Studi Pengaruh Waktu Distilasi terhadap
Profil Komponen Minyak Atsiri
Biji Adas Pahit (Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare) dan
Aktivitasnya sebagai Antibakteri Staphylococcus aureus
SKRIPSI
Oleh:
ELZA VINDINTYA GHOZALI
135090200111034
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2017
i
Studi Pengaruh Waktu Distilasi terhadap
Profil Komponen Minyak Atsiri
Biji Adas Pahit (Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare) dan
Aktivitasnya sebagai Antibakteri Staphylococcus aureus
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains dalam bidang Kimia
oleh:
ELZA VINDINTYA GHOZALI
135090200111034
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2017
ii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
Studi Pengaruh Waktu Distilasi terhadap
Profil Komponen Minyak Atsiri
Biji Adas Pahit (Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare) dan
Aktivitasnya sebagai Antibakteri Staphylococcus aureus
oleh:
ELZA VINDINTYA GHOZALI
135090200111034
iii
LEMBAR PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : ELZA VINDINTYA GHOZALI
NIM : 135090200111034 Jurusan : KIMIA
Penulis Skripsi berjudul :
Studi Pengaruh Waktu Distilasi terhadap
Profil Komponen Minyak Atsiri
Biji Adas Pahit (Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare) dan
Aktivitasnya sebagai Antibakteri Staphylococcus aureus
Dengan ini menyatakan bahwa :
1. Isi dari skripsi yang saya buat adalah benar-benar karya sendiri dan tidak menjiplak karya orang lain, selain nama-nama yang
termaktub di isi dan tertulis di daftar pustaka dalam skripsi ini.
2. Apabila dikemudian hari ternyata skripsi yang saya tulis terbukti hasil jiplakan, maka saya akan bersedia menanggung segala risiko
yang akan saya terima.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan segala kesadaran.
Malang, Agustus 2017
Yang menyatakan,
(Elza Vindintya Ghozali)
NIM. 135090200111034
iv
Studi Pengaruh Waktu Distilasi terhadap
Profil Komponen Minyak Atsiri
Biji Adas Pahit (Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare) dan
Aktivitasnya sebagai Antibakteri Staphylococcus aureus
ABSTRAK
Minyak atsiri dari tanaman adas pahit (Foeniculum vulgare
Mill. var. vulgare) merupakan salah satu minyak atsiri yang
mempunyai potensi produksi. Minyak atsiri dapat diisolasi menggunakan metode distilasi uap. Salah satu faktor yang
mempengaruhi proses distilasi adalah waktu distilasi. Waktu distilasi
mempengaruhi kualitas dan profil komponen minyak atsiri. Profil komponen mempengaruhi aktivitas antibakteri. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu distilasi terhadap
rendemen, sifat fisik, profil komponen minyak atsiri biji adas pahit
dan aktivitasnya sebagai antibakteri Staphylococcus aureus. Isolasi minyak atsiri biji adas pahit dilakukan menggunakan metode distilasi
uap 5, 7, dan 9 jam. Karakterisasi sifat fisik minyak atsiri biji adas
pahit dilakukan berdasarkan penentuan wujud, warna, aroma, indeks bias, dan berat jenis. Analisis minyak atsiri biji adas pahit dilakukan
menggunakan Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (KG-SM). Uji
aktivitas antibakteri S. aureus dari minyak atsiri biji adas pahit menggunakan metode difusi cakram. Minyak atsiri biji adas pahit
yang diperoleh berupa cairan berwarna kuning dengan rendemen
tertinggi (0,72%) diperoleh dari hasil distilasi 9 jam. Analisis KG-
SM menunjukkan minyak atsiri biji adas pahit dengan waktu distilasi 5, 7, dan 9 jam menghasilkan berturut-turut 10, 4, dan 4 senyawa.
Empat komponen utama minyak atsiri biji adas pahit adalah estragol,
fenkon, α-pinen, dan limonen. Kadar estragol tertinggi (87,93%) diperoleh dari hasil distilasi uap 7 jam. Uji aktivitas antibakteri S.
aureus dari minyak atsiri biji adas pahit menunjukkan diameter zona
hambat sebesar 11-12 mm, tergolong kategori resisten. Waktu
distilasi mempengaruhi rendemen, profil komponen dan aktivitas antibakteri S. aureus dari minyak atsiri biji adas pahit. Namun tidak
mempengaruhi sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit.
Kata kunci: Distilasi uap, waktu distilasi, biji Foeniculum vulgare
Mill. var. vulgare, antibakteri, Staphylococcus aureus
v
Study The Influence of Distillation Time on Component Profile
of Essential Oils Bitter Fennel Seeds
(Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare) and
Its Antibacterial Activity against Staphylococcus aureus
ABSTRACT
Essential oil from bitter fennel (Foeniculum vulgare Mill. var.
vulgare) is one of the essential oils that has potential production.
Essential oils can be isolated by steam distillation. One of the factors affecting distillation is distillation time. Distillation time affects the
quality and component profile of essential oils. The component
profile affects antibacterial activity. The aims of this research are to know the influence of distillation time on yield, physical properties,
component profile of bitter fennel seeds oils and its antibacterial
activity against Staphylococcus aureus. Bitter fennel seeds oils were
isolated by steam distillation for 5, 7, and 9 hours. The physical properties of its essential oils were determined based on physical
state and appearance, color, odor, refractive index, and specific
gravity. The chemical compounds were analyzed by Gas Chromatography-Mass Spectrometer (GC-MS). The antibacterial
activity of bitter fennel seeds oils against S. aureus were performed
by disc diffusion. The result in this research indicates that bitter fennel seeds oils is a yellow liquid. The highest yield of the essential
oils (0.72%) is obtained by distillation for 9 hours. The result of GC-
MS showed that bitter fennel seeds oils isolated by steam distillation
for 5, 7, and 9 hours contained 10, 4, and 4 compounds, respectively. Four main components of fennel seeds oils are estragole, fenchone,
α-pinene, dan limonene. The highest content of estragole (87.93%) is
obtained by steam distillation for 7 hours. The antibacterial test of bitter fennel seeds oils against S. aureus shows the diameter of zone
inhibition at 11-12 mm, classified as resistant category. The
distillation time influences the yield, component profile and
antibacterial activity of bitter fennel seeds oils against S. aureus, but it does not influence the physical properties of bitter fennel seeds
oils.
Keywords: Steam distillation, distillation time, Foeniculum vulgare
Mill. var. vulgare seeds, antibacterial, Staphylococcus
aureus
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas
segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga skripsi berjudul
“Studi Pengaruh Waktu Distilasi terhadap Profil Komponen
Minyak Atsiri Biji Adas Pahit (Foeniculum vulgare Mill. var.
vulgare) dan Aktivitasnya sebagai Antibakteri Staphylococcus
aureus” dapat terselesaikan dengan baik sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Sains bidang Kimia Fakultas MIPA Universitas Brawijaya.
Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini tidak lepas
dari dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Dr. Rurini Retnowati, M.Si. selaku dosen pembimbing I, yang
telah memberikan bimbingan, arahan, dukungan, dan masukan
kepada penulis selama penyusunan skripsi. 2. Drs. Suratmo, M.Sc selaku dosen pembimbing II, yang telah
memberikan bimbingan, arahan, dukungan, dan masukan kepada
penulis selama penyusunan skripsi. 3. Drs. Mohammad Misbah Khunur, M.Si selaku penasihat
akademik, yang telah memberikan bimbingan, arahan, semangat,
dan motivasi kepada penulis selama masa perkuliahan. 4. Masruri, S.Si., M.Si., Ph.D selaku Ketua Jurusan Kimia, Fakultas
MIPA, Universitas Brawijaya, yang telah memberikan fasilitas
kepada penulis untuk mengadakan penelitian.
5. Siti Mariyah Ulfa, S.Si., M.Sc., Dr.Sc selaku dosen peninjau pada Seminar Proposal dan penguji pada Seminar Kemajuan, yang
telah memberikan masukan dan arahan kepada penulis untuk
perbaikan naskah skripsi. 6. Dr. Arie Srihardyastutie, S.Si.,M.Kes selaku dosen penguji pada
ujian komprehensif, yang telah memberikan masukan kepada
penulis untuk perbaikan naskah skripsi.
7. Orang tua dan keluarga tercinta yang selalu mengiringi penulis dengan doa, dukungan, dan kasih sayang dalam menyelesaikan
skripsi.
8. Sahabat, teman-teman mahasiswa Jurusan Kimia Universitas Brawijaya, terutama angkatan 2013, dan semua pihak yang telah
membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung.
vii
Penulis menyadari bahwa masih banyak keterbatasan
pengetahuan, referensi, dan kekurangan dalam penyusunan skripsi
ini. Oleh karena itu, penulis memohon maaf dan mengharapkan kritik serta saran untuk perbaikan naskah skripsi ini. Semoga skripsi
dapat memberikan manfaat bagi kita.
Malang, Juli 2017
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
HALAMAN PERNYATAAN iii
ABSTRAK iv
ABSTRACT v
KATA PENGANTAR vi
DAFTAR ISI viii
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR LAMPIRAN xiii
BAB I PENDAHULUAN 1 1.1. Latar belakang 1 1.2. Perumusan masalah 3 1.3. Batasan masalah 3 1.4. Tujuan penelitian 4
1.5. Manfaat penelitian 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1. Adas pahit (Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare) 5
2.2. Minyak atsiri 7
2.2.1 Minyak atsiri adas pahit 8
2.3. Metode isolasi minyak atsiri 11
2.3.1 Distilasi air 11
2.3.2 Distilasi uap-air 11 2.3.3 Distilasi uap 12 2.4 Kromatografi Gas-Spektrometri Massa 12 2.4.1 Analisis minyak adas pahit menggunakan KG-SM 13 2.5 Staphylococcus aureus 13
2.6 Zat antibakteri 14
2.6.1 Sefoksitin 15
2.6.2 Metode uji aktivitas antibakteri 16
2.7 Minyak atsiri adas pahit sebagai zat antibakteri 17
BAB III METODE PENELITIAN 19
3.1. Tempat dan waktu penelitian 19
ix
3.2. Alat dan Instrumen Penelitian 19 3.2.1. Alat penelitian 19
3.2.2. Instrumen penelitian 19
3.3. Bahan penelitian 19
3.3.1. Bahan penelitian 19
3.3.2. Bakteri uji 20
3.4. Tahapan penelitian 20
3.5. Prosedur kerja penelitian 20
3.5.1. Preparasi alat dan persiapan bahan penelitian 20
3.5.2. Determinasi biji adas pahit 21 3.5.3. Pembuatan magnesium sulfat anhidrat (MgSO4) 21 3.5.4. Isolasi minyak atsiri biji adas pahit 21 3.5.5. Karakterisasi sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit 22
3.5.6. Analisis minyak atsiri biji adas pahit menggunakan
Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (KG-SM) 23
3.5.7. Uji aktivitas antibakteri Staphylococcus aureus minyak atsiri biji adas pahit dengan metode difusi
cakram 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 27
4.1. Isolasi minyak atsiri biji adas pahit 27
4.2. Karakterisasi Minyak Atsiri Biji Adas Pahit 30 4.3. Profil Komponen Minyak Atsiri Biji Adas Pahit 33 4.4. Aktivitas antibakteri S. aureus terhadap minyak
atsiri biji adas pahit 42
BAB V PENUTUP 47
5.1. Kesimpulan 47
5.2. Saran 47
DAFTAR PUSTAKA 48
LAMPIRAN 53
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1: Tanaman adas 5
Gambar 2.2: Biji adas pahit 6
Gambar 2.3: (a) Kelenjar minyak (vittae) pada biji adas
dan (b) Sel minyak pada biji adas 6
Gambar 2.4: Struktur isoprena 7
Gambar 2.5: Struktur fenilpropanoid 8
Gambar 2.6: Profil kromatogram minyak atsiri adas
pahit 13
Gambar 2.7: Koloni bakteri Staphylococcus aureus 14
Gambar 2.8: Struktur Sefoksitin 15
Gambar 2.9: Uji aktivitas antibakteri Enterobacteriaceae terhadap modifikasi β-
laktam 17
Gambar 3.1: Template posisi cakram pada cawan petri 25
Gambar 4.1: Sampel biji adas pahit 27
Gambar 4.2: Minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5 jam (AP-5), 7 jam (AP-7), dan 9 jam
(AP-9) 29
Gambar 4.3: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap rendemen minyak atsiri biji adas pahit 29
Gambar 4.4: TIC dari KG-SM minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 5 jam 34
Gambar 4.5: TIC dari KG-SM minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 7 jam 34
Gambar 4.6: TIC dari KG-SM minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 9 jam 34
Gambar 4.7: Spektra massa komponen minyak atsiri biji
adas pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan
waktu retensi 9,722 menit 36
Gambar 4.8: Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 7 jam dengan
waktu retensi 9,669 menit 36
Gambar 4.9: Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 9 jam dengan
waktu retensi 9,655 menit 36
xi
Gambar 4.10: Pola fragmentasi yang disarankan untuk
Estragol 37
Gambar 4.11: Struktur senyawa estragol 38
Gambar 4.12: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap profil komponen minyak atsiri biji adas
pahit 40
Gambar 4.13: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap rendemen dan area estragol minyak atsiri
biji adas pahit 42
Gambar 4.14: Hasil uji aktivitas antibakteri S. aureus
minyak atsiri biji adas pahit (a) 5 jam; (b) 7 jam; dan (c) 9 jam 43
Gambar 4.15: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap daya
hambat pertumbuhan bakteri S. aureus minyak atsiri biji adas pahit 44
Gambar 4.16: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap area
Estragol dan daya hambat bakteri S. aureus 45
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1: Sifat fisik minyak adas 9
Tabel 2.2: Senyawa penyusun minyak atsiri biji adas
pahit 9
Tabel 2.3: Senyawa penyusun minyak atsiri biji adas pahit 10
