KARAKTERISASI SENYAWA LIPID DARI BAGIAN AERIAL

TUMBUHAN PAKU CAKAR AYAM (Selaginella doederleinii Hieron)

Suyatno dan Trias Anggraini

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya Jl. Ketintang Surabaya (60231), Telp. 031-8298761

Email: suyatno_kimunesa@yahoo.com

ABSTRAK

Selaginella doederleinii Hieron (cakar ayam) termasuk salah satu tumbuhan paku famili Selaginellaceae. Masyarakat telah banyak memanfaatkan tumbuhan tersebut sebagai obat tradisional untuk menurunkan panas, melancarkan aliran darah, antitoksik, antineoplasma, penghenti pendarahan (hemostatis), dan menghilangkan bengkak. Namun demikian kandungan senyawa metabolit sekunder dalam tumbuhan paku ini belum banyak diidentifikasi. Penelitian ini ditujukan untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi senyawa metabolit sekunder yang terkandung dalam ekstrak etil asetat bagian aerial tumbuhan paku Selaginella doederleinii. Dalam penelitian ini, ekstraksi dilakukan dengan metode maserasi, pemisahan dengan teknik kromatografi, pemurnian menggunakan cara rekristalisasi, dan identifikasi struktur molekul dengan metode spektroskopi (UV, IR, dan MS). Berdasarkan hasil penelitian dari ekstrak etil asetat tumbuhan paku Selaginella doederleinii telah dapat dipisahkan senyawa lipid yakni metil pentadekanoat, berupa kristal tak berwarna dengan titik leleh 70-72C.

Kata-kata kunci: Selaginella doederleinii, ekstrak etil asetat, lipid, metil

pentadekanoat

Pendahuluan

Indonesia dikaruniai kekayaan alam yang melimpah, baik di darat

maupun di laut. Pengakuan dunia sebagai negara terbesar kedua setelah Brazil

dalam hal keanekaragaman hayati terutama jenis tumbuh-tumbuhan disandang

oleh Indonesia. Sekitar 25.000 jenis atau lebih dari 10% dari jenis flora dunia

mampu tumbuh di Indonesia. Di samping itu sekitar 35.000 jenis lumut dan

ganggang, 40% di antaranya merupakan jenis yang endemik atau hanya terdapat

di Indonesia saja (Putra, 2005).

Tingginya kekayaan alam Indonesia dilihat dari keanekaragaman

tumbuhan yang ada merupakan gudang senyawa kimia baik senyawa metabolit

1

primer yang digunakan sendiri oleh tumbuhan tersebut untuk pertumbuhannya,

maupun sebagai senyawa metabolit sekunder seperti terpenoid, steroid, kumarin,

flavonoid, dan lipid. Beberapa senyawa kimia telah banyak ditemukan tetapi

berdasarkan penemuan dan pengembangan telah membuktikan bahwa peluang

untuk terjadinya temuan-temuan baru adalah sangat besar sebab semakin tinggi

tingkat evolusi dari suatu tanaman maka keanekaragaman molekul dari tumbuhan

tersebut juga beragam.

Senyawa-senyawa metabolit sekunder tidak sangat penting bagi

eksistensi suatu individu, tetapi sering berperan bagi kelangsungan hidup suatu

spesies dalam perjuangan menghadapi spesies-spesies lain. Sebagai contoh pada

tumbuhan, senyawa metabolit sekunder biasa digunakan sebagai senjata

penangkal serangan hama dan penyakit. Sedangkan pada hewan, senyawa

metabolit sekunder seperti feromon digunakan sebagai zat penarik seks. Sejauh ini

telah diketahui bahwa tumbuhan memproduksi senyawa metabolit sekunder lebih

banyak dibandingkan hewan.

