EKSTRAKSI SENYAWA GINGEROL DARI RIMPANG JAHE DENGAN METODE MASERASI BERTINGKAT
FATIA TRIRIZQI
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Ekstraksi Senyawa Gingerol dari Rimpang Jahe dengan Metode Maserasi Bertingkat adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Desember 2013 Fatia Tririzqi NIM F34090027
ABSTRAK FATIA TRIRIZQI. Ekstraksi Senyawa Gingerol dari Rimpang Jahe dengan Metode Maserasi Bertingkat. Dibimbing oleh ERLIZA NOOR. Jahe (Zingiber officinale) adalah rempah penting yang banyak digunakan baik pada industri makanan, minuman dan farmasi. Komponen bioaktif jahe yang diekstrak adalah 6-, 8-, 10-gingerol dan 6-shogaol. Penelitian ini bertujuan membuat ekstrak jahe dengan metode maserasi bertingkat menggunakan 3 pelarut, yaitu heksana, etil asetat dan etanol dan perlakuan waktu yang berbeda. Pengukuran dilakukan terhadap ekstrak jahe dan rendemen bioaktif. Analisis proksimat serbuk jahe kering menunjukkan kadar karbohidrat yang tinggi. Ekstrak jahe tertinggi diperoleh saat menggunakan pelarut etanol selama 6 jam dan kandungan senyawa bioaktif tertinggi diperoleh saat ekstraksi menggunakan pelarut heksana selama 6 jam namun kadar masing-masing senyawa bioaktif tertinggi diperoleh pada jenis pelarut dan waktu ekstrak yang berbeda. Kadar senyawa 6-, 8-, 10-gingerol dan 6-shogaol tertinggi berhasil diekstrak secara berurutan 24%, 32%, 46% dan 29%. Kata kunci: jahe, gingerol, maserasi bertingkat
ABSTRACT FATIA TRIRIZQI. Extraction Gingerol Compounds from Ginger Rhizome with Multistage Maceration Method. Supervised by ERLIZA NOOR. Ginger (Zingiber officinale) is important spice that use for food, drink, pharmacy industries. The extracted bioactive components are 6-, 8-, 10-gingerol dan 6-shogaol. The purpose of this research was to make ginger extract with multistage maceration and different time treatments. Measurement done to ginger extract and bioactive yield. The proximate analysis of ginger dried powder showed that high carbohydrate content. Moreover, the highest ginger extract obtained when 6 hours extraction by ethanol solvent. The highest bioactive compound content obtained when 6 hours extraction by hexane solvent. Nevertheless each of the highest bioactive compound content obtained by different type of solvent and time. The content of 6-, 8-, 10- gingerol and 6shogaol are 24%, 32%, 46%, and 29%, respectively. Keywords: ginger, gingerol, multistage maceration
EKSTRAKSI SENYAWA GINGEROL DARI RIMPANG JAHE DENGAN METODE MASERASI BERTINGKAT
FATIA TRIRIZQI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi : Ekstraksi Senyawa Gingerol dari Rimpang Jahe dengan Metode Maserasi Bertingkat Nama : Fatia Tririzqi NIM : F34090027
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Erliza Noor Pembimbing
Diketahui oleh
Prof Dr-Ing Ir Suprihatin Plh. Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2013 sampai Juli 2013 ini ialah ekstraksi jahe, dengan judul Ekstraksi Senyawa Gingerol dari Rimpang Jahe dengan Metode Maserasi Bertingkat. Penulis mengucapkan terima kasih atas doa dan dukungannya kepada 1. Prof. Dr. Ir Erliza Noor selaku dosen pembimbing yang selalu memberi masukan, arahan dan bimbingannya kepada penulis selama penelitian dan penyelesaian tugas akhir ini. 2. Ibu Egnawati, Ibu Rini dan seluruh laboran Departemen TIN yang membantu selama penelitian. 3. Ibu, Bapak, Umi, kakak-kakak dan adik tercinta atas doa dan cintanya. 4. Syarifah Aini, Liza Harmi, Nina Jusnita, Lisa Silvia, Nur Faizah atas bantuan dan dukungannya. 5. Fanty Rachmah, Aulia Anggraini, Agus Nurjani, Ariska Duti dan keluarga besar TIN 46 atas kekompakannya. 6. Mina Ervani dan penghuni Wisma Cantik Bara 4 atas canda tawanya 7. Seluruh teman-teman dan pihak yang turut membantu dan mendukung penulisan karya ilmiah ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi para pembaca.
