uji aktivitas antioksidan ekstrak metanol umbi …/uji-akti...terdapat dalam tumbuhan adalah senyawa...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

UJI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK METANOL UMBI KIMPUL

(Xanthosomasagittifolium (L.) Schott) PADA VARIASIKETINGGIAN

DIKABUPATEN KLATEN TERHADAP DPPH

(2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl)

SKRIPSI

Untukmemenuhisebagianpersyaratan

guna memperoleh gelar Sarjana Sains

Oleh:

SitiRohmahwati

NIM. M 0409055

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013


commit to user

ii


commit to user

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri

dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan

di suatu Perguruan Tinggi serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah

dituliskan atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam

naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar

kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau kembali dan/atau dicabut.

Surakarta, Januari 2013

Siti Rohmahwati

M0409055


commit to user

iv

UJI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK METANOL UMBI KIMPUL

(Xanthosomasagittifolium (L.) Schott) PADA VARIASI KETINGGIAN

DI KABUPATEN KLATEN TERHADAP DPPH

(2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl)

SITI ROHMAHWATI

Jurusan Biologi, FakultasMatematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

UniversitasSebelasMaret, Surakarta.

ABSTRAK

Antioksidan akan bereaksi dengan radikal bebas reaktif membentuk radikal

bebas tak reaktif yang relatif stabil. Salah satu sumber antioksidan alami yang

terdapat dalam tumbuhan adalah senyawa fenolik.Antioksidan pada umbi-umbian

masih belum banyak dilaporkan.Umbi kimpul (Xanthosomasagittifolium (L.)Schott)

diketahuidapatdimanfaatkansebagai alternatif bahan pangan.Umbi kimpul

mengandung flavonoida serta vitamin C, sehingga berpotensi sebagai salah satu

penghasil antioksidan yang baik untuk kesehatan. Tinggi rendahnya kadar metabolit

sekunder pada suatu tumbuhan dapat dipengaruhi oleh lingkungan salah satunya

adalah ketinggiantempat.

Penelitianinibertujuanuntukmengetahui pengaruh ketinggian tempat terhadap

aktivitas antioksidan dan kandungan fenolik total pada ekstrakmetanolumbikimpul.

Sampelberupatanamankimpul kultivar putih segar berumur 9 bulan

diambildariKabupaten Klaten dengan ketinggian tempat 100, 400, 700 dan 1.000 m

dpl.Ekstraksiumbikimpulmenggunakanpelarutmetanol yang

dilanjutkandenganujiaktivitasantioksidanterhadap DPPH (2,2-Diphenyl-1-

Picrylhydrazyl) danpenetapankandunganfenolik total

denganmenggunakanpereaksiFolin-Ciocalteu. Analisa data menggunakan Analisis

Varian (ANAVA) kemudian dilanjutkan dengan uji Duncan’s Multiple Range Test

(DMRT) pada taraf kepercayaan 95% untuk mengetahui beda nyata antar perlakuan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketinggian tempat tidak berpengaruh

secara signifikan terhadap Anti Radical Power(ARP), sedangkan pada kandungan

fenol totalmemberikan pengaruh yang signifikan. Nilai ARPtertinggi berasal dari

ketinggian 700 m dpl (7,85). Kandungan fenol total tertinggi berasal dari ketinggian

100 m dpl (6,43). Dari penelitian yang telah dilakukan, disarankan agar dilakukan

penelitian lebih lanjut mengenai faktor lingkungan yang paling berperan dalam

biosintesis metabolit sekunder pada umbi kimpul.

Kata kunci: Antioksidan, DPPH, Xanthosomasagittifolium, Ketinggian Tempat


commit to user

v

ANTIOXIDANT ACTIVITY OF TANNIAMETHANOL EXTRACT

(Xanthosomasagittifolium (L.) Schott)FROM THE VARIOUS ALTITUDE

IN KLATEN TO DPPH (2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl)

SitiRohmahwati, Marsusi, EstuRetnaningtyas Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,

Sebelas Maret University, Surakarta.

ABSTRACT

Antioxidants react to the reactive free radicalforminga relative stable and

unreactive radical. One source of natural antioxidant found in plant is phenolic

compound. Antioxidant in tuber is not widely studied. Tannia

(Xanthosomasagittifolium (L.) Schott) is known to be used as an alternative food.

Because of tannia contains flavonoid and vitamin C, it is potentially as an antioxidant

that is good for health. Concentration levels of the secondary metabolites in a plant

can be affected by environment factors, such as altitude.

This study aimed to determine the effect of altitude on the antioxidant activity

and total phenolic content of the tannia methanol extract. Fresh tannia white cultivars

aged 9 months were used in this study. They were taken from Klaten from the

various altitudes, i.e: 100, 400, 700, and 1000 m asl. Tannia was extracted in

methanol solvent. An antioxidant activity test of tannia extract was carried out to

DPPH. Total phenolic content was determinated using Folin-Ciocalteu reagent. Data

was analyzed using analysis of variance (ANOVA) and followed using Duncan's

Multiple Range Test (DMRT) at the level of 95% to determine the significant

differencesamong treatments.

The results showed that the altitude did not affect the Anti Radical Power

(ARP) significantly, whereas it influenced the total phenol content significantly.

Tannia extract from altitude 700 m asl had highest ARP (7,85), while tannia extract

from altitude 100 m asl contained highest total phenolic content (6,43). It is

suggested that the role of environment factors to the biosynthesis of tannia secondary

metabolites have to study.

Keywords: Antioxidants, DPPH, Xanthosomasagittifolium, Altitude.


commit to user

vi

HALAMAN MOTTO

Bilakitainginberhasildalamhidup, lakukan yang

terbaikdanjanganpernahberhentiuntukmencoba,

terusmencobaselagiadakesempatan.

Janganlahselalumelihatkeatas, sesekalikitaperlumelihatkebawah,

danbetapabersyukurnyakitadengankarunia-Nya.

Man jadda wa jada

Siapa yang bersungguh-sungguh, dia akan berhasil

(pepatah Arab)


commit to user

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Sebuahkaryapenulispersembahkankhususuntuk

The best parent in the world,IbuWagiyemdanBapak, Suyatmin

Beloved sister,SitiAminah

My Beloved, Ananta Ade Kurniawan

KeluargabesarpenulisdanKeluargabesarAnanta Ade Kurniawan

Aken, Natt, Yani, Sovi, Isna, Yanuar, Lilis, Ratna, Puput,

Ida,Meutia, Nugroho, teman-temanBiologi 2009dan orang-orang terkasih

yang selalupenulisbanggakan


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil`alamin.Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada

Tuhan Yang Maha Esa Allah SWT atas segala kuasa-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak

Metanol Umbi Kimpul (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott) pada Variasi

Ketinggian di Kabupaten Klaten terhadap DPPH (2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl).”

Selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi penulis mendapatkan

banyak masukan, bantuan, bimbingan dan motivasi dari berbagai pihak yang sangat

berguna dan bermanfaat baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena

itu penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc (Hons), Ph.D selaku Dekan Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengatahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta

yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi.

2. Dr. Agung Budiharjo, M.Si., selaku Ketua Jurusan Biologi yang telah

memberikin ijin untuk keperluan skripsi serta memberikan motivasi selama

penelitian maupun penyusunan skripsi.

3. Drs. Marsusi, M.S., Ph.D selaku Pembimbing I yang telah memberikan banyak

masukan, arahan dan bimbingan selama pelaksaanaan penelitian hingga

terselesaikannya penyusunan skripsi ini.

4. Ibu Estu Retnaningtyas N., S.TP., M.Si, selaku pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan dan bantuan dalam melaksanakan penelitian maupun

penyusunan skripsi.

5. Ibu Siti Lusi Arum Sari, M.Biotech selaku dosen penelaah I yang telah banyak

memberikan arahan dan bimbingan selama penelitian dan penyusunan skripsi.

6. Dr. Tetri Widiyani, M.Si selaku dosen penelaah II yang telah banyak

memberikan arahan dan bimbingan selama penelitian dan penyusunan skripsi.

7. Ibu Widya Mudyantini, M.Si dan Bapak Suratman, M.Si yang telah memberikan

saran dan arahan selama melaksanakan penelitian.