Tumbuhan paku merupakan salah satu divisi tumbuhan yang menjadi

kekayaan hayati Indonesia. Dari sekitar 10.000 jenis paku yang ada di dunia,

sebanyak 1300 spesies tumbuh di Indonesia (Sastrapradja, 1980). Berbagai jenis

spesies tumbuhan paku telah dikenal dan dimanfaatkan oleh masyarakat untuk

memenuhi kebutuhan hidupnya, yaitu sebagai tanaman hias, bahan obat

tradisional, bahan makanan, tanaman pelindung, bahan bangunan, dan pupuk hijau

(Heyne, 1987). Berbagai jenis senyawa metabolit sekunder telah ditemukan dari

spesies tumbuhan paku, di antaranya golongan terpenoid, steroid, fenilpropanoid,

poliketida, flavonoid, dan santon (Burhan dan Zetra, 1987).

Dari spesies tumbuhan paku telah dapat dipisahkan senyawa terpenoid

jenis monoterpen, seskuiterpen, diterpen, triterpen, dan sesterpen. Dari golongan

senyawa tersebut, senyawa triterpen telah cukup banyak diisolasi dari paku-

pakuan. Dari Rhizoma Polypodium polypodioides berhasil ditemukan hop-17(21)-

ene, serrat-14-ene, dan hop-22(29)-ene yang diekstrak dari n-heksan (Ageta &

Arai, 1990). Triterpenoid jenis 19--hidroksi adianton dan fern-9(11)en-25-oic acid dapat diisolasi dari daun Adiantum edgeworthii (Shiojima & Ageta, 1994).

2

Senyawa steroid yang biasa ditemukan dalam tumbuhan (fitosteroid)

adalah -sitosterol, stigmasterol, dan kampesterol. Senyawa steroid yang telah

berhasil dipisahkan dari tumbuhan paku adalah -sitosterol, stigmasterol,

kampesterol, kolesterol, dan suatu kolestenon (Ageta & Arai, 1990; Arai, et al.,

1998).

Setiap spesies tumbuhan paku memiliki suatu senyawa lipid yang khas.

Sebagai contoh, Osmunda regalis memiliki lipid yang khas dalam waxe-nya

berupa alkanadiol, ketoaldehid, ketoalkohol, dan ketoalkil ester rantai panjang

(Jetter & Riederer, 1999).

Salah satu contoh spesies tumbuhan paku yang telah dikenal adalah

Selaginella doederleinii Hieron atau lebih dikenal dengan nama cakar ayam yang

memiliki banyak khasiat antara lain menurunkan panas, melancarkan aliran darah,

antitoksik, antineoplasma, penghenti pendarahan (hemostatis) dan menghilangkan

bengkak. Selain itu Selaginella doederleinii juga berkhasiat untuk mengatasi

batuk, infeksi saluran nafas, radang paru, hepatitis, diare, keputihan, tulang patah,

pendarahan dan kanker (Dalimarta, 1999). Berdasarkan hasil uji pendahuluan

dinyatakan bahwa tumbuhan paku Selaginella doederleinii mengandung alkaloid,

saponin, dan fitosterol (Dalimartha, 1999). Wijaya (2009), telah berhasil

memisahkan 3 senyawa steroid yakni -sitosterol, stigmasterol, dan kampesterol dari ekstrak diklorometana bagian aerial tumbuhan Selaginella doederleinii.

Pada kelanjutan penelitian fitokimia terhadap tumbuhan paku Selaginella

doederleinii, kami akan melaporkan keberadaan suatu senyawa lipid yang berhasil

diisolasi dari ekstrak etil asetat bagian aerial tumbuhan paku tersebut.

Metode

Alat dan Bahan

Alat : Seperangkat alat maserasi, rotary vacum evaporator, seperangkat alat KLT,

seperangkat alat kromatografi cair vakum, seperangkat alat kromatografi kilat,

Fisher John melting point, spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu Pharmaspec UV-

1700 spectrophotometer), spektrofotometer IR (Buck Scientific-500

spectrophotometer), dan spektrometer massa

3

Bahan: Serbuk kering bagian aerial tumbuhan paku cakar ayam (Selaginella

doederleinii) (diperoleh dari UPT Materia Medika Departemen Kesehatan

JawaTimur, Batu, Malang), n-heksana teknis dan p.a., etil asetat teknis dan p.a.,

kloroform p.a., kieselgel Merck 60 GF-254, silika gel Merck G 60 63-200 m, pelat KLT kieselgel Merck 60 F-254.

Ekstraksi dan Isolasi

Serbuk halus sebanyak 2 kg dimaserasi berturut-turut dengan pelarut n-

heksana, diklorometana, dan etil asetat masing-masing sebanyak 5 L selama 24

jam dan dilakukan sebanyak tiga kali. Hasil maserasi disaring dan filtrat yang

diperoleh diuapkan secara vakum menggunakan penguap putar (rotary vacuum

evaporator) menghasilkan ekstrak padat hijau tua sebanyak 20 gram.

Hasil ekstrak padat dipisahkan dengan kromatografi cair vakum (KCV)

menggunakan fasa diam kiesel gel GF-254, kolom dielusi dengan campuran

pelarut berturut-turut n-heksana 100%, n-heksana-etil asetat dengan perbandingan

99%, 98%, 96%, 94%, 92%, 90%, 88%, 85%, 82%, 80%, 75%, 50%, dan 100%

etil asetat kemudian kolom dihisap sampai kering pada setiap pengumpulan fraksi.

Hasil pemisahan KCV dimonitor dengan kromatografi lapis tipis (KLT)

secara random dengan menggunakan pelat KLT silika gel G 60 F-254 sebagai fasa

diamnya dan sebagai fasa geraknya adalah campuran n-heksan-etil asetat dengan

perbandingan 7:3 (Gambar 1). Fraksi-fraksi KCV yakni fraksi 25-58 diKLT lebih

lanjut dengan perbandingan eluen n-heksan-etil asetat yaitu 9:1.

4

Gambar 1. KLT hasil KCV ekstrak etil asetat bagian aerial S. doederleinii

Dari hasil monitor KLT fraksi-fraksi yang memiliki harga Rf yang sama

digabung dan ditimbang beratnya. Fraksi yang digabung adalah fraksi 31- 50

dengan berat sebesar 1,64 gram. Gabungan fraksi tersebut selanjutnya dibagi

menjadi 2 bagian dan masing-masing dipisahkan lebih lanjut dengan kromatografi

kilat (flash chromatography = FC) menggunakan campuran eluen n-heksan-etil

asetat 98:2. Hasil pemisahan dari kromatografi kilat dimonitor dengan

kromatografi lapis tipis dengan perbandingan eluen n-heksan-etil asetat 95:5. KLT

hasil pemisahan FC I dan FC II masing-masing dapat dilihat pada Gambar 2 dan

Gambar 3.

Gambar 2. KLT hasil FC I fraksi gabungan 31-50 hasil KCV

5

Gambar 3. KLT hasil FC II fraksi gabungan 31-50 hasil KCV

Fraksi hasil pemisahan kromatografi kilat yang sudah menunjukkan satu

noda pada plat KLT digabung yakni fraksi 28-42 hasil FC I dan fraksi 32-50 hasil

FC II, lalu gabungan fraksi sebanyak 283,8 mg tersebut direkristalisasi

menggunakan pelarut metanol sehingga diperoleh kristal amorf tak berwarna

sebanyak 19,6 mg. Uji kemurnian terhadap isolat dilakuan dengan KLT

menggunakan 3 sistem eluen yaitu n-heksana-etil asetat = 95:5 (Rf = 0,911) , n-

heksana-kloroform = 9:1 (Rf = 0,111) dan n-heksana-etil asetat = 9:1 (Rf =

0,711) (Gambar 4). Selain itu uji kemurnian dilakukan dengan mengukur titik

leleh kristal. Hasil pengukuran titik leleh isolat dengan menggunakan

elektrotermal diperoleh harga 70-72C.

Gambar 4. KLT isolat dengan tiga sistem eluen

Hasil Penelitian

Dari ekstrak etil asetat bagian aerial tumbuhan paku S. doederleinii telah

berhasil dipisahkan suatu isolat berupa kristal amorf tak berwarna dengan titik

leleh 70-72 oC. Isolat tersebut menunjukkan hasil negatif pada uji dengan pereaksi

Liebermann-Burchard dan FeCl3 sehingga bukan merupakan senyawa golongan

steroid maupun fenolik.

Hasil pengukuran spektrum UV isolat menunjukkan adanya puncak pada

panjang gelombang 200,8 nm yang menunjukkan terjadinya transisi * dari

6

ikatan rangkap tak terkonjugasi dan n * (intensitas rendah) pada panjang gelombang 285 nm dari suatu gugus karbonil.

Gambar 5. Spektrum UV isolat

Hasil pengukuran spektrum IR yang dipreparasi dengan teknik pelet KBr

diperoleh puncak utama pada daerah 2920,7 dan 2852,9 cm-1(vibrasi ulur C-H

alkil); 1708,3 cm-1 (vibrasi ulur C=O ester); 1465 dan 1434,1 cm-1 (vibrasi tekuk

C-H alkil); 1297,2cm-1 (vibrasi ulur C-O ester).

Gambar 6. Spektrum inframerah isolat

Analisis kromatografi gas isolat menunjukkan 1 puncak pada waktu retensi

25,488 menit (Gambar 7). Selanjutnya isolat dikarakterisasi lebih lanjut dengan

spektrometer massa.

7

Gambar 7. Kromatogram hasil kromatografi gas isolat

Berdasarkan pengukuran spektrum massa (MS), isolat menunjukkan

puncak-puncak pada m/z = 256, 227, 213, 199, 185, 171, 157, 143, 129, 115, 98, 85,

73, 60, dan 41 (Gambar 8). Dengan demikian isolat memiliki massa molekul relatif

256.

Gambar 8. Spektrum massa isolat

Pembahasan

Pemisahan senyawa metabolit sekunder dari bagian aerial tumbuhan paku

Selaginella doederleinii telah menghasilkan isolat yang negatif pada uji dengan

pereaksi Liebermann-Burchard dan ferri klorida. Hasil tersebut menunjukkan

bahwa isolat bukan merupakan senyawa steroid dan fenolik. Puncak serapan pada

panjang gelombang maksimum 200,8 nm (transisi * ikatan rangkap tidak terkonjugasi) dan 285 nm (transisi n * gugus karbonil) mengindikasikan bahwa isolat merupakan senyawa golongan lipid jenis ester rantai panjang (wax

ester). Dugaan tersebut didukung oleh data spektrum IR isolat yang menunjukkan

puncak vibrasi ulur gugus karbonil ester (1708 cm-1), vibrasi ulur C-O ester

(1297,2 cm-1), serta vibrasi yang mendukung keberadaan alkil rantai panjang

(2920,7 ; 2852,9 ; 1465 ; 1434 cm-1).

8

Berdasarkan spektrum massa diketahui bahwa senyawa hasil isolasi

memiliki massa molekul relatif 256. Spektrum massa isolat ternyata memiliki

tingkat kemiripan yang tinggi dengan senyawa wax ester metil pentadekanoat

dalam data library GC-MS Jurusan Kimia Universitas Gadjah Mada serta senyawa

metil pentadekanoat yang telah ditemukan oleh Budiman dan Putra (2009) dari

mikroalga Nannochloropsis oculata (Gambar 9).

Gambar 9. Spektrum massa dan fragmentasi senyawa metil pentadekanoat dari mikroalga Nannochloropsis oculata

Pola fragmentasi spektrum massa mendukung bahwa isolat merupakan

metil pentadekanoat. Perkiraan pola fragmentasi senyawa isolat dinyatakan dalam

Gambar 10.

9

CH3(CH2)13COOCH3

m/z 256

C2H5(CH2)12COOCH3

CH2 (CH2)11COOCH2m/z 227 m/z 213

CH2

(CH2)10COOCH3m/z 199

CH2(CH2)9COOCH2m/z 185

(CH)8CHOOCH3m/z 171

CH2

(CH2)7COOCH2m/z 157

(CH2)6COOCH3m/z 143

CH2

(CH2)5COOCH2m/z 129

CH2

(CH2)4COOCH3m/z 115

OCH3 (CH2)4COm/z 84

CH2

CH2

(CH2)10CH=CH2

H3CO

OH

CH2m/z 74

-H

H3CO

O

CH2

m/z 73

Gambar 10. Prediksi pola fragmentasi isolat metil pentadekanoat

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa isolat adalah

metil pentadekanoat yang memiliki struktur seperti berikut :

O

O

Gambar 11. Struktur molekul senyawa metil pentadekanoat

Kesimpulan

Isolasi senyawa metabolit sekunder dari ekstrak etil asetat bagian aerial

tumbuhan paku Selaginella doederleinii Hieron menghasilkan suatu isolat

senyawa golongan lipid yaitu metil pentadekanoat, berupa kristal amorf tak

berwarna dengan berat molekul 256 dan titik leleh 70-72C. Struktur molekul

isolat tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

10

Ucapan Terimakasih

Ucapan terima kasih disampaikan kepada UPT Materia Medika yang telah

membantu dalam penyediaan dan identifikasi sampel tumbuhan paku cakar ayam

(Selaginella doederleinii).

Daftar Pustaka

Ageta, H & Arai, Y. (1990). Chemotaxonomy of Fern 3. Triterpenes from

Polypodium polipodioides. J. Nat. Prod. 53(2) 325-332 Arai, Y., Nakagawa, T., Hitosugi, M., Shiojima, K., Ageta, H., Basher, O., Halim,

A. (1998). Chemical Constituents of Aquatic Fern Azolla nilotica. Phytochemistry. 48 (3) 471-474

Budiman dan Putra, S.R. (2009). Penentuan Intensitas Cahaya Optimum pada

Pertumbuhan dan Kadar Lipid Mikroalga Nannochloropsis oculata. Prosiding Seminar Nasional Kimia. Jurusan Kimia FMIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Burhan, R.Y.P. dan Zetra, Y. (1997). Pencarian Bahan-Bahan Kimia Berguna

dari Tumbuhan Keluarga Paku-Pakuan sebagai Sumber Prekursor Senyawa Penanda Biologik. Laporan Penelitian. Surabaya: Lemlit ITS.

Dalimartha, S. (1999). Atlas Tumbuhan Obat Indonesia. Jilid I. Jakarta: Trubus

Agriwidya. Heyne, K. (1987). Tumbuhan Berguna Indonesia. Jilid I. Jakarta: Departemen

Kehutanan. Jetter, R & Rieder, M. (1999). Long-Chain Alcanediols, Ketoaldehides,

Ketoalcohols and Ketoalkyil Ester in the Cultivar Waxes of Osmunda Regalis Fronds. Phytochemistry. 52. 907

Putra, Sinly Evan. (2005). Bahan Alam Ujung Tombak Riset Kimia. (Online).

http://www.chem_is-

O

O

11

try.org/artikel_kimia/berita/bahan_alam_ujung_tombak_riset_kimia_di_indonesia. Diakses tanggal 11 Juni 2009.

Rozentsvet, O.A., Dembitsky, V.M., Saksonov, S.V.(2000). Occurence of

Diacylglyceriltrimethylhomoserines and Major Phospholipids in Some Plants. Phytochemistry 54. 401-407

Sastrapradja, S. (1980). Jenis Paku Indonesia. Jakarta: Balai Pustaka. Shiojima, K. & Ageta, H. (1994). Fern Constituents: Triterpenoids Isolated from

the Leaves of Adiantum eedgeworthii. Structures of 19--Hidroxyadiantone and Fern-9(11)en-25-oic acid. Chem. Pharm. Bull. 42 (1) 45-47.

Wijaya, L.S. (2009). Isolasi dan Identifikasi Senyawa Metabolit Sekunder pada

Bagian Aerial Tumbuhan Paku Selaginella Doederleinii Hieron. Skripsi yang tidak dipublikasikan. Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya

12