginberhasildalamhidup, lakukan yang
terbaikdanjanganpernahberhentiuntukmencoba,
terusmencobaselagiadakesempatan.
Janganlahselalumelihatkeatas, sesekalikitaperlumelihatkebawah,
danbetapabersyukurnyakitadengankarunia-Nya.
Man jadda wa jada
Siapa yang bersungguh-sungguh, dia akan berhasil
(pepatah Arab)
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSEMBAHAN
Sebuahkaryapenulispersembahkankhususuntuk
The best parent in the world,IbuWagiyemdanBapak, Suyatmin
Beloved sister,SitiAminah
My Beloved, Ananta Ade Kurniawan
KeluargabesarpenulisdanKeluargabesarAnanta Ade Kurniawan
Aken, Natt, Yani, Sovi, Isna, Yanuar, Lilis, Ratna, Puput,
Ida,Meutia, Nugroho, teman-temanBiologi 2009dan orang-orang terkasih
yang selalupenulisbanggakan
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirobbil`alamin.Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada
Tuhan Yang Maha Esa Allah SWT atas segala kuasa-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak
Metanol Umbi Kimpul (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott) pada Variasi
Ketinggian di Kabupaten Klaten terhadap DPPH (2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl).”
Selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi penulis mendapatkan
banyak masukan, bantuan, bimbingan dan motivasi dari berbagai pihak yang sangat
berguna dan bermanfaat baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena
itu penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc (Hons), Ph.D selaku Dekan Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengatahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta
yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi.
2. Dr. Agung Budiharjo, M.Si., selaku Ketua Jurusan Biologi yang telah
memberikin ijin untuk keperluan skripsi serta memberikan motivasi selama
penelitian maupun penyusunan skripsi.
3. Drs. Marsusi, M.S., Ph.D selaku Pembimbing I yang telah memberikan banyak
masukan, arahan dan bimbingan selama pelaksaanaan penelitian hingga
terselesaikannya penyusunan skripsi ini.
4. Ibu Estu Retnaningtyas N., S.TP., M.Si, selaku pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan dan bantuan dalam melaksanakan penelitian maupun
penyusunan skripsi.
5. Ibu Siti Lusi Arum Sari, M.Biotech selaku dosen penelaah I yang telah banyak
memberikan arahan dan bimbingan selama penelitian dan penyusunan skripsi.
6. Dr. Tetri Widiyani, M.Si selaku dosen penelaah II yang telah banyak
memberikan arahan dan bimbingan selama penelitian dan penyusunan skripsi.
7. Ibu Widya Mudyantini, M.Si dan Bapak Suratman, M.Si yang telah memberikan
saran dan arahan selama melaksanakan penelitian.
8. Dr. Artini Pangastuti, M.Si selaku pembimbing akademik yang telah memberikan
commit to user
arahan selama pelaksanaan studi.
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
9. Ibu Wagiyem dan Bapak Suyatmin yang tak pernah berhenti memberikan kasih
sayang, arahan dan bimbingan serta Adikku Siti Aminah yang tak pernah
berhenti memberikan celotehan yang bermakna.
10. Ananta Ade Kurniawan beserta keluarga besarnya yang selama 6 tahun ini terus
memberikan support dan kasih sayang tiada hentinya.
11. Aken Puti, Sri Ratnadewi, Sri Mulyani, Sovia Santi, Isna Jati, Muhammad
Yanuar, Lilis, Puput Nelasari, Ida Rahmah, Meutia Srikandi, Nugroho Andi,
teman-temanBiologi 09, terima kasih untuk jalinan persahabatan, semangat,
motivasi dan inspirasi yang kalian berikan selama 3,5 tahun ini.
12. Civitas akademika Jurusan Biologi FMIPA UNS, teman-teman KS MUTASI, KS
Kepak Sayap, HIMABIO FMIPA UNS, DEMA FMIPA UNS, serta semua pihak
yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu terima kasih untuk semangat dan
dukungannya.
Penulis menyadari penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena
itu masukan berupa saran dan kritik yang membangun dari pembaca akan sangat
membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan
penulis sendiri pada khususnya.
Surakarta,Januari 2013
Penulis
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL
i
HALAMAN PENGESAHAN
ii
HALAMAN PERNYATAAN
iii
ABSTRAK
iv
ABSTRACT
v
HALAMAN MOTTO
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN
vii
KATA PENGANTAR
viii
DAFTAR ISI
x
DAFTAR TABEL
xii
DAFTAR GAMBAR
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
xiv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1
A. Latar Belakang
1
B. Perumusan Masalah
3
C. Tujuan Penelitian
3
D. Manfaat Penelitian
4
LANDASAN TEORI
5
A. Tinjauan Pustaka
5
1. Kimpul (Xanthosomasagittifolium (L.) Schott)
5
2. Radikal Bebas
9
3. Antioksidan
10
4. Uji Penangkap Aktivitas Radikal
11
5. SenyawaFenoliksebagaiSenyawaAntioksidan
12
6. Penetapan Kandungan Fenolik
13
7. Pengaruh Ketinggian Tempat terhadap Kadar Metabolit
Sekunder
14
commit to user
B. Kerangka Pemikiran
x
14
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
C. Hipotesis
16
BAB III METODE PENELITIAN
17
A. Waktu dan Tempat Penelitian
17
B. Alat dan Bahan
17
1. Alat
17
2. Bahan
17
C. Cara Kerja Penelitian
18
1. Pengambilan Sampel
18
2. Preparasi Bahan
18
3. Ekstraksi
19
4. Uji Aktivitas Antioksidan
19
5. Penetapan Kandungan Fenolik Total
22
D. Analisis Data
23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
BAB V
25
A. Uji Aktivitas Antioksidan
25
B. Penetapan Kandungan Fenolik Total
29
PENUTUP
35
A. Kesimpulan
35
B. Saran
35
DAFTAR PUSTAKA
36
LAMPIRAN
41
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS
48
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Kandungangiziumbikimpul per 100 g beratbahanbasah ……
9
Tabel 2.
Nilai ARP sampelujidan vitamin C …………………………..
28
Tabel 3.
Kandungansenyawafenolik
total
ekstrakmetanolumbikimpul
…………………………………………...
Tabel 4.
Parameter
lingkungantempatpengambilansampelumbikimpul 32
…………………………..............................................................
.
commit to user
xii
dannilai
ARP 31
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
UmbiKimpul (Xanthosomasagittifolium(L.) Schott) ………....
7
Gambar 2.
ReaksiRadikal DPPH denganAntioksidan ……………………
12
Gambar 3.
KerangkaPemikiran ……………………………………………
16
Gambar 4.
Kurva regresi linear hubungan konsentrasi Vitamin C terhadap 21
persen inhibisi DPPH ...................................................................
Gambar 5.
KurvaRegresi
Linear
hubunganPersenInhibisi
denganKonsentrasi
Vitamin
…………………………………………
Gambar 6.
Kurvakalibrasiantarakonsentrasiasamgalatdenganabsorbansi
………………………………………………………
commit to user
xiii
DPPH 27
C
30
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. GambarHasilPenelitian ……………………………………
41
Lampiran 2.
HasilUji
ANAVA 42
PengaruhKetinggianTempatTumbuhUmbiKimpulterhadapA
ktivitasAntioksidandanKandunganFenol
Total
………..............................................
Lampiran3.
HasilPerhitunganPersenInhibisipadaEkstrakMetanolUmbiKi
mpuldan Vitamin C ………………………………..
Lampiran 4.