8. Dr. Artini Pangastuti, M.Si selaku pembimbing akademik yang telah memberikan

arahan selama pelaksanaan studi.


commit to user

ix

9. Ibu Wagiyem dan Bapak Suyatmin yang tak pernah berhenti memberikan kasih

sayang, arahan dan bimbingan serta Adikku Siti Aminah yang tak pernah

berhenti memberikan celotehan yang bermakna.

10. Ananta Ade Kurniawan beserta keluarga besarnya yang selama 6 tahun ini terus

memberikan support dan kasih sayang tiada hentinya.

11. Aken Puti, Sri Ratnadewi, Sri Mulyani, Sovia Santi, Isna Jati, Muhammad

Yanuar, Lilis, Puput Nelasari, Ida Rahmah, Meutia Srikandi, Nugroho Andi,

teman-temanBiologi 09, terima kasih untuk jalinan persahabatan, semangat,

motivasi dan inspirasi yang kalian berikan selama 3,5 tahun ini.

12. Civitas akademika Jurusan Biologi FMIPA UNS, teman-teman KS MUTASI, KS

Kepak Sayap, HIMABIO FMIPA UNS, DEMA FMIPA UNS, serta semua pihak

yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu terima kasih untuk semangat dan

dukungannya.

Penulis menyadari penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena

itu masukan berupa saran dan kritik yang membangun dari pembaca akan sangat

membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan

penulis sendiri pada khususnya.

Surakarta,Januari 2013

Penulis


commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

HALAMAN MOTTO vi

HALAMAN PERSEMBAHAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI x

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xiv

BAB I PENDAHULUAN 1

A. Latar Belakang 1

B. Perumusan Masalah 3

C. Tujuan Penelitian 3

D. Manfaat Penelitian 4

BAB II LANDASAN TEORI 5

A. Tinjauan Pustaka 5

1. Kimpul (Xanthosomasagittifolium (L.) Schott) 5

2. Radikal Bebas 9

3. Antioksidan 10

4. Uji Penangkap Aktivitas Radikal 11

5. SenyawaFenoliksebagaiSenyawaAntioksidan 12

6. Penetapan Kandungan Fenolik 13

7. Pengaruh Ketinggian Tempat terhadap Kadar Metabolit

Sekunder 14

B. Kerangka Pemikiran 14


commit to user

xi

C. Hipotesis 16

BAB III METODE PENELITIAN 17

A. Waktu dan Tempat Penelitian 17

B. Alat dan Bahan 17

1. Alat 17

2. Bahan 17

C. Cara Kerja Penelitian 18

1. Pengambilan Sampel 18

2. Preparasi Bahan 18

3. Ekstraksi 19

4. Uji Aktivitas Antioksidan 19

5. Penetapan Kandungan Fenolik Total 22

D. Analisis Data 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 25

A. Uji Aktivitas Antioksidan 25

B. Penetapan Kandungan Fenolik Total 29

BAB V PENUTUP 35

A. Kesimpulan 35

B. Saran 35

DAFTAR PUSTAKA 36

LAMPIRAN 41

DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS 48


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Kandungangiziumbikimpul per 100 g beratbahanbasah …… 9

Tabel 2.

Nilai ARP sampelujidan vitamin C …………………………..

28

Tabel 3.

Kandungansenyawafenolik total dannilai ARP

ekstrakmetanolumbikimpul

…………………………………………...

31

Tabel 4.

Parameter lingkungantempatpengambilansampelumbikimpul

…………………………..............................................................

32

.


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. UmbiKimpul (Xanthosomasagittifolium(L.) Schott) ……….... 7

Gambar 2.

ReaksiRadikal DPPH denganAntioksidan ……………………

12

Gambar 3.

KerangkaPemikiran ……………………………………………

16

Gambar 4.

Kurva regresi linear hubungan konsentrasi Vitamin C terhadap

persen inhibisi DPPH ...................................................................

21

Gambar 5.

KurvaRegresi Linear hubunganPersenInhibisi DPPH

denganKonsentrasi Vitamin C

…………………………………………

27

Gambar 6.

Kurvakalibrasiantarakonsentrasiasamgalatdenganabsorbansi

………………………………………………………

30


commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. GambarHasilPenelitian …………………………………… 41

Lampiran 2. HasilUji ANAVA

PengaruhKetinggianTempatTumbuhUmbiKimpulterhadapA

ktivitasAntioksidandanKandunganFenol Total

………..............................................

42

Lampiran3.

HasilPerhitunganPersenInhibisipadaEkstrakMetanolUmbiKi

mpuldan Vitamin C ………………………………..

43

Lampiran 4.

HasilPersamaanRegresi Linear

EkstrakMetanolUmbiKimpuldan Vitamin C

………………………………………

45

Lampiran 5.

Hasil Perhitungan nilai IC50, EC50dan ARP Ekstrak Metanol

Umbi Kimpul dan Vitamin C .................................................

46

Lampiran 6.

PerhitunganKandunganFenolik Total

EkstrakMetanolUmbiKimpul………………………………

………………...

47


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Radikal bebas merupakan penyebab berbagai penyakit yang menyerang

tubuh manusia, seperti kerusakan jaringan tubuh, kerusakan sistem saraf pusat dan

kanker (Poumorad et al., 2006; Tepe et al., 2007).Senyawa radikal bebas dapat

terbentuk dari dalam tubuh kita sendiri (endogen), maupun dari luar tubuh

(eksogen). Radikal bebas dalam tubuh terbentuk dari sisa proses metabolisme,

fagositosis, peroksisom, inflamasi atau peradangan. Radikal bebas dari luar tubuh

berasal dari paparan asap rokok, polusi lingkungan, radiasi, obat-obatan, pestisida,

anastetik, limbah industri, ozon, serta sinar ultra violet (Langseth, 1995).

Antioksidan adalah senyawa kimia yang dapat menyumbangkan satu atau

lebih elektron kepada radikal bebas, sehingga radikal bebas tersebut dapat

diredam (Suhartono, 2002). Berdasarkan sumber perolehannya ada 2 macam

antioksidan, yaitu antioksidan alami dan antioksidan buatan (sintetik) (Dalimartha

dan Soedibyo, 1999). Tubuh manusia tidak mempunyai cadangan antioksidan

dalam jumlah berlebih, sehingga jika terjadi paparan radikal berlebih maka tubuh

membutuhkan antioksidan eksogen. Selama ini sering muncul kekhawatiran akan

efek samping dari antioksidan sintetik seperti kerusakan hati dan meningkatkan

resiko karsinogenesis, sehingga dibutuhkan antioksidan alami (Rohdiana, 2001;

Sunarni, 2005).

Ada banyak bahan pangan yang dapat menjadi sumber antioksidan alami,

misalnya rempah-rempah, teh, coklat, dedaunan, biji-bijian, sayur-sayuran, enzim


commit to user

2

dan protein.Kebanyakan sumber antioksidan alami adalah tumbuhan dan

umumnya merupakan senyawa fenolik yang tersebar di seluruh bagian tumbuhan

baik di akar,kayu, daun,buah,biji, bunga maupun serbuk sari (Sarastani et al.,

2002).

Kimpul (Xanthosoma sagittifolium (L.)Schott) merupakan salah satu

komoditas umbi-umbian potensial yang belum dimanfaatkan secara maksimal di

Indonesia.Kimpul merupakan tanaman yang mempunyai kandungan saponin dan

flavonoid pada daun dan umbinya.Setiap 100 g umbi kimpul juga mengandung 2

mg vitamin C. Umbi kimpul berpotensi sebagai salah satu penghasil antioksidan

yang baik untuk kesehatan (Lingga, 1995).Persebaran kimpul di Indonesia sangat

luas.Hampir di seluruh kepulauan Indonesia terdistribusi tanaman kimpul, dari

dataran rendah sampai pegunungan dengan ketinggian 1300 m dpl (Lembaga

Biologi Nasional, 1977).Salah satu daerah penghasil kimpul yang cukup

melimpah adalah Kabupaten Klaten

Kemampuan senyawa fenolik sebagai antioksidan telah banyak diteliti

belakangan ini.Senyawa fenolik memiliki kemampuan untuk merubah atau

mereduksi radikal bebas dan juga sebagai anti radikal bebas (Giorgio, 2000).

Salah satu metode yang dapat digunakan untuk menguji aktivitas antioksidan

adalah metode DPPH (2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl), sedangkan besarnya

kekuatan aktivitas antioksidan pada suatu bahan dapat dilihat dengan menghitung

nilai Anti Radical Power (ARP). Tinggi rendahnya kadar metabolit sekunder pada

suatu tumbuhan dapat dipengaruhi oleh lingkungan seperti ketinggian tempat,

curah hujan dan suhu (Vanhaelen et al., 1991). Penelitian terkait informasi tentang


commit to user

3

kandungan antioksidan umbi kimpul serta pengaruh ketinggian tempat terhadap

kandungan antioksidannya belum banyak dilakukan.

Berdasarkan hal tersebut perlu dilakukan pengujian terhadap aktivitas

antioksidan dari ekstrak metanol dan kandungan fenolik total umbi kimpul dengan

ketinggian yang berbeda sehingga dapat diketahui pengaruh ketinggian tempat

terhadap aktivitas antioksidan serta kandungan fenolik total umbi kimpul.

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dapat dibuat rumusan masalah

sebagai berikut.

1. Bagaimana perbandingan nilai ARP (Anti Radical Power) pada pengujian

aktivitas antioksidan ekstrak metanol umbi kimpul dari ketinggian tempat

yang berbeda di Kabupaten Klaten terhadap DPPH?

2. Bagaimana perbandingan kandungan fenolik total ekstrak metanol umbi

kimpul dari ketinggian tempat yang berbeda di Kabupaten Klaten?

C. Tujuan Penelitian

Berdasarkan permasalahan, dapat dirumuskan tujuan penelitian sebagai

berikut.

1. Mengetahui perbandingan nilai ARP (Anti Radical Power) pada pengujian

aktivitas antioksidan ekstrak metanol umbi kimpul dari ketinggian tempat

yang berbeda di Kabupaten Klaten terhadap DPPH.


commit to user

4

2. Mengetahui perbandingan kandungan fenolik total ekstrak metanol umbi

kimpul dari ketinggian tempat yang berbeda di Kabupaten Klaten.

D. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini sebagai berikut.

1. Dapat menambah informasi ilmiah kepada penulis dan masyarakat luas

mengenai aktivitas antioksidan, serta kandungan fenolik total ekstrak metanol

umbi kimpul dari ketinggian tempat yang berbeda di Kabupaten Klaten.

2. Untuk kajian lebih lanjut, penelitian ini diharapkan dapat memberikan

kontribusi dalam mengoptimalkan pemanfaatan umbi kimpul sebagai sumber

antioksidan alami maupun sebagai sumber bahan pangan fungsional untuk

proteksi terhadap berbagai penyakit, khususnya yang disebabkan oleh radikal

bebas.


commit to user

5

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Kimpul (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott)

a. Klasifikasi

Kimpul (Xanthosoma sagittifolium) adalah jenis umbi talas-

talasan.Kimpul juga disebut sebagai talas Belitung atau Blue Taro dalam

bahasa Inggris.Kimpul termasuk famili Araceae dan merupakan tumbuhan

menahun yang mempunyai umbi batang maupun batang palsu yang

sebenarnya adalah tangkai daun.Adapun klasifikasi dari kimpul adalah

sebagai berikut.

Divisio : Spermatophyta

Sub Divisio : Angiospermae

Kelas : Monocotyledoneae

Ordo : Arales/Spadiciflorae

Familia : Araceae

Genus : Xanthosoma

Spesies : Xanthosoma sagittifolium L. Schott

(Backer dan Bakhuizen, 1968).

b. Daerah Asal dan Penyebarannya

Asal dan persebaran Xanthosoma berawal dari Amerika

tropis.Kultivar-kultivar dari tanaman tersebut telah ditanam dan dapat


commit to user

6

dimakan sejak zaman lampau serta beberapa kultivar kemudian tersebar di

seluruh kawasan tropis.Pada masa perdagangan budak Xanthosoma dibawa

ke Afrika.Pada abad 19 dan pada awal abad 20 Xanthosoma tersebar

diseluruh Oceania dan Asia.Xanthosoma nigra biasa ditanam di daerah

Amerika tropis dan di daerah tropis lainnya.Jenis ini lebih umum ditanam

di Asia Tenggara, dibanding Xanthosoma sagittifolium (Lembaga Biologi

Nasional, 1977).

c. Morfologi

Kimpul atau Xanthosoma lebih besar daripada Talas (C. esculenta)

yang salah satunya dikenal sebagai talas bogor. Perbedaan talas bogor

dengan kimpul adalah dari segi umbi, bentuk daun dan letak tangkai daun.

Kimpul yang dimakan adalah umbi anaknya sedangkan talas yang

dimakan adalah umbi batangnya. Kimpul memiliki daun tunggal berbentuk

jantung, pangkal daunnya berlekuk dalam hingga mencapai tangkai daun,

sedangkan talas mempunyai daun berbentuk perisai yang pangkalnya

berlekuk sedemikian sehingga berbentuk segitiga, panjang 25-75 cm, lebar

30-60 cm, dan berwarna hijau. Ciri lain yang dimiliki oleh tanaman kimpul

adalah batang tegak, tidak berkayu, dan bulat (Kusumo et al.,

2002).Kimpul dapat menghasilkan umbi berdaging yang membesar

sebagai tempat penimbunan pati (Gambar 1) (Rubatzky dan Yamaguchi,

1998).


commit to user

7

Gambar 1. Umbi Kimpul (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott)

(UF, 2009).

Akar yang berkembang dari bawah umbi adalah akar serabut dan

agak dangkal.Umbi bagian batang merupakan bagian berdaging yang

membesar dari pangkal batang yang mampat. Umbi anakan merupakan

tunas aksiler yang membesar dari batang atau umbi bagian batangnya.

Secara morfologi, umbi bagian batang dan umbi anakan adalah jaringan

batang (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998).

Umbi bagian batang biasanya bulat silindris, dengan berat mencapai

450 g. Besar umbi bagian batang dapat mencapai panjang 30 cm dan

diameter 15 cm. Umbi bagian batang biasanya kurang layak santap

sehingga umumnya digunakan sebagai pakan ternak, sedangkan yang

umum dikonsumsi manusia adalah umbi anakannya. Warna daging umbi

bagian batang dan anakan bervariasi tergantung kultivarnya.Umumnya

berwarna putih, beberapa berwarna krem, kuning dan kadang-kadang

berwarna pink (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998).


commit to user

8

d. Karakter Fisiologi dan Ekologi

Kimpul dapat hidup pada daerah tropis maupun subtropis.Persebaran

kimpul di Indonesia sangat luas.Umbi dihasilkan pada umur 5-6 bulan dan

dapat dipanen pada umur 9-12 bulan (Lembaga Biologi Nasional,

1977).Kimpul adalah salah satu jenis talas-talasan yang tumbuh optimal

pada kondisi kandungan humus dan air cukup, pH tanah antara 5,5-5,6,

ketinggian 250– 1.300 m dpl, curah hujan rata-rata 1000 mm per tahun,

dan suhu optimum pertumbuhan 21-27oC. Kimpul dapat tumbuh besar

pada saat musim kemarau. Kandungan air yang banyak pada musim hujan

menyebabkan kimpul tidak dapat tumbuh besar, karena dengan adanya

kandungan air yang banyak maka umbi kimpul akan busuk, mudah

mengalami kerusakan mikrobiologis dan umbinya kecil. Kimpul dapat

ditanam di sawah (Marinih, 2005).

e. Kandungan Kimia

Umbi kimpul mengandung saponin, flavonoid, dan kristalkalsium

oksalat. Kristal kalsium oksalat ini menyebabkan rasa gatal dan dapat

dihilangkan dengan perebusan, pengukusan, dan fermentasi.Saponin

menyebabkan rasa pahit, pemecahan butir darah (hemolisis), dan dapat

dihilangkan dengan perendaman atau perebusan (Rita dan Darco,

2010).Umbi kimpul sangat baik sebagai sumber energi.Kandungan kalori

umbi kimpul per 100 g berat bahan basah sebesar 145 kalori, lebih tinggi

dari ubi jalar merah.Setiap 100 g umbi kimpul juga mengandung 2 mg


commit to user

9

vitamin C yang merupakan salah satu senyawa antioksidan.Kandungan

gizi umbi kimpul per 100 g berat bahan basah dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1.Kandungan gizi umbi kimpul per 100 g berat bahan basah.

No Kandungan Gizi Jumlah

1 Energi 145 Kal

2 Protein 1,2 g

3 Lemak 0,4 g

4 Abu 1,0 g

5 Kalsium 26 mg

6 Fosfor 54 mg

7 Vitamin B1 0,10 mg

8 Vitamin C 2 mg

9 Air 63,1 g

10 Berat yang dapat dimakan 85 %

(Lingga, 1995).

2. Radikal Bebas

Radikal bebas merupakan molekul yang memiliki pasangan elektron

bebas di kulit terluar sehingga memiliki sifat yang sangat reaktif dan mampu

bereaksi dengan DNA, RNA, protein, dan lipid. Reaksi antara radikal bebas

dan molekul tersebut berujung pada timbulnya suatu penyakit. Efek oksidatif

radikal bebas dapat menyebabkan peradangan, penuaan dini, dan memacu

zat karsinogenik yang menyebabkan penyakit kanker (Siddiqua et al., 2010;

Mahmoud et al., 2010).

Contoh radikal bebas adalah superoksida (O2-), hidroksil (OH

-),

nitroksida (NO), hidrogen peroksida (H2O2), asam hipoklorit (HOCl), dan

lain-lain. Derajat kekuatan tiap radikal bebas ini berbeda, dan senyawa paling

berbahaya adalah radikal hidroksil (OH-) karena memiliki reaktivitas paling

tinggi (Prakash, 2001; Mbouobda et al., 2010).


commit to user

10

3. Antioksidan

Di dalam tubuh kita terdapat senyawa yang disebut antioksidan yaitu

senyawa yang dapat menetralkan radikal bebas, seperti: enzim SOD

(Superoksida Dismutase), gluthatione, dan katalase. Antioksidan juga dapat

diperoleh dari asupan makanan yang banyak mengandung vitamin C, vitamin

E dan betakaroten serta senyawa fenolik.Bahan pangan yang dapat menjadi

sumber antioksidan alami, seperti rempah-rempah, coklat, biji-bijian, buah-

buahan dan sayur-sayuran.Buah papaya, alpukat, waluh maupun beberapa

jenis kacang-kacangan telah diteliti memiliki kandungan antioksidan

(Prakash, 2001).

Antioksidan adalah senyawa kimia yang dapat memperlambat,

menghambat, atau mencegah oksidasi lipid atau molekul lain dengan cara

bereaksi dengan radikal bebas yang reaktif membentuk suatu radikal bebas

tak reaktif yang relatif stabil (Javanmardi et al., 2003). Menurt Halliwel dan

Gutteridge (2000) penghambatan ROS/RNS (Nitrogen Reactive Species) dan

juga radikal bebas oleh antioksidan dapat mencegah penyakit–penyakit yang

disebabkan oleh radikal bebas seperti karsinogenesis, kardiovaskuler, dan

penuaan.

Aktivitas antioksidan yang dimiliki oleh senyawa metabolit sekunder

tanaman sangat penting karena dapat berfungsi sebagai penangkap radikal

bebas yang dapat melindungi dari berbagai penyakit kardiovaskuler, oksidasi

lipoprotein densitas rendah (LDL), dan beberapa penyakit kanker lainnya

(Mandana et al., 2012).Selain itu juga diketahui memiliki peran dalam


commit to user

11

mekanisme pertahanan terhadap mikroorganisme, serangga dan

herbivora.Aktivitas ini dimiliki karena kemampuannya membentuk kompleks

dengan protein yang larut dan protein ekstraseluler, dan dapat membentuk

kompleks dengan dinding sel bakteri (Cowan, 1999), sehingga dapat

berfungsi sebagai antibakteri.

4. Uji Penangkap Aktivitas Radikal

Salah satu uji untuk menentukan aktivitas antioksidan penangkap

radikal adalah metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazil). Metode DPPH

merupakan metode yang sederhana, cepat, dan mudah untuk skrining aktivitas

penangkap radikal beberapa senyawa.Selain itu metode ini terbukti akurat,

reliabel dan praktis (Prakash, 2001).Senyawa DPPH adalah suatu molekul

yang mengandung senyawa radikal bebas yang stabil.Keberadaan sebuah

antioksidan yang mana dapat menyumbangkan elektron kepada DPPH,

menghasilkan warna kuning yang merupakan ciri spesifik dari reaksi radikal

DPPH (Winarsi, 2007).

Metode DPPH memberikan informasi reaktivitas senyawa yang diuji

dengan suatu radikal stabil.DPPH memberikan serapan kuat pada panjang

gelombang 517 nm dengan warna ungu gelap.Penangkap radikal bebas

menyebabkan elektron menjadi berpasangan yang kemudian menyebabkan

penghilangan warna yang sebanding dengan jumlah elektron yang diambil

(Sunarni, 2005).

Prinsip metode penangkapan radikal adalah pengukuran penangkapan

radikal bebas sintetik dalam pelarut organik polar seperti etanol atau metanol


commit to user

12

pada suhu kamar oleh suatu senyawa yang mempunyai aktivitas

antioksidan.Radikal bebas sintetik yang digunakan DPPH.Senyawa DPPH

bereaksi dengan senyawa antioksidan melalui pengambilan atom hidrogen dari

senyawa antioksidan untuk mendapatkan pasangan elektron (Gambar 2)

(Pokorny, 2001).

Gambar 2.Reaksi Radikal DPPH dengan Antioksidan (Rohayati, 2007).

Aktivitas antioksidan dinyatakan dalam nilai Anti Radical Power

(ARP).Semakin besar nilai ARP menunjukkan kekuatan antioksidan senyawa

tersebut semakin besar.Nilai ARP diperoleh setelah terlebih dahulu diketahui

nilai IC50 dan EC50.Nilai IC50 merupakan bilangan yang menunjukkan

konsentrasi sampel uji (µg/mL) yang memberikan peredaman DPPH sebesar

50%, sedangkan nilai EC50 dinyatakan dalam mg sampel tiap mg DPPH

(Sinaga, 2009; Prakash et al., 2007).

5. Senyawa Fenolik sebagai Senyawa Antioksidan

Sekelompok senyawa organik yang gugus hidroksilnya (-OH) langsung

melekat pada karbon cincin benzene dinamakan fenol.Sumber antioksidan

alami sebagian besar berasal dari tumbuhan dan umumnya merupakan


commit to user

13

senyawa fenolik yang tersebar di seluruh bagian tumbuhan baik di kayu, biji,

daun, buah, akar, bunga maupun serbuk sari (Sarastani et al., 2002).Polifenol

sebagai senyawa antioksidan yang penting karena memiliki peran ganda

dalam industri makanan sebagai stabilizer lipid dan dalam pencegahan

penyakit terkait stres oksidatif (Ponnusha et al., 2011).

Senyawa flavonoid adalah suatu kelompok senyawa fenol yang terbesar

yang ditemukan di alam.Kemampuan flavonoid sebagai antioksidan telah

banyak diteliti belakangan ini.Flavonoid memiliki kemampuan untuk merubah

atau mereduksi radikal bebas dan juga sebagai anti radikal bebas (Giorgio,

2000). Berdasarkan penelitian Schemeda et al. (1987) ekstrak daun Eugenia

uniflora mengandung myricetin, myricitrin, gallocatechin, quercetin dan

quercitrin yang merupakan flavonoid antioksidan.

6. Penetapan Kandungan Fenolik

Penetapan kandungan fenolik total dapat dilakukan dengan

menggunakan pereaksi Folin-Ciocalteu. Metode ini berdasarkan kekuatan

mereduksi dari gugus hidroksi fenolik.Semua senyawa fenolik termasuk fenol

sederhana dapat bereaksi dengan reagen Folin-Ciocalteu, walaupun bukan

penangkap radikal (antiradikal) efektif.Adanya inti aromatis pada senyawa

fenol (gugus hidroksi fenolik) dapat mereduksi fosfomolibdat fosfotungstat

menjadi molibdenum yang berwarna biru. Kandungan fenolik total dalam

tumbuhan dinyatakan dalam GAE (Gallic Acid Equivalent) yaitu jumlah

kesetaraan miligram asam galat dalam 1 gram sampel (Waterhouse, 1999).


commit to user

14

7. Pengaruh Ketinggian Tempat terhadap Kadar Metabolit Sekunder

Umbi kimpul mengandung saponin dan flavonoid. Sebagai hasil

metabolisme sekunder tanaman, produksi saponin dan flavonoid tentunya

dipengaruhi oleh keberadaan dan pertumbuhan tanaman di lapangan (Kristina

et al., 2007). Perbedaan ketinggian tempat tumbuh suatu tanaman juga dapat

mempengaruhi tinggi rendahnya kadar metabolit sekunder dalam tanaman

tersebut. Ketinggian tempat tumbuh berkaitan dengan faktor-faktor

lingkungan antara lain: iklim yang meliputi cahaya matahari, suhu udara,

kelembaban, serta ketersediaan air di dalam tanah (Vanhaelen et al., 1991;

Nitisapto dan Siradz, 2005).

Pengaruh ketinggian tempat terhadap profil metabolit sekunder dari

Arnica montana dilaporkan oleh Spitaler et al. (2006). Proporsi flavonoid

dengan grupvicinal free hydroxy pada ring B terhadap flavonoid hilang

secaranyata dengan kenaikan elevasi. Lebih lanjut, dilaporkan bahwa kadar

turunancaffeic acid berkorelasi positif dengan ketinggian tempat, jumlah 1-

methoxyoxaloyl-3,5-dicaffeoylquinic acidsecara signifikanmeningkatdidaerah

yang tinggi.

B. Kerangka Pemikiran

Antioksidan merupakan senyawa yang akan menghambat atau menunda

proses oksidasi substrat pada konsentrasi yang rendah. Salah satu sumber

antioksidan alami adalah buah-buahan dan sayur-sayuran yang telah banyak

diteliti.Buah pepaya, alpukat, waluh maupun beberapa jenis kacang-kacangan

telah diteliti memiliki kandungan antioksidan.Kandungan antioksidan dari jenis


commit to user

15

umbi-umbian masih belum banyak diteliti.Umbi kimpul diketahui dapat

dimanfaatkan sebagai alternatif bahan pangan.Umbi kimpul mengandung

saponin, flavonoida serta vitamin C, sehingga umbi kimpul berpotensi sebagai

salah satu penghasil antioksidan yang baik untuk kesehatan.Persebaran kimpul di

Indonesia sangat luas.Hampir di seluruh kepulauan Indonesia terdapat kimpul,

dari dataran rendah sampai pegunungan dengan ketinggian 1300 m dpl. Tinggi

rendahnya kadar metabolit sekunder pada suatu tumbuhan dapat dipengaruhi oleh

lingkungan salah satunya adalah ketinggian tempat. Penelitian mengenai aktivitas

antioksidan yang berhubungan dengan senyawa fenolik serta pengaruh

ketinggian tempat terhadap aktivitas antioksidan umbi kimpul perlu dilakukan

sehingga informasi ilmiah yang diperoleh dapat mendukung penggunaan atau

konsumsi umbi tersebut dalam masyarakat.Kerangka pemikiran dari penelitian

ini dapat dirumuskan seperti pada Gambar 3.


commit to user

16

Gambar 3. Kerangka Pemikiran

C. Hipotesis

Hipotesis dari penelitian ini adalah :

1. Ada pengaruh ketinggian tempat terhadap aktivitas antioksidan ekstrak

metanol umbi kimpul di Kabupaten Klaten.

2. Ada pengaruh ketinggian tempat terhadap kandungan fenolik total ekstrak

metanol umbi kimpul di Kabupaten Klaten.

Radikal bebas berperan dalam berbagai penyebab penyakit

Tubuh membutuhkan antioksidan untuk menetralkan radikal bebas

Kandungan metabolit sekunder (flavonoid) dipengaruhi oleh

ketinggian tempat

Umbi kimpul dengan potensi antioksidan yang tinggi.

Umbi kimpul mengandung senyawa flavonoid yang

berpotensi sebagai antioksidan

Pengujian aktivitas antioksidan dan kandungan fenolik total

umbi kimpul dari ketinggian tempat yang berbeda


commit to user

17

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan selama 4 bulan yaitu pada bulan Agustus

sampai November 2012 di Laboratorium Jurusan Biologi, Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Sub Lab Biologi, Laboratorium Pusat,

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

B. Alat dan Bahan

1. Alat

Alat yang digunakan untuk uji aktivitas dan potensi antioksidan ekstrak

umbi kimpuladalah tabung reaksi, gelas ukur, labu ukur, gelas beker, cawan

pengenceran, pipet, spatula, neraca analitik, tabung eppendorf, mikropipet,

vortex, yellow tips dan blue tips, stopwatch, dan spektrofotometer UV-Vis.

2. Bahan

a. Bahan Ekstraksi

Umbi kimpul yang telah berumur 9 bulan yang diperoleh dari kebun

petani di Kabupaten Klaten dengan ketinggian tempat 100, 400, 700 dan

1.000 m dpl, pelarut yang digunakan adalah metanol.

b. Bahan untuk uji aktivitas antioksidan

Ekstrak metanol umbi kimpul, vitamin C, DPPH p.a (Merck),

aquades, asam galat p.a (Merck), reagent Folin-Ciocalteu p.a (Merck),

Na2CO3 p.a (E.Merck).


commit to user

18

C. Cara Kerja Penelitian

1. Pengambilan Sampel

Sampel berupa tanaman kimpul kultivar putih segar diambil dari

Kabupaten Klaten dengan ketinggian tempat 100, 400, 700 dan 1.000 m dpl.

Penelitian ini menggunakan metode purposive random sampling, yaitu

pengambilan sampel dengan pertimbangan tertentu pada daerah dengan

distribusi populasi tanaman kimpul terbanyak dengan umur tanaman 9

bulan.Jumlah sampel yang diambil adalah 5 individu dari masing-masing

ketinggian tempat.

2. Preparasi Bahan (Wadlihah, 2010)

a. Penghilangan kulit

Kulit umbi kimpul dihilangkan dengan cara dikupas menggunakan pisau.

b. Pengirisan

Umbi kimpul diiris tipis-tipis yang bertujuan untuk memudahkan dalam

proses penghalusan.

c. Pengeringan

Umbi kimpul yang sudah diiris tipis-tipis kemudian

dikeringkan.Pengeringan dapat menggunakan pengeringan dengan sinar

matahari langsung (ditutup dengan kain hitam) maupun menggunakan

oven.

d. Penghalusan

Umbi kimpul yang sudah kering dihaluskan dengan cara ditumbuk atau

diblender sampai benar-benar halus.


commit to user

19

3. Ekstraksi

Ekstraksi umbi kimpul menggunakan metode maserasi yaitu dengan

merendam umbi kimpul dengan pelarut metanol selama 3 x 24 jam dan

dilakukan beberapa kali pengadukan, sehingga diperoleh hasil berupa ekstrak

metanol umbi kimpul.

4. Uji Aktivitas Antioksidan (Waterhouse, 1999; Hanani et al., 2005;

Okawa et al., 2001)

a. Pembuatan larutan DPPH

Sebanyak 2 mg DPPH dilarutkan dengan metanol p.a (Merck) di dalam

labu ukur sampai volumenya 50 mL sehingga diperoleh larutan dengan

konsentrasi 40 µg/mL.

b. Pembuatan larutan standar

Sebanyak 5 mg Vitamin C dimasukkan ke dalam tabung eppendorf dan

dilarutkan dengan 5 mL metanol p.a (Merck) sehingga diperoleh

konsentrasi 1.000 µg/mL. Kemudian dilakukan pengenceran dengan

menambahkan metanol sehingga diperoleh sampel dengan konsentrasi 10;

5; 2,5; 1,25 dan 0,625 µg/mL.

c. Pembuatan larutan sampel uji

Sebanyak 20 mg ekstrak metanol umbi kimpul dimasukkan ke dalam

tabung eppendorf dan dilarutkan dengan 2 mL metanol, sehingga

didapatkan konsentrasi 10.000 µg/mL.Setelah itu dilakukan pengenceran


commit to user

20

dengan menambahkan metanol sehingga diperoleh sampel dengan

konsentrasi 2000; 1000; 500; 250; dan 125 µg/mL.

d. Penentuan Absorbansi DPPH (Larutan Kontrol)

Sebanyak 400µL larutan DPPH dipipet dan ditambah dengan 4 mL

metanol. Setelah dibiarkan selama 30 menit di tempat gelap serapan

larutan diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang

517 nm.

e. Pemeriksaan aktivitas antioksidan

Masing–masing konsentrasi larutan uji dipipet sebanyak 400 µL dengan

mikropipet, dimasukkan ke dalam flakon dan ditambah 400 µL larutan

DPPH 40 µg/mL serta 4 mL metanol.Campuran dihomogenkan dengan

cara divorteks dan dibiarkan selama 30 menit di tempat gelap, serapan

diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang yang

telah ditetapkan. Sebagai pembanding digunakan vitamin C (10;5;2,5;1,25;

dan0,625 µg/mL) dengan perlakuan yang sama dengan sampel uji.

f. Penentuan aktivitas antioksidan

1. Penghitungan persentasi inhibisi, untuk mendapatkan nilai IC50

(Inhibitory Concentration)

Persentasi Inhibisi = Abs kontrol −Abs sampel

Abs kontrolx 100%

Keterangan.

Abs kontrol : Absorbansi radikal DPPH 40 µg/mL pada panjang

gelombang 517 nm.


commit to user

21

Abs sampel :Absorbansi sampel dalam radikal DPPH 40 µg/mL

pada panjang gelombang 517 nm.

Dari nilai persen inhibisi sebagai absis (x) dan konsentrasi ordinat

(y) maka dengan metode LR (Linear Regression) diperoleh persamaan

garis dan ditentukan konsentrasi saat persen inhibisi 50% (IC50).

Gambar 4. Kurva regresi linear hubungan konsentrasi Vitamin C

terhadap persen inhibisi DPPH

Kriteria :

Sangat kuat jika nilai IC50 kurang dari 0,05 mg/mL

Kuat jika nilai IC50 antara 0,05-0,1 mg/mL

Sedang jika IC50 bernilai 0,101-0,150 mg/mL

Lemah jika IC50 bernilai 0,150-0,200 mg/mL (Molyneux, 2004).

5. Penghitungan EC50 (Efficiency Concentration)

EC50 (diperoleh berdasarkan data IC50 melalui persamaan sebagai

berikut.


commit to user

22

EC50= 𝐼𝐶50

𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝐷𝑃𝑃𝐻

Nilai EC50 dinyatakan dalam mg sampel tiap mg DPPH.

6. Penghitungan ARP (Antiradical Power)

Selanjutnya nilai ARP dihitung berdasarkan nilai EC50 yang didapatkan

melalui persamaan sebagai berikut :

ARP = 100

𝐸𝐶50

Keterangan.

ARP : Antiradical Power

100 : Konstanta

EC50 : Efficiency Concentration

5. Penetapan Kandungan Fenolik Total (Waterhouse, 1999)

a. Pembuatan larutan induk asam galat 1000µg/mL.

Sebanyak 10 mg asam galat ditimbang, ditambahkan 1 mL pelarut etanol

96% dan aquadest hingga volumenya 10 mL. Kemudian diencerkan

dengan etanol, sehingga dihasilkan konsentrasi 10, 5, 2,5,1,25, dan

0,625µg/mL asam galat.

b. Pembuatan Na2CO3 20%

Sebanyak 2 gr Na2CO3 ditambah 8 mL aquadest dan dididihkan. Larutan

didiamkan selama 24 jam,disaring, dan filtrat diencerkan dengan aquadest

hingga 10 mL.

c. Pembuatan larutan sampel uji

Sebanyak 2,5 mg sampel ekstrak ditimbang dan dilarutkan sampai 1 mL

dengan metanol : air (1:1). Larutan diencerkan dengan menambahkan


commit to user

23

etanol sehingga diperoleh sampel dengan konsentrasi 2000 µg/mL.Larutan

uji sebanyak 60 µL ditambah dengan 4,8 mL akuades dan 300 µLreagen

Folin – Ciocalteau lalu dikocok dan didiamkan selama 8 menit. Larutan

ditambah 900 µL Na2CO3 20% dan didiamkan kembali selama 30 menit

pada suhu 40oC.

d. Pembuatan kurva standar asam galat dengan reagent Follin-Ciocalteu

Masing–masing konsentrasi larutan induk, diambil sebanyak 60 µL

ditambah 4,8 mL aquadest dan 300 µL reagenFolin-Ciocalteu, kemudian

dikocok. Larutan didiamkan 8 menit, kemudian ditambah 900 µL larutan

Na2CO3 20%dan dikocok hingga homogen. Larutan terlebih dahulu

didiamkan selama 30 menit pada suhu 40oC. Larutan blanko diukur pada

panjang gelombang serapan maksimum 765 nm, lalu dibuat kurva

kalibrasinya, hubungan antara konsentrasi asam galat (mg/L) dengan nilai

absorbansinya.

e. Pemeriksaan kandungan fenol total dengan metode Follin-Ciocalteu

Serapan larutan uji diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang

gelombang serapan maksimum 765 nm yang akan memberikan komplek

biru. Pengukuran dengan 5 ulangan sehingga kandungan fenol yang

diperoleh hasilnya didapat sebagai miligram ekivalen asam galat/gram

sampel ekstrak.

D. Analisis Data

Penentuan aktivitas antiradikal dilakukan melalui perhitungan nilai

IC50, EC50, dan ARP. Hubungan konsentrasi sampel uji dan vitamin C terhadap


commit to user

24

persen inhibisi DPPH serta konsentrasi asam galat dengan nilai absorbansinya

dianalisis menggunakan persamaan regresi linier dan perhitungan nilai koefisien

korelasi, sehingga didapat nilai IC50, EC50, ARP dan kandungan fenolik total dari

ekstrak. Hubungan antara nilai ARP serta kandungan fenol total dengan

ketinggian tempatdianalisis dengan Analisis Varian (ANAVA) kemudian

dilanjutkan dengan uji Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) pada taraf

kepercayaan95% untuk mengetahui beda nyata antar perlakuan.


commit to user

25


commit to user

26

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Uji Aktivitas Antioksidan

Dalam penelitian pengujian aktivitas antioksidan ini digunakan metode

serapan radikal DPPH dengan menggunakan pelarut metanol.Bahan yang diuji

adalah umbi tanaman kimpul (Xanthosoma sagittifolium), bahan berasal dari

empat ketinggian tempat yang berbeda.Selain itu juga diuji vitamin C sebagai

standar dalam menentukan aktivitas antioksidan.Panjang gelombang yang

digunakan adalah 517 nm karena merupakan panjang gelombang serapan

maksimum DPPH dalam metanol.Waktu reaksi sampel dengan DPPH pada

penelitian ini adalah 30 menit untuk mencapai kondisi yang steady state (waktu

dimana nilai absorbansi sudah konstan).

Berdasarkan pengukuran absorbansi DPPH pada menit ke-30 dengan

adanya penambahan larutan uji ekstrak metanol umbi kimpul dan vitamin C

didapatkan hasil berupa nilai absorbansi.Data hasil pengukuran menunjukkan

bahwa setiap kenaikan konsentrasi ekstrak metanol umbi kimpul dan vitamin C

terjadi penurunan nilai absorbansi DPPH.Penurunan nilai absorbansi DPPH ini

menunjukkan adanya penangkapan atau peredaman radikal bebas DPPH oleh

sampel uji dan hal ini menunjukkan adanya aktivitas antioksidan dari ekstrak

metanol umbi kimpul dan vitamin C.


commit to user

27

Analisis peredaman radikal bebas DPPH oleh sampel uji dapat diperoleh

dengan terlebih dahulu menghitung nilai persen inhibisi atau peredaman ekstrak

metanol umbi kimpul dan vitamin C (Lampiran 3).Hasil pengujian menunjukkan

bahwa setiap kenaikan konsentrasi, terjadi peningkatan inhibisi radikal bebas

DPPH oleh sampel uji (Lampiran 3).Terjadinya peningkatan inhibisi radikal bebas

DPPH oleh sampel uji disebabkan pada konsentrasi sampel yang semakin besar,

maka semakin tinggi kandungan antioksidannya sehingga berdampak juga pada

tingkat penghambatan radikal bebas yang dilakukan oleh zat antioksidan tersebut.

Aktivitas antioksidan dinyatakan dalam nilai Anti Radical Power

(ARP).Semakin besar nilai ARP menunjukkan kekuatan antioksidan senyawa

tersebut semakin besar.Nilai ARP diperoleh setelah terlebih dahulu diketahui nilai

IC50 dan EC50.Nilai IC50 merupakan bilangan yang menunjukkan konsentrasi

sampel uji (µg/mL) yang memberikan peredaman DPPH sebesar 50%, sedangkan

nilai EC50 dinyatakan dalam mg sampel tiap mg DPPH (Sinaga, 2009; Prakash et

al., 2007). Nilai IC50 dihitung berdasarkan persamaan regresi linear yang

didapatkan dengan cara memplot konsentrasi larutan uji dan persen inhibisi

(Gambar 5 dan Lampiran 4).

Persamaan regresi linear digunakan untuk mengetahui pengaruh antara

variabel bebas (konsentrasi sampel uji) terhadap variabel terikat (persen inhibisi).

Persamaan umumnya adalah y = a +bx dimana y adalah variabel terikat dan x

adalah variabel bebas.


commit to user

28

Gambar 5. Kurva Regresi Linear hubungan Persen Inhibisi dengan

Konsentrasi Vitamin C

Persamaan regresi linear sampel uji dan vitamin C memiliki nilai b yang

positif, sehingga menunjukkan bahwa kurva nilai penghambatan antioksidan

merupakan kurva peningkatan.Kurva regresi linear sampel uji dan vitamin C juga

menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang erat antara konsentrasi dengan

persen inhibisi.Hal ini diperlihatkan dengan nilai R2 (koefisien korelasi) yang

mendekati 1.Nilai R2 dari kurva regresi vitamin C adalah 0,981, yang artinya

terdapat hubungan yang signifikan antara konsentrasi pelarut dengan persen

inhibisi. Hal ini menunjukkan bahwa lebih dari 98,1% derajat penghambatan

dipengaruhi oleh konsentrasi vitamin C, sedangkan kurang dari 1,9% dipengaruhi

oleh faktor lain.

Nilai IC50 dihitung berdasarkan persamaan regresi dan digunakan dalam

menentukan nilai EC50 dan ARP (Lampiran 5).Nilai ARP dari ekstrak metanol

umbi kimpul dan vitamin C dapat dilihat pada Tabel 2.


commit to user

29

Tabel 2. Nilai ARP sampel uji dan vitamin C

Sampel Uji ARP

1 (1000 mdpl) 4,19a

2 (700 mdpl) 7,85a

3 (400 mdpl) 5,83a

4 (100 mdpl) 7,64a

Kontrol (Vitamin C) 589,61

Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang

sama menunjukkan tidak berbeda nyata dengan uji

Duncan 95%.

Hasil yang diperoleh setelah dilakukan uji ANAVA terlihat bahwa tidak ada

pengaruh yang nyata dari ketinggian tempat tumbuh terhadap aktivitas

antioksidan umbi kimpul.Aktivitas antioksidan tertinggi ditunjukkan oleh ekstrak

metanol umbi kimpul yang berasal dari ketinggian 700 m dpl, sedangkan aktivitas

antioksidan terendah ditunjukkan oleh ekstrak metanol umbi kimpul yang berasal

dari ketinggian 1000 m dpl. Perbedaan aktivitas antioksidan ekstrak metanol umbi

kimpul ini dapat diduga karena pengaruh cara pemeliharaan oleh petani yang

berbeda-beda.

Vitamin C memiliki kekuatan antioksidan 75,11 kali lebih besar dari

kekuatan antioksidan ekstrak metanol umbi kimpul. Reaksi vitamin C terhadap

senyawa radikal bebas lebih cepat dibandingkan komponen lainnya.Vitamin C

dapat langsung menangkap radikal bebas, baik dengan atau tanpa katalisator

enzim. Selain itu, molekul dari vitamin C mempunyai 2 tempat abstraksi hidrogen

yang terhubung secara internal, sehingga ada abstraksi lanjutan setelah abstraksi

hidrogen pertama oleh radikal DPPH yang menyebabkan perbandingan 2:1,

artinya 2 molekul DPPH ditangkap atau dapat direduksi oleh satu molekul vitamin

C (Susanto et al., 2009).


commit to user

30

Penelitian ini menggunakan pelarut metanol (polar) dikarenakan beberapa

penelitian mengindikasikan bahwa ekstrak polar menunjukkan aktivitas

antioksidan yang lebih efektif dibandingkan dengan ekstrak non polar. Beberapa

penelitian yang mendukung hal ini diantaranya dilakukan oleh Kwape dan

Chaturvedi (2012),yang melaporkan bahwa ekstrak metanol Ziziphus mucronata

memiliki aktivitas antioksidan 8,12 μg/mLyang lebih besar daripada ekstrak

heksannya yaitu 88,48 μg/mL.Yusriet al (2012) melaporkan bahwa ekstrak

metanol Hibiscus cannabinus memiliki aktivitas antioksidan 0,62μg/gyang lebih

besar daripada ekstrak heksannya yaitu 0,40 μg/g. Neelam dan Khan (2012) juga

melaporkan bahwa ekstrak metanol Galium aparine memiliki aktivitas

antioksidan 84,33%yang lebih besar daripada ekstrak kloroformnya yaitu 10%.

Akan tetapi pada beberapa penelitian yang lain menunjukkan hasil

sebaliknya bahwa aktivitas antioksidan pada tanaman dapat berasal dari senyawa

non polar. Sreedharet al (2010) melaporkan bahwa ekstrak kloroform akar Vitex

trifoliatememiliki aktivitas antioksidan 122.20 μg/mLyang lebih besar daripada

ekstrak metanolnya yaitu 169.32 μg/mL.Shafekhet al (2012) juga melaporkan

bahwa ekstrak etil asetat pada Vigna sinensis memiliki aktivitas antioksidan312.4

mM yang lebih besar daripada ekstrak metanolnya yaitu 226.2 mM.

B. Penetapan Kandungan Fenolik Total

Kandungan senyawa fenolik dalam sampel ditentukan dengan metode

Folin-Ciocalteu. Penetapan kandungan senyawa fenolik total pada sampel


commit to user

31

menggunakan asam galat sebagai larutan standar dengan konsentrasi 10; 5; 2,5;

1,25, dan 0,625 µg/mL.

Berdasarkan hasil pengukuran absorbansi asam galat, dapat dibuat kurva

kalibrasi antara absorbansi dengan konsentrasi. Pembuatan kurva kalibrasi ini

berguna untuk membantu menentukan kandungan fenolik total dalam sampel

melalui persamaan regresi dari kurva kalibrasi (Gambar 6).

Gambar 6. Kurva kalibrasi antara konsentrasi asam galat dengan absorbansi

Pada Gambar 6 dapat dilihat bahwa absorbansi berbanding lurus dengan

konsentrasi yang mengikuti persamaan regresi linear. Dari pemeriksaan larutan

standar asam galat didapat kurva kalibrasi dengan persamaan regresi y = 0,004x +

0,059 dan nilai koefisien korelasi (R2) sebesar 0,977. Nilai R

2 dari kurva regresi

asam galat adalah 0,977, yang artinya terdapat hubungan yang signifikan antara

konsentrasi asam galat dengan absorbansi. Hal ini menunjukkan bahwa lebih dari

97,7% nilai absorbansi dipengaruhi oleh konsentrasi asam galat, sedangkan

kurang dari 2,3% dipengaruhi oleh faktor lain.


commit to user

32

Berdasarkan hasil perhitungan kandungan senyawa fenolik total (Lampiran

6), ekstrak metanol umbi kimpul dari ketinggian 100 mdpl memiliki kandungan

senyawa fenolik total lebih tinggi dibandingkan esktrak metanol umbi kimpul dari

ketiga ketinggian lainnya (Tabel 3). Ekstrak metanol umbi kimpul dari ketinggian

700 mdpl yang memiliki aktivitas antioksidan tertinggi ternyata memiliki

kandungan senyawa fenolik lebih rendah dari ekstrak metanol umbi kimpul dari

ketinggian 100 mdpl.

Tabel 3. Kandungan senyawa fenolik total dan nilai ARP ekstrak metanol

umbi kimpul

Sampel Uji Kandungan Fenolik

Total (µg/mL) ARP

1 (1000 mdpl) 4,67a 4,19

a

2 (700 mdpl) 3,63a 7,85

a

3 (400 mdpl) 2,94a 5,83

a

4 (100 mdpl) 6,43b 7,64

a

Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama

menunjukkan tidak berbeda nyata dengan uji Duncan 95%.

Korelasi antara kandungan senyawa fenolik total dan aktivitas antioksidan

ini menunjukkan bahwa antara kandungan senyawa fenolik pada suatu bahan

tidak selalu mendukung adanya aktivitas antioksidan pada suatu bahan tersebut.

Aktivitas antioksidan suatu bahan tidak hanya didukung oleh adanya kandungan

fenolik, namun juga dapat didukung oleh senyawa-senyawa lain yaitu karotenoid,

alkaloid, saponin dan triterpenoid (Ndhlalaet al., 2010).

Beberapa penelitian yang mendukung diantaranya Ebrahimzadeh et al.

(2010), hasil yang dilaporkan adalah antara aktivitas antioksidan dengan

kandungan fenolik dan flavonoid total pada ekstrak metanol tanaman tidak

memiliki korelasi yang signifikan. Patel et al. (2010), melaporkan bahwa


commit to user

33

kandungan fenolik tertinggi adalah pada daun Gemelia, kandungan flavonoid

tertinggi pada daun Hibiscus, sedangkan aktivitas antioksidan yang tertinggi

adalah pada batang Kigelia. Hal ini berarti antara aktivitas antioksidan dan

besarnya kandungan fenolik dan flavonoid total berkorelasi tidak signifikan.

Disisi lain, penelitian yang menghasilkan korelasi yang signifikan antara

kandungan fenolik dan flavonoid terhadap aktivitas antioksidan juga telah banyak

dilakukan. Siddique et al (2010), melaporkan bahwa aktivitas antioksidan

tertinggi terdapat pada ekstrak daun Aegle marmelos, yang ternyata juga memiliki

kandungan fenolik dan flavonoid total paling tinggi. Sadati et al (2011), juga

melaporkan bahwa aktivitas antioksidan pada berbagai fraksi Sargassum swartzii,

Cystoseira myrica, dan Colpomenia sinuosa berkorelasi signifikan dengan

kandungan fenolik totalnya.

Hasil yang diperoleh setelah dilakukan uji ANAVA terlihat bahwa ada

pengaruh yang nyata dari ketinggian tempat tumbuh terhadap kandungan fenolik

total umbi kimpul. Perbedaan kandungan fenolik total pada umbi kimpul dari

4 ketinggian yang berbeda diduga karena pengaruh faktor lingkungan seperti

suhu, kelembaban udara, kelembaban tanah, intensitas cahaya dan pH tanah

(Tabel 4).

Tabel 4. Parameter lingkungan tempat pengambilan sampel umbi kimpul

Parameter Ketinggian Tempat (m dpl)

1000 700 400 100

Suhu 25oC 27

oC 28,5

oC 35

oC

Kelembaban Udara 72 % 71 % 64 % 51 %

Kelembaban Tanah 10 % 20 % 40 % 20 %

Intensitas Cahaya 3730 lux 2240 lux 17480 lux 10900 lux

pH Tanah 7 7 6,8 7


commit to user

34

Perubahan ketinggian tempat tumbuh kimpul memiliki pengaruh terhadap

kandungan fenol total pada umbi kimpul. Hal ini ditunjukkan dengan kandungan

fenol total pada ketinggian tempat 100 m dpl sebesar 6,43 µg/mL lebih tinggi

dibandingkan kandungan fenol total pada ketiga ketinggian tempat lainnya.

Perbedaan ketinggian tempat akan berpengaruh terhadap kelembaban, suhu, dan

intensitas cahaya. Semakin tinggi dataran atau daerah, maka semakin rendah suhu

udaranya, intensitas matahari juga akan semakin berkurang. Hubungan antara

faktor lingkungan tersebut mempengaruhi fungsi fisiologis dan morfologis

tanaman. Apabila faktor lingkungan tidak mendukung, respon tanaman akan

tampak pada perubahan morfologis serta proses fisiologisnya, termasuk pada

tanaman kimpul.

Kimpul yang tumbuh pada ketinggian 100 m dpl mengalami cekaman faktor

lingkungan.Cekaman tersebut dapat berupa defisit air, suhu yang tinggi, intensitas

cahaya yang sangat tinggi serta kelembaban udara yang rendah. Ketika tanaman

mengalami stress, maka produksi metabolit sekunder termasuk produksi fenol

akan mengalami peningkatan.Ketinggian tempat tumbuh dapat mempengaruhi

kandungan metabolit sekunder pada tanaman.Pada penelitian ini terlihat bahwa

pada ketinggian tempat tumbuh yang paling rendah (100 m dpl), umbi kimpul

memiliki kandungan fenol yang paling tinggi.Hal ini sejalan dengan Fitter dan

Hay (1990) yang menyatakan bahwa pertumbuhan dan metabolisme tanaman

dipengaruhi oleh perubahan temperatur lingkungan yang tergantung pada

ketinggian di atas permukaan tanah.Respon tanaman sebagai akibat faktor

lingkungan terlihat pada penampilan morfologi tanaman dan fisiologi tanaman.


commit to user

35

Beberapa penelitian telah dilakukan, diantaranya oleh Spitaler et al. (2006),

melaporkan bahwa kandungan senyawa flavonoid dari Arnica montana hilang

secara nyata dengan kenaikan elevasi. Disisi lain, Fatchurrozak (2012),

melaporkan bahwa kandungan vitamin C dan aktivitas antioksidan pada buah

Carica pubescens meningkat seiring dengan peningkatan ketinggian tempat

tumbuhnya. Kandungan vitamin C dan aktivitas antioksidan pada buah C.

pubescens paling tinggi terdapat pada ketinggian tempat 2400 m dpl.


commit to user

36

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

1. Ketinggian tempat tidak berpengaruh secara signifikan terhadap Anti Radical

Power(ARP) pada pengujian aktivitas antioksidan ekstrak metanol umbi

kimpul. ARPtertinggi berasal dari ketinggian 700 m dpl (7,85). ARP yang

terbesar hingga yang terkecil adalah sebagai berikut : umbi kimpul pada

ketinggian 700 m dpl > umbi kimpul pada ketinggian 100 m dpl > umbi

kimpul pada ketinggian 400 m dpl > umbi kimpul pada ketinggian 1000 m

dpl.

2. Ketinggian tempat berpengaruh pada kandungan fenol total ekstrak metanol

umbi kimpul di kabupaten Klaten. Kandungan fenol total tertinggi berasal

dari ketinggian 100 m dpl (6,43). Kandungan fenol total yang terbesar hingga

yang terkecil adalah sebagai berikut : umbi kimpul pada ketinggian 100 m

dpl> umbi kimpul pada ketinggian 1000 m dpl > umbi kimpul pada

ketinggian 700 m dpl > umbi kimpul pada ketinggian 400 m dpl.

B. SARAN

Dari penelitian yang telah dilakukan, disarankan agar dilakukan penelitian

lebih lanjut mengenai faktor lingkungan yang paling berperan dalam biosintesis

metabolit sekunder pada umbi kimpul.


commit to user

37

uji aktivitas antioksidan ekstrak metanol umbi …/uji-akti...terdapat dalam tumbuhan adalah senyawa...

Documents