Tabel 2.4: Kriteria hambat antibiotik Sefoksitin terhadap
bakteri S. aureus untuk metode disk difusi 14
Tabel 4.1: Rendemen minyak atsiri biji adas pahit 29
Tabel 4.2: Sifat fisik minyak atsiri adas pahit 31
Tabel 4.3: Indeks bias minyak atsiri biji adas pahit 31
Tabel 4.4: Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit 32
Tabel 4.5: Hasil analisis KG-SM minyak atsiri biji adas
pahit 35
Tabel 4.6: Komponen minyak atsiri biji adas pahit 39
Tabel 4.7: Rendemen dan estragol minyak atsiri biji adas pahit 41
Tabel 4.8: Daya hambat minyak atsiri biji adas pahit
terhadap pertumbuhan bakteri S. aureus 44
Tabel 4.9: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap estragol
dan daya hambat bakteri S. aureus 45
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A. Diagram alir 53
A.1. Diagram alir 53
A.2. Skema kerja 54
A.2.1. Pembuatan MgSO4 anhidrat 54 A.2.2. Isolasi minyak atsiri biji adas pahit 54
A.2.3. Analisis minyak atsiri biji adas pahit menggunakan
KG-SM 55 A.2.4. Uji aktivitas antibakteri Staphylococcus aureus
minyak atsiri biji adas pahit dengan metode difusi
cakram 56
LAMPIRAN B. Data Hasil Pengamatan 57
B.1. Penimbangan MgSO4 dalam pembuatan MgSO4
anhidrat dari MgSO4.7H2O 57
B.2. Hasil pengukuran berat jenis minyak atsiri biji adas pahit 57
B.3. Komponen media cair 57
B.4. Komponen media padat 57
LAMPIRAN C. Perhitungan 58
C.1. Perhitungan molekul hidrat pada MgSO4 pada
pembuatan MgSO4 anhidrat 58 C.2. Perhitungan rendemen minyak atsiri biji adas
Pahit 59
C.2.1. Rendemen minyak atsiri biji adas pahit hasil
distilasi uap 5 jam 59 C.2.2. Rendemen minyak atsiri biji adas pahit hasil
distilasi uap 7 jam 59
C.2.3. Rendemen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 9 jam 59
C.3. Perhitungan indeks bias minyak atsiri biji adas
pahit dengan faktor koreksi 59
C.3.1. Indeks bias minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5 jam pada temperatur 20 °C
(T pengukuran = 24,6°C) 59
C.3.2. Indeks bias minyak atsiri biji adas pahit hasil
distilasi uap 7 jam pada temperatur 20 °C
(T pengukuran = 24,7°C) 60
xiv
C.3.3. Indeks bias minyak atsiri biji adas pahit hasil
distilasi uap 9 jam pada temperatur 20 °C
(T pengukuran = 24,7°C) 60
C.4. Perhitungan berat jenis minyak atsiri biji adas pahit 60
C.4.1. Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5 jam 60
C.4.2. Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit hasil
distilasi uap 7 jam 60 C.4.3. Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit hasil
distilasi uap 9 jam 60
C.5. Perhitungan berat jenis minyak atsiri biji adas pahit dengan faktor koreksi 61
C.5.1. Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit hasil
distilasi uap 5 jam pada temperatur 15°C 61
C.5.2. Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 7 jam pada temperatur 15°C 61
C.5.3. Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit hasil
distilasi uap 9 jam pada temperatur 15°C 61
LAMPIRAN D. Komponen minyak atsiri biji adas pahit 62
D.1. Komponen minyak atsiri biji adas pahit berdasarkan Area 62
D.2. Sifat fisik komponen minyak atsiri biji adas pahit 63
LAMPIRAN E. Spektra massa dan pola fragmentasi
komponen minyak atsiri biji adas pahit
hasil distilasi uap yang dianalisis
menggunakan KG-SM dan spektra
massa pustaka 64 E.1. α-Pinena 64
E.1.1. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan waktu retensi 5,367 menit 64
E.1.2. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 7 jam dengan waktu retensi
5,350 menit 64 E.1.3. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 9 jam dengan waktu retensi
5,346 menit 64 E.1.4. Spektra massa α-pinena berdasarkan WILEY7.LIB 64
E.1.5. Pola fragmentasi yang disarankan untuk α-pinena 65
E.2. Sabinen 65
xv
E.2.1. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan waktu retensi
5,972 menit 65 E.2.2. Spektra massa sabinen berdasarkan WILEY7.LIB 65
E.2.3. Pola fragmentasi yang disarankan untuk sabinen 66
E.3. β-Pinena 66
E.3.1. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan waktu retensi
6,060 menit 66
E.3.2. Spektra massa β-pinena berdasarkan WILEY7.LIB 66 E.3.3. Pola fragmentasi yang disarankan untuk β-pinena 67
E.4. β-Mirsena 67
E.4.1. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan waktu retensi
6,174 menit 67
E.4.2. Spektra massa β-mirsena berdasarkan WILEY7.LIB 67
E.4.3. Pola fragmentasi yang disarankan untuk β-mirsena 68 E.5. α-Felandren 68
E.5.1. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan waktu retensi 6,468 menit 68
E.5.2. Spektra massa α-felandren berdasarkan WILEY7.LIB 68
E.5.3. Pola fragmentasi yang disarankan untuk α-felandren 69 E.6. Limonen 69
F.6.1. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan waktu retensi
6,866 menit 69 F.6.2. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 7 jam dengan waktu retensi
6,849 menit 69 F.6.3. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 9 jam dengan waktu retensi
6,846 menit 70
F.6.4. Spektra massa limonen berdasarkan WILEY7.LIB 70 F.6.5. Pola fragmentasi yang disarankan untuk limonen 70
E.7. γ-Terpinen 70
E.7.1. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas 70 pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan waktu retensi
7,350 menit 70
E.7.2. Spektra massa γ-terpinen berdasarkan WILEY7.LIB 71
xvi
E.7.3. Pola fragmentasi yang disarankan untuk γ-terpinen 71
E.8. α-Fenkon 71
F.8.1. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan waktu retensi
7,886 menit 71
F.8.2. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 7 jam dengan waktu retensi 7,879 menit 72
F.8.3. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 9 jam dengan waktu retensi 7,876 menit 72
F.8.4. Spektra massa α-fenkon berdasarkan WILEY7.LIB 72
F.8.5. Pola fragmentasi yang disarankan untuk α-fenkon 72 E.9. Anetol 73
E.9.1. Spektra massa komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan waktu retensi
11,050 menit 73 E.9.2. Spektra massa anetol berdasarkan WILEY7.LIB 73
E.9.3. Pola fragmentasi yang disarankan untuk anetol 73
LAMPIRAN F. Dokumentasi penelitian 74 F.1. Surat determinasi biji adas pahit 74
F.2. Rangkaian alat distilasi uap 75
F.3. MgSO4 anhidrat 75 F.4. Distilat yang ditampung dalam corong pisah 76
F.5. Penyerapan sisa molekul air dalam minyak atsiri
biji adas pahit menggunakan MgSO4 anhidrat 76
F.6. Pengukuran indeks bias 76 F.7. Pengukuran berat jenis 77
F.8. Alat-alat uji antibakteri 77
F.9. Surat keterangan hasil uji antibakteri 79
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Minyak atsiri merupakan cairan yang terdiri atas campuran
senyawa volatil dan diperoleh dari beberapa bagian tanaman, seperti daun, kulit buah, batang, bunga, dan biji [1]. Berdasarkan asal-usul
biosintesisnya, minyak atsiri terdiri dari kelompok senyawa terpen
dan fenilpropanoid, yang disintesis melalui jalur mevalonat untuk senyawa terpen dan melalui jalur shikimat untuk senyawa
polipropanoid [3].
Indonesia adalah salah satu negara penghasil minyak atsiri. Terdapat 80 jenis minyak atsiri yang telah diperdagangkan di seluruh
dunia, dimana 15 jenis minyak atsiri dihasilkan di Indonesia dan
telah menjadi komoditas ekspor [3]. Beberapa minyak atsiri yang
dihasilkan di Indonesia adalah minyak nilam, minyak akar wangi, minyak sereh, dan minyak cengkeh [4].
Adas merupakan tanaman obat dengan berbagai khasiat yang
masih belum banyak dimanfaatkan oleh sebagian besar masyarakat. Tanaman adas diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu adas manis
(Foeniculum vulgare Mill. var. dulce) dan adas pahit (Foeniculum
vulgare Mill. var. vulgare) [5]. Adas mempunyai khasiat sebagai obat batuk, memperlambat menopause, mengobati kembung,
muntah, pemacu keluarnya keringat, obat analgesik, anti-inflamasi,
dan antidepresi [6]. Minyak atsiri adas, baik adas manis maupun adas
pahit belum terdaftar sebagai minyak atsiri ekspor dari Indonesia [3]. Minyak atsiri adas pahit mempunyai rendemen yang lebih tinggi
daripada minyak atsiri adas manis [5].
Minyak atsiri adas pahit dapat diperoleh dengan metode distilasi. Distilasi merupakan metode pemisahan dan pemurnian
cairan melalui proses penguapan zat dengan cara pemanasan cairan
pada titik didih larutan yang dipisahkan dan diikuti dengan
kondensasi uap tersebut sehingga kembali menjadi cairan [7]. Beberapa jenis metode distilasi yang dapat digunakan untuk
mengisolasi minyak atsiri adalah distilasi uap, distilasi uap-air dan
distilasi air [8]. Distilasi uap lebih baik digunakan untuk mengisolasi minyak atsiri dibandingkan dengan metode distilasi lainnya, karena
dapat menghasilkan minyak atsiri dengan kualitas yang lebih baik.
Metode distilasi uap dapat mengisolasi komponen minyak atsiri biji
2
adas pahit yang bersifat nonpolar dan mempunyai tekanan uap tinggi
atau bersifat volatil [9].
Proses distilasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya temperatur, tekanan, jenis sampel, dan waktu distilasi [10]. Waktu
distilasi mempengaruhi rendemen yang dihasilkan dari proses
distilasi. Menurut Prakosa, dkk, semakin lama waktu distilasi maka
rendemen minyak atsiri yang dihasilkan semakin banyak. Hal ini disebabkan waktu kontak fase antara uap dan bahan semakin lama,
sehingga minyak dihasilkan semakin banyak [3]. Namun, banyaknya
rendemen yang diperoleh belum menentukan kualitas minyak atsiri, karena pada setiap waktu distilasi profil komponen minyak atsiri
dapat berbeda-beda. Untuk mengetahui waktu optimum distilasi,
maka perlu dilakukan variasi waktu pada proses distilasi. Profil komponen minyak atsiri merupakan gambaran dari
jumlah, jenis, dan komposisi senyawa yang terdapat dalam minyak
atsiri. Menurut Soylu, et al., minyak atsiri adas pahit yang diperoleh
dari distilasi uap selama 3 jam terdiri dari 13 senyawa, seperti estragol (37,6%) sebagai komponen utama, limonen (35,4%), fenkon
(12,8%), α-pinen (2,6%), trans-β-osimen (2,1%), dan trans-anetol
(2,0%) [11]. Sedangkan menurut Piccaglia, et al., minyak atsiri adas pahit yang diperoleh dari distilasi uap dengan waktu distilasi uap
yang tidak diinformasikan, terdiri dari beberapa senyawa, seperti
trans-anetol (82-90%), fenkon (5-10%), dan limonen (2-7%) [12]. Perbedaan komponen utama penyusun minyak atsiri adas pahit ini
dipengaruhi oleh iklim, waktu panen, asal atau tempat
pembudidayaan tanaman adas yang digunakan, dan waktu distilasi
[6, 15]. Isomer dari senyawa estragol adalah trans-anetol yang merupakan komponen utama minyak atsiri adas manis.
Senyawa antibakteri merupakan senyawa yang dapat
membunuh atau menekan pertumbuhan bakteri atau mikroba. Aktivitas antibakteri dapat diketahui melalui beberapa metode in
vitro, seperti bioautografi, difusi dan dilusi. Salah satu metode yang
sering digunakan adalah metode difusi cakram [14]. Berdasarkan
penelitian yang dilakukan oleh Soylu, et al. dan Piccaglia, et al., minyak atsiri adas pahit, baik yang mempunyai senyawa utama
estragol (37,6%) maupun trans-anetol (82-90%), mempunyai
kemampuan sebagai zat antibakteri Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella enteritidis, dan Salmonella
thyphimirium. Diantara keempat jenis bakteri tersebut, minyak atsiri
3
adas pahit mempunyai aktivitas antibakteri yang tinggi terhadap
bakteri S. aureus [13, 14].
Informasi yang terbatas mengenai pengaruh waktu distilasi terhadap profil komponen minyak atsiri biji adas pahit dan
aktivitasnya sebagai antibakteri S. aureus menjadi dasar dari
penelitian ini. Maka pada penelitian ini dilakukan isolasi minyak
atsiri biji adas pahit menggunakan metode distilasi uap dengan waktu distilasi 5, 7, dan 9 jam. Selanjutnya identifikasi komponen minyak
atsiri biji adas pahit dilakukan menggunakan Kromatografi Gas-
Spektrometri Massa (KG-SM). Kemudian, uji aktivitas antibakteri S. aureus terhadap minyak atsiri biji adas pahit menggunakan metode
difusi cakram.
1.2. Perumusan masalah
Berdasarkan uraian di atas, maka rumusan masalah yang dapat
diambil dalam penelitian ini antara lain:
1. Bagaimana pengaruh waktu distilasi terhadap karakteristik minyak atsiri biji adas pahit yang diisolasi menggunakan
metode distilasi uap.
2. Bagaimana pengaruh waktu distilasi terhadap profil komponen minyak atsiri biji adas pahit yang diisolasi menggunakan
metode distilasi uap.
3. Bagaimana pengaruh waktu distilasi terhadap aktivitas antibakteri S. aureus terhadap minyak atsiri biji adas pahit yang
diisolasi dengan metode distilasi uap.
1.3. Batasan masalah Batasan-batasan masalah dalam penelitian ini antara lain:
1. Biji adas pahit diperoleh dari Toko Jamu di Malang.
2. Isolasi minyak atsiri biji adas pahit dilakukan menggunakan metode distilasi uap.
3. Karakterisasi sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit dilakukan
berdasarkan penentuan wujud, warna, aroma, indeks bias, dan
berat jenis. 4. Identifikasi komponen minyak atsiri biji adas pahit dilakukan
menggunakan Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (KG-SM).
5. Uji aktivitas antibakteri S. aureus terhadap minyak atsiri biji adas pahit menggunakan metode difusi cakram.
4
1.4. Tujuan penelitian
Tujuan dari dilaksanakannya penelitian ini antara lain:
1. Melakukan isolasi minyak atsiri biji adas pahit menggunakan metode distilasi uap dengan waktu distilasi 5, 7, dan 9 jam.