HasilPersamaanRegresi
EkstrakMetanolUmbiKimpuldan
………………………………………
Vitamin
43
Linear 45
C
Lampiran 5.
Hasil Perhitungan nilai IC50, EC50dan ARP Ekstrak Metanol 46
Umbi Kimpul dan Vitamin C .................................................
Lampiran 6.
PerhitunganKandunganFenolik
Total 47
EkstrakMetanolUmbiKimpul………………………………
………………...
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Radikal bebas merupakan penyebab berbagai penyakit yang menyerang
tubuh manusia, seperti kerusakan jaringan tubuh, kerusakan sistem saraf pusat dan
kanker (Poumorad et al., 2006; Tepe et al., 2007).Senyawa radikal bebas dapat
terbentuk dari dalam tubuh kita sendiri (endogen), maupun dari luar tubuh
(eksogen). Radikal bebas dalam tubuh terbentuk dari sisa proses metabolisme,
fagositosis, peroksisom, inflamasi atau peradangan. Radikal bebas dari luar tubuh
berasal dari paparan asap rokok, polusi lingkungan, radiasi, obat-obatan, pestisida,
anastetik, limbah industri, ozon, serta sinar ultra violet (Langseth, 1995).
Antioksidan adalah senyawa kimia yang dapat menyumbangkan satu atau
lebih elektron kepada radikal bebas, sehingga radikal bebas
tersebut dapat
diredam (Suhartono, 2002). Berdasarkan sumber perolehannya ada 2 macam
antioksidan, yaitu antioksidan alami dan antioksidan buatan (sintetik) (Dalimartha
dan Soedibyo, 1999). Tubuh manusia tidak mempunyai cadangan antioksidan
dalam jumlah berlebih, sehingga jika terjadi paparan radikal berlebih maka tubuh
membutuhkan antioksidan eksogen. Selama ini sering muncul kekhawatiran akan
efek samping dari antioksidan sintetik seperti kerusakan hati dan meningkatkan
resiko karsinogenesis, sehingga dibutuhkan antioksidan alami (Rohdiana, 2001;
Sunarni, 2005).
Ada banyak bahan pangan yang dapat menjadi sumber antioksidan alami,
misalnya rempah-rempah, teh, coklat, dedaunan, biji-bijian, sayur-sayuran, enzim
commit to user
1
perpustakaan.uns.ac.id
2
digilib.uns.ac.id
dan protein.Kebanyakan sumber antioksidan alami adalah tumbuhan dan
umumnya merupakan senyawa fenolik yang tersebar di seluruh bagian tumbuhan
baik di akar,kayu, daun,buah,biji, bunga maupun serbuk sari (Sarastani et al.,
2002).
Kimpul (Xanthosoma sagittifolium (L.)Schott) merupakan salah satu
komoditas umbi-umbian potensial yang belum dimanfaatkan secara maksimal di
Indonesia.Kimpul merupakan tanaman yang mempunyai kandungan saponin dan
flavonoid pada daun dan umbinya.Setiap 100 g umbi kimpul juga mengandung 2
mg vitamin C. Umbi kimpul berpotensi sebagai salah satu penghasil antioksidan
yang baik untuk kesehatan (Lingga, 1995).Persebaran kimpul di Indonesia sangat
luas.Hampir di seluruh kepulauan Indonesia terdistribusi tanaman kimpul, dari
dataran rendah sampai pegunungan dengan ketinggian 1300 m dpl (Lembaga
Biologi Nasional, 1977).Salah satu daerah penghasil kimpul yang cukup
melimpah adalah Kabupaten Klaten
Kemampuan senyawa fenolik sebagai antioksidan telah banyak diteliti
belakangan ini.Senyawa fenolik memiliki kemampuan untuk merubah atau
mereduksi radikal bebas dan juga sebagai anti radikal bebas (Giorgio, 2000).
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk menguji aktivitas antioksidan
adalah metode DPPH (2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl), sedangkan besarnya
kekuatan aktivitas antioksidan pada suatu bahan dapat dilihat dengan menghitung
nilai Anti Radical Power (ARP). Tinggi rendahnya kadar metabolit sekunder pada
suatu tumbuhan dapat dipengaruhi oleh lingkungan seperti ketinggian tempat,
curah hujan dan suhu (Vanhaelen et al., 1991). Penelitian terkait informasi tentang
commit to user
3
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
kandungan antioksidan umbi kimpul serta pengaruh ketinggian tempat terhadap
kandungan antioksidannya belum banyak dilakukan.
Berdasarkan hal tersebut perlu dilakukan pengujian terhadap aktivitas
antioksidan dari ekstrak metanol dan kandungan fenolik total umbi kimpul dengan
ketinggian yang berbeda sehingga dapat diketahui pengaruh ketinggian tempat
terhadap aktivitas antioksidan serta kandungan fenolik total umbi kimpul.
B. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dapat dibuat rumusan masalah
sebagai berikut.
1. Bagaimana perbandingan nilai ARP (Anti Radical Power) pada pengujian
aktivitas antioksidan ekstrak metanol umbi kimpul dari ketinggian tempat
yang berbeda di Kabupaten Klaten terhadap DPPH?
2. Bagaimana perbandingan kandungan fenolik total ekstrak metanol umbi
kimpul dari ketinggian tempat yang berbeda di Kabupaten Klaten?
C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan permasalahan, dapat dirumuskan tujuan penelitian sebagai
berikut.
1.
Mengetahui perbandingan nilai ARP (Anti Radical Power) pada pengujian
aktivitas antioksidan ekstrak metanol umbi kimpul dari ketinggian tempat
yang berbeda di Kabupaten Klaten terhadap DPPH.
commit to user
4
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
2.
Mengetahui perbandingan kandungan fenolik total ekstrak metanol umbi
kimpul dari ketinggian tempat yang berbeda di Kabupaten Klaten.
D. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini sebagai berikut.
1.
Dapat menambah informasi ilmiah kepada penulis dan masyarakat luas
mengenai aktivitas antioksidan, serta kandungan fenolik total ekstrak metanol
umbi kimpul dari ketinggian tempat yang berbeda di Kabupaten Klaten.
2.
Untuk kajian lebih lanjut, penelitian ini diharapkan dapat memberikan
kontribusi dalam mengoptimalkan pemanfaatan umbi kimpul sebagai sumber
antioksidan alami maupun sebagai sumber bahan pangan fungsional untuk
proteksi terhadap berbagai penyakit, khususnya yang disebabkan oleh radikal
bebas.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
1.
Kimpul (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott)
a. Klasifikasi
Kimpul (Xanthosoma sagittifolium) adalah jenis umbi talastalasan.Kimpul juga disebut sebagai talas Belitung atau Blue Taro dalam
bahasa Inggris.Kimpul termasuk famili Araceae dan merupakan tumbuhan
menahun yang mempunyai umbi batang maupun batang palsu yang
sebenarnya adalah tangkai daun.Adapun klasifikasi dari kimpul adalah
sebagai berikut.
Divisio
: Spermatophyta
Sub Divisio
: Angiospermae
Kelas
: Monocotyledoneae
Ordo
: Arales/Spadiciflorae
Familia
: Araceae
Genus
: Xanthosoma
Spesies
: Xanthosoma sagittifolium L. Schott
(Backer dan Bakhuizen, 1968).
b. Daerah Asal dan Penyebarannya
Asal
dan
persebaran
Xanthosoma
berawal
dari
Amerika
tropis.Kultivar-kultivar dari tanaman tersebut telah ditanam dan dapat
commit to user
5
6
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
dimakan sejak zaman lampau serta beberapa kultivar kemudian tersebar di
seluruh kawasan tropis.Pada masa perdagangan budak Xanthosoma dibawa
ke Afrika.Pada abad 19 dan pada awal abad 20 Xanthosoma tersebar
diseluruh Oceania dan Asia.Xanthosoma nigra biasa ditanam di daerah
Amerika tropis dan di daerah tropis lainnya.Jenis ini lebih umum ditanam
di Asia Tenggara, dibanding Xanthosoma sagittifolium (Lembaga Biologi
Nasional, 1977).
c. Morfologi
Kimpul atau Xanthosoma lebih besar daripada Talas (C. esculenta)
yang salah satunya dikenal sebagai talas bogor. Perbedaan talas bogor
dengan kimpul adalah dari segi umbi, bentuk daun dan letak tangkai daun.
Kimpul yang dimakan adalah umbi anaknya sedangkan talas yang
dimakan adalah umbi batangnya. Kimpul memiliki daun tunggal berbentuk
jantung, pangkal daunnya berlekuk dalam hingga mencapai tangkai daun,
sedangkan talas mempunyai daun berbentuk perisai yang pangkalnya
berlekuk sedemikian sehingga berbentuk segitiga, panjang 25-75 cm, lebar
30-60 cm, dan berwarna hijau. Ciri lain yang dimiliki oleh tanaman kimpul
adalah batang tegak, tidak berkayu, dan bulat
(Kusumo et al.,
2002).Kimpul dapat menghasilkan umbi berdaging yang membesar
sebagai tempat penimbunan pati (Gambar 1) (Rubatzky dan Yamaguchi,
1998).
commit to user
7
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar 1. Umbi Kimpul (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott)
(UF, 2009).
Akar yang berkembang dari bawah umbi adalah akar serabut dan
agak dangkal.Umbi bagian batang merupakan bagian berdaging yang
membesar dari pangkal batang yang mampat. Umbi anakan merupakan
tunas aksiler yang membesar dari batang atau umbi bagian batangnya.
Secara morfologi, umbi bagian batang dan umbi anakan adalah jaringan
batang (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998).
Umbi bagian batang biasanya bulat silindris, dengan berat mencapai
450 g. Besar umbi bagian batang dapat mencapai panjang 30 cm dan
diameter 15 cm. Umbi bagian batang biasanya kurang layak santap
sehingga umumnya digunakan sebagai pakan ternak, sedangkan yang
umum dikonsumsi manusia adalah umbi anakannya. Warna daging umbi
bagian batang dan anakan bervariasi tergantung kultivarnya.Umumnya
berwarna putih, beberapa berwarna krem, kuning dan kadang-kadang
berwarna pink (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998).
commit to user
8
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
d. Karakter Fisiologi dan Ekologi
Kimpul dapat hidup pada daerah tropis maupun subtropis.Persebaran
kimpul di Indonesia sangat luas.Umbi dihasilkan pada umur 5-6 bulan dan
dapat dipanen pada umur 9-12 bulan (Lembaga Biologi Nasional,
1977).Kimpul adalah salah satu jenis talas-talasan yang tumbuh optimal
pada kondisi kandungan humus dan air cukup, pH tanah antara 5,5-5,6,
ketinggian 250– 1.300 m dpl, curah hujan rata-rata 1000 mm per tahun,
dan suhu optimum pertumbuhan 21-27oC. Kimpul dapat tumbuh besar
pada saat musim kemarau. Kandungan air yang banyak pada musim hujan
menyebabkan kimpul tidak dapat tumbuh besar, karena dengan adanya
kandungan air yang banyak maka umbi kimpul akan busuk, mudah
mengalami kerusakan mikrobiologis dan umbinya kecil. Kimpul dapat
ditanam di sawah (Marinih, 2005).
e. Kandungan Kimia
Umbi kimpul mengandung saponin, flavonoid, dan kristalkalsium
oksalat. Kristal kalsium oksalat ini menyebabkan rasa gatal dan dapat
dihilangkan dengan perebusan, pengukusan, dan fermentasi.Saponin
menyebabkan rasa pahit, pemecahan butir darah (hemolisis), dan dapat
dihilangkan dengan perendaman atau perebusan (Rita dan Darco,
2010).Umbi kimpul sangat baik sebagai sumber energi.Kandungan kalori
umbi kimpul per 100 g berat bahan basah sebesar 145 kalori, lebih tinggi
dari ubi jalar merah.Setiap 100 g umbi kimpul juga mengandung 2 mg
commit to user
9
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
vitamin C yang merupakan salah satu senyawa antioksidan.Kandungan
gizi umbi kimpul per 100 g berat bahan basah dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1.Kandungan gizi umbi kimpul per 100 g berat bahan basah.
No Kandungan Gizi
Jumlah
1 Energi
145 Kal
2 Protein
1,2 g
3 Lemak
0,4 g
4 Abu
1,0 g
5 Kalsium
26 mg
6 Fosfor
54 mg
7 Vitamin B1
0,10 mg
8 Vitamin C
2 mg
9 Air
63,1 g
10 Berat yang dapat dimakan
85 %
(Lingga, 1995).
2.
Radikal Bebas
Radikal bebas merupakan molekul yang memiliki pasangan elektron
bebas di kulit terluar sehingga memiliki sifat yang sangat reaktif dan mampu
bereaksi dengan DNA, RNA, protein, dan lipid. Reaksi antara radikal bebas
dan molekul tersebut berujung pada timbulnya suatu penyakit. Efek oksidatif
radikal bebas dapat menyebabkan peradangan, penuaan dini, dan memacu
zat karsinogenik yang menyebabkan penyakit kanker (Siddiqua et al., 2010;
Mahmoud et al., 2010).
Contoh radikal bebas adalah superoksida (O 2-), hidroksil (OH-),
nitroksida (NO), hidrogen peroksida (H2O2), asam hipoklorit (HOCl), dan
lain-lain. Derajat kekuatan tiap radikal bebas ini berbeda, dan senyawa paling
berbahaya adalah radikal hidroksil (OH -) karena memiliki reaktivitas paling
tinggi (Prakash, 2001; Mbouobda et al., 2010).
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
3.
10
digilib.uns.ac.id
Antioksidan
Di dalam tubuh kita terdapat senyawa yang disebut antioksidan yaitu
senyawa yang dapat menetralkan radikal bebas, seperti: enzim SOD
(Superoksida Dismutase), gluthatione, dan katalase. Antioksidan juga dapat
diperoleh dari asupan makanan yang banyak mengandung vitamin C, vitamin
E dan betakaroten serta senyawa fenolik.Bahan pangan yang dapat menjadi
sumber antioksidan alami, seperti rempah-rempah, coklat, biji-bijian, buahbuahan dan sayur-sayuran.Buah papaya, alpukat, waluh maupun beberapa
jenis kacang-kacangan telah diteliti memiliki kandungan antioksidan
(Prakash, 2001).
Antioksidan adalah senyawa kimia yang dapat memperlambat,
menghambat, atau mencegah oksidasi lipid atau molekul lain dengan cara
bereaksi dengan radikal bebas yang reaktif membentuk suatu radikal bebas
tak reaktif yang relatif stabil (Javanmardi et al., 2003). Menurt Halliwel dan
Gutteridge (2000) penghambatan ROS/RNS (Nitrogen Reactive Species) dan
juga radikal bebas oleh antioksidan dapat mencegah penyakit–penyakit yang
disebabkan oleh radikal bebas seperti karsinogenesis, kardiovaskuler, dan
penuaan.
Aktivitas antioksidan yang dimiliki oleh senyawa metabolit sekunder
tanaman sangat penting karena dapat berfungsi sebagai penangkap radikal
bebas yang dapat melindungi dari berbagai penyakit kardiovaskuler, oksidasi
lipoprotein densitas rendah (LDL), dan beberapa penyakit kanker lainnya
(Mandana et al., 2012).Selain itu juga diketahui memiliki peran dalam
commit to user
11
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
mekanisme
pertahanan
terhadap
mikroorganisme,
serangga
dan
herbivora.Aktivitas ini dimiliki karena kemampuannya membentuk kompleks
dengan protein yang larut dan protein ekstraseluler, dan dapat membentuk
kompleks dengan dinding sel bakteri (Cowan, 1999), sehingga dapat
berfungsi sebagai antibakteri.
4. Uji Penangkap Aktivitas Radikal
Salah satu uji untuk menentukan aktivitas antioksidan penangkap
radikal adalah metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazil). Metode DPPH
merupakan metode yang sederhana, cepat, dan mudah untuk skrining aktivitas
penangkap radikal beberapa senyawa.Selain itu metode ini terbukti akurat,
reliabel dan praktis (Prakash, 2001).Senyawa DPPH adalah suatu molekul
yang mengandung senyawa radikal bebas yang stabil.Keberadaan sebuah
antioksidan yang mana dapat menyumbangkan elektron kepada DPPH,
menghasilkan warna kuning yang merupakan ciri spesifik dari reaksi radikal
DPPH (Winarsi, 2007).
Metode DPPH memberikan informasi reaktivitas senyawa yang diuji
dengan suatu radikal stabil.DPPH memberikan serapan kuat pada panjang
gelombang 517 nm dengan warna ungu gelap.Penangkap radikal bebas
menyebabkan elektron menjadi berpasangan yang kemudian menyebabkan
penghilangan warna yang sebanding dengan jumlah elektron yang diambil
(Sunarni, 2005).
Prinsip metode penangkapan radikal adalah pengukuran penangkapan
radikal bebas sintetik dalam pelarut organik polar seperti etanol atau metanol
commit to user
12
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
pada suhu kamar
oleh suatu senyawa
yang
mempunyai aktivitas
antioksidan.Radikal bebas sintetik yang digunakan DPPH.Senyawa DPPH
bereaksi dengan senyawa antioksidan melalui pengambilan atom hidrogen dari
senyawa antioksidan untuk mendapatkan pasangan elektron (Gambar 2)
(Pokorny, 2001).
Gambar 2.Reaksi Radikal DPPH dengan Antioksidan (Rohayati, 2007).
Aktivitas antioksidan dinyatakan dalam nilai Anti Radical Power
(ARP).Semakin besar nilai ARP menunjukkan kekuatan antioksidan senyawa
tersebut semakin besar.Nilai ARP diperoleh setelah terlebih dahulu diketahui
nilai IC50 dan EC50.Nilai IC50 merupakan bilangan yang menunjukkan
konsentrasi sampel uji (µg/mL) yang memberikan peredaman DPPH sebesar
50%, sedangkan nilai EC50 dinyatakan dalam mg sampel tiap mg DPPH
(Sinaga, 2009; Prakash et al., 2007).
5. Senyawa Fenolik sebagai Senyawa Antioksidan
Sekelompok senyawa organik yang gugus hidroksilnya (-OH) langsung
melekat pada karbon cincin benzene dinamakan fenol.Sumber antioksidan
alami sebagian besar berasal
dari totumbuhan
dan umumnya merupakan
commit
user
13
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
senyawa fenolik yang tersebar di seluruh bagian tumbuhan baik di kayu, biji,
daun, buah, akar, bunga maupun serbuk sari (Sarastani et al., 2002).Polifenol
sebagai senyawa antioksidan yang penting karena memiliki peran ganda
dalam industri makanan sebagai stabilizer lipid dan dalam pencegahan
penyakit terkait stres oksidatif (Ponnusha et al., 2011).
Senyawa flavonoid adalah suatu kelompok senyawa fenol yang terbesar
yang ditemukan di alam.Kemampuan flavonoid sebagai antioksidan telah
banyak diteliti belakangan ini.Flavonoid memiliki kemampuan untuk merubah
atau mereduksi radikal bebas dan juga sebagai anti radikal bebas (Giorgio,
2000). Berdasarkan penelitian Schemeda et al. (1987) ekstrak daun Eugenia
uniflora mengandung myricetin, myricitrin, gallocatechin, quercetin dan
quercitrin yang merupakan flavonoid antioksidan.
6.
Penetapan Kandungan Fenolik
Penetapan
kandungan
fenolik
total
dapat
dilakukan
dengan
menggunakan pereaksi Folin-Ciocalteu. Metode ini berdasarkan kekuatan
mereduksi dari gugus hidroksi fenolik.Semua senyawa fenolik termasuk fenol
sederhana dapat bereaksi dengan reagen Folin-Ciocalteu, walaupun bukan
penangkap radikal (antiradikal) efektif.Adanya inti aromatis pada senyawa
fenol (gugus hidroksi fenolik) dapat mereduksi fosfomolibdat fosfotungstat
menjadi molibdenum yang berwarna biru. Kandungan fenolik total dalam
tumbuhan dinyatakan dalam GAE (Gallic Acid Equivalent) yaitu jumlah
kesetaraan miligram asam galat dalam 1 gram sampel (Waterhouse, 1999).
commit to user
14
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
7.
Pengaruh Ketinggian Tempat terhadap Kadar Metabolit Sekunder
Umbi kimpul mengandung saponin dan flavonoid. Sebagai hasil
metabolisme sekunder tanaman, produksi saponin dan flavonoid tentunya
dipengaruhi oleh keberadaan dan pertumbuhan tanaman di lapangan (Kristina
et al., 2007). Perbedaan ketinggian tempat tumbuh suatu tanaman juga dapat
mempengaruhi tinggi rendahnya kadar metabolit sekunder dalam tanaman
tersebut.
Ketinggian
tempat
tumbuh
berkaitan
dengan
faktor-faktor
lingkungan antara lain: iklim yang meliputi cahaya matahari, suhu udara,
kelembaban, serta ketersediaan air di dalam tanah (Vanhaelen et al., 1991;
Nitisapto dan Siradz, 2005).
Pengaruh ketinggian tempat terhadap profil metabolit sekunder dari
Arnica montana dilaporkan oleh Spitaler et al. (2006). Proporsi flavonoid
dengan grupvicinal free hydroxy pada ring B terhadap flavonoid hilang
secaranyata dengan kenaikan elevasi. Lebih lanjut, dilaporkan bahwa kadar
turunancaffeic acid berkorelasi positif dengan ketinggian tempat, jumlah 1methoxyoxaloyl-3,5-dicaffeoylquinic acidsecara signifikanmeningkatdidaerah
yang tinggi.
B. Kerangka Pemikiran
Antioksidan merupakan senyawa yang akan menghambat atau menunda
proses oksidasi substrat pada konsentrasi yang rendah. Salah satu sumber
antioksidan alami adalah buah-buahan dan sayur-sayuran yang telah banyak
diteliti.Buah pepaya, alpukat, waluh maupun beberapa jenis kacang-kacangan
telah diteliti memiliki kandungan
antioksidan.Kandungan
antioksidan dari jenis
commit
to user
15
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
umbi-umbian masih belum banyak diteliti.Umbi kimpul diketahui dapat
dimanfaatkan sebagai alternatif bahan pangan.Umbi kimpul mengandung
saponin, flavonoida serta vitamin C, sehingga umbi kimpul berpotensi sebagai
salah satu penghasil antioksidan yang baik untuk kesehatan.Persebaran kimpul di
Indonesia sangat luas.Hampir di seluruh kepulauan Indonesia terdapat kimpul,
dari dataran rendah sampai pegunungan dengan ketinggian 1300 m dpl. Tinggi
rendahnya kadar metabolit sekunder pada suatu tumbuhan dapat dipengaruhi oleh
lingkungan salah satunya adalah ketinggian tempat. Penelitian mengenai aktivitas
antioksidan yang berhubungan dengan senyawa fenolik serta pengaruh
ketinggian tempat terhadap aktivitas antioksidan umbi kimpul perlu dilakukan
sehingga informasi ilmiah yang diperoleh dapat mendukung penggunaan atau
konsumsi umbi tersebut dalam masyarakat.Kerangka pemikiran dari penelitian
ini dapat dirumuskan seperti pada Gambar 3.
commit to user
16
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Radikal bebas berperan dalam berbagai penyebab penyakit
Tubuh membutuhkan antioksidan untuk menetralkan radikal bebas
Umbi kimpul mengandung senyawa flavonoid yang
berpotensi sebagai antioksidan
Kandungan metabolit sekunder (flavonoid) dipengaruhi oleh
ketinggian tempat
Pengujian aktivitas antioksidan dan kandungan fenolik total
umbi kimpul dari ketinggian tempat yang berbeda
Umbi kimpul dengan potensi antioksidan yang tinggi.
Gambar 3. Kerangka Pemikiran
C. Hipotesis
Hipotesis dari penelitian ini adalah :
1.
Ada pengaruh ketinggian tempat terhadap aktivitas antioksidan ekstrak
metanol umbi kimpul di Kabupaten Klaten.
2.
Ada pengaruh ketinggian tempat terhadap kandungan fenolik total ekstrak
metanol umbi kimpul di Kabupaten Klaten.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan selama 4 bulan yaitu pada bulan Agustus
sampai November 2012 di Laboratorium Jurusan Biologi, Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Sub Lab Biologi, Laboratorium Pusat,
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
B. Alat dan Bahan
1.
Alat
Alat yang digunakan untuk uji aktivitas dan potensi antioksidan ekstrak
umbi kimpuladalah tabung reaksi, gelas ukur, labu ukur, gelas beker, cawan
pengenceran, pipet, spatula, neraca analitik, tabung eppendorf, mikropipet,
vortex, yellow tips dan blue tips, stopwatch, dan spektrofotometer UV-Vis.
2.
Bahan
a. Bahan Ekstraksi
Umbi kimpul yang telah berumur 9 bulan yang diperoleh dari kebun
petani di Kabupaten Klaten dengan ketinggian tempat 100, 400, 700 dan
1.000 m dpl, pelarut yang digunakan adalah metanol.
b. Bahan untuk uji aktivitas antioksidan
Ekstrak metanol umbi kimpul, vitamin C, DPPH p.a (Merck),
aquades, asam galat p.a (Merck), reagent Folin-Ciocalteu p.a (Merck),
Na2CO3 p.a (E.Merck).
commit to user
17
18
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
C. Cara Kerja Penelitian
1.
Pengambilan Sampel
Sampel berupa tanaman kimpul kultivar putih segar diambil dari
Kabupaten Klaten dengan ketinggian tempat 100, 400, 700 dan 1.000 m dpl.
Penelitian ini menggunakan metode purposive random sampling, yaitu
pengambilan sampel dengan pertimbangan tertentu pada daerah dengan
distribusi populasi tanaman kimpul terbanyak dengan umur tanaman 9
bulan.Jumlah sampel yang diambil adalah 5 individu dari masing-masing
ketinggian tempat.
2.
Preparasi Bahan (Wadlihah, 2010)
a. Penghilangan kulit
Kulit umbi kimpul dihilangkan dengan cara dikupas menggunakan pisau.
b. Pengirisan
Umbi kimpul diiris tipis-tipis yang bertujuan untuk memudahkan dalam
proses penghalusan.
c. Pengeringan
Umbi
kimpul
yang
sudah
diiris
tipis-tipis
kemudian
dikeringkan.Pengeringan dapat menggunakan pengeringan dengan sinar
matahari langsung (ditutup dengan kain hitam) maupun menggunakan
oven.
d. Penghalusan
Umbi kimpul yang sudah kering dihaluskan dengan cara ditumbuk atau
diblender sampai benar-benar halus.
commit to user
19
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
3.
Ekstraksi
Ekstraksi umbi kimpul menggunakan metode maserasi yaitu dengan
merendam umbi kimpul dengan pelarut metanol selama 3 x 24 jam dan
dilakukan beberapa kali pengadukan, sehingga diperoleh hasil berupa ekstrak
metanol umbi kimpul.
4.
Uji Aktivitas Antioksidan (Waterhouse, 1999; Hanani et al., 2005;
Okawa et al., 2001)
a. Pembuatan larutan DPPH
Sebanyak 2 mg DPPH dilarutkan dengan metanol p.a (Merck) di dalam
labu ukur sampai volumenya 50 mL sehingga diperoleh larutan dengan
konsentrasi 40 µg/mL.
b. Pembuatan larutan standar
Sebanyak 5 mg Vitamin C dimasukkan ke dalam tabung eppendorf dan
dilarutkan dengan 5 mL metanol p.a (Merck) sehingga diperoleh
konsentrasi 1.000 µg/mL. Kemudian dilakukan pengenceran dengan
menambahkan metanol sehingga diperoleh sampel dengan konsentrasi 10;
5; 2,5; 1,25 dan 0,625 µg/mL.
c. Pembuatan larutan sampel uji
Sebanyak 20 mg ekstrak metanol umbi kimpul dimasukkan ke dalam
tabung eppendorf dan dilarutkan dengan 2 mL metanol, sehingga
didapatkan konsentrasi 10.000 µg/mL.Setelah itu dilakukan pengenceran
commit to user
20
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
dengan menambahkan metanol sehingga diperoleh sampel dengan
konsentrasi 2000; 1000; 500; 250; dan 125 µg/mL.
d. Penentuan Absorbansi DPPH (Larutan Kontrol)
Sebanyak 400µL larutan DPPH dipipet dan ditambah dengan 4 mL
metanol. Setelah dibiarkan selama 30 menit di tempat gelap serapan
larutan diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang
517 nm.
e. Pemeriksaan aktivitas antioksidan
Masing–masing konsentrasi larutan uji dipipet sebanyak 400 µL dengan
mikropipet, dimasukkan ke dalam flakon dan ditambah 400 µL larutan
DPPH 40 µg/mL serta 4 mL metanol.Campuran dihomogenkan dengan
cara divorteks dan dibiarkan selama 30 menit di tempat gelap, serapan
diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang yang
telah ditetapkan. Sebagai pembanding digunakan vitamin C (10;5;2,5;1,25;
dan0,625 µg/mL) dengan perlakuan yang sama dengan sampel uji.
f. Penentuan aktivitas antioksidan
1. Penghitungan persentasi inhibisi, untuk mendapatkan nilai IC 50
(Inhibitory Concentration)
Persentasi Inhibisi =
Abs kontrol −Abs sampel
Abs kontrol
x 100%
Keterangan.
Abs kontrol
: Absorbansi radikal DPPH 40 µg/mL pada panjang
gelombang 517 nm.
commit to user
21
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Abs sampel
:Absorbansi sampel dalam radikal DPPH 40 µg/mL
pada panjang gelombang 517 nm.
Dari nilai persen inhibisi sebagai absis (x) dan konsentrasi ordinat
(y) maka dengan metode LR (Linear Regression) diperoleh persamaan
garis dan ditentukan konsentrasi saat persen inhibisi 50% (IC50).
Gambar 4. Kurva regresi linear hubungan konsentrasi Vitamin C
terhadap persen inhibisi DPPH
Kriteria :
 Sangat kuat jika nilai IC50 kurang dari 0,05 mg/mL
 Kuat jika nilai IC50 antara 0,05-0,1 mg/mL
 Sedang jika IC50 bernilai 0,101-0,150 mg/mL
 Lemah jika IC50 bernilai 0,150-0,200 mg/mL (Molyneux, 2004).
5. Penghitungan EC50 (Efficiency Concentration)
EC50 (diperoleh berdasarkan data IC50 melalui persamaan sebagai
berikut.
commit to user
22
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
𝐼𝐶50
EC50= 𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖
𝐷𝑃𝑃𝐻
Nilai EC50 dinyatakan dalam mg sampel tiap mg DPPH.
6. Penghitungan ARP (Antiradical Power)
Selanjutnya nilai ARP dihitung berdasarkan nilai EC50 yang didapatkan
melalui persamaan sebagai berikut :
100
ARP = 𝐸𝐶50
Keterangan.
5.
ARP
: Antiradical Power
100
: Konstanta
EC50
: Efficiency Concentration
Penetapan Kandungan Fenolik Total (Waterhouse, 1999)
a. Pembuatan larutan induk asam galat 1000µg/mL.
Sebanyak 10 mg asam galat ditimbang, ditambahkan 1 mL pelarut etanol
96% dan aquadest hingga volumenya 10 mL. Kemudian diencerkan
dengan etanol, sehingga dihasilkan konsentrasi 10, 5, 2,5,1,25, dan
0,625µg/mL asam galat.
b. Pembuatan Na2CO3 20%
Sebanyak 2 gr Na2CO3 ditambah 8 mL aquadest dan dididihkan. Larutan
didiamkan selama 24 jam,disaring, dan filtrat diencerkan dengan aquadest
hingga 10 mL.
c. Pembuatan larutan sampel uji
Sebanyak 2,5 mg sampel ekstrak ditimbang dan dilarutkan sampai 1 mL
commit
to user
dengan metanol : air (1:1).
Larutan
diencerkan dengan menambahkan
23
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
etanol sehingga diperoleh sampel dengan konsentrasi 2000 µg/mL.Larutan
uji sebanyak 60 µL ditambah dengan 4,8 mL akuades dan 300 µLreagen
Folin – Ciocalteau lalu dikocok dan didiamkan selama 8 menit. Larutan
ditambah 900 µL Na2CO3 20% dan didiamkan kembali selama 30 menit
pada suhu 40oC.
d. Pembuatan kurva standar asam galat dengan reagent Follin-Ciocalteu
Masing–masing konsentrasi larutan induk, diambil sebanyak 60 µL
ditambah 4,8 mL aquadest dan 300 µL reagenFolin-Ciocalteu, kemudian
dikocok. Larutan didiamkan 8 menit, kemudian ditambah 900 µL larutan
Na2CO3 20%dan dikocok hingga homogen. Larutan terlebih dahulu
didiamkan selama 30 menit pada suhu 40oC. Larutan blanko diukur pada
panjang gelombang serapan maksimum 765 nm, lalu dibuat kurva
kalibrasinya, hubungan antara konsentrasi asam galat (mg/L) dengan nilai
absorbansinya.
e. Pemeriksaan kandungan fenol total dengan metode Follin-Ciocalteu
Serapan larutan uji diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang
gelombang serapan maksimum 765 nm yang akan memberikan komplek
biru. Pengukuran dengan 5 ulangan sehingga kandungan fenol yang
diperoleh hasilnya didapat sebagai miligram ekivalen asam galat/gram
sampel ekstrak.
D. Analisis Data
Penentuan aktivitas antiradikal dilakukan melalui perhitungan nilai
IC50, EC50, dan ARP. Hubungan konsentrasi sampel uji dan vitamin C terhadap
commit to user
24
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
persen inhibisi DPPH serta konsentrasi asam galat dengan nilai absorbansinya
dianalisis menggunakan persamaan regresi linier dan perhitungan nilai koefisien
korelasi, sehingga didapat nilai IC50, EC50, ARP dan kandungan fenolik total dari
ekstrak. Hubungan antara nilai ARP serta kandungan fenol total dengan
ketinggian tempatdianalisis dengan Analisis Varian (ANAVA) kemudian
dilanjutkan dengan uji Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) pada taraf
kepercayaan95% untuk mengetahui beda nyata antar perlakuan.
commit to user
25
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Uji Aktivitas Antioksidan
Dalam penelitian pengujian aktivitas antioksidan ini digunakan metode
serapan radikal DPPH dengan menggunakan pelarut metanol.Bahan yang diuji
adalah umbi tanaman kimpul (Xanthosoma sagittifolium), bahan berasal dari
empat ketinggian tempat yang berbeda.Selain itu juga diuji vitamin C sebagai
standar dalam menentukan aktivitas antioksidan.Panjang gelombang yang
digunakan adalah 517 nm karena merupakan panjang gelombang serapan
maksimum DPPH dalam metanol.Waktu reaksi sampel dengan DPPH pada
penelitian ini adalah 30 menit untuk mencapai kondisi yang steady state (waktu
dimana nilai absorbansi sudah konstan).
Berdasarkan pengukuran absorbansi DPPH pada menit ke-30 dengan
adanya penambahan larutan uji ekstrak metanol umbi kimpul dan vitamin C
didapatkan hasil berupa nilai absorbansi.Data hasil pengukuran menunjukkan
bahwa setiap kenaikan konsentrasi ekstrak metanol umbi kimpul dan vitamin C
terjadi penurunan nilai absorbansi DPPH.Penurunan nilai absorbansi DPPH ini
menunjukkan adanya penangkapan atau peredaman radikal bebas DPPH oleh
sampel uji dan hal ini menunjukkan adanya aktivitas antioksidan dari ekstrak
metanol umbi kimpul dan vitamin C.
commit to user
26
27
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Analisis peredaman radikal bebas DPPH oleh sampel uji dapat diperoleh
dengan terlebih dahulu menghitung nilai persen inhibisi atau peredaman ekstrak
metanol umbi kimpul dan vitamin C (Lampiran 3).Hasil pengujian menunjukkan
bahwa setiap kenaikan konsentrasi, terjadi peningkatan inhibisi radikal bebas
DPPH oleh sampel uji (Lampiran 3).Terjadinya peningkatan inhibisi radikal bebas
DPPH oleh sampel uji disebabkan pada konsentrasi sampel yang semakin besar,
maka semakin tinggi kandungan antioksidannya sehingga berdampak juga pada
tingkat penghambatan radikal bebas yang dilakukan oleh zat antioksidan tersebut.
Aktivitas antioksidan dinyatakan dalam nilai Anti Radical Power
(ARP).Semakin besar nilai ARP menunjukkan kekuatan antioksidan senyawa
tersebut semakin besar.Nilai ARP diperoleh setelah terlebih dahulu diketahui nilai
IC50 dan EC50.Nilai IC50 merupakan bilangan yang menunjukkan konsentrasi
sampel uji (µg/mL) yang memberikan peredaman DPPH sebesar 50%, sedangkan
nilai EC50 dinyatakan dalam mg sampel tiap mg DPPH (Sinaga, 2009; Prakash et
al., 2007). Nilai IC50 dihitung berdasarkan persamaan regresi linear yang
didapatkan dengan cara memplot konsentrasi larutan uji dan persen inhibisi
(Gambar 5 dan Lampiran 4).
Persamaan regresi linear digunakan untuk mengetahui pengaruh antara
variabel bebas (konsentrasi sampel uji) terhadap variabel terikat (persen inhibisi).
Persamaan umumnya adalah y = a +bx dimana y adalah variabel terikat dan x
adalah variabel bebas.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
28
digilib.uns.ac.id
Gambar 5. Kurva Regresi Linear hubungan Persen Inhibisi dengan
Konsentrasi Vitamin C
Persamaan regresi linear sampel uji dan vitamin C memiliki nilai b yang
positif, sehingga menunjukkan bahwa kurva nilai penghambatan antioksidan
merupakan kurva peningkatan.Kurva regresi linear sampel uji dan vitamin C juga
menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang erat antara konsentrasi dengan
persen inhibisi.Hal ini diperlihatkan dengan nilai R2 (koefisien korelasi) yang
mendekati 1.Nilai R2 dari kurva regresi vitamin C adalah 0,981, yang artinya
terdapat hubungan yang signifikan antara konsentrasi pelarut dengan persen
inhibisi. Hal ini menunjukkan bahwa lebih dari 98,1% derajat penghambatan
dipengaruhi oleh konsentrasi vitamin C, sedangkan kurang dari 1,9% dipengaruhi
oleh faktor lain.
Nilai IC50 dihitung berdasarkan persamaan regresi dan digunakan dalam
menentukan nilai EC50 dan ARP (Lampiran 5).Nilai ARP dari ekstrak metanol
commit to user
umbi kimpul dan vitamin C dapat dilihat pada Tabel 2.
29
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Tabel 2. Nilai ARP sampel uji dan vitamin C
Sampel Uji
ARP
1 (1000 mdpl)
4,19a
2 (700 mdpl)
7,85a
3 (400 mdpl)
5,83a
4 (100 mdpl)
7,64a
Kontrol (Vitamin C)
589,61
Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang
sama menunjukkan tidak berbeda nyata dengan uji
Duncan 95%.
Hasil yang diperoleh setelah dilakukan uji ANAVA terlihat bahwa tidak ada
pengaruh yang nyata dari ketinggian tempat tumbuh terhadap aktivitas
antioksidan umbi kimpul.Aktivitas antioksidan tertinggi ditunjukkan oleh ekstrak
metanol umbi kimpul yang berasal dari ketinggian 700 m dpl, sedangkan aktivitas
antioksidan terendah ditunjukkan oleh ekstrak metanol umbi kimpul yang berasal
dari ketinggian 1000 m dpl. Perbedaan aktivitas antioksidan ekstrak metanol umbi
kimpul ini dapat diduga karena pengaruh cara pemeliharaan oleh petani yang
berbeda-beda.
Vitamin C memiliki kekuatan antioksidan 75,11 kali lebih besar dari
kekuatan antioksidan ekstrak metanol umbi kimpul. Reaksi vitamin C terhadap
senyawa radikal bebas lebih cepat dibandingkan komponen lainnya.Vitamin C
dapat langsung menangkap radikal bebas, baik dengan atau tanpa katalisator
enzim. Selain itu, molekul dari vitamin C mempunyai 2 tempat abstraksi hidrogen
yang terhubung secara internal, sehingga ada abstraksi lanjutan setelah abstraksi
hidrogen pertama oleh radikal DPPH yang menyebabkan perbandingan 2:1,
artinya 2 molekul DPPH ditangkap atau dapat direduksi oleh satu molekul vitamin
C (Susanto et al., 2009).
commit to user
30
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Penelitian ini menggunakan pelarut metanol (polar) dikarenakan beberapa
penelitian mengindikasikan bahwa ekstrak polar
menunjukkan aktivitas
antioksidan yang lebih efektif dibandingkan dengan ekstrak non polar. Beberapa
penelitian yang mendukung hal ini diantaranya dilakukan oleh Kwape dan
Chaturvedi (2012),yang melaporkan bahwa ekstrak metanol Ziziphus mucronata
memiliki aktivitas antioksidan 8,12 μg/mLyang lebih besar daripada ekstrak
heksannya yaitu 88,48 μg/mL.Yusriet al (2012) melaporkan bahwa ekstrak
metanol Hibiscus cannabinus memiliki aktivitas antioksidan 0,62μg/gyang lebih
besar daripada ekstrak heksannya yaitu 0,40 μg/g. Neelam dan Khan (2012) juga
melaporkan bahwa ekstrak metanol Galium aparine memiliki aktivitas
antioksidan 84,33%yang lebih besar daripada ekstrak kloroformnya yaitu 10%.
Akan tetapi pada beberapa penelitian yang lain menunjukkan hasil
sebaliknya bahwa aktivitas antioksidan pada tanaman dapat berasal dari senyawa
non polar. Sreedharet al (2010) melaporkan bahwa ekstrak kloroform akar Vitex
trifoliatememiliki aktivitas antioksidan 122.20 μg/mLyang lebih besar daripada
ekstrak metanolnya yaitu 169.32 μg/mL.Shafekhet al (2012) juga melaporkan
bahwa ekstrak etil asetat pada Vigna sinensis memiliki aktivitas antioksidan312.4
mM yang lebih besar daripada ekstrak metanolnya yaitu 226.2 mM.
B. Penetapan Kandungan Fenolik Total
Kandungan senyawa fenolik dalam sampel ditentukan dengan metode
Folin-Ciocalteu. Penetapan kandungan senyawa fenolik total pada sampel
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
31
digilib.uns.ac.id
menggunakan asam galat sebagai larutan standar dengan konsentrasi 10; 5; 2,5;
1,25, dan 0,625 µg/mL.
Berdasarkan hasil pengukuran absorbansi asam galat, dapat dibuat kurva
kalibrasi antara absorbansi dengan konsentrasi. Pembuatan kurva kalibrasi ini
berguna untuk membantu menentukan kandungan fenolik total dalam sampel
melalui persamaan regresi dari kurva kalibrasi (Gambar 6).
Gambar 6. Kurva kalibrasi antara konsentrasi asam galat dengan absorbansi
Pada Gambar 6 dapat dilihat bahwa absorbansi berbanding lurus dengan
konsentrasi yang mengikuti persamaan regresi linear. Dari pemeriksaan larutan
standar asam galat didapat kurva kalibrasi dengan persamaan regresi y = 0,004x +
0,059 dan nilai koefisien korelasi (R2) sebesar 0,977. Nilai R2 dari kurva regresi
asam galat adalah 0,977, yang artinya terdapat hubungan yang signifikan antara
konsentrasi asam galat dengan absorbansi. Hal ini menunjukkan bahwa lebih dari
97,7% nilai absorbansi dipengaruhi oleh konsentrasi asam galat, sedangkan
kurang dari 2,3% dipengaruhi olehcommit
faktor to
lain.
user
perpustakaan.uns.ac.id
32
digilib.uns.ac.id
Berdasarkan hasil perhitungan kandungan senyawa fenolik total (Lampiran
6), ekstrak metanol umbi kimpul dari ketinggian 100 mdpl memiliki kandungan
senyawa fenolik total lebih tinggi dibandingkan esktrak metanol umbi kimpul dari
ketiga ketinggian lainnya (Tabel 3). Ekstrak metanol umbi kimpul dari ketinggian
700 mdpl yang memiliki aktivitas antioksidan tertinggi ternyata memiliki
kandungan senyawa fenolik lebih rendah dari ekstrak metanol umbi kimpul dari
ketinggian 100 mdpl.
Tabel 3. Kandungan senyawa fenolik total dan nilai ARP ekstrak metanol
umbi kimpul
Kandungan Fenolik
Sampel Uji
ARP
Total (µg/mL)
1 (1000 mdpl)
4,67a
4,19a
a
2 (700 mdpl)
3,63
7,85a
3 (400 mdpl)
2,94a
5,83a
b
4 (100 mdpl)
6,43
7,64a
Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama
menunjukkan tidak berbeda nyata dengan uji Duncan 95%.
Korelasi antara kandungan senyawa fenolik total dan aktivitas antioksidan
ini menunjukkan bahwa antara kandungan senyawa fenolik pada suatu bahan
tidak selalu mendukung adanya aktivitas antioksidan pada suatu bahan tersebut.
Aktivitas antioksidan suatu bahan tidak hanya didukung oleh adanya kandungan
fenolik, namun juga dapat didukung oleh senyawa-senyawa lain yaitu karotenoid,
alkaloid, saponin dan triterpenoid (Ndhlalaet al., 2010).
Beberapa penelitian yang mendukung diantaranya Ebrahimzadeh et al.
(2010), hasil yang dilaporkan adalah antara aktivitas antioksidan dengan
kandungan fenolik dan flavonoid total pada ekstrak metanol tanaman tidak
memiliki korelasi yang signifikan.
Patel
et al. (2010), melaporkan bahwa
commit
to user
33
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
kandungan fenolik tertinggi adalah pada daun Gemelia, kandungan flavonoid
tertinggi pada daun Hibiscus, sedangkan aktivitas antioksidan yang tertinggi
adalah pada batang Kigelia. Hal ini berarti antara aktivitas antioksidan dan
besarnya kandungan fenolik dan flavonoid total berkorelasi tidak signifikan.
Disisi lain, penelitian yang menghasilkan korelasi yang signifikan antara
kandungan fenolik dan flavonoid terhadap aktivitas antioksidan juga telah banyak
dilakukan. Siddique et al (2010), melaporkan bahwa aktivitas antioksidan
tertinggi terdapat pada ekstrak daun Aegle marmelos, yang ternyata juga memiliki
kandungan fenolik dan flavonoid total paling tinggi. Sadati et al (2011), juga
melaporkan bahwa aktivitas antioksidan pada berbagai fraksi Sargassum swartzii,
Cystoseira myrica, dan Colpomenia sinuosa berkorelasi signifikan dengan
kandungan fenolik totalnya.
Hasil yang diperoleh setelah dilakukan uji ANAVA terlihat bahwa ada
pengaruh yang nyata dari ketinggian tempat tumbuh terhadap kandungan fenolik
total umbi kimpul. Perbedaan kandungan fenolik total pada umbi kimpul dari
4 ketinggian yang berbeda diduga karena pengaruh faktor lingkungan seperti
suhu, kelembaban udara, kelembaban tanah, intensitas cahaya dan pH tanah
(Tabel 4).
Tabel 4. Parameter lingkungan tempat pengambilan sampel umbi kimpul
Ketinggian Tempat (m dpl)
Parameter
1000
700
400
100
o
o
o
Suhu
25 C
27 C
28,5 C
35oC
Kelembaban Udara 72 %
71 %
64 %
51 %
Kelembaban Tanah 10 %
20 %
40 %
20 %
Intensitas Cahaya
3730 lux
2240 lux
17480 lux
10900 lux
pH Tanah
7
7
6,8
7
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
34
digilib.uns.ac.id
Perubahan ketinggian tempat tumbuh kimpul memiliki pengaruh terhadap
kandungan fenol total pada umbi kimpul. Hal ini ditunjukkan dengan kandungan
fenol total pada ketinggian tempat 100 m dpl sebesar 6,43 µg/mL lebih tinggi
dibandingkan kandungan fenol total pada ketiga ketinggian tempat lainnya.
Perbedaan ketinggian tempat akan berpengaruh terhadap kelembaban, suhu, dan
intensitas cahaya. Semakin tinggi dataran atau daerah, maka semakin rendah suhu
udaranya, intensitas matahari juga akan semakin berkurang. Hubungan antara
faktor lingkungan tersebut mempengaruhi fungsi fisiologis dan morfologis
tanaman. Apabila faktor lingkungan tidak mendukung, respon tanaman akan
tampak pada perubahan morfologis serta proses fisiologisnya, termasuk pada
tanaman kimpul.
Kimpul yang tumbuh pada ketinggian 100 m dpl mengalami cekaman faktor
lingkungan.Cekaman tersebut dapat berupa defisit air, suhu yang tinggi, intensitas
cahaya yang sangat tinggi serta kelembaban udara yang rendah. Ketika tanaman
mengalami stress, maka produksi metabolit sekunder termasuk produksi fenol
akan mengalami peningkatan.Ketinggian tempat tumbuh dapat mempengaruhi
kandungan metabolit sekunder pada tanaman.Pada penelitian ini terlihat bahwa
pada ketinggian tempat tumbuh yang paling rendah (100 m dpl), umbi kimpul
memiliki kandungan fenol yang paling tinggi.Hal ini sejalan dengan Fitter dan
Hay (1990) yang menyatakan bahwa pertumbuhan dan metabolisme tanaman
dipengaruhi oleh perubahan temperatur lingkungan yang tergantung pada
ketinggian di atas permukaan tanah.Respon tanaman sebagai akibat faktor
lingkungan terlihat pada penampilan morfologi tanaman dan fisiologi tanaman.
commit to user
35
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Beberapa penelitian telah dilakukan, diantaranya oleh Spitaler et al. (2006),
melaporkan bahwa kandungan senyawa flavonoid dari Arnica montana hilang
secara nyata dengan kenaikan elevasi. Disisi lain, Fatchurrozak (2012),
melaporkan bahwa kandungan vitamin C dan aktivitas antioksidan pada buah
Carica pubescens meningkat seiring dengan peningkatan ketinggian tempat
tumbuhnya. Kandungan vitamin C dan aktivitas antioksidan pada buah C.
pubescens paling tinggi terdapat pada ketinggian tempat 2400 m dpl.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
1.
Ketinggian tempat tidak berpengaruh secara signifikan terhadap Anti Radical
Power(ARP) pada pengujian aktivitas antioksidan ekstrak metanol umbi
kimpul. ARPtertinggi berasal dari ketinggian 700 m dpl (7,85). ARP yang
terbesar hingga yang terkecil adalah sebagai berikut : umbi kimpul pada
ketinggian 700 m dpl > umbi kimpul pada ketinggian 100 m dpl > umbi
kimpul pada ketinggian 400 m dpl > umbi kimpul pada ketinggian 1000 m
dpl.
2.
Ketinggian tempat berpengaruh pada kandungan fenol total ekstrak metanol
umbi kimpul di kabupaten Klaten. Kandungan fenol total tertinggi berasal
dari ketinggian 100 m dpl (6,43). Kandungan fenol total yang terbesar hingga
yang terkecil adalah sebagai berikut : umbi kimpul pada ketinggian 100 m
dpl> umbi kimpul pada ketinggian 1000 m dpl > umbi kimpul pada
ketinggian 700 m dpl > umbi kimpul pada ketinggian 400 m dpl.
B. SARAN
Dari penelitian yang telah dilakukan, disarankan agar dilakukan penelitian
lebih lanjut mengenai faktor lingkungan yang paling berperan dalam biosintesis
metabolit sekunder pada umbi kimpul.
commit to user
36
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
37