1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Temulawak dan kunyit merupakan salah satu tanaman yang banyak

digunakan sebagai bahan baku obat tradisional di industri jamu, industri farmasi,

serta industri makanan dan minuman. Tanaman ini terkenal khasiatnya sebagai

antioksidan (Hadi, 1985; Agusta & Chairul, 1994; Suksamrarn dkk, 1994).

Senyawa yang bertanggung jawab terhadap efek farmakologis tersebut adalah

kurkumin yang merupakan salah satu komponen kurkuminoid. Kurkumin

merupakan kandungan utama dalam rimpang temulawak dan kunyit

(Jayaprakasha dkk, 2006).

Melihat tingginya pemanfaatan temulawak dan kunyit dalam kehidupan

sehari-hari yang berfungsi sebagai antioksidan, sangat penting dilakukan analisis

senyawa kurkumin untuk menjamin efek farmakologis yang dihasilkan dari

produk olahan temulawak dan kunyit. Analisis kurkumin umumnya dilakukan

dengan metode kromatografi lapis tipis (Almeida dkk, 2005; Zhang dkk, 2008;

Anderson dkk, 2000, Cahyono dkk., 2008) atau kromatografi cair kinerja tinggi

(Jiang dkk, 2006; Jadhav dkk, 2007; Bos dkk, 2007; Lee dkk, 2011). Kedua

metode tersebut membutuhkan preparasi sampel yang cenderung rumit dan

pelaksanaannya cukup memakan waktu. Disamping itu, metode tersebut

menggunakan banyak reagen sehingga tidak ramah lingkungan. Berdasarkan hal

tersebut, maka diperlukan metode analisis yang lebih praktis. Dalam penelitian ini

2

dilakukan metode metode analisis yang lebih cepat yakni spektrofotometri

inframerah tertransformasi Fourier (FTIR), terutama dikombinasikan dengan

teknik kemometrika partial least square (PLS) untuk melihat hubungan hasil

analisis kurkumin secara KLT dan dengan metode spektrofotometri FTIR.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah di atas, dapat dibuat rumusan masalah

sebagai berikut:

1. Apakah metode spektrofotometri FTIR dapat digunakan untuk analisis

kurkumin dalam ekstrak etanol temulawak dan kunyit?

2. Bagaimana hubungan antara kadar kurkumin dalam ekstrak etanol

temulawak dan kunyit yang dianalisis dengan metode KLT dan dengan

metode spektrofotometri FTIR?

C. Pentingnya Penelitian Dilaksanakan

Analisis kurkumin dalam ekstrak etanol temulawak dan kunyit dengan

metode kromatografi dirasakan terlalu lama dan kurang ramah lingkungan karena

melibatkan berbagai macam pelarut organik seperti kloroform, metanol, heksan,

dan aseton. Pelarut tersebut dapat mempengaruhi sistem saraf pusat, sistem saraf

perifer, sistem reproduksi, menginduksi kanker dan menyebabkan gangguan pada

ginjal dan hati (Baker, 1994). Pelarut organik juga memiliki sifat sulit

dikembangkan berbagai metode instrumentasi yang cepat, reliabel, serta

reprodusibel. Spektrofotometri FTIR merupakan teknik yang menjanjikan karena

3

kemampuannnya sebagai teknik sidik jari. Selain itu, analisis dengan

spektrofotometri FTIR juga dipertimbangkan sebagai salah satu analisis kimia

ramah lingkungan karena minimnya penggunaan reagen kimia.

D. Tujuan

Tujuan penelitian ini secara umum adalah untuk melakukan analisis

kurkumin dalam ekstrak etanolik kunyit dan temulawak dengan cepat

menggunakan spektrofotometer FTIR. Secara rinci, tujuan penelitian ini adalah:

1. Melakukan analisis kurkumin secara spektrofotometri FTIR yang

dikombinasikan dengan kalibrasi multivariat partial least square.

2. Mencari hubungan konsentrasi kurkumin dalam ekstrak etanol temulawak

dan ekstrak kunyit yang dianalisis dengan KLT dan dengan metode

spektrofotometri FTIR.

E. Tinjauan Pustaka

1. Temulawak (Curcuma xanthorrhiza)

Temulawak merupakan tanaman obat asli Indonesia yang berasal dari

daerah Jawa, Bali dan Maluku (Prana, 1985). Curcuma berasal dari bahasa Arab,

kurkum, yang berarti kuning, sedangkan xanthorrhiza berasal dari bahasa Yunani,

xantos yang berarti kuning dan rhiza yang berarti akar. Temulawak telah

digunakan oleh nenek moyang bangsa Indonesia sebagai komponen makanan,

tujuan pengobatan, dan sebagai penambah energi (Hwang dkk, 2006).