Bogor, Desember 2013 Fatia Tririzqi
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
1
Ruang Lingkup Penelitian
1
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
2
Alat
2
Prosedur Penelitian
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
4
Analisis Proksimat Serbuk Jahe
4
Komponen Bioaktif Jahe
4
Komponen Bioaktif Serbuk Jahe Kering
5
Maserasi Bertingkat
6
Rendemen Ekstrak Kasar
6
Komponen Bioaktif Ekstrak Jahe
8
Persentasi Ekstraksi SIMPULAN DAN SARAN
10 12
Simpulan
12
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
14
RIWAYAT HIDUP
16
DAFTAR TABEL 1 2 3 4 5 6
Komposisi pelarut yang digunakan dalam kolom HPLC Analisis proksimat serbuk jahe kering Nama rantai gingerol dan jumlah karbon atomnya Nama rantai shogaol dan jumlah karbon atomnya Karakteristik pelarut heksana, etil asetat dan etanol Perbandingan hasil rendemen ekstrak kasar
4 4 5 5 7 8
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Skema pembuatan serbuk jahe kering Skema ekstraksi jahe Gingerol Shogaol Konsentrasi senyawa aktif pada serbuk jahe kering Rendemen ekstrak kasar Konsentrasi 6-gingerol pada ekstrak jahe Konsentrasi 8-gingerol pada ekstrak jahe Konsentrasi 10 gingerol pada ekstrak jahe Konsentrasi 6-shogaol pada ekstrak jahe Persentasi ekstraksi senyawa 6-gingerol Persentasi ekstraksi senyawa 8-gingerol Persentasi Ekstraksi Senyawa 10-gingerol Persentasi Ekstraksi Senyawa 6-shogaol
3 3 5 5 6 7 8 9 9 10 10 11 11 11
DAFTAR LAMPIRAN Prosedur pengujian analisis proksimat serbuk jahe kering
14
PENDAHULUAN Latar Belakang Masyarakat Indonesia memanfaatkan tanaman obat tradisional sebagai salah satu pengobatan yang tidak membahayakan tubuh. Penggunaan tanaman obat tradisional meningkat seiring dengan kesadaran masyarakat terhadap dampak negatif penggunaan obat sintetik. Satu di antara tanaman obat yang sering digunakan adalah jahe (Zingiber officinale). Jahe mengandung minyak atsiri yang bersifat menghangatkan tubuh. Selain itu kandungan oleoresin jahe akan memberikan rasa pedas. Produksi jahe Indonesia tahun 2011 mencapai 94 745 159 kg (BPS 2012) dan merupakan komoditas tanaman obat-obatan yang diandalkan setiap tahunnya. Oleh karena itu penggunaan jahe harus dikembangkan tidak hanya sebagai sediaan obat biasa melainkan menjadi sediaan obat yang memiliki nilai tambah yang tinggi. Jahe diketahui memiliki aktivitas analgesik, antiaggregan, antialkohol, antiallergik, antimikroba, antikanker, antidepresan, antiedemik, antiemetik, antiinflamasi, antimutagenik, antinarkotik, antioksidan, antiserotonigenik, antipiretik, antitrombik, antitusif, immunostimulan (Duke et al. 2002). Nilai ekonomi tanaman ini terletak pada bagian rimpangnya. Rimpang jahe digunakan dalam bentuk jahe segar ataupun jahe olahan. Jahe segar digunakan sebagai rempah obat tradisional. Jahe olahan dapat berupa jahe kering, jahe asin, jahe dalam sirup, jahe kristal, bubuk jahe, minyak atsiri dan oleoresin. Komponen bioaktif yang dapat ditemukan dalam jahe antara lain gingerol, shogaol dan paradol. Gingerol memiliki kemampuan sebagai antioksidan dan antiinflamasi. Penggunaan gingerol di industri salah satunya ialah dalam crosslinking pati untuk mengikatsilangkan rantai karbon pada pati. Oleh karena itu ekstraksi gingerol dan shogaol dari jahe merupakan hal yang menarik untuk dilakukan. Perumusan Masalah Gingerol perlu diekstrak karena senyawa murni dari jahe akan lebih mudah untuk diketahui aktivitas biologinya. Diperlukan metode ekstraksi terbaik untuk mendapatkan senyawa gingerol dari jahe. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan ekstrak dengan rendemen tertinggidari pelarut berpolaritas berbeda dan mengetahui persentasi ekstraksi senyawa gingerol. Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup penelitian ini mencakup ekstraksi senyawa gingerol dari rimpang jahe dan metode ekstraksi yang digunakan untuk mendapat konsentrasi gingerol tertinggi.