2. Melakukan karakterisasi sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit
berdasarkan penentuan wujud, warna, aroma, indeks bias, dan
berat jenis. 3. Melakukan identifikasi komponen minyak atsiri biji adas pahit
menggunakan Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (KG-SM).
4. Melakukan uji aktivitas antibakteri S. aureus terhadap minyak atsiri biji adas pahit menggunakan metode difusi cakram.
1.5. Manfaat penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi
mengenai karakteristik, profil komponen, dan aktivitas antibakteri S.
aureus dari minyak atsiri biji adas pahit.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Adas pahit (Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare)
Tanaman adas pahit diklasifikasikan sebagai berikut [15]:
Kingdom : Plantae Divisi : Tracheophyta
Kelas : Magnoliopsida
Ordo : Apiales Famili : Apiaceae
Genus : Foeniculum
Spesies : Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare
Tanaman adas pahit merupakan tanaman herba tahunan yang
tumbuh liar sebagai tanaman pelengkap. Tanaman adas tidak
memerlukan perawatan intensif, maupun dibudidayakan sebagai tanaman obat [16]. Adas berasal dari Eropa Selatan dan Asia yang
dapat tumbuh di dataran rendah pada ketinggian 1.800 m di atas
permukaan laut. Sedangkan di Pulau Jawa, tanaman adas dapat hidup di dataran tinggi pada ketinggian 1.600-2.400 m di atas permukaan
laut [5].
Gambar 2.1: Tanaman adas [15]
Tanaman adas merupakan tanaman perdu dengan percabangan
yang banyak dan dapat tumbuh mencapai 1-2 m. Batang tanaman
adas beralur, beruas dan berlubang. Daun adas berbentuk menyirip dan berbentuk bulat telur hingga segitiga. Bunga tanaman ini
6
berwarna kuning membentuk kumpulan payung besar yang berisi 15-
40 payung kecil. Biji adas pahit berwarna hijau saat muda, kuning
kehijauan dan kuning kecoklatan saat panen. Pada biji adas, terdapat tabung minyak yang letaknya berselang-seling [6]. Gambar tanaman
dan biji adas pahit disajikan pada Gambar 2.1 dan Gambar 2.2.
Gambar 2.2: Biji adas pahit
Adas banyak digunakan sebagai obat herbal tradisional, dan
sebagai bahan baku obat gosok untuk masuk angin karena mempunyai aroma yang wangi dan hangat [16]. Tanaman adas ini
mempunyai khasiat sebagai obat batuk, memperlambat menopause,
mengobati kembung, muntah, pemacu keluarnya keringat, obat
analgesik, anti-inflamasi, dan antidepresi [6].
(a) (b)
Gambar 2.3: (a) Kelenjar minyak (vittae) pada biji adas [17] dan
(b) Sel minyak pada biji adas [18]
vittae sel minyak
7
Menurut Zizovic, et al., kelenjar penghasil minyak atsiri pada
biji tanaman yang tergolong dalam famili Apiaceae terletak pada
saluran minyak (vittae) [17]. Semakin besar diameter biji, maka minyak atsiri yang dihasilkan juga semakin banyak [18]. Gambar
kelenjar penghasil minyak atsiri tanaman famili Apiaceae dan sel
minyak pada biji adas disajikan pada Gambar 2.3.
2.2. Minyak atsiri
Minyak atsiri merupakan hasil metabolisme tanaman berupa
cairan yang mudah menguap pada temperatur kamar dan beraroma sesuai dengan aroma tanaman penghasilnya. Minyak atsiri disebut
minyak eteris atau minyak terbang karena mudah menguap [19].
Minyak atsiri terkandung dalam berbagai bagian tanaman, seperti bunga, buah, biji, daun, batang, dan akar tanaman. Minyak atsiri
diproduksi dan disimpan dalam suatu sekretori yang mempunyai
morfologi, struktur, fungsi, dan distribusi yang berbeda-beda [20].
Minyak atsiri mempunyai peranan yang sangat penting bagi tanaman, diantaranya sebagai alat pertahanan diri dari musuh atau
penyakit, dan sebagai alat komunikasi. Minyak atsiri terdiri atas
campuran senyawa yang mudah menguap, diantaranya adalah sebagai berikut [20]:
1. Golongan terpen
Terpen merupakan senyawa yang terbentuk melalui reaksi kondensasi unit isopren (2-metil-1,3-butadiena), sehingga disebut
juga sebagai isoprenoid. Struktur isopren disajikan pada Gambar 2.4.
Terpen mengalami biosintesis melalui dua jalur, yaitu mevalonat dan
deoksiselulosa fosfat. Terpen diklasifikasikan berdasarkan jumlah unit isopren penyusunnya, yaitu hemiterpen (C5H8) yang terdiri satu
unit isopren, monoterpen (C10H16) yang terdiri dari dua unit isopren,
seskuiterpen (C15H24) yang terdiri dari tiga unit isopren, dan sebagainya. Pada umumnya, minyak atsiri terdiri atas turunan terpen,
yaitu monoterpen dan seskuiterpen, baik yang tak teroksigenasi
maupun teroksigenasi.
Gambar 2.4: Struktur isopren
8
2. Fenilpropanoid
Fenilpropanoid merupakan senyawa turunan fenol yang
tersusun dari unit C6-C3, dimana C6 adalah cincin benzena. Struktur fenilpropanoid disajikan pada Gambar 2.5. Senyawa fenilpropanoid
mengalami biosintesis melalui jalur shikimat. Pada minyak atsiri,
fenilpropanoid banyak dijumpai dalam struktur fenol, fenol ester dan
beberapa mempunyai rantai cabang (C1). Berdasarkan kerangka dasarnya, fenilpropanoid diklasifikasikan menjadi 4 jenis, yaitu
turunan sinamat, kumarin, alilfenol, dan propenil fenol.
Gambar 2.5: Struktur fenilpropanoid
2.2.1. Minyak atsiri adas pahit Minyak atsiri adas mempunyai aroma yang khas, sehingga
dikenal sebagai allround flavouring agent. Minyak atsiri adas banyak
digunakan sebagai pewangi dalam industri kosmetik [3]. Selain itu, minyak atsiri adas juga bersifat sebagai pembasmi serangga
(repellent) [16].
Semua bagian tanaman adas dapat menghasilkan minyak atsiri. Pada penelitian yang dilakukan oleh Prakosa, rendemen
minyak atsiri yang dihasilkan dari bagian biji lebih besar daripada
rendemen minyak atsiri yang dihasilkan dari bagian daun. Minyak
atsiri adas dari bagian biji menghasilkan rendemen 0,607%, sedangkan minyak atsiri adas dari bagian daun menghasilkan
rendemen 0,27% [3].
Saat proses isolasi minyak atsiri menggunakan metode distilasi uap, kontak antara uap air dan biji menyebabkan uap air masuk ke
dalam biji. Hal tersebut mengakibatkan tekanan osmosis di dalam sel
lebih tinggi. Sehingga kelenjar minyak pecah dan minyak terdorong keluar oleh uap air [8]. Minyak atsiri adas berwujud cairan berwarna
kuning dan mempunyai aroma khas adas [3]. Minyak atsiri yang
dihasilkan oleh adas pahit mempunyai rendemen yang bervariasi
antara 0,60-6%. Buah yang terletak di tengah payung umumnya menghasilkan minyak atsiri yang lebih banyak dan aroma yang lebih
tajam, dibandingkan dengan buah yang terletak di bagian lain [5].
9
Karakteristik minyak atsiri ditentukan berdasarkan syarat mutu
minyak atsiri yang terdapat pada Standar Nasional Indonesia (SNI).
Dalam hal ini digunakan SNI 06-2388-2006 yang merupakan standar mutu minyak nilam, karena hingga saat ini belum diketahui standar
minyak atsiri adas pahit. Beberapa parameter yang menjadi syarat
mutu minyak atsiri antara lain wujud, aroma, warna, berat jenis dan
indeks bias. Sifat fisik minyak atsiri adas pahit disajikan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1: Sifat fisik minyak adas [21]
Karakteristik yang
diamati Hasil
Warna Kuning
Berat jenis (25°C) 0,961 g/mL
Indeks bias (20°C) 1,5320
Putaran optik +11°0’ - +24°0’
Pada penelitian yang dilakukan oleh Piccaglia, et al., minyak
atsiri adas pahit yang diperoleh menggunakan metode distilasi uap
menghasilkan 3 komponen utama, yaitu limonen, fenkon, dan trans-anetol. Pada penelitian tersebut, trans-anetol merupakan senyawa
dengan kadar yang tertinggi (82-90%) [12]. Senyawa penyusun
minyak atsiri adas pahit menurut penelitian yang dilakukan oleh
Piccaglia, et al. disajikan pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2: Senyawa penyusun minyak atsiri biji adas pahit [12]
Senyawa Persentase (%)
trans-Anetol 86-91
Fenkon 5-10
Limonen 2-7
Pada penelitian yang dilakukan oleh Soylu, et al., minyak
atsiri biji adas pahit yang diperoleh menggunakan metode distilasi
uap menghasilkan 13 senyawa. Pada penelitian tersebut, estragol (metil kavikol) merupakan senyawa dengan kadar yang tertinggi
(37,6%) [11]. Senyawa penyusun minyak atsiri biji adas pahit
menurut penelitian yang dilakukan oleh Soylu, et al. disajikan pada
Tabel 2.3.
10
Tabel 2.3: Senyawa penyusun minyak atsiri biji adas pahit [13, 20]
No. Senyawa Struktur Persentase
(%) Mr
Monoterpen alifatik
1. Mirsen
0,8 136,23
2. trans-β-Osimen
2,1 136,23
Monoterpen monosiklik
3. Limonen
35,4 136,23
4. γ-Terpinen
0,4 136,23
5. Carvon
3,4 150,22
6. p-Anisaldehid
0,3 136,15
7. α-Felandren
0,4 136,23
Monoterpen bisiklik
8. α-Pinen
2,6 136,23
9. Sabinen
1,5 136,23
10. Fenkon
12,8 152,23
Seskuiterpen
11. Germakren D
0,1 204,35
Fenilpropanoid
12. trans-Anetol
2,0 148,20
13. Estragol
37,6 148,20
11
2.3. Metode isolasi minyak atsiri
Minyak atsiri dapat diisolasi dari berbagai jenis dan bagian
tanaman dengan metode distilasi, ekstraksi pelarut, dan ekstraksi gelombang mikro tanpa pelarut dan metode lainnya [1]. Metode
distilasi adalah metode yang banyak digunakan untuk mengisolasi
minyak atsiri. Distilasi merupakan metode pemisahan campuran
yang didasarkan pada perbedaan titik didih komponen-komponen yang akan dipisahkan. Semakin besar perbedaan titik didih antar
komponen, maka pemisahan dengan metode distilasi semakin baik
dan diperoleh distilat yang murni. Pada metode distilasi, suatu campuran dipanaskan dan uapnya
dialirkan melalui pendingin (kondensor), sehingga terjadi
kondensasi, serta kembali menjadi cairan dan terpisah dari senyawa lain [23]. Proses distilasi dipengaruhi oleh beberapa faktor,
diantaranya temperatur, tekanan, jenis sampel, dan waktu distilasi
[10]. Waktu mempengaruhi persen rendemen yang dihasilkan dari
proses distilasi. Pada penelitian yang dilakukan oleh Prakosa, dkk, jika waktu yang digunakan untuk proses distilasi semakin lama,
maka rendemen minyak atsiri yang diperoleh semakin besar. Hal ini
disebabkan waktu kontak fase antara uap dan bahan semakin lama, sehingga minyak dihasilkan semakin banyak [3]. Menurut
Retnowati, dkk, waktu distilasi mempengaruhi profil komponen
minyak atsiri. Pada jam pertama distilasi, senyawa yang mempunyai tekanan uap tinggi akan menguap lebih dahulu [24]. Terdapat
beberapa macam metode distilasi yang umum digunakan, antara lain
distilasi air, distilasi uap-air, dan distilasi uap [8].
2.3.1. Distilasi air
Distilasi air merupakan metode isolasi minyak yang tergolong
sederhana, mudah dan murah. Pada distilasi ini bahan baku yang digunakan dibiarkan terendam dalam air dan dipanaskan, sehingga
terbentuk uap air dan uap minyak yang terkondensasi menjadi cairan
dan terpisah antara minyak dan air. Beberapa senyawa dalam minyak
atsiri memungkinkan untuk terjadi hidrolisis, terutama untuk senyawa ester [8].
2.3.2. Distilasi uap-air Distilasi uap-air merupakan pengembangan dari metode
distilasi air sederhana. Pada distilasi uap-air, bahan baku diletakkan
pada wadah berlubang di atas air mendidih hingga tidak menyentuh
12
bahan baku. Sehingga bahan baku hanya berhubungan langsung
dengan uap panas. Proses ini dilakukan untuk mengurangi
pemanasan berlebihan yang dapat merusak komponen yang dipisahkan dari bahan baku [8].
2.3.3. Distilasi uap
Distilasi uap adalah metode pemisahan senyawa yang peka terhadap panas. Pada distilasi ini, uap dialirkan ke dalam labu berisi
bahan baku. Sehingga senyawa-senyawa minyak atsiri dalam bahan
baku terbawa oleh uap kemudian terkondensasi menjadi cairan kembali. Hasil kondensasi berupa distilat, yaitu fasa air dan fasa
minyak atsiri. Metode distilasi uap lebih baik jika dibandingkan
dengan metode distilasi air dan uap-air. Hal ini disebabkan distilasi uap mempunyai keunggulan dari segi biaya, kecepatan penyulingan,
dan kapasitas produksi minyak [25].
Hubungan antara tekanan uap dan komposisi cairan dijelaskan
dalam Hukum Raoult’s yang menyatakan bahwa tekanan uap parsial suatu komponen dalam campuran berbanding lurus dengan tekanan
uap murni pada temperatur tertentu dan fraksi mol komponen dalam
fasa cairnya. Persamaan Hukum Raoult’s ditunjukkan pada persamaan 2.1 [26]:
Pt = PA + PB = XA.P°A + XB.P°B (2.1)
Sehingga proses penguapan senyawa organik pada temperatur yang
lebih rendah perlu dilakukan untuk mengisolasi material organik dari
campurannya.
2.4. Kromatografi Gas-Spektrometri Massa
Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (KG-SM) merupakan gabungan dari dua instrumen, yaitu kromatografi gas yang berfungsi
sebagai pemisah komponen pada campuran sampel dan spektrometri
massa yang berfungsi mendeteksi senyawa yang telah dipisahkan
pada kromatografi gas [27]. Pemisahan campuran menggunakan kromatografi gas dilakukan berdasarkan distribusi senyawa pada fasa
diam dan fasa gerak yang berupa gas [28]. Senyawa dengan
kepolaran yang mirip dengan fasa diam terelusi lebih lama karena mengalami interaksi yang kuat dengan fasa diam, sehingga
mempunyai waktu retensi yang lebih lama [29].
13
Analisis menggunakan spektrometri massa menghasilkan
informasi berupa struktur molekul senyawa-senyawa yang telah
terpisah dari campurannya pada kromatografi gas [30]. Metode analisis ini sering digunakan untuk menentukan berat molekul dan
rumus molekul suatu senyawa [31].
2.4.1. Analisis minyak adas pahit menggunakan KG-SM Pada penelitan yang dilakukan oleh Shahat, et al., komponen
minyak atsiri adas pahit dapat dianalisis menggunakan KG-SM. Pada
penelitian tersebut, diperoleh TIC yang menunjukkan terdapat 18 puncak. Beberapa komponen yang teridentifikasi adalah limonen,
fenkon, estragol, dan trans-anetol. Estragol merupakan senyawa
dengan kadar tertinggi (57,94%). Profil kromatogram minyak atsiri adas pahit disajikan pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6: Profil kromatogram minyak atsiri adas pahit [32]
2.5. Staphylococcus aureus
Bakteri Staphylococcus aureus diklasifikasikan sebagai berikut [33]:
Divisi : Protophyta
Kelas : Schizomycetes
Ordo : Eubacteriales Famili : Micrococcaceae
Genus : Staphylococcus
Spesies : Staphylococcus aureus
14
S. aureus merupakan bakteri Gram positif yang berbentuk
bulat dengan diameter 0,7-1,2 µm. Koloni bakteri S. aureus pada
proses pembenihan padat berbentuk bulat, berkilau keemasan, halus, dan menonjol. Bakteri S. aureus dapat tumbuh secara optimum pada
temperatur 37°C. Namun, pembentukan pigmen paling baik pada
bakteri ini terjadi pada temperatur 20-25°C [33]. Gambar bakteri S.
aureus disajikan pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7: Koloni bakteri Staphylococcus aureus [34]
Bakteri S. aureus adalah bakteri yang bersifat patogen atau dapat menyebabkan penyakit pada manusia dan hewan [35]. Bakteri
yang bersifat patogen akan menyebabkan infeksi, dimana mikroba
akan masuk ke dalam jaringan tubuh dan berkembang biak di dalam jaringan. Bakteri S. aureus menyebabkan penyakit pneumonia dan
meningitis [36].
2.6. Zat antibakteri Zat antibakteri merupakan zat yang mempunyai aktivitas
membunuh atau menghambat pertumbuhan bakteri atau mikroba
[14]. Zat antibakteri harus mempunyai sifat toksisitas selektif yang tinggi. Berdasarkan sifat toksisitas selektifnya, aktivitas zat
antibakteri dibedakan menjadi dua, yaitu aktivitas bakteriostatik,
dimana antibakteri berperan menghambat pertumbuhan bakteri, dan
aktivitas bakterisid, dimana antibakteri berperan membunuh mikroba. Kadar minimal zat antibakteri yang diperlukan untuk
menghambat pertumbuhan dan membunuh mikroba disebut Kadar
Hambat Minimal (KHM) dan Kadar Bunuh Minimal (KBM) [37]. Suatu zat antibakteri dapat diketahui mempunyai aktivitas
hambat bakteri yang baik jika mempunyai daya hambat yang sama
atau lebih besar dari daya hambat antibiotiknya. Setiap antibiotik mempunyai aktivitas hambat yang berbeda-beda. Aktivitas hambat
15
zat antibakteri digolongkan dalam tiga kriteria, yaitu resistant
(resisten), intermediate (intermediet), dan susceptible (sensitif).
Kriteria resisten menunjukkan bahwa senyawa antibakteri yang diuji tidak mampu menghambat bakteri. Kriteria intermediet menunjukkan
bahwa senyawa antibakteri yang diuji mampu menghambat bakteri
secara minimal, sehingga dibutuhkan dosis yang lebih tinggi sebagai
obat. Sedangkan kriteria sensitif menunjukkan bahwa senyawa antibakteri yang diuji mampu menghambat bakteri secara maksimal,
sehingga dapat digunakan sebagai agen terapi sesuai dengan
konsentrasi yang digunakan.
2.6.1. Sefoksitin
Sefoksitin merupakan antibiotik turunann sefamisin C. Struktur Sefoksitin disajikan pada Gambar 2.8. Sefoksitin yang
mempunyai rumus molekul C16H17N3O7S2 ini mampu menghambat
bakteri gram positif, salah satunya adalah bakteri S. aureus [38].
Gambar 2.8: Struktur Sefoksitin
Sefoksitin berperan sebagai bakterisidal (pembunuh bakteri)
dengan menghambat sintesis dinding sel [38]. Mekanisme kerja
Sefoksitin dalam menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus adalah
dengan melakukan penetrasi dinding sel luar dan mengikat protein, sehingga sintesis dinding sel terganggu. Hal ini mengakibatkan
dinding sel menjadi terbuka dan memungkinkan sefoksitin masuk ke
dalam sel. Setelah sefoksitin masuk ke dalam sel, sel akan mengalami pembengkakan dan menyebabkan kematian sel [39].
Kriteria hambat antibiotik Sefoksitin terhadap bakteri S. aureus
disajikan pada Tabel 2.4.
16
Tabel 2.4: Kriteria hambat antibiotik Sefoksitin terhadap bakteri S.
aureus untuk metode disk difusi [40]
Bakteri Kriteria hambat dalam diameter (mm)
Resisten Intermediet Sensitif
S. aureus ≤ 21 - ≥ 22
2.6.2. Metode uji aktivitas antibakteri
Uji aktivitas antibakteri dapat dilakukan melalui beberapa
metode berikut ini [41]:
1. Metode dilusi a. Metode dilusi cair (Broth dilution)
Pada metode dilusi cair, zat antibakteri pada media cair
dengan variasi konsentrasi pengenceran ditambahkan dengan mikroba uji. Larutan uji antibakteri dengan kadar paling kecil
dan terlihat jernih (tidak ada pertumbuhan mikroba) ditetapkan
sebagai KHM. Selanjutnya dikultur kembali dan diinkubasi
selama 18-24 jam. Media cair yang tetap jernih setelah proses inkubasi ditetapkan sebagai KBM.
b. Metode dilusi padat (solid dilution)
Pada metode dilusi padat, media yang digunakan berupa padatan. Proses pengerjaan metode dilusi padat ini serupa
dengan metode dilusi cair.
2. Metode difusi
a. Metode E-test Metode E-test dilakukan untuk mengestimasi KHM zat
yang diuji. Pada metode ini, zat antibakteri dari kadar terendah
hingga tertinggi dalam strip plastik diletakkan pada permukaan media agar yang telah ditanami mikroorganisme. Area jernih
yang terbentuk menunjukkan kadar zat antibakteri yang
berperan menghambat pertumbuhan mikroorganisme pada media agar.
b. Metode disk difusi
Metode disk difusi digunakan untuk mengetahui potensi
zat antibakteri. Pada metode ini, disk yang berisi zat antibakteri diletakkan pada media agar yang telah ditanami
mikroorganisme. Zona bening pada piringan menunjukkan
aktivitas penghambatan pertumbuhan mikroorganisme oleh zat antibakteri. Contoh hasil uji aktivitas antibakteri disajikan
pada Gambar 2.9.
17
Gambar 2.9: Uji aktivitas antibakteri Enterobacteriaceae terhadap
modifikasi β-laktam [42]
2.7. Minyak atsiri adas pahit sebagai zat antibakteri
Menurut Soylu, et al., minyak atsiri adas pahit dengan
komponen utama estragol (37,6%), mempunyai kemampuan menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus, Escherichia coli,
Salmonella enteritidis, dan Salmonella thyphimirium. Dari beberapa
jenis bakteri tersebut, minyak atsiri adas pahit mampu menghambat
pertumbuhan bakteri S. aureus dengan zona hambat sebesar 13,37 mm
[11]. Sedangkan menurut Piccaglia, et al., minyak atsiri adas
pahit dengan komponen utama trans-anetol (82-90%), mempunyai
kemampuan menghambat pertumbuhan 20 jenis bakteri, beberapa diantaranya adalah Bacillus subtilis, Lactobacillus plantarum,
Salmonella pullorum, Pseudomonas aeruginosa, S. aureus, E. coli,
dll. Dari beberapa jenis bakteri tersebut, minyak atsiri adas pahit mampu menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus dengan zona
hambat sebesar 8,4 mm [12].
Menurut penelitian yang dilakukan oleh Ismaiel, et. al.,
senyawa estragol mempunyai kemampuan dalam menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus [43]. Estragol tergolong dalam fenil
propanoid dengan gugus eter. Estragol merupakan senyawa turunan
fenol, sehingga mekanisme kerja estragol dalam menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus adalah dengan merusak dan
menembus dinding sel, serta mengendapkan protein sel bakteri.
Dalam menghambat pertumbuhan bakteri, senyawa tersebut mendenaturasi protein melalui ikatan hidrogen yang terbentuk
dengan protein dan menyebabkan struktur protein rusak. Hal tersebut
mempengaruhi permeabilitas dinding sel dan membran sitoplasma
yang tersusun atas protein. Permeabilitas dinding sel dan membran sitoplasma yang rusak mengakibatkan makromolekul dan ion dalam
sel menjadi tidak seimbang, sehingga sel menjadi lisis [44].
18
19
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan waktu penelitian
Penelitian seperti isolasi dan karakterisasi minyak atsiri biji
adas pahit (kecuali penentuan indeks bias) dilakukan di Laboratorium Kimia Organik Jurusan Kimia Fakultas MIPA
Universitas Brawijaya (FMIPA UB). Penentuan indeks bias minyak
atsiri biji adas pahit dilakukan di Laboratorium Kimia Fisik Jurusan Kimia FMIPA UB. Analisis komponen minyak atsiri biji adas pahit
menggunakan Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (KG-SM)
dilakukan di UPT Instrumentasi Jurusan Kimia FMIPA UB. Uji antibakteri dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi FK UB.
Determinasi biji adas pahit dilakukan di UPT Materia Medica, Batu.
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari hingga Juni 2017.
3.2. Alat dan instrumen penelitian
3.2.1. Alat penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain seperangkat alat distilasi uap seperti yang disajikan pada Lampiran
F.2, erlenmeyer kapasitas 25 mL, piknometer kapasitas 1 mL,
pengaduk gelas, pengaduk besi, corong plastik, corong gelas, pipet tetes, cawan porselen, mortar dan pestle, tanur, desikator, kompor
listrik, botol semprot, pompa air, botol 5 mL, tabung reaksi ukuran
16x150 mm, jarum ose, cawan petri, mikropipet kapasitas 100 µL,
cotton swab.
3.2.2. Instrumen penelitian
Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini antara lain neraca digital merek Sartorius tipe BSA2245-CW, Kromatografi
Gas-Spektrometri Massa (KG-SM) merek Shimadzu GCMS-
QP2010S, refraktometer merek Fisher Scientific, inkubator merek
WTB-Binder, Spektrofotometer UV merek Smart Spec Plus, dan vortex mixer merek V-1000.
3.3. Bahan penelitian
3.3.1. Bahan penelitian Bahan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah
biji adas pahit (Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare) yang
20
diperoleh dari Toko Jamu di Malang, akuades, es, batu didih,
magnesium sulfat heptahidrat (MgSO4.7H2O), gas nitrogen (N2),
nutrient broth (media cair), nutrient agar (media padat), larutan natrium klorida (NaCl), kertas cakram kosong (blank disk) dan kertas
cakram antibiotik sefoksitin.
3.3.2. Bakteri uji Bakteri uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah
Staphylococcus aureus yang diperoleh dari Laboratorium
Mikrobiologi FK UB.
3.4. Tahapan penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan penelitian (diagram alir penelitian disajikan pada Lampiran A.1), antara lain:
1. Preparasi alat dan persiapan bahan penelitian yang digunakan.
2. Determinasi sampel biji adas pahit yang digunakan.
3. Pembuatan MgSO4 anhidrat dengan memanaskan MgSO4.7H2O. 4. Isolasi minyak atsiri dari biji adas pahit menggunakan distilasi
uap.
5. Karakterisasi sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit berdasarkan penentuan wujud, warna, aroma, indeks bias, dan berat jenis.
6. Identifikasi minyak atsiri biji adas pahit menggunakan KG-SM.
7. Uji aktivitas antibakteri S. aureus dari minyak atsiri biji adas pahit dengan metode difusi cakram.
8. Analisis data yang meliputi rendemen, karakteristik sifat fisik,
profil komponen, dan aktivitas antibakteri dari minyak atsiri biji
adas pahit.
3.5. Prosedur kerja penelitian
3.5.1. Preparasi alat dan persiapan bahan penelitian Preparasi alat dilakukan dengan cara satu set alat distilasi uap
dirangkai seperti pada Lampiran F.2. Kemudian dilakukan tes
kebocoran terhadap rangkaian alat tersebut. Pada tes kebocoran,
pompa sirkulasi yang diletakkan dalam ember berisi air dan es dinyalakan sehingga terjadi sirkulasi air pada kondensor. Kemudian
uap air dari ketel uap dialirkan pada rangkaian alat distilasi uap.
Persiapan bahan dilakukan dengan cara sampel biji adas pahit disiapkan sebagian untuk determinasi dan disiapkan sebagian lainnya
untuk ditimbang sebanyak 350 gram. Biji adas pahit disimpan dalam
wadah kaca tertutup agar tidak terkena sinar.
21
3.5.2. Determinasi biji adas pahit
Determinasi biji adas pahit dilakukan di UPT Materia Medica,
Batu (hasil determinasi dilampirkan pada Lampiran F.1).