4

Temulawak termasuk dalam famili Zingiberaceae, genus Curcuma dan

spesies Curcuma xanthorrhiza Roxb. Secara alami temulawak tumbuh dengan

baik di lahan-lahan yang teduh dan terlindung dari sinar matahari. Di habitat

alaminya, rumpun tanaman ini tumbuh subur di bawah naungan pohon bambu dan

jati. Tanaman ini memiliki daya adaptasi yang tinggi terhadap berbagai kondisi

cuaca di daerah tropis. Temulawak dapat tumbuh di dataran rendah dan tinggi,

bahkan sampai 1800 meter di atas permukaan laut (Afifah, 2003).

Temulawak termasuk jenis tumbuh-tumbuhan herba yang batang

pohonnya berbentuk batang semu dan tingginya dapat mencapai 2 meter.

Daunnya lebar dan pada setiap helaiannya dihubungkan dengan pelepah dan

tangkai daun yang agak panjang. Terdapat bunga pada tanaman ini yang

bergerombol dan berwarna kuning tua (Thomas, 1989). Temulawak dilaporkan

memiliki berbagai aktivitas biologis seperti antitumor, anti inflamasi, antioksidan,

hepatoprotektif, dan antibakteri. Aktivitas tersebut disebabkan komponen aktif

temulawak yang berupa kurkuminoid dan xantorhizol (Hwang dkk, 2006).

Kurkuminoid dalam temulawak terdiri dari kurkumin dan demetoksikurkumin.

Disamping kedua zat aktif tersebut, rimpang temulawak juga mengandung minyak

atsiri, pati, protein, lemak, selulosa dan mineral (Ketaren, 1998). Komponen

minyak atsiri temulawak adalah sebagai berikut :

5

Tabel I. Daftar komponen minyak atsiri pada rimpang temulawak (Sumber: Liang

dkk, 1985)

1. Kunyit

Kunyit dikenal dengan beberapa nama daerah antara lain Kunyit (Jawa),

Kunyet (Sumatera), Kunyik (Nusa Tenggara), Kuni (Sulawesi) dan Kulin

(Maluku). Kunyit merupakan tumbuhan daerah subtropis sampai tropis dan

tumbuh subur di dataran rendah antara 90 meter sampai dengan 2000 meter di atas

permukaan laut. Tinggi tanaman kunyit sekitar 70 cm. Batang tanaman ini semu

dan basah. Pelepah daunnya membentuk batang dengan helaian daun berbentuk

bulat telur. Rimpangnya memiliki banyak cabang dengan kulit luarnya berwarna

jingga kecoklatan. Buah daging rimpang kunyit berwarna merah jingga kekuning-

kuningan (Thomas, 1989). Klasifikasi kunyit menurut Linnaeus adalah:

Komponen minyak atsiri rimpang temulawak

Trisiklin Kariofilena β-kadinena

α-pinena Allo-aromadendrena β-seskuifelandrena

Kamfena Trans-β-farnesena Ar-kurkumena

β-pinena Berneol Isofuranoger

Sabrinena Gerwakrena D Turmerone

Mirsena Zingiberena Turmerol

Felandren β-bisabolen Ar-turmeron

limonena Β-curcumene Xantorizol

1,8-sineol β-simen Kamfor

δ-terpinena terpionlena α-bergamolena

6

Kingdom : Plantae

Phylum : Magnoliophyta

Kelas : Liliopsida

Subkelas : Zingiberidae

Ordo : Zingiberales

Famili : Zingiberaceae

Genus : Curcuma

Spesies : Curcuma longa Linn.

Kunyit sejak lama dimanfaatkan sebagai antibakteri, antiinflamasi (Mary

dkk, 2012) dan antioksidan (Chan, 2008). Kandungan utama dalam rimpang

kunyit adalah kurkuminoid yang terdiri dari kurkumin, demetoksikurkumin dan

bis-demetoksikurkumin. Kandungan lainnya antara lain air, protein, lemak,

mineral, serat kasar, karbohidrat, pati, karoten, tanin, dan minyak atsiri. Minyak

atsiri pada rimpang kunyit dimuat pada Tabel II.