2
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilakukan pada bulan Maret sampai Juli 2013 di Laboratorium Dasar Ilmu Terapan dan Laboratorium Teknik Kimia, Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Pusat Studi Biofarmaka. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah jahe (Zingiber officinale) yang dipanen pada umur 9 bulan diperoleh dari Pusat Studi Biofarmaka IPB, pelarut heksana, etil asetat, etanol, kertas saring dan standar gingerol. Alat Peralatan yang digunakan untuk maserasi adalah blender, labu erlenmeyer, magnet stirrer, rotary evaporator, hot plate, neraca analitik, pompa vakum. Peralatan yang digunakan untuk analisis konsentrasi senyawa gingerol adalah HPLC (Shimpack ODS VP C18 150Lx4.6).
Prosedur Penelitian Penelitian dilakukan dalam 3 tahap, yaitu tahap persiapan, tahap ekstraksi dan tahap analisis. Tahap persiapan adalah tahap pembuatan serbuk jahe kering. Jahe kering didapatkan dari jahe segar yang dicuci bersih, diiris tipis dengan ketebalan 50 mm, dikeringkan dengan sinar matahari selama 2 hari, selanjutnya dihaluskan dengan blender hingga didapatkan serbuk jahe dengan ukuran 50 mesh. Rendemen serbuk jahe kering dihitung berdasarkan pada persentase antara bobot serbuk jahe yang didapat dengan bobot rimpang jahe awal yang digunakan. Tahap persiapan dilakukan seperti skema yang ditunjukkan pada Gambar 1. Serbuk jahe dianalisis proksimat untuk mengetahui kandungan utama dalam serbuk jahe kering. Prosedur analisis proksimat dapat dilihat pada Lampiran 1. Tahap ekstraksi mengacu pada Fathia (2011) dengan modifikasi pada waktu ekstraksi dan kecepatan putaran yang digunakan. Serbuk jahe sebanyak 100 gram diekstrak dengan metode maserasi bertingkat menggunakan tiga jenis pelarut yang berbeda, yaitu heksana, etil asetat, dan etanol. Serbuk jahe diekstrak dengan 400 ml heksana selanjutnya residu diekstrak dengan 400 ml etil asetat dan selanjutnya residu diekstrak dengan 400 ml etanol. Proses ekstraksi dilakukan pada suhu ruang dengan kecepatan putaran 450 rpm setiap tingkat dan tiga perlakuan waktu 3, 4, dan 6 jam. Tiap-tiap filtrat dipisahkan dari pelarutnya dengan cara penguapan dalam rotary evaporator. Pelarut pertama dan kedua diuapkan pada suhu 50°C dan pelarut ketiga pada suhu 70°C. Skema ekstraksi dapat dilihat pada Gambar 2. Pengujian komposisi kandungan 6-, 8-, 10- gingerol dan 6 shogaol pada jahe dilakukan dengan LC-PDA (Liquid chromatography–photodiode array detection). Ekstrak dan simplisia jahe disonikasi menggunakan metanol pada suhu
3 ruang. Ekstrak kemudian dianalisis dengan HPLC (Shimpack ODS VP C18 150Lx4.6). suhu kolom oven 40 C. panjang gelombang 280nm dan laju alir gerak 1 ml/menit. Pelarut yang digunakan dalam kolom C-18 adalah air (fase diam) dan asetonitril (fase gerak).Komposisi air dan asetonitril yang digunakan ditunjukkan pada Tabel 1.