3.5.3. Pembuatan magnesium sulfat anhidrat (MgSO4)
MgSO4 anhidrat dibuat dengan cara sebanyak 50 g
MgSO4.7H2O ditimbang dalam cawan porselen dan dipanaskan dalam tanur pada temperatur 300-350 ºC selama 4 jam. Pemanasan
menyebabkan terbentuknya MgSO4.(7-x)H2O. Setelah itu bongkahan
MgSO4.(7-x)H2O didiamkan sebentar, kemudian dimasukkan ke dalam desikator selama 1 jam dan ditimbang kembali. Padatan
tersebut dipindahkan ke dalam mortar dan digerus hingga halus.
Selanjutnya, serbuk dipindahkan kembali ke dalam cawan porselen dan dipanaskan dalam tanur pada temperatur 300-350 ºC selama 1
jam. Lalu padatan tersebut didiamkan sebentar dan dimasukkan ke
dalam desikator selama 1 jam. Kemudian ditimbang kembali. Proses
pemanasan pada temperatur 300-350 ºC selama 1 jam ini dilakukan berulang kali hingga diperoleh massa konstan. Massa hasil
penimbangan dicatat. Data hasil penimbangan disajikan pada
Lampiran B.1. Skema kerja pembuatan MgSO4 anhidrat disajikan pada Lampiran A.2.1.
3.5.4. Isolasi minyak atsiri biji adas pahit Isolasi minyak atsiri biji adas pahit dilakukan menggunakan
metode distilasi uap. Langkah pertama yang dilakukan adalah satu
set alat distilasi uap dirangkai seperti pada Lampiran F.2. Ketel uap
diisi dengan air hingga 2/3 volume dan dipanaskan hingga mendidih. Sementara itu, sebanyak 350 g biji adas pahit dan beberapa potong
batu didih dimasukkan ke dalam labu alas bulat, kemudian labu
ditutup rapat. Setelah itu, pompa sirkulasi yang diletakkan dalam ember berisi air dan es dinyalakan sehingga terjadi sirkulasi air pada
kondensor. Kemudian uap air dalam ketel uap yang telah mendidih
dialirkan menuju labu alas bulat.
Proses distilasi uap dilakukan selama 5 jam yang dimulai dari tetesan pertama distilat. Distilat ditampung dalam corong pisah
kapasitas 500 mL dan didiamkan hingga terbentuk dua lapisan, yaitu
lapisan air dan lapisan minyak atsiri biji adas pahit. Kemudian lapisan air dan minyak atsiri dipisahkan. Lapisan air ditampung
dalam botol 1 L. Sedangkan lapisan minyak atsiri ditampung dalam
erlenmeyer 25 mL dan ditutup rapat. Serbuk MgSO4 anhidrat yang
22
telah ditimbang, ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam
erlenmeyer 25 mL yang berisi minyak atsiri. MgSO4 anhidrat
ditambahkan sambil erlenmeyer digoyang. Penambahan MgSO4 anhidrat dihentikan jika sudah tidak terbentuk bongkahan pada
campuran. Sisa serbuk ditimbang kembali dan selisih penimbangan
menunjukkan massa MgSO4 anhidrat yang digunakan untuk proses
penyerapan molekul H2O pada minyak atsiri. Pada proses tersebut menghasilkan MgSO4.7H2O dan minyak atsiri bebas air. Setelah itu,
minyak atsiri biji adas pahit dan MgSO4.7H2O dipisahkan dengan
cara dekantasi. Selanjutnya, minyak atsiri ditampung dalam botol 5 mL dan dialiri dengan gas N2 pada permukaan minyak atsiri. Minyak
atsiri biji adas pahit yang diperoleh ditimbang dan dihitung
rendemennya. Minyak atsiri disimpan dalam botol 5 mL tertutup dan dibungkus dengan aluminium foil pada lemari pendingin. Skema
kerja isolasi minyak atsiri biji adas pahit disajikan pada Lampiran
A.2.2.
3.5.5. Karakterisasi sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit
Karakterisasi sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit dilakukan
berdasarkan penentuan wujud, warna, aroma, indeks bias, dan berat jenis.
a. Karakterisasi sifat fisik berdasarkan penentuan wujud, warna, dan
aroma minyak atsiri biji adas pahit Wujud dan warna minyak atsiri biji adas pahit ditentukan
dengan pengamatan secara visual (mata). Aroma minyak atsiri biji
adas pahit ditentukan secara organoleptik (pembau) dengan
membandingkan minyak atsiri biji adas pahit dan biji adas pahit yang digunakan. Data sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit
berdasarkan wujud, warna, dan aroma disajikan pada Tabel 4.2.
b. Karakterisasi sifat fisik berdasarkan penentuan indeks bias
minyak atsiri biji adas pahit
Indeks bias minyak atsiri biji adas pahit diukur menggunakan
Refraktometer digital Fischer. Langkah pertama yang dilakukan adalah refraktometer disambungkan pada sumber listrik dan
dinyalakan. Tempat sampel dibersihkan dengan meneteskan akuades
pada prisma kaca dan dikeringkan menggunakan tisu. Kemudian minyak atsiri biji adas pahit diteteskan pada prisma kaca sebanyak 1
tetes dan ditutup. Setelah itu, tombol read ditekan untuk
menampilkan angka yang menunjukkan indeks bias dan temperatur
23
pengukuran yang digunakan untuk perhitungan faktor koreksi.
Perhitungan indeks bias minyak atsiri biji adas pahit dengan faktor
koreksi disajikan pada Lampiran C.3. Data indeks bias minyak atsiri biji adas pahit hasil pengamatan dan terkoreksi disajikan pada Tabel
4.3.
c. Karakterisasi sifat fisik berdasarkan penentuan berat jenis minyak atsiri biji adas pahit
Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit diukur menggunakan
piknometer 1 mL. Piknometer yang digunakan belum dikalibrasi, sehingga dilakukan kalibrasi terlebih dahulu dengan cara piknometer
dalam kondisi kosong dan bersih ditimbang. Kemudian akuades
dipipet menggunakan pipet ukur 5 mL sebanyak 1 mL dan dimasukkan ke dalam piknometer. Selanjutnya, diberi tanda batas
volume 1 mL (meniskus bawah) pada piknometer. Jika penimbangan
menunjukkan massa air 1 mL adalah 1 g, maka piknometer telah
dikalibrasi. Kemudian air dalam piknometer dikeluarkan dan piknometer dikeringkan. Setelah itu, piknometer diisi dengan minyak
atsiri biji adas pahit hingga tanda batas dan ditimbang kembali.
Temperatur ruang saat penimbangan dicatat sebagai temperatut pengukuran yang digunakan untuk perhitungan faktor koreksi.
Perhitungan berat jenis minyak atsiri biji adas pahit hasil pengamatan
dan dengan faktor koreksi berturut-turut disajikan pada Lampiran C.4 dan Lampiran C.5. Data berat jenis minyak atsiri biji adas pahit
hasil pengamatan dan terkoreksi disajikan pada Tabel 4.4.
3.5.6. Analisis minyak atsiri biji adas pahit menggunakan
Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (KG-SM)
Analisis minyak atsiri biji adas pahit menggunakan KG-SM
dilakukan dengan cara sebanyak 0,2 µL masing-masing minyak atsiri biji adas pahit diinjeksikan menggunakan siring Hamilton ke dalam
injector port pada instrumen KG-SM. Skema kerja analisis minyak
atsiri biji adas pahit menggunakan KG-SM disajikan pada Lampiran
A.2.3. Kondisi operasional KG-SM yang digunakan antara lain: Tipe KG-SM : Shimadzu GCMS-QP2010S
Tipe kolom : Rtx-5MS (5% difenil, 95% dimetil
polisiloksan) Panjang kolom : 30 meter
Temperatur kolom : 70-215°C
Temperatur injektor : 215°C
24
Temperatur detektor : 250°C
Detektor : FTD
Gas pembawa : Helium
Kec. Alir Gas : 3 mL/menit Jenis Pengion : EI (Electron Impact) 70 eV
Data yang diperoleh adalah Total Ion Chromatogram (TIC) dan spektra massa dari minyak atsiri biji adas pahit. Berdasarkan TIC
yang disajikan pada Gambar 4.4 sampai dengan Gambar 4.6, data
tersebut, jumlah puncak pada TIC menunjukkan jumlah komponen
minyak atsiri biji adas pahit. Sedangkan spektra massa, seperti yang disajikan pada Gambar 4.7 sampai dengan Gambar 4.9 dan Lampiran
E, digunakan untuk menentukan jenis atau struktur komponen
minyak atsiri biji adas pahit yang dapat dibandingkan dengan spektra standar dari pustaka WILEY7.LIB.
3.5.7. Uji aktivitas antibakteri Staphylococcus aureus minyak
atsiri biji adas pahit dengan metode difusi cakram
Uji aktivitas antibakteri Staphylococcus aureus pada minyak
atsiri biji adas pahit dilakukan dengan metode difusi cakram
menggunakan kertas cakram berdiameter 6 mm. Koloni S. aureus dicuplik dari tabung biakan menggunakan jarum ose dan dimasukkan
ke dalam media cair (komponen media cair untuk pembiakan bakteri
disajikan pada Lampiran B.3) pada tabung reaksi. Kemudian diinkubasi pada temperatur 37 ºC selama 24 jam. Setelah itu, diukur
arbsobansinya menggunakan spektrofotometer. Suspensi S. aureus
mempunyai nilai absorbansi 0,81, sehingga suspensi tersebut diambil sebanyak 0,8 mL dan diencekan dengan larutan NaCl hingga
diperoleh absorbansi 0,1. Suspensi bakteri dihomogenkan
menggunakan vortex mixer.
Media padat dituangkan ke dalam cawan petri berdiameter 90 mm. Komponen media padat untuk pembiakan bakteri disajikan pada
Lampiran B.4. Suspensi bakteri S. aureus diambil menggunakan
cotton swab dan dioleskan hingga merata pada permukaan media padat. Kemudian sebanyak dua kertas cakram kosong dan kertas
cakram antibiotik sefoksitin diletakkan di atas media padat seperti
yang disajikan pada Gambar 3.1. Sebanyak 15 µL minyak atsiri biji
adas pahit (S) diteteskan pada permukaan salah satu kertas cakram kosong. Sebanyak 15 µL akuades, sebagai kontrol negatif (C-),
diteteskan pada kertas cakram kosong lainnya. Cakram antibiotik
25
sefoksitin digunakan sebagai kontrol positif (C+). Kemudian
diinkubasi pada temperatur 37 ºC selama 24 jam. Aktivitas
antibakteri S. aureus diamati berdasarkan diameter daya hambat yang ditunjukkan dengan zona bening yang terbentuk di sekeliling
cakram. Hasil uji aktivitas antibakteri S. aureus minyak atsiri biji
adas pahit disajikan pada Gambar 4.14.
Gambar 3.1: Template posisi cakram pada cawan petri
26
27
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Isolasi minyak atsiri biji adas pahit
Sampel biji adas pahit yang digunakan dalam penelitian ini
diperoleh dari Toko Jamu di Kota Malang dan dideteminasi di UPT Materia Medica Batu. Determinasi bertujuan untuk mengetahui
klasifikasi tanaman adas pahit. Hasil determinasi berupa surat
determinasi disajikan pada Lampiran F.1. Hasil determinasi menunjukkan biji adas pahit mempunyai nama ilmiah Foeniculum
vulgare Mill. var. vulgare. Berdasarkan hasil determinasi tersebut,
adas pahit mempunyai sinonim F. officinale All. atau Anethum foeniculum Linn. Biji adas pahit berwarna kuning kehijauan dan
berbentuk oval dengan panjang 0,8-1 cm. Gambar sampel biji adas
pahit disajikan pada Gambar 4.1. Menurut penelitian yang dilakukan
oleh Kridati, dkk, sel minyak pada biji adas berukuran lebih kecil daripada bagian daun dan tangkai, namun selnya padat dan penuh
dengan minyak [18]. Menurut Prakosa, rendemen minyak atsiri yang
dihasilkan dari bagian biji lebih besar daripada rendemen minyak atsiri yang dihasilkan dari bagian daun [3]. Sehingga, pada penelitian
ini isolasi minyak atsiri dilakukan pada bagian biji adas pahit.
Gambar 4.1: Sampel biji adas pahit
Pada proses isolasi minyak atsiri biji adas pahit diperlukan
MgSO4 anhidrat sebagai drying agent. Namun, dikarenakan yang
tersedia di Laboratorium Kimia Organik adalah MgSO4.7H2O, maka diperlukan pembuatan MgSO4 anhidrat. MgSO4 anhidrat diperoleh
dengan cara memanaskan MgSO4.7H2O yang telah digerus dalam
tanur pada temperatur 300-350 ºC. Proses tersebut merupakan proses dehidrasi, yaitu pelepasan molekul air sesuai pada Reaksi 4.1.
28
MgSO4.7H2O → MgSO4.(7-x)H2O + xH2O (4.1)
Untuk mengetahui jumlah molekul H2O yang terlepas maka
dilakukan perhitungan sesuai pada Persamaan 4.2. Perhitungan
molekul hidrat MgSO4 disajikan pada Lampiran C.1.
Mol 𝑥H2O
Mol MgS O4 . 7𝑥 H2O (4.2)
Keterangan: x adalah jumlah molekul H2O
Dari hasil pemanasan yang dilakukan, molekul H2O yang dilepas setara dengan 7 molekul H2O, sehingga diperoleh MgSO4 anhidrat.
Isolasi minyak biji adas pahit dilakukan dengan metode
distilasi uap. Distilasi uap dilakukan pada berbagai waktu distilasi, yaitu 5, 7, dan 9 jam. Distilasi uap lebih baik digunakan untuk
mengisolasi minyak atsiri dibandingkan dengan metode distilasi
lainnya, karena dapat menghasilkan minyak atsiri dengan kualitas
yang lebih baik [9]. Distilasi uap merupakan metode pemisahan komponen dalam suatu campuran dengan menggunakan uap yang
didasarkan pada tekanan uap atau volatilitas komponen dalam
campuran. Uap yang dihasilkan oleh ketel uap menyebabkan tekanan uap pada labu alas bulat meningkat, sehingga komponen minyak
atsiri menguap di bawah titik didihnya dan terpisah dari komponen
lain yang mempunyai titik didih lebih tinggi [25]. Menurut penelitian yang dilakukan oleh Kridati, dkk, minyak atsiri biji adas pahit
terdapat dalam sel pada bagian permukaan biji [18]. Pada proses
distilasi uap, uap air yang dihasilkan masuk ke dalam biji adas pahit
dan mengakibatkan sel mengembang. Hal ini menyebabkan pori-pori sel pecah, sehingga uap air akan mendorong minyak atsiri dalam sel
[8]. Komponen minyak atsiri yang terbawa oleh uap air dikondensasi
menjadi cairan kembali yang disebut distilat. Minyak atsiri biji adas pahit yang telah dipisahkan dari lapisan
air ditambahkan MgSO4 anhidrat untuk mengikat molekul air yang
masih tersisa. MgSO4 anhidrat yang ditambahkan pada minyak atsiri
biji adas pahit hasil distilasi uap 5, 7, dan 9 jam berturut-turut adalah 0,42; 0,68; dan 0;51 gram. Minyak atsiri ditampung dalam botol 5
mL (disajikan pada Gambar 4.2) dan dialiri dengan gas nitrogen
untuk membebaskan oksigen pada permukaan minyak atsiri biji adas pahit yang dapat menyebabkan komponen minyak atsiri teroksidasi.
29
Gambar 4.2: Minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap
5 jam (AP-5), 7 jam (AP-7), dan 9 jam (AP-9)
Rendemen merupakan perbandingan antara massa minyak
atsiri yang diperoleh dan massa sampel yang digunakan. Rendemen
minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5, 7, dan 9 jam disajikan pada Tabel 4.1 dan perhitungan rendemen minyak atsiri biji
adas pahit hasil distilasi uap disajikan pada Lampiran C.2.
Tabel 4.1: Rendemen minyak atsiri biji adas pahit
Waktu distilasi
uap (jam)
Massa
sampel (g)
Massa minyak
atsiri (g)
Rendemen
(%)
5 350 1,78 0,52
7 350 2,20 0,63
9 350 2,51 0,72
Gambar 4.3: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap rendemen
minyak atsiri biji adas pahit
0.509
0.629
0.717
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
5 7 9
Ren
dem
en
(%
)
Waktu Distilasi Uap (jam)
30
Berdasarkan Tabel 4.1 dan grafik yang disajikan pada Gambar
4.3, rendemen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap
meningkat seiring lamanya waktu distilasi. Semakin lama waktu distilasi menyebabkan interaksi antara uap air dan biji adas pahit
semakin banyak. Hal ini mengakibatkan semakin banyak pula
komponen minyak atsiri yang terbawa oleh uap air. Dari penelitian
ini, diketahui waktu distilasi mempengaruhi rendemen minyak atsiri biji adas pahit yang dihasilkan.
Menurut Hasanah, minyak atsiri yang dihasilkan dari tanaman
adas berkisar antara 0,6-6% [5]. Sehingga rendemen minyak atsiri biji adas pahit yang dihasilkan melalui metode distilasi uap pada
penelitian ini lebih rendah. Hal ini disebabkan biji adas pahit yang
digunakan dalam kondisi kering, sehingga diduga senyawa minyak atsiri yang berada dalam sel pada kulit biji menguap lebih dahulu.
Selain itu, menurut penelitian yang dilakukan oleh Kridati, rendemen
minyak atsiri biji adas yang telah dihaluskan adalah 3,1-3,567% [18].
Sehingga rendemen minyak atsiri biji adas pahit yang rendah juga dikarenakan sampel yang digunakan dalam bentuk biji utuh atau
tidak dihaluskan. Hal tersebut menyebabkan minyak atsiri pada biji
adas pahit sulit terdorong oleh uap air, sehingga rendemen yang dihasilkan sedikit.
4.2. Karakterisasi Minyak Atsiri Biji Adas Pahit Pada penelitian ini, karakterisasi sifat fisik minyak atsiri biji
adas pahit dilakukan berdasarkan wujud, aroma, warna, berat jenis
dan indeks bias yang mengacu pada Standar Nasional Indonesia
(SNI) sebagai syarat mutu minyak atsiri. Dalam hal ini digunakan SNI 06-2388-2006 yang merupakan standar mutu minyak nilam [42].
Hingga saat ini, belum diketahui standar minyak atsiri adas pahit.
Sehingga hasil karakterisasi minyak atsiri biji adas pahit pada penelitian ini dapat digunakan sebagai rujukan peneliti dan penyuling
untuk menentukan kualitas minyak atsiri biji adas pahit.
Wujud dan warna minyak atsiri biji adas pahit ditentukan
dengan pengamatan secara visual. Aroma minyak atsiri biji adas pahit ditentukan dengan cara membandingkan minyak atsiri biji adas
pahit dan biji adas pahit yang digunakan. Sifat fisik minyak atsiri biji
adas pahit disajikan pada Tabel 4.2.
31
Tabel 4.2: Sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit
Sifat
fisik
Minyak biji adas pahit hasil distilasi uap (jam)
5 7 9
Wujud Cair Cair Cair
Warna Kuning Kuning Kuning
Aroma Biji adas pahit,
segar
Biji adas pahit,
segar
Biji adas pahit,
segar
Indeks bias minyak atsiri biji adas pahit diukur menggunakan
Refraktometer digital Fischer. Indeks bias hasil pengukuran perlu
dilakukan koreksi karena standar pengukuran indeks bias minyak atsiri adalah pada temperatur 20 °C. Indeks bias minyak atsiri biji
adas pahit dikoreksi menggunakan faktor koreksi indeks bias minyak
adas untuk setiap perubahan temperatur °C, yaitu 0,00049 [25].
Indeks bias minyak atsiri biji adas pahit hasil pengamatan dan terkoreksi disajikan pada Tabel 4.3. Perhitungan indeks bias minyak
atsiri biji adas pahit dengan faktor koreksi disajikan pada Lampiran
C.3.
Tabel 4.3: Indeks bias minyak atsiri biji adas pahit
Waktu
distilasi uap
(jam)
Indeks bias
pengamatan
Indeks bias
terkoreksi
(20°C)
Indeks bias
[21]
5 1,5107 1,5129 1,5320
(20°C) 7 1,5112 1,5135
9 1,5104 1,5127
Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit diukur menggunakan piknometer 1 mL. Berat jenis hasil pengukuran perlu dilakukan
koreksi karena standar pengukuran berat jenis minyak atsiri adalah
pada temperatur 25 °C. Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit
dikoreksi menggunakan faktor koreksi berat jenis minyak adas untuk setiap perubahan temperatur °C, yaitu 0,00082 [25]. Berat jenis
minyak atsiri biji adas pahit hasil pengamatan dan terkoreksi
disajikan pada Tabel 4.4. Perhitungan berat jenis minyak atsiri biji
adas pahit hasil pengamatan dan dengan faktor koreksi berturut-turut disajikan pada Lampiran C.4 dan Lampiran C.5.
32
Tabel 4.4: Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit
Waktu
distilasi uap
(jam)
Berat jenis
pengamatan
(22°C) (g/mL)
Berat jenis
terkoreksi
(25°C) (g/mL)
Berat jenis
(g/mL) [21]
5 0,9593 0,9568 0,961
(25°C) 7 0,9559 0,9534
9 0,9570 0,9545
Berdasarkan Tabel 4.2, minyak atsiri biji adas pahit yang
dihasilkan pada penelitian ini merupakan cairan berwarna kuning dan beraroma sama dengan aroma biji adas pahit. Hal tersebut sesuai
dengan penelitian yang dilakukan oleh Prakosa, bahwa minyak atsiri
adas mempunyai wujud cair berwarna kuning dan beraroma adas yang khas [3]. Warna minyak atsiri biji adas pahit dipengaruhi oleh
senyawa penyusunnya. Aroma minyak atsiri biji adas pahit
dipengaruhi oleh senyawa Estragol [43].
Indeks bias merupakan perbandingan sinus sudut jatuh dan sinus sudut bias jika seberkas cahaya jatuh ke dalam minyak dengan
sudut dan temperatur tertentu. Indeks bias minyak atsiri dipengaruhi
oleh komponen minyak atsiri. Berdasarkan Tabel 4.3, minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap mempunyai indeks bias 1,51.
Menurut Guenther, minyak adas pahit mempunyai indeks bias
1,5320, dimana kondisi dan metode isolasi minyak adas pahit tidak
diketahui [21]. Indeks bias hasil pengukuran dan indeks bias berdasarkan Guenther terdapat perbedaan, sehingga diduga terdapat
perbedaan komponen pada masing-masing minyak atsiri biji adas
pahit. Berat jenis merupakan perbandingan berat minyak dan berat
air pada volume yang sama. Berat jenis minyak atsiri biji adas pahit
dipengaruhi oleh jenis dan jumlah komponen minyak atsiri. Berdasarkan Tabel 4.4, minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap
mempunyai berat jenis 0,95 g/mL. Menurut Guenther, minyak adas
pahit mempunyai kisaran berat jenis 0,961, dimana kondisi dan
metode isolasi minyak adas pahit tidak diketahui [21]. Berat jenis hasil pengukuran dan berat jenis berdasarkan Guenther terdapat
perbedaan. Sehingga diduga masing-masing minyak atsiri
mempunyai perbedaan profil komponen. Sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap yang
meliputi wujud, warna, aroma, indeks bias, dan berat jenis, tidak
33
mengalami perubahan pada waktu distilasi 5, 7, dan 9 jam. Sehingga
waktu distilasi 5, 7, dan 9 jam tidak mempengaruhi sifat fisik minyak
atsiri biji adas pahit.
4.3. Profil Komponen Minyak Atsiri Biji Adas Pahit
Profil komponen minyak atsiri merupakan gambaran dari
jumlah, jenis, dan komposisi senyawa yang terdapat dalam minyak atsiri. Analisis profil komponen minyak atsiri biji adas pahit
dilakukan menggunakan KG-SM. Pada analisis KG-SM, komponen
minyak atsiri dipisahkan berdasarkan distribusi senyawa pada fasa diam dan fasa gerak yang berupa gas [28]. Identifikasi komponen
minyak atsiri biji adas pahit dilakukan menggunakan kolom Rtx-
5MS dan fasa diam berupa 5% difenil, 95% dimetil polisiloksan yang bersifat semipolar. Hal ini menyebabkan senyawa penyusun
minyak atsiri biji adas pahit yang bersifat polar mengalami interaksi
yang kuat dengan fasa diam dan tertahan lebih lama. Sedangkan
senyawa penyusun minyak atsiri biji adas pahit yang bersifat nonpolar terelusi lebih dahulu karena interaksinya dengan fasa diam
lemah. Selain itu, titik didih senyawa juga menjadi faktor yang
mempengaruhi waktu retensi senyawa. Senyawa yang mempunyai titik didih lebih rendah akan terelusi terlebih dahulu dibandingkan
dengan senyawa yang mempunyai titik didih lebih tinggi.
Data yang diperoleh dari analisis profil komponen minyak atsiri biji adas pahit adalah Total Ion Chromatogram (TIC) dan
spektra massa. TIC merupakan grafik hubungan antara waktu retensi
(menit) dan respon detektor (%) yang digunakan untuk menentukan
jumlah komponen minyak atsiri. Spektra massa merupakan hasil dari spektrometer massa yang menunjukkan hubungan antara massa ion
fragmen bermuatan positif dan kelimpahan relatif ion fragmen yang
digunakan pada elusidasi struktur komponen minyak atsiri. Analisis komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi
uap 5 jam diperoleh TIC dengan 15 puncak yang disajikan pada
Gambar 4.4. Sedangkan analisis komponen minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 7 dan 9 jam diperoleh TIC dengan 4 puncak yang disajikan pada Gambar 4.5 dan Gambar 4.6. Hasil analisis KG-
SM berupa data waktu retensi dan persen area komponen minyak
atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5, 7 dan 9 jam disajikan pada Tabel 4.5.
34
35
Tabel 4.5: Hasil analisis KG-SM minyak atsiri biji adas pahit
No.
Puncak
Minyak biji adas pahit hasil distilasi uap (jam)
5 7 9
tR
(menit)
%
area
tR
(menit)
%
area
tR
(menit)
%
area
1 5,367 1,07 5,350 0,50 5,346 0,62
2 5,619 0,01 6,849 9,90 6,846 10,49
3 5,972 0,22 7,879 1,67 7,876 1,96
4 6,060 0,06 9,669 87,93 9,655 86,93
5 6,174 0,26 - - - -
6 6,468 0,12 - - - -
7 6,825 -0,55 - - - -
8 6,866 13,32 - - - -
9 7,350 0,32 - - - -
10 7,886 3,37 - - - -
11 8,698 0,02 - - - -
12 8.863 0,03 - - - -
13 9,722 81,45 - - - -
14 10,234 0,04 - - - -
15 11,050 0,25 - - - -
Keterangan: Tanda (-) menunjukkan komponen tidak teridentifikasi
Berdasarkan TIC dari KG-SM minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5, 7 dan 9 jam yang disajikan pada Tabel 4.5,
terdapat kemiripan waktu retensi pada puncak-puncak yang
terdeteksi. Kemiripan waktu retensi tersebut mengindikasikan bahwa beberapa komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5,
7, dan 9 jam merupakan senyawa yang sama. Dari 15 puncak
komponen yang berhasil dideteksi dari minyak atsiri biji adas pahit, sebanyak 9 komponen mempunyai similarity index (SI) sebesar ≥
90% berdasarkan pustaka WILEY7.LIB pada spektra massanya.
Spektra massa yang teridentifikasi sebagai komponen minyak
atsiri biji adas pahit dengan puncak tertinggi adalah pada waktu retensi 9,722; 9,669; dan 9,655 menit berturut-turut disajikan pada
Gambar 4.7 sampai Gambar 4.9. Tiga spektra massa tersebut masing-
masing mempunyai kemiripan spektra dan waktu retensi, sehingga diduga komponen tersebut merupakan senyawa yang sama.
36
37
Gambar 4.10: Pola fragmentasi yang disarankan untuk estragol
Spektra massa pada Gambar 4.5 sampai dengan Gambar 4.7 menunjukkan senyawa waktu retensi 9,722; 9,669; dan 9,655 menit
mempunyai ion molekul dengan m/z 148 yang merupakan berat
molekul dari senyawa tersebut. Dari spektra massa tersebut terdapat beberapa puncak dengan m/z 39, 51, 77, 91, 105, 117, 133, serta 148
(base peak). Base peak dari senyawa tersebut adalah puncak dengan
m/z 148, yang menunjukkan bahwa ion molekul tersebut stabil. Puncak dengan m/z 133 dihasilkan dari pelepasan radikal CH3 dari
ion molekul dengan m/z 148. Pemutusan radikal CH=CH2 dari ion
dengan m/z 133 menghasilkan puncak dengan m/z 105. Puncak
dengan m/z 117 dihasilkan dari pelepasan radikal O–CH3 dari ion molekul. Pemutusan radikal CH=CH2 dan radikal C3H5 pada posisi β
dari ion dengan puncak m/z 117 berturut-turut menghasilkan puncak
dengan m/z 91 dan m/z 77 yang merupakan fragmen khas dari
38
senyawa aromatik, yaitu ion tropilium. Pelepasan radikal CH=CH2
dari ion molekul menghasilkan puncak dengan m/z 121. Pola
fragmentasi yang disarankan dari senyawa tersebut disajikan pada Gambar 4.10.
Pola fragmentasi komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil
distilasi uap 5, 7, dan 9 jam dengan waktu retensi berturut-turut
9,722 menit, 9,669 menit, dan 9,655 menit, serta mengacu pada pustaka WILEY7.LIB, diusulkan komponen tersebut adalah senyawa
estragol (metil kavikol) dengan struktur yang disajikan pada Gambar
4.11.
Gambar 4.11: Struktur senyawa estragol
Selain itu, spektra massa, pola fragmentasi yang disarankan, dan struktur senyawa α-pinen, sabinen, β-pinen, β-mirsen, limonen,
α-felandren, γ-terpinen, α-fenkon, serta anetol disajikan pada
Lampiran E. Berdasarkan hasil intepretasi spektra massa, dapat diketahui
komponen minyak atsiri biji adas pahit dengan mengacu pada
pustaka WILEY7.LIB. Dari 15 puncak pada TIC minyak atsiri biji
adas pahit hasil distilasi uap 5 jam, sebanyak 10 senyawa yang mempunyai SI ≥ 90 dapat diidentifikasi dengan melakukan
intepretasi spektra massa dan mengacu pada pustaka WILEY7.LIB.
Sedangkan dari 4 puncak pada TIC minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 7 dan 9 jam, sebanyak 4 senyawa yang mempunyai SI ≥
90 dapat diidentifikasi dengan melakukan intepretasi spektra massa,
dan mengacu pada WILEY7.LIB. Kadar komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap disajikan pada Tabel 4.6. Profil
komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap disajikan
pada Gambar 4.12.
39
40
Gambar 4.12: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap profil
komponen minyak atsiri biji adas pahit
Pada hasil analisis KG-SM yang disajikan pada Tabel 4.6,
komponen minyak atsiri mempunyai waktu retensi yang berbeda karena setiap komponen terelusi berdasarkan polaritas dan titik didih.
Fasa diam pada kolom KG-SM bersifat semipolar, sehingga senyawa
nonpolar dan senyawa yang mempunyai titik didih rendah akan terelusi lebih dahulu. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian yang
diperoleh. Senyawa yang bersifat nonpolar, yaitu terpen tak
teroksigenasi (α-pinen, sabinen, β-pinen, β-mirsen, α-felandren,
limonen dan γ-terpinen) terelusi lebih dahulu dibandingkan dengan senyawa yang lebih polar, yaitu terpen teroksigenasi (α-fenkon) dan
senyawa yang mempunyai titik didih tinggi (estragol dan anetol).
Persen area menunjukkan kadar relatif suatu senyawa terhadap keseluruhan komponen, sedangkan area menunjukkan kadar
sesungguhnya suatu senyawa. Komponen utama minyak atsiri biji
adas pahit adalah komponen yang mempunyai persen area lebih dari 1% sesuai hasil KG-SM. Komponen dengan persen area tertinggi
pada masing-masing hasil distilasi adalah estragol dengan persen
area lebih dari 80%. Sedangkan komponen lainnya dengan persen
area lebih dari 1% (α-pinen, limonen, dan α-fenkon) bervariasi pada setiap hasil distilasi.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
5 7 9
% a
rea
Waktu distilasi uap (jam)
α-Pinena
Sabinen
β-Pinena
β-Mirsena
α-Felandren
Limonen
γ-Terpinen
α-Fenkon
Estragol
Anetol
41
Profil komponen minyak atsiri biji adas pahit ditinjau dari data
area pada TIC. Perbedaan waktu distilasi mempengaruhi profil
komponen minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap (disajikan pada Lampiran D). Setiap komponen minyak atsiri biji adas pahit
mengalami penurunan seiring meningkatnya waktu distilasi.
Senyawa estragol, α-pinen, limonen, dan α-fenkon mengalami
penurunan dari waktu distilasi uap 5 jam ke 9 jam. Selain itu, senyawa lain, seperti sabinen, β-pinen, β-mirsen, α-
felandren, dan γ-terpinen hanya terdapat pada minyak atsiri biji adas
pahit hasil distilasi uap 5 jam. Pada minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 7 dan 9 jam, senyawa tersebut tidak teridentifikasi.
Perbedaan komponen minyak atsiri biji adas pahit disebabkan
tekanan uap masing-masing komponen. Komponen yang mempunyai tekanan uap tinggi akan menguap lebih dahulu selama proses
distilasi [24]. Senyawa terpen dengan berat molekul kecil akan
menguap lebih dahulu dibandingkan senyawa terpen teroksigenasi
dan senyawa dengan berat molekul yang lebih besar [45]. Sedangkan senyawa terpen dengan berat molekul yang sama (α-pinen dan
limonen) tetap teridentifikasi pada waktu distilasi uap 7 dan 9 jam
karena senyawa tersebut mempunyai kadar yang lebih tinggi daripada senyawa lain yang tidak teridentifikasi pada waktu distilasi
7 dan 9 jam. Hal tersebut juga didukung oleh berat jenis minyak
atsiri yang menurun dari waktu distilasi 5 jam (0,9535 g/mL) ke 7 jam (0,9516 g/mL) dan cenderung konstan pada waktu distilasi 9 jam
(0,9519 g/mL), seperti yang disajikan pada Tabel 4.4.
Berdasarkan hasil analisis KG-SM, estragol merupakan
senyawa minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap dengan kadar tertinggi pada berbagai waktu distilasi. Analisis estragol pada
minyak atsiri biji adas pahit disajikan pada Tabel 4.7. Pengaruh
waktu distilasi uap terhadap rendemen dan area estragol dalam minyak adas pahit disajikan pada Gambar 4.13.
Tabel 4.7: Rendemen dan estragol minyak atsiri biji adas pahit
Waktu distilasi
uap (jam)
Rendemen
(%)
% area
estragol
Area
estragol
5 0,52 81,45 109.487.763
7 0,63 87,93 33.941.822
9 0,72 86,93 24.681.873
42
Gambar 4.13: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap rendemen dan
area estragol minyak atsiri biji adas pahit
Berdasarkan data pada Tabel 4.7 dan grafik yang disajikan pada Gambar 4.13, diketahui rendemen minyak atsiri meningkat
seiring waktu distilasi uap. Sedangkan senyawa estragol pada
minyak atsiri biji adas pahit mengalami penurunan. Hal ini diduga karena senyawa estragol menguap lebih dahulu saat proses distilasi.
Waktu distilasi uap mempengaruhi profil komponen minyak
atsiri biji adas pahit. Dari penelusuran, belum ditemukan penelitian
mengenai studi pengaruh waktu distilasi uap terhadap profil komponen minyak atsiri biji adas pahit. Sehingga profil komponen
minyak atsiri biji adas pahit pada penelitian ini dapat digunakan
sebagai rujukan untuk mengetahui pengaruh waktu distilasi uap terhadap profil komponen minyak atsiri biji adas pahit.
4.4. Aktivitas antibakteri S. aureus terhadap minyak atsiri biji
adas pahit Pada penelitian ini, daya hambat minyak atsiri biji adas pahit
terhadap bakteri S. aureus dilakukan dengan metode difusi cakram.
Akuades digunakan sebagai kontrol negatif. Antibiotik sefoksitin digunakan sebagai kontrol positif. Hasil uji aktivitas antibakteri S.
0.52
0.630.72
20
40
60
80
100
120
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
5 7 9
Area
Est
ra
gol
(10
6)
Ren
dem
en
(%
)
Waktu distilasi uap (jam)
Rendemen Estragol
109.487.763
33.941.822 24.681.873
43
aureus terhadap minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap
disajikan pada Gambar 4.14.
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.14: Hasil uji aktivitas antibakteri S. aureus minyak atsiri
biji adas pahit (a) 5 jam; (b) 7 jam; dan (c) 9 jam
Keterangan: S : sampel minyak atsiri biji adas pahit
C+ : sefoksitin sebagai kontrol positif
C- : akuades sebagai kontrol negatif
Hasil uji aktivitas antibakteri S. aureus minyak atsiri biji adas
pahit menunjukkan bahwa minyak atsiri biji adas pahit mempunyai
kemampuan dalam menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus. Daya hambat minyak atsiri adas pahit terhadap bakteri S. aureus
disajikan pada Tabel 4.8 dan pengaruh waktu distilasi uap terhadap
daya hambat bakteri S. aureus minyak atsiri biji adas pahit disajikan pada Gambar 4.15.
S S
S
C- C-
C-
C+
C+ C+
44
Tabel 4.8: Daya hambat minyak atsiri biji adas pahit terhadap
pertumbuhan bakteri S. aureus
Waktu distilasi
uap (jam)
Diameter daya hambat (mm)
Minyak
atsiri (S)
Sefoksitin
(C+)
Akuades
(C-)
5 11 26 0
7 12 25 0
9 12 26 0
Gambar 4.15: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap daya hambat
pertumbuhan bakteri S. aureus
Dari data pada Tabel 4.8 dan grafik yang disajikan pada
Gambar 4.15, serta berdasarkan Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), diketahui sefoksitin mempunyai daya hambat 25-26
mm, sehingga termasuk dalam kategori sensitif [40]. Daya hambat
pertumbuhan bakteri S. aureus dari minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5, 7, dan 9 jam lebih kecil daripada sefoksitin.
Sefoksitin mempunyai mekanisme kerja dalam menghambat
pertumbuhan bakteri S. aureus dengan melakukan penetrasi dinding sel luar dan mengikat protein, sehingga sintesis dinding sel
terganggu. Hal ini mengakibatkan dinding sel menjadi terbuka dan
memungkinkan sefoksitin masuk ke dalam sel. Setelah itu, sel
mengalami pembengkakan dan menyebabkan kematian sel [39]. Minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 5 jam
mempunyai daya hambat yang lebih kecil daripada minyak atsiri biji
11
12 12
10.4
10.8
11.2
11.6
12
12.4
5 7 9
Da
ya
ha
mb
at
(mm
)
Waktu distilasi uap (jam)
45
adas pahit hasil distilasi uap 7 dan 9 jam. Daya hambat pertumbuhan
bakteri S. aureus dari minyak atsiri biji adas pahit dikategorikan
resisten, karena mempunyai daya hambat ≤ 21 mm dibandingkan dengan sefoksitin. Rendahnya daya hambat minyak atsiri biji adas
pahit disebabkan minyak atsiri terdiri dari berbagai komponen.
Menurut penelitian yang dilakukan oleh Ismaiel, et al., senyawa
estragol mempunyai kemampuan dalam menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus [43]. Pengaruh waktu distilasi uap terhadap estragol
dan daya hambat bakteri S. aureus minyak atsiri biji adas pahit
disajikan pada Tabel 4.9 dan Gambar 4.16.
Tabel 4.9: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap estragol dan daya
hambat bakteri S. aureus
Waktu distilasi
uap (jam)
Daya hambat
(mm)
% area
estragol
Area
Estragol
5 11 81,45 109.487.763
7 12 87,93 33.941.822
9 12 86,93 24.681.873
Gambar 4.16: Pengaruh waktu distilasi uap terhadap area Estragol
dan daya hambat bakteri S. aureus
11
12
12
0
20
40
60
80
100
120
10
10.4
10.8
11.2
11.6
12
12.4
5 7 9
Area E
stragol
(10
6)
Daya h
am
bat
(mm
)
Waktu distilasi uap (jam)
Daya hambat (mm) Estragol
109.487.763
33.941.822 24.681.873
46
Berdasarkan Tabel 4.9 dan Gambar 4.16, minyak atsiri biji
adas pahit hasil distilasi uap 5 jam dengan area estragol yang terbesar
mempunyai daya hambat yang terkecil terhadap bakteri S. aureus. Sedangkan minyak atsiri biji adas pahit hasil distilasi uap 7 jam
dengan area estragol yang lebih besar daripada 9 jam mempunyai
daya hambat yang sama terhadap bakteri S. aureus. Dari hasil
tersebut diketahui senyawa estragol kurang mempengaruhi aktivitas antibakteri S. aureus. Sehingga, diduga senyawa lain pada minyak
atsiri biji adas pahit juga turut berkontribusi dalam menghambat
pertumbuhan bakteri S. aureus, seperti senyawa terpen yang mempunyai ikatan C=C.
Pada penelitian ini, senyawa terpen (limonen, α-pinen, dan α-
fenkon) pada minyak atsiri biji adas pahit juga mengalami penurunan area, seperti yang disajikan pada Lampiran D.1. Sehingga, diduga
terdapat senyawa lain pada minyak atsiri biji adas pahit yang juga
turut berkontribusi dalam menghambat pertumbuhan bakteri S.
aureus, namun tidak teridentifikasi pada analisis KG-SM. Jika dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan oleh Soylu, et al.,
senyawa terpen yang tidak teridentifikasi pada minyak atsiri biji adas
pahit dari hasil penelitian ini antara lain trans-β-osimen, carvon, p-anisaldehid, dan germakren D [11].
Menurut Diao, et al., minyak atsiri biji adas pahit mempunyai
aktivitas antibakteri S. aureus dengan cara mengganggu permeabilitas membran. Sehingga komponen penting dalam sel
keluar dan menyebabkan kematian sel [46]. Hidrofobisitas atau
lipofilisitas merupakan karakteristik yang penting bagi suatu
senyawa dalam menghambat pertumbuhan bakteri melalui membran sel. Bagian yang bersifat hidrofilik dari suatu senyawa berinteraksi
dengan bagian yang bersifat polar pada membran. Sedangkan bagian
yang bersifat hidrofobik dari suatu senyawa berinteraksi dengan bagian dalam membran sel bakteri yang bersifat hidrofobik, sehingga
permeabilitas membran dapat terganggu [47]. Menurut penelitian
yang dilakukan oleh Abeytunga, et al., semakin banyak ikatan C=C
maka sifat hidrofobisitas suatu senyawa semakin meningkat. Hal ini menyebabkan aktivitas antibakteri semakin besar [48].
Namun adanya gugus lain pada senyawa penyusun minyak
atsiri biji adas pahit yang bersifat hidrofilik, seperti ester, menyebabkan aktivitas antibakteri S. aureus lebih kecil dibandingkan
dengan antibiotik sefoksitin. Sehingga aktivitas antibakteri S. aureus
tergolong resisten dibandingkan dengan sefoksitin.
47
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat
disimpulkan bahwa: 1. Waktu distilasi mempengaruhi rendemen minyak atsiri biji adas
pahit (Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare) dan rendemen
tertinggi (0,72 %) diperoleh pada hasil distilasi uap 9 jam. 2. Waktu distilasi 5, 7, dan 9 jam tidak mempengaruhi karakteristik
sifat fisik minyak atsiri biji adas pahit yang meliputi wujud,
aroma, warna, berat jenis, dan indeks bias. 3. Waktu distilasi mempengaruhi profil komponen minyak atsiri biji
adas pahit. Estragol sebagai senyawa utama minyak atsiri biji
adas pahit tertinggi (87,93 %) diperoleh pada hasil distilasi uap 7
jam. 4. Waktu distilasi mempengaruhi aktivitas antibakteri S. aureus.
Daya hambat bakteri S. aureus dari minyak atsiri biji adas pahit
berkisar 11-12 mm, dikategorikan resisten.
5.2. Saran
Saran yang dapat diberikan dari penelitian ini adalah perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menentukan dosis minyak
atsiri biji adas pahit berdasarkan Kadar Hambat Minimum (KHM)
dan Kadar Bunuh Minimum (KBM), serta isolasi komponen utama
untuk dilakukan uji antibakteri.
48
DAFTAR PUSTAKA
[1] Tongnuanchan, P., and S. Benjakul, 2014, Essential Oils:
Extraction, Bioactivities, and Their Uses for Food
Preservation, Journal of Food Science, R1-R19.
[2] Kementerian Perdagangan Republik Indonesia, 2011, Indonesian Essential Oil: The Scents of Natural Life, Trade
Policy Analysis and Development Agency, Indonesia.
[3] Prakosa, A. H., I. D. Pamungkas, dan D. Ikhsan, 2013,
Pengaruh Waktupada Penyulingan Minyak Adas (Fennel
Oil) dari Biji dan Daun Adas dengan Metode Uap dan Air,
Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, 2, 2, 14-17. [4] Mindaryani, A., dan S. S. Rahayu, 2007, Essential Oil from
Extraction and Steam Distillation of Ocimum Basillicum,
Proceedings of the World Congress on Engineering and
Computer Science 2007, 4-8. [5] Hasanah, M., 2004, Perkembangan Teknologi Budi Daya
Adas (Foeniculum vulgare Mill.), Jurnal Litbang Pertanian,
23, 4, 139-144. [6] Rusmin, D.,dan Melati, 2007, Adas Tanaman yang
Berpotensi Dikembangkan sebagai Bahan Obat Alami,
Warta Puslitbangun Balai Penelitian Tanaman Obat Aromatik, 13,2–5.
[7] Paar, L., J. Elbert,and K. Manfredi, 2008, Organic Chemistry
Laboratory Experiments for Organic Chemistry
Laboratory, Spring. [8] Kumar, R., and Y. C. Tripathi, 2011, Getting Fragrance
from Plants, Training Manual on Extraction Technology of
Nature Dye & Aroma Therapy and Cultivation Value Addition of Medicinal Plants, India.
[9] Rachmawati, R. C., R. Retnowati, dan U. P. Juswono, 2013,
Isolasi Minyak Atsiri Kenanga (Cananga odorata)
Menggunakan Metode Distilasi Uap Termodifikasi dan Karakterisasinya Berdasarkan Sifat Fisik dan KG-SM,
Kimia student journal, 1, 2, 276-282.
[10] Santoso, H. B., 1991, Bertanam Nilam Bahan Industri
Wewangian, Kanisius, Yogyakarta.
[11] Soylu, S., E. M. Soylu, and G. A. Evrendilek, 2009, Chemical
Composition and Antibacterial Activity of EssentialOils of
49
Bitter Fennel (Foeniculum vulgare Mill. var. vulgare) and
Dill (Anethum graveolens L.) Against the Growth of Food-
Borne and Seedborne Pathogenic Bacteria, Italian Journal of Food Science, 3, 21, 347-355.
[12] Piccaglia, R., M. Marroti, E. Giovanelli, S. G. Deans, and E.
Eaglesham, 1993, Antibacterial and Antioxidant Properties
of Mediterranean Aromatic Plants, Industrial Crops Products, 2, 47-50.
[13] Barazani, O., A. Fait, Y. Cohen, S. Dimindhtein, U. Ravid, E.
Putievsky, E. Lewinsohn, and J. Friedman, 1999, Chemical
Variation Among Indigenous Populations of Foeniculum
vulgare var. vulgare in Israel, Planta Med., 65, 486-489.
[14] Valgas, C., S. M. de Souza, E. F. A. Smania, and A. Smania Jr., 2007, Screening Methods to Determine Antibacterial
Activity of Natural Products, Brazilian Journal of
Microbiology, 38, 369-380.
[15] Badgujar, S. B., V. V. Patel, and A. H. Bandivdekar, 2014,
Foeniculum vulgare Mill : A Review of Its Botany,
Phytochemistry, Pharmacology, Contemporary
Application, and Toxicology, BioMed Research International, 1-32.
[16] Kardinan, A., dan A. Dhalimi, 2010, Potensi Adas
(Foeniculum vulgare) sebagai Bahan Aktif Lotion Anti Nyamuk Demam Berdarah (Aedes aegypti), Bul. Litro., 21,
1, 61-68.
[17] Zizovic, I. T., M. D. Stamenic, A. M. Orlovic, and D. U.
Skala, 2007, Supercritical Carbon-Dioxide Extraction of
Essential Oils and Mathematical Modelling on the Micro-
Scale, L. P. Berton, Chemical Engineering Research Trends,
va Science Publishers, Inc, New York. New York: Nova Science Publishers, Inc, 2007, pp. 221–249.
[18] Kridati, E. M., E. Prihastanti, dan S. Haryanti, 2012,
Rendemen Minyak Atsiri dan Diameter Organ serta
Ukuran Sel Minyak Tanaman Adas (Foeniculum vulgare
Mill) yang Dibudidayakan di Kabupaten Semarang dan
Kota Salatiga, Buletin Anatomi dan Fisiologi, XX, 1, 1-17.
[19] Arniputri, R. B., A. T. Sakya, dan M. Rahayu, 2007,
Identifikasi Komponen Utama Minyak Atsiri Temu Kunci
(Kaemferia pandurata Roxb.) pada Ketinggian Tempat
yang Berbeda, Biodiversitas, 8, 2, 135-137.
50
[20] Zuzarte, M., and L. Salgueiro, 2015, Essential Oils
Chemistry, D. P. de Sousa, Bioactive Essential Oils and
Cancer, Springer International Publishing, Switzerland. [21] Guenther, E., A. J. Haagen-Smit, E. E. Langenau, and G.
Urdang, 1990, Minyak Atsiri Jilid IVB, diterjemahkan oleh:
S. Ketaren, UI-Press, Jakarta.
[22] Lenntech, 2017, Molecular Weight Calculator, www.lenntech.com., diakses tanggal 6 Maret 2017.
[23] Firdaus, 2011, Teknik dalam Laboratorium Kimia
Organik, Prog Studi Kimia Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Hasanuddin, Makassar.
[24] Retnowati, R., M. F. Rahman, and D. Yulia, 2014, Chemical
Constituents of the Essential Oils of White Turmeric
(Curcuma zedoaria (Christm.) Roscoe) from Indonesia and
its Toxicity toward Artemia salina Leach, Journal of
Essential Oil Bearing Plants, 17, 3, 393-396. [25] Guenther, E., A. J. Haagen-Smit, E. E. Langenau, and G.
Urdang, 1987, Minyak Atsiri Jilid 1, diterjemahkan oleh: S.
Ketaren, UI-Press, Jakarta. [26] Sastrohamidjojo, H., 2004, Kimia Minyak Atsiri, Gadjah
Mada University Press, Yogyakarta.
[27] Sparkman, O. D., Z. E. Penton, andF. G. Kitson, 2011, Gas
Chromatography and Mass Spectrometry: a Practical
Guide, Second Edition, Elsevier Inc, UK.
[28] Harvey, D., 2000, Modern Analytical Chemistry, McGraw-
Hill Companies, Inc. USA. [29] Aziz, N. A., 2013, Pengaruh Waktu Distilasi Uap Terhadap
Rendemen dan Komponen Penyusun Minyak Atsiri Daun
Jeruk Nipis (Citrus aurantifolia (Christm.& Panz.) swingle), Universitas Brawijaya Malang.
[30] Williamson, K. L., and K. M. Masters, 2011, Macroscale and
Microscale Organic Chemistry Experiment, Sixth Edition,
Brooks/Cole, Cengage Learning, USA. [31] Mohrig, J. R., C. N. Hammond, and P. F. Schatz, 2010,
Techniques in Organic Chemistry, Third Edition, W. H.
Freeman and Company, America. [32] Shahat, A. A., A. Y. Ibrahim, S. F. Hendawy, E. A. Omer, F.
M. Hammouda, F. H. Abdel Rahman, and M. A. Saleh, 2011,
Chemical Composition, Antimicrobial and Antioxidant
51
Activities of Essential Oils from Organically Cultivated
Fennel Cultivars, Molecules, 16, 1366-1377.
[33] Brooks, G. F., J. S. Butel, andS. A. Morse, 2007, Jawetz,
Melnick, & Adelberg Mikrobiologi Kedokteran, Edisi 24,
diterjemahkan oleh: H. Hartanto, C. Rachman, A. Dimanti,
dan A. Diani, Buku Kedokteran EGC, Jakarta.
[34] Todar, K., 2012, Staphylococcus aureus and Staphylococcal
Disease, textbookofbacteriology.net., diakses tanggal 6 Maret
2017.
[35] Karlina, C. Y., M. Ibrahim, dan G. Trimulyono, 2005,
Aktivitas Antibakteri Ekstrak Herba Krokot
(Portulacaoleracea L.) terhadap Staphylococcusaureus dan
Escherichiacoli, Lentera Bio, 2, 1, 87-93. [36] Paju, N., P. V. Y. Yamlean, dan N. Kojong, 2013, Uji
Efektivitas Salep Ekstrak Daun Binahong (Anredera
cordifolia (Ten.) Steenis) pada Kelinci (Oryctolagus
cuniculus) yang Terinfeksi Bakteri Staphylococcus aureus, Jurnal Ilmiah Farmasi, 2, 1, 51-61.
[37] Setiabudi, R., dan V. H. S. Gan, 1995, Pengantar
Antimikroba, S. G. Ganiswarna, Farmakologi dan Terapi, Edisi 4, Gaya Baru, Jakarta.
[38] Food and Drug Administration, 2017, Cefoxitin,
www.drugs.com, diakses tanggal 22 Juli 2017. [39] Davis, J. L., 2011, Antimicrobials in practice part 2:
specific antibiotic drugs, CVC San Diego Proc, 1-2.
[40] CLSI, 2013, Performance standards for antimicrobial
susceptibility testing; Twent-Second Informational Supplement, CLSI approved standard M100-S22, 32, 3, USA.
[41] Atikah, N., 2013, Uji Aktivitas Antimikroba Ekstrak Herba
Kemangi (Ocimum americanum L.) terhadap Staphylococcus aureus dan Candida albicans, Skripsi,
Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan, UIN Syarif
Hidayatullah, Jakarta.
[42] Shoorashetty, R. M., Nagarathnamma T., and Prathibha J., 2011, Comparison of the Boronic Acid Disk Potentiation
Test and Cefepime-Clavulanic Acid Method for the
detection of ESBL among AmpC-producing Enterobacteriaceae, Indian Journal of Medical Microbiology,
29, 3, 297–301.
[43] Ismaiel, O. A., E. Abdelghani, H. Mousa, S. I. Eldahmy, and
52
B. E. Bayoumy, 2016, Determination of Estragole in
Pharmaceutical Products, Herbal Teas and Herbal
Extracts Using GC-FID, Journal of Applied Pharmaceutical Science, 6, 12, 144-150.
[44] Noventi, W., dan N. Carolia, 2016, Potensi Ekstrak Daun
Sirih Hijau (Piper betle L.) sebagai Alternatif Terapi Acne
vulgaris, Majority, 5, 1, 140-145. [45] Gamarra, F. M. C., L. S. Sakanaka, E. B. Tambourgi, and F.
A. Cabral, 2006, Influence on The Quality of ESssential
Lemon (Citrus aurantifolia) Oil by Distillation Process, Braz. J. Chem. Eng., 23, 1, 147-151.
[46] Diao, W. R., Q. P. Hu, H. Zhang, and J. G. Xu, 2014,
Chemical Composition, Antibacterial Activity and
Mechanism of Action of Essential Oil from Seeds of Fennel
(Foeniculum vulgare Mill.), Food Control, 35, 1, 109-116.
[47] Cristani, M., M. D'Arrigo, G. Mandalari, F. Castelli, M. G.
Sarpietro, D. Micieli, V. Venuti, G. Bisignano, A. Saija, and D. Trombetta, 2007, Interaction of Four Monoterpenes
Cointained in Essential Oil with Model Membranes:
Implications for Their Antibacterial Activity, J. Agric. Food Chem., 55, 6300-6308.
[48] Abeytunga, D. T. U., T. E. M. Peiris, and R. L. C.
Wijesundera, 1998, Structure-antibacterial activity
relationship of some aromatic acids, J. Natn. Sci. Coun. Sri
Lanka, 26, 2, 133-139.
Top Related