Tabel II. Kandungan minyak atsiri pada rimpang kunyit (Sumber: Jayaprakasha dkk,

2005)

Komponen minyak atsiri rimpang kunyit

Turmerone Curlone

Curdione Turmeronol B

1,8 cineole α-Zingiberene

β-pinene β-bisabolene

p-cymene Curcumene

7

2. Kurkumin

Kurkumin merupakan senyawa kurkuminoid yang merupakan pigmen

warna kuning pada rimpang temulawak dan kunyit. Senyawa ini termasuk

golongan fenolik. Kurkuminoid yang sudah diisolasi bewarna kuning atau kuning

jingga, dan berasa pahit. Kurkuminoid mempunyai aroma yang khas dan tidak

bersifat toksik. Kelarutan kurkumin sangat rendah dalam air dan eter, namun larut

dalam pelarut organik seperti etanol dan asam asetat glasial. Kurkumin stabil pada

suasana asam, tidak stabil pada kondisi basa dan adanya cahaya. Pada kondisi

basa dengan pH di atas 7,45, 90% kurkumin terdegradasi membentuk produk

samping berupa trans-6-(4ˈ-hidroksi-3ˈ-metoksifenil)-2,4-diokso-5-heksenal

(mayoritas), vanilin, asam ferulat dan feruloil metan. Sementara dengan adanya

cahaya, kurkumin terdegradasi menjadi vanilin, asam vanilat, aldehid ferulat,

asam ferulat dan 4-vinilguaiakol (Brat dkk, 2008). Struktur kimia kurkuminoid

yang terdiri atas kurkumin, demetoksikurkumin dan bis-demetoksikurkumin

ditampilkan pada Gambar 1.

8

Gambar 1. Struktur kimia kurkumin, demetoksikurkumin dan bis-demetoksikurkumin

(Gambar diadaptasi dari Hwang dkk, 2006)

Beberapa metode yang biasa diterapkan untuk analisis kuantitatif

kurkuminoid dalam temulawak dan kunyit antara lain metode spektrofotometri

uv-vis (Jayaprakasha dkk, 2005; Pothitirat & Gritsanapan, 2006). Panjang

gelombang maksimal kurkumin adalah pada 420-430 nm dalam pelarut organik

seperti metanol dan etanol, namun senyawa lain dalam ekstrak rimpang

temulawak dan kunyit yang memiliki gugus kromofor dapat menyerap pada

panjang gelombang tersebut, sehingga mengganggu analisis (Jayaprakasha dkk,

2005). Metode-metode kromatografi seperti KCKT (Ruslay dkk, 2007; Jiang dkk,

2006; Jadhav dkk, 2007; Bos dkk, 2007; Lee dkk, 2011), KLT (Scotter, 2009) dan

metode kromatografi gas (Almeida dkk, 2005; Zhang dkk, 2008; Anderson dkk,

2000) merupakan metode yang umum digunakan untuk analisis kurkumin. Selain

itu, juga digunakan metode elektroforesis kapiler (Sun dkk, 2002) dan flow

9

injection analysis (Inoue dkk, 2001). Metode-metode tersebut memerlukan waktu

lebih lama karena tahapan kerjanya banyak, biaya tinggi, serta pereaksi kimia

yang tidak ramah lingkungan. Oleh karena itu, diperlukan metode yang cepat dan

lebih ramah lingkungan seperti spektrofotometri inframerah.

3. Ekstraksi

Ekstraksi merupakan proses pemisahan dua zat atau lebih dengan pelarut

yang tidak saling campur, baik itu dari zat cair ke zat cair atau zat padat ke zat cair

(Harbone, 1987). Ekstraksi biasanya dilakukan untuk mengisolasi suatu senyawa

alam dari jaringan asli tumbuh-tumbuhan yang sudah dikeringkan (Kusnaeni,

2008).

Berdasarkan fase yang terlibat, terdapat 2 macam ekstraksi yakni ekstraksi

cair-cair dan ekstraksi padat-cair. Pemindahan komponen dari padatan ke pelarut

pada ekstraksi padat-cair melalui 3 tahapan, yakni difusi pelarut ke pori-pori

padatan atau dinding sel, kemudian di dalam dinding sel terjadi pelarutan padatan

oleh pelarut, dan tahapan terakhir adalah pemindahan larutan dari pori-pori

menjadi larutan ekstrak. Ekstraksi padat-cair dipengaruhi oleh waktu ekstraksi,

suhu yang digunakan, pengadukan dan banyaknya pelarut yang digunakan.

Tingkat ekstraksi bahan ditentukan oleh ukuran partikel dari bahan tersebut, dan

ukuran bahan yang diekstrak harus homogen agar kontak antara material dengan

pelarut berjalan dengan mudah, dan ekstraksi berlangsung baik (Harborne, 1987).

Ekstraksi padat-cair dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu cara Soxhlet dan

perkolasi dengan atau tanpa pemanasan. Cara lain yang lebih sederhana untuk

10

mengekstrak zat aktif dari padatan adalah dengan maserasi (Muchsony, 1997).

Maserasi merupakan proses perendaman sampel dengan pelarut organik pada

temperatur ruangan. Teknik ini dilakukan untuk mengekstrak jaringan tanaman

yang belum diketahui kandungan senyawanya yang mungkin bersifat tidak tahan

panas (Harbone, 1987). Prinsip teknik pemisahan secara maserasi adalah prinsip

kelarutan like dissolve like yang mana pelarut polar akan melarutkan senyawa

polar, dan pelarut nonpolar akan melarutkan senyawa nonpolar. Oleh karena itu,

pemilihan pelarut sangat berpengaruh terhadap hasil ektraksi. Pelarut yang

digunakan harus dapat menarik komponen yang diinginkan semaksimal mungkin.

Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam memilih pelarut antara lain:

selektivitas, sifat pelarut dan kemampuan mengekstraksi, tidak toksik, mudah

diuapkan dan relatif murah. Pelarut untuk ekstraksi maserasi yang umumnya

digunakan antara lain: etil asetat, etanol, aseton dan air (Simpen, 2008).

Untuk memperoleh ekstrak kental perlu dilakukan penguapan pelarut,

yang dapat dilakukan dengan alat vaccum rotary evaporator. Mekanisme kerja

alat tersebut berdasarkan pada prinsip destilasi serta penurunan tekanan pada labu

alas bulat dan pemutaran labu alas bulat pada kecepatan tertentu, hingga

menyebabkan pelarut menguap lebih cepat di bawah titik didihnya. Bagian lain

dari alat ini adalah evaporator yang berfungsi mengubah sebagian atau

keseluruhan pelarut dari cair menjadi uap. Evaporator memiliki 3 bagian yakni

penukar panas, bagian evaporasi (tempat yang mana cairan mendidih lalu

menguap) dan pemisah untuk memisahkan uap dari cairan lalu dimasukkan ke

dalam condenser agar mengalami kondesasi atau pendinginan. Pada sistem

11

pendinginan, efek pendinginan diperoleh dari penyerapan panas oleh cairan

pendingin yang menguap dengan cepat (Anonim, 2013). Keuntungan penguapan

dengan vaccum rotary evaporator adalah senyawa yang larut pada pelarut tidak

ikut menguap dan tidak rusak akibat pemanasan pada suhu tinggi.

4. Spektroskopi inframerah

Spektrofotometri inframerah (IR) merupakan salah satu jenis

spektrofotometri vibrasional yang didasarkan pada serapan molekul terhadap

radiasi inframerah. Daerah IR terdiri dari tiga bagian yakni daerah IR jauh (400-

40 cm-1

), daerah IR tengah (4000-400 cm-1

), dan daerah IR dekat (14000-4000

cm-1

). Umumnya analisis senyawa dilakukan pada daerah IR tengah (Tanaka dkk,

2008).

Penyerapan radiasi IR merupakan proses kuantisasi. Hanya frekuensi

tertentu dari radiasi IR yang akan diserap oleh molekul. Frekuensi radiasi IR yang

dapat diserap adalah frekuensi yang sesuai dengan kisaran frekuensi vibrasi ulur

dan tekuk ikatan dalam kebanyakan ikatan kovalen molekul. Setelah diserap,

frekuensi radiasi IR tersebut akan meningkatkan amplitudo gerakan vibrasional

ikatan dalam molekul. Meski demikian, tidak semua ikatan dalam molekul dapat

menyerap energi IR meskipun frekuensi radiasi sudah sesuai dengan gerakan

ikatan. Hanya ikatan yang memiliki momen dipol yang dapat bervibrasi saat

menyerap radiasi IR. Semakin besar perubahan momen dipol, maka serapan akan

semakin intens (Stuart, 2004).

12

Secara umum, gerakan vibrasional yang terjadi dapat berupa tekukan

(bending) yang menyebabkan perubahan sudut ikatan atau uluran (stretching)

yang menyebabkan perubahan panjang ikatan. Beberapa ikatan dapat mengalami

uluran simetris atau asimetris (Gambar 2).

Vibrasi uluran (stretching)

Uluran simetris (v = 2853 cm-1) Uluran asimetris (v = 2923 cm-1)

C

H

HC

H

H

Gambar 2. Vibrasi uluran simetris (kiri) dan asimetris (kanan) (Gambar diadaptasi dari

Pavia dkk, 2009)

Secara umum, vibrasi uluran asimetris terjadi pada bilangan gelombang

yang lebih tinggi dibanding vibrasi uluran simetri; demikian juga, vibrasi uluran

juga terjadi pada bilangan gelombang yang lebih tinggi dibanding vibrasi tekukan.

Vibrasi tekuk sendiri terdiri dari 4 macam yakni guntingan, ayunan, kibasan dan

pelintiran. Istilah tersebut digunakan dalam literatur untuk merujuk bilangan

gelombang yang merupakan asal pita inframerah (Pavia dkk, 2009). Salah satu

gugus yang mengalami keempat jenis vibrasi tekuk dan juga vibrasi uluran adalah

gugus metilen (Gambar 3).

13

Vibrasi uluran (stretching)

Uluran simetris (v = 2853 cm-1) Uluran asimetris (v = 2923 cm-1)

C

H

HC

H

H

Vibrasi tekukan (bending)

Vibrasi guntingan

(v = 1450 cm-1)

Vibrasi kibasan (v = 1250 cm-1)

Vibrasi goyangan (v = 720 cm-1);

Dalam bidang (in-plane)

Vibrasi pelintiran (v = 1250 cm-1);

Keluar bidang (out of plane)

C

H

H

C

H

H

C

H

C

H

H

Gambar 3. Berbagai jenis vibrasi untuk gugus metilen (Gambar diadaptasi dari Pavia dkk,

2009)

Tidak ada dua molekul yang akan mempunyai bentuk serapan IR yang

tepat sama, baik dari segi jumlah, absorbansi, intensitas atau frekuensi eksak dari

tiap puncak. Identifikasi dapat dilakukan dengan analisis puncak-puncak spesifik

berdasarkan ketiga hal tersebut. Spektroskopi IR juga dapat digunakan untuk

analisis kuantitatif karena intensitas (absorbansi) dalam spektrum IR berbanding

lurus dengan konsentrasi gugus fungsional yang bersesuaian sebagaimana

ditunjukan dalam hukum Lambert-Beer (Stuart, 2004).

14

5. Spektrofotometer Fourier Transform Infrared (FTIR)

Ada 2 jenis spektrofotometer IR, yakni: (1) spektrofotometer dispersif dan

(2) spektrofotometer FTIR. Pada spektrofotometer dispersif, monokromator untuk

masuknya sinar memiliki celah yang kecil sehingga membatasi panjang

gelombang radiasi mencapai detektor. Pada spektrofotometer FTIR,

monokromator diganti dengan interferometer yang mampu mengatur intensitas

sumber sinar IR dengan mengubah posisi cermin pemantul sinar. Dengan

demikian, spektrofotometer FTIR mampu mengukur intensitas sampel secara

serentak (Stuart, 2004).

Spektrofotometer FTIR didasarkan pada adanya interferensi radiasi antara

2 berkas sinar untuk menghasilkan suatu interferogram yang merupakan sinyal

yang dihasilkan sebagai fungsi perubahan jarak yang ditempuh (pathlength)

antara 2 berkas sinar. Dua domain (jarak dan frekuensi) dapat ditukarbalikkan

dengan metode matematik yang kemudian disebut dengan transformasi Fourier

(Stuart, 2004). Komponen dasar spektrofotometer FTIR ditunjukan pada Gambar

4 :

15

Gambar 4. Komponen spektrofotometri FTIR secara skematik (Gambar diadaptasi dari

Pavia dkk, 2009)

Radiasi yang berasal dari sumber sinar dilewatkan melalui interferometer

menuju sampel sebelum akhirnya mencapai detektor. Selama proses amplifikasi

(penguatan) sinyal berlangsung, yang mana pengaruh frekuensi tinggi telah

dihilangkan dengan adanya filter, maka data diubah ke bentuk digital dengan

suatu analog-to-digital converter dan dipindahkan ke komputer untuk menjalani

transformasi Fourier (Pavia dkk, 2009).

Pada spektroskopi FTIR, salah satu tek

nik penanganan sampel yang umum dilakukan adalah dengan teknik

attenuated total reflection (ATR). Teknik ini merupakan salah satu metode solutif

dalam spektroskopi IR dalam hal pengolahan sampel. ATR biasanya digunakan

untuk analisis sampel-sampel yang sulit dianalisis dengan metode

spektrofotometri FTIR transmitan karena terbentur preparasi sampel yang sulit

(Stuart, 2004).

16

ATR cocok diterapkan untuk sampel-sampel padat yang tebal atau

material-material cair yang pekat termasuk film, serbuk, polimer, sampel cair,

semi-padat dan film tipis. Pada ATR hanya dibutuhkan sedikit preparasi sampel

atau bahkan tidak ada preparasi sama sekali (Stuart, 2004). ATR dilakukan

dengan menggunakan aksesoris dalam kompartemen sampel spektrofotometer

FTIR. Bagian inti aksesoris ATR adalah kristal dengan indeks bias yang tinggi.

Jenis bahan yang digunakan adalah seng selenida (ZnSe), KRS-5 (talium

iodida/talium bromida), dan germanium. Diagram skematis aksesoris ATR

disajikan pada Gambar 5:

Gambar 5. Diagram skematis ATR (Gambar diadaptasi dari Stuart, 2004)

Cermin pada aksesoris membawa sinar IR pada suatu fokus di permukaan

kristal. Jika kristal mempunyai indeks bias yang sesuai dan sinar mempunyai

sudut datang yang sesuai, maka akan terjadi pemantulan internal total. Energi IR

akan memantul pada permukaan kristal. Dalam gambar di atas, berkas sinar IR

memantul di permukaan kristal sebanyak 3 kali sebelum meninggalkan kristal

(Stuart, 2004).

17

6. Analisis Multivariat

Analisis multivariat merupakan analisis yang dilakukan terhadap data

multivariat. Data tersebut dihasilkan dari spesimen-spesimen yang masing-masing

memiliki beberapa variabel yang harus diukur (Miller & Miller, 2005).

Kalibrasi multivariat dibagi menjadi metode linier dan non-linier. Metode

linier terdiri dari: classical least square (CLS), inverse least square (ILS),

principal component regression (PCR), dan partial least square (PLS). Metode-

metode tersebut berdasarkan pada model persamaan multiple linier regression

(MLR) yang merupakan lanjutan dari regresi linier biasa. Model MLR

menggunakan lebih dari satu variabel untuk memprediksi konsentrasi analit,

namun variabel-variabel tersebut tidak berkorelasi satu sama lain (Miller &

Miller, 2005).

7. Partial Least Square

Partial Least Square (PLS) merupakan metode regresi yang digunakan

untuk mengkalibrasikan variabel-variabel yang saling berkorelasi. Metode ini

hanya menggunakan variabel prediktor yang menunjukkan korelasi yang tinggi

dengan variabel respon. Selanjutnya dibuat korelasi linier dari variabel-variabel

prediktor yang dipilih tersebut (Miller & Miller, 2005).

Model regresi ini memberikan kelebihan berupa pembentukan komponen

model PLS yang dapat menggambarkan korelasi antara variabel x dan y. Setiap

18

komponen pada regresi PLS diperoleh dengan memaksimalkan korelasi variasi

antara variabel y dengan setiap fungsi linier yang memungkinkan dari variabel x

(Miller & Miller, 2005). PLS sering digunakan dalam metode spektrofotometri

FTIR untuk mengekstrak informasi dari spektra yang kompleks, mendeteksi

impurities dan noise dari instrumen spektrofotometer FTIR (Syahariza dkk, 2005).

Dalam penelitian ini digunakan analisis data dengan PLS untuk

mengkorelasikan data hasil kuantifikasi kurkumin menggunakan metode KLT

dengan spektra IR masing-masing ekstrak. Hubungan yang kuat antara keduanya

(nilai R2 ~ 0,99) akan menunjukan bahwa model spektrofotometri IR sudah sesuai

dan mampu mengkuantifikasi kurkumin sebagaimana metode kormatografi.

8. Kromatografi Lapis Tipis

Kromatografi lapis tipis (KLT) merupakan kromatografi paling sederhana

dengan bentuk kromatografi planar yang memisahkan campuran analit

berdasarkan distribusi komponen tersebut diantara dua fase, yaitu fase diam dan

fase gerak. Prinsip kerja KLT adalah dengan menotolkan cuplikan atau sampel

pada lempeng KLT, kemudian lempeng dimasukkan ke dalam wadah berisi fase

gerak sehingga komponen-komponen dalam sampel tersebut terpisah. Komponen

yang mempunyai afinitas besar terhadap fase gerak atau afinitas yang lebih kecil

terhadap fase diam akan bergerak lebih cepat dibandingkan komponen dengan

sifat sebaliknya (Gritter dkk, 1991). Pada KLT, pemisahan masing-masing

komponen dinyatakan dengan faktor retardasi atau faktor perlambatan (nilai Rf).

19

Nilai Rf merupakan perbandingan antara jarak yang ditempuh analit terhadap

jarak yang ditempuh oleh fase gerak (Braithwaite & Smith, 1999).

Fase diam pada KLT berupa padatan yang memiliki mekanisme adsorpsi

dan partisi (Gritter dkk, 1991). Penjerap pada KLT terdiri dari lempeng silika,

tanah diatome, alumina dan serbuk selulosa. Penjerap yang paling sering

digunakan adalah lempeng silika gel. Lempeng ini banyak tersedia dalam bentuk

yang sudah termodifikasi. Salah satunya adalah lempeng silika yang sudah

dilapisi dengan indikator fluoresen agar dapat berpendar ketika disinari dengan

lampu UV pada panjang gelombang 254 nm (Braithwaite & Smith, 1999).

Fase gerak pada sistem KLT berupa campuran pelarut yang ditempatkan

dalam bejana pengembang. Pelarut sangat berpengaruh pada distribusi analit,

sehingga perlu diperhatikan polaritas dan kekuatan elusinya. Sistem pelarut yang

paling sederhana adalah campuran dua pelarut organik karena daya elusi

campuran kedua pelarut ini mudah diatur untuk mengoptimalkan pemisahan

(Braithwaite & Smith, 1999). Untuk menjaga resolusi tetap baik, campuran

pelarut sebaiknya hanya digunakan untuk 1 kali elusi saja karena susunan dari

campuran tersebut mudah berubah akibat salah satu komponennya menguap

(Gritter dkk, 1991). Pelarut yang digunakan harus memiliki kemurnian tinggi

(standar pro analisis) karena KLT merupakan teknik yang sensitif, dan daya elusi

fase gerak perlu diatur sedemikian rupa sehingga menghasilkan nilai Rf antara

0,2-0,8 untuk memaksimalkan pemisahan (Braithwaite & Smith, 1999).

Hal lain yang juga perlu diperhatikan adalah penotolan sampel. Sampel

yang ditotolkan pada lempeng KLT harus sekecil dan sesempit mungkin dengan

20

menggunakan pipa kapiler, mikropipet atau penyuntik mikrokaca. Penotolan yang

tidak tepat akan menyebabkan bercak yang menyebar dan puncak ganda.

Penotolan juga harus dilakukan dengan hati-hati a

ar tidak merusak lempeng penjerap. Selain itu teknik penotolan harus

seragam agar kuantifikasinya akurat. Penotolan yang menumpuk dengan

penotolan yang melebar akan menyebabkan perbedaan konsentrasi analit yang

terdeteksi (Gritter dkk, 1991).

KLT dapat digunakan untuk tujuan preparatif dan kuantitatif, meskipun

KLT kuantitatif kurang teliti bila dibandingkan dengan sistem kromatografi

lainnya (Gritter dkk, 1991). Sistem KLT telah banyak digunakan untuk analisis

obat dan senyawa bahan alam seperti kurkumin (Scotter, 2009). Analisis kualitatif

kurkumin pada KLT menggunakan parameter nilai Rf. Dua senyawa dikatakan

identik bila mempunyai nilai Rf yang sama dan diukur

pada kondisi KLT yang sama. Analisis kuantitatif pada KLT didukung

dengan teknik densitometri. Densitometer merupakan instrumen untuk mengukur

bercak hasil elusi. Hasil pembacaan densitometri adalah berupa gambaran puncak-

puncak seperti halnya kromatogram KCKT (Gritter dkk, 1991).

KLT telah banyak digunakan untuk identifikasi serta penetapan kadar

senyawa alam seperti zat aktif pada lempuyang wangi (Zingiber aromaticum Val.)

(Handayani & Pramono, 2008), penentuan bioaktivitas zat aktif buah kawista

(Dewi, 2013) serta untuk analisis kurkumin baik dari segi identifikasi maupun

penetapan kadar (Cahyono dkk., 2011; Almeida dkk, 2005; Zhang dkk, 2008;

Anderson dkk, 2000). Metode KLT-densitometri merupakan salah satu metode

21

analisis yang sudah tervalidasi untuk analisis kurkumin. Validasinya telah

dilakukan oleh Handayani & Pramono (2008) dengan hasil LoD sebesar 0,0011

µg, akurasinya baik yang dibuktikan dengan nilai perolehan kembali sebesar

109,91%, dan presisinya ditunjukan dengan nilai simpangan baku relatif sebesar

7%.

F. Landasan Teori

Temulawak dan kunyit merupakan tanaman obat Indonesia yang memiliki

kandungan aktif kurkuminoid. Terdapat 2 jenis kurkuminoid dalam ekstrak

temulawak, yakni kurkumin dan demetoksikurkumin, sedangkan pada kunyit

mengandung 1 turunan kurkuminoid lagi yakni bis-demetoksikurkumin.

Kurkumin memiliki beragam aktivitas farmakologis yang baik bagi kesehatan.

Kurkumin diperoleh melalui ekstraksi temulawak atau kunyit. Senyawa ini larut

dalam etanol sehingga proses ekstraksinya dapat menggunakan pelarut etanol.

Analisis kurkumin umumnya menggunakan metode kromatografi, namun

metode tersebut membutuhkan waktu yang panjang dikarenakan tahap pengerjaan

yang cukup banyak, meliputi optimasi fase gerak, pengaktifan lempeng,

penjenuhan, pelarutan sampel, dan elusi analit. Preparasi sampel yang harus

dilakukan juga cukup rumit karena membutuhkan ketelitian tinggi sehingga

meningkatkan potensi kesalahan. Untuk itu, diperlukan metode yang lebih praktis

untuk dapat mengkuantifikasi kurkumin dalam ekstrak temulawak dan kunyit.

Metode spektrofotometri FTIR merupakan metode yang tepat untuk

diterapkan dalam analisis ini karena metode tersebut dapat menyajikan profil

22

spektra yang bersifat sidik jari, yakni tidak ada senyawa oganik yang berbeda

yang memiliki spektra IR yang sama. Dilengkapi dengan teknik penanganan

sampel ATR, maka preparasi sampel yang dibutuhkan sangat minimal.

Prinsip kerja instrumen spektrofotometer FTIR adalah berdasarkan

serapan molekul terhadap radiasi inframerah. Hanya molekul yang ikatannya

memiliki perbedaan momen dipol saja yang mampu menyerap radiasi inframerah.

Serapan tersebut menyebabkan ikatan molekul bervibrasi. Vibrasi ikatan molekul

ini kemudian diolah secara digital di komputer dan keluar dalam bentuk spektrum

IR. Setiap struktur molekul akan memberikan intensitas penyerapan yang

berbeda-beda sehingga menghasilkan bentuk spektrum yang spesifik.

Analisis kurkumin dengan spektroskopi FTIR biasanya dilakukan pada

daerah IR tengah yakni pada bilangan gelombang 4000-400 cm-1

. Spektra yang

terekam selanjutnya dianalisis gugus-gugus spesifik yang bertanggung-jawab

terhadap penyerapan IR. Untuk kuantifikasi, analisis data dilakukan dengan

kalibrasi multivariat PLS. Kalibrasi ini hanya mengolah data dari variabel

prediktor yang memberikan repson yang tinggi terhadap variabel respon.

Kemudian PLS menghubungkan nilai sebenarnya dengan nilai terprediksi dari

variabel prediktor tersebut. Dalam penelitian ini, PLS digunakan untuk mencari

korelasi hasil kuantifikasi kukumin dengan metode KLT dan dengan metode

spektrofotometri FTIR.

23

G. HIPOTESIS

1. Metode spektrofotometri inframerah pada bilangan gelombang tertentu

dapat memberikan hasil yang memuaskan untuk analisis kurkumin dalam

ekstrak etanol temulawak dan kunyit.

2. Metode pengolahan data dengan kalibrasi multivariat PLS dapat

digunakan untuk menghasilkan korelasi yang baik dalam penentuan

kandungan kurkumin dengan metode spektrofotometri FTIR dan dengan

metode KLT.

24