Gambar 1 Skema pembuatan serbuk jahe kering
Gambar 2 Skema ekstraksi jahe
4 Tabel 1 Komposisi pelarut gradien yang digunakan dalam kolom HPLC Waktu (menit)
Air (%)
Asetonitril (%)
0 10 40
60 60 10
40 40 90
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Proksimat Serbuk Jahe Komposisi kimia jahe sudah diketahui sejak lama. Komponen-komponen yang bertanggung jawab atas rasa pedas dan tajam, yaitu gingerol, gingerdiol, dan shogaol, membentuk oleoresin sebanyak 8% (Ramji 2007). Gingerol memiliki kemampuan sebagai antioksidan dan antiinflamasi. Penggunaan gingerol di industri salah satunya ialah dalam crosslinking pati untuk mengikatsilangkan rantai karbon pada pati (Kikuzaki 2000). Oleh karena itu ekstraksi gingerol dari jahe merupakan hal yang menarik untuk dilakukan. Pada tahap persiapan didapatkan bobot serbuk jahe kering sebanyak 3.71 kg. Dari bobot jahe segar sebanyak 35.5 kg. Sehingga rendemen yang didapatkan ialah 10.45%. Rendemen serbuk jahe kering berhubungan dengan kadar air yang terkandung pada kadar air rimpang. Kandungan air pada rimpang akan teruapkan selama pengeringan. Analisis proksimat dilakukan pada serbuk jahe kering mengetahui kandungan utama dalam serbuk jahe kering. Hasil analisis proksimat serbuk jahe kering ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2 Analisis proksimat serbuk jahe kering Kadar
Nilai (%)
Air Abu Protein Lemak Karbohidrat (by difference)
6.57 5.68 11.25 8.62 67.68
Analisis proksimat menunjukkan kadar karbohidrat by difference sebesar 67.69%. Hal ini sesuai dengan Koswara (1995) yang menyebutkan bahwa dalam 100 gram jahe kering terdapat 70 gram karbohidrat. Komponen Bioaktif Jahe Komponen bioaktif yang terdapat pada ekstrak jahe antara lain gingerol, shogaol, paradol dan yang lainnya. Komponen fenolik ini bertanggung jawab terhadap flavor jahe. Gingerol atau 1-(3’-metoksi-4’-hidroksifenil)-5hidroksialkan-3-ones memiliki rantai samping yang variatif. Rantai samping senyawa gingerol yang telah diidentifikasi adalah (3)-,(4)-,(5)-,(6)-,(8)-,(10)-, dan
5 (12)-gingerol memiliki karbon atom berturut-turut 7, 8, 9, 10, 12, 14, dan 16 (Araona et al 1999). Struktur molekul dan penamaan rantai karbon gingerol ditunjukkan pada Gambar 3 dan Tabel 3. Selama proses pengolahan jahe seperti pengeringan dan penyimpanan akan mengubah gingerol menjadi shogaol. Tingkat kepedasan jahe akan berkurang karena perubahan tersebut. homolog-homolog shogaol yang telah diketahui antara lain (1)-, (4)-, (6)-, (14)-, dan (19)-shogaol. Struktur molekul dan penamaan rantai karbon shogaol ditunjukkan pada Gambar 4 dan Tabel 4.
Gambar 3 Gingerol Tabel 3 Nama rantai gingerol dan jumlah karbon atomnya n
nama
4 6 8
(6)-gingerol (8)-gingerol (10)-gingerol
Gambar 4 Shogaol Tabel 4 Nama rantai shogaol dan jumlah karbon atomnya n
nama
4 6 8
(6)-shogaol (8)-shogaol (10)-shogaol
Komponen Bioaktif Serbuk Jahe Kering Konsentrasi senyawa tertinggi pada serbuk jahe ialah 6-gingerol kemudian 10-gingerol, 6-shogaol dan konsentrasi senyawa terendah ialah 8-gingerol. Fathona (2011) mengemukakan bahwa kandungan 6-, 8-, 10-gingerol dan 6shogaol jahe emprit ialah 22.57, 4.73, 6.68 dan 2.24 mg/g sedangkan hasil
6 penelitian ini menunjukkan kandungan 6-, 8-, 10-gingerol dan 6-shogaol ialah 11.73, 1.55, 2.49, dan 2.10 mg/g secara berturut-turut. Kadar 6-, 8-, 10-gingerol lebih besar daripada kadar 6-shogaol karena gingerol bersifat termostabil. Gingerol bisa saja berubah menjadi zingeron dan heksanal melalui reaksi retroaldol serta menjadi shogaol melalui dehidrasi pada pemanasan di atas 200°C (Purseglove et al. 1981). Selain itu kadar gingerol jahe juga meningkat seiring dengan bertambahnya usia panen rimpang jahe (Vernin dan Parkanyi 2005). Komponen senyawa aktif pada serbuk jahe kering ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Konsentrasi senyawa aktif pada serbuk jahe kering Maserasi Bertingkat Serbuk jahe kering diekstrak dengan metode maserasi bertingkat sesuai dengan metode Fathia (2011) dan modifikasi pada volume pelarut yang digunakan, waktu ekstraksi dan kecepatan putaran yang digunakan. Fathia (2011) mendapatkan rendemen ekstrak heksana sebanyak 3.57%, rendemen ekstrak etil asetat sebanyak 3.17%, dan ekstrak etanol sebanyak 3.02%. Waktu ekstraksi dan kecepatan putaran yang digunakan pada penelitian ini merujuk pada metode Ramadhan dan Phaza (2010), yang mendapatkan oleoresin jahe 12.65% pada ekstraksi menggunakan pelarut etanol pada suhu 40°C selama 6 jam dengan kecepatan putaran 450 rpm. Maserasi dilakukan dengan merendam serbuk jahe dalam pelarut. Prinsip metode maserasi yaitu terjadinya peristiwa leaching pada komponen aktif dalam bahan yang memiliki sifat kelarutan yang sama dengan pelarut yang digunakan (Singh 2008). Maserasi yang berulang untuk memperoleh ekstrak yang semakin banyak. Metode ini tergolong metode konvensional namun masih populer digunakan karena kemudahan pengerjaan dan biaya pengerjaan yang cukup murah dibandingkan metode lainnya (Yang et al. 2010). Maserasi bertingkat merupakan metode ekstraksi bertahap dengan menggunakan pelarut yang berbeda. Rendemen Ekstrak Kasar Rendemen ekstrak kasar tertinggi diperoleh saat ekstraksi tingkat ketiga menggunakan pelarut etanol dengan durasi 6 jam sebesar 15.12%. Gambar 6 menunjukkan rendemen ekstrak kasar yang dihasilkan. Rendemen yang dihasilkan
7 meningkat seiring dengan peningkatan tingkat ekstraksi. Namun rendemen ekstrak kasar yang diperoleh selama ekstraksi 4 jam lebih kecil dibandingkan ekstraksi selama 3 dan 6 jam. Hal ini disebabkan oleh kepolaran pelarut yang digunakan. Ekstraksi dapat dilakukan menggunakan pelarut dengan polaritas yang berbeda untuk memperoleh komponen terlarut pada kisaran yang luas (Cowan 1999). Sifat komponen yang akan diekstrak bergantung pada polaritas, termostabilitas dan pH. Sifat pelarut yang akan digunakan bergantung pada polaritas, toksisitas, kemudahan terbakar, reaktivitas, ketersediaan dan harga. Berdasarkan perbandingan polaritasnya, heksana tergolong sebagai pelarut non polar, etil asetat tergolong sebagai pelarut semi polar dan etanol tergolong sebagai pelarut polar (Carey dan Sundberg 2007). Derajat polaritas bergantung pada ketetapan dielektrik (ε), semakin besar tetapan dielektrik semakin polar pelarut tersebut. Tabel 5 menunjukkan karakteristik pelarut yang digunakan. Ekstrak kasar mengandung minyak atsiri dan komponen-komponen resin yang larut dalam pelarut yang digunakan. Komponen resin di antaranya komponen bioaktif yang memberikan rasa pedas, warna, fixed oil, dan resin alami (Koswara 1995). Komponen minyak atsiri seperti zingiberol yang terkandung di dalam jahe termasuk golongan terpen yang memiliki polaritas mendekati etanol sedangkan komponen bioaktif seperti gingerol dan shogaol bersifat non-polar. Sehingga ekstraksi menggunakan etanol akan mendapatkan lebih banyak ekstrak kasar dibandingkan ekstraksi menggunakan heksana maupun etil asetat.
Gambar 6 Rendemen ekstrak kasar Tabel 5 Karakteristik pelarut heksana, etil asetat dan etanol
Pelarut
Td (°C) Kelarutan dalam air (%) Ketetapan dielektrik (ɛ)
Heksana 69 Etil asetat 77 Etanol 78
<0.01 80 Sangat larut
1.9 6.0 24.5
Sumber: Carey dan Sundberg (2007) Hasil rendemen ekstrak kasar yang diperoleh penelitian ini lebih besar dibandingkan dengan beberapa penelitian sebelumnya. Namun bila dibandingkan Anam (2010), rendemen ekstrak kasar yang diperoleh penelitian ini lebih kecil, hal ini bisa saja terjadi karena rendemen ekstrak kasar yang dihasilkan dari suatu
8 ekstraksi dipengaruhi beberapa hal, misalnya ukuran serbuk jahe, pelarut yang digunakan, waktu ekstraksi, suhu ekstraksi, metode yang digunakan dan rasio bahan : pelarut. Tabel 6 menunjukkan perbandingan hasil rendemen kasar yang diperoleh pada penelitian sebelumnya. Tabel 6 Perbandingan hasil rendemen ekstrak kasar Peneliti
Tahun
Ukuran serbuk jahe
Metode ekstraksi
Pelarut
Suhu
Kecepatan putar
Waktu ekstraksi
Rasio bahan: pelarut
Rendemen
Ramadhan et al. Fathia
2010
0.5 mm
Maserasi
40°C
450 rpm
6 jam
1 : 7.5
12.65%
2011
20 mesh
25°C
150 rpm
24 jam
1:4
3.57%
Fathia
2011
20 mesh
Etil asetat
25°C
150 rpm
24 jam
1:4
3.17%
Fathia
2011
20 mesh
Etanol
25°C
150 rpm
24 jam
1:4
3.02%
Daryono
2012
40 mesh
Maserasi tingkat 1 Maserasi tingkat 2 Maserasi tingkat 3 Maserasi
Etanol 99.98% Heksana
40°C
60 rpm
3 jam
1:5
9.98%
Anam Penelitian ini
2010 2013
40 mesh 40 mesh
Etanol 70% Etanol Etanol
40°C 25°C
450 rpm
3 jam 6 jam
1:5 1:4
22.12% 15%
Maserasi Maserasi tingkat 3
Komponen Bioaktif Ekstrak Jahe Ekstrak jahe yang diperoleh dari maserasi bertingkat diuji komposisi kandungan 6-, 8-, 10- gingerol dan 6 shogaol. Konsentrasi 6-gingerol pada ekstrak heksana meningkat seiring peningkatan durasi ekstraksi.Sedangkan konsentrasi 6gingerol pada ekstraksi menggunakan pelarut etil asetat durasi 4 jam menurun dari durasi 3 jam dan kemudian meningkat pada durasi ekstraksi 6 jam. Selanjutnya pada ekstraksi menggunakan pelarut etanol konsentrasi 6gingerol mengalami peningkatan pada seiring peningkatan durasi ekstraksi. Konsentrasi senyawa 6-gingerol tertinggi diperoleh pada ekstrak menggunakan pelarut heksana durasi 6 jam, yaitu 2.81 mg/g serbuk sedangkan konsentrasi terendahnya diperoleh pada ekstrak tingkat ketiga durasi waktu 3 jam, yaitu 0.04 mg/g serbuk. Perubahan konsentrasi 6-gingerol pada berbagai tingkat dan waktu ekstraksi ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7 Konsentrasi 6-gingerol pada ekstrak jahe
9 Serupa dengan konsentrasi senyawa 6-gingerol, konsentrasi senyawa 8gingerol pada ekstrak heksanamengalami peningkatan seiring peningkatan durasi. Sedangkan konsentrasi senyawa 8-gingerol ekstrak etil asetat dan etanol durasi 4 jam menurun dari durasi 3 jam dan konsentrasinya meningkat saat durasi 6 jam. Konsentrasi senyawa 8-gingerol tertinggi diperoleh pada ekstrak heksana durasi waktu 6 jam, yaitu 0.50 mg/g serbuk, sedangkan konsentrasi terendahnya diperoleh pada ekstrak etanol durasi waktu 4 jam, yaitu 0.03 mg/g serbuk. Perubahan konsentrasi 8-gingerol pada berbagai tingkat dan durasi ekstraksi ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8 Konsentrasi 8-gingerol pada ekstrak jahe Perubahan konsentrasi 10-gingerol pada berbagai tingkat dan waktu ekstraksi ditunjukkan pada Gambar 9. Konsentrasi senyawa 10-gingerol pada ekstrak heksana meningkat seiring peningkatan durasi. Sedangkan konsentrasi senyawa 8-gingerol pada ekstrak etil asetat dan etanol durasi 4 jam menurun dari durasi 3 jam dan konsentrasinya meningkat saat durasi 6 jam. Konsentrasi tertinggi senyawa 10-gingerol juga diperoleh ekstrak heksana pada durasi 6 jam, yaitu 1.16 mg/g serbuk dan konsentrasi terendahnya saat ekstraksi menggunakan etanol pada durasi 4 jam, yaitu 0.04 mg/g serbuk.
Gambar 9 Konsentrasi 10 gingerol pada ekstrak jahe Konsentrasi senyawa 6-shogaol pada ekstrak heksana durasi 4 jam lebih tinggi daripada konsentrasi senyawa pada ekstrak heksana baik dengan durasi 3 maupun 6 jam. Sedangkan konsentrasi senyawa 6-shogaol pada ekstrak etil asetat
10 dan etanol durasi 4 jam menurun dari durasi 3 jam dan konsentrasinya meningkat saat durasi 6 jam. Konsentrasi tertinggi senyawa 6-shogaol juga diperoleh pada ekstrak heksana durasi 4 jam, yaitu 0.62 mg/g serbuk dan konsentrasi terendah diperoleh saat ekstraksi tingkat ketiga durasi 4 jam, yaitu 0.02 mg/g serbuk. Perubahan konsentrasi 6-shogaol pada berbagai tingkat dan waktu ekstraksi ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 10 Konsentrasi 6-shogaol pada ekstrak jahe Secara umum konsentrasi senyawa bioaktif tertinggi diperoleh ekstrak heksana dan konsentrasi terendahnya diperoleh pada ekstrak etanol. Hal ini disebabkan oleh penggunaan heksana pada ekstraksi tingkat pertama. Heksana yang bersifat nonpolar akan lebih mudah mengekstrak senyawa bioaktif. Di ekstraksi tingkat kedua penggunaan etil asetat sebagai pelarut mampu mengekstrak hanya sebagian kecil komponen bioaktif. Persentasi Ekstraksi Persentasi ekstraksi dihitung dari perbandingan kandungan komponen bioaktif yang terdapat dalam ekstrak dengan total kandungan komponen bioaktif yang terdapat dalam serbuk. Ekstraksi senyawa 6-gingerol terbesar didapatkan pada ekstraksi menggunakan heksana dengan durasi 6 jam, yaitu sebesar 23.96%. Persentasi ekstraksi senyawa 6-gingerol ditunjukkan pada Gambar 11. Ekstraksi senyawa 8-gingerol terbesar didapatkan pada ekstraksi meggunakan heksana dengan durasi 6 jam sebesar 32.39%. Persentasi ekstraksi senyawa 8-gingerol ditunjukkan pada Gambar 12.
Gambar 11 Persentasi ekstraksi senyawa 6-gingerol
11
Gambar 12 Persentasi ekstraksi senyawa 8-gingerol Ekstraksi senyawa 10-gingerol terbesar didapat pada ekstraksi menggunakan pelarut heksana dengan durasi 6 jam sebesar 46.62%. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 13. Persentasi ekstraksi terbesar senyawa 6-shogaol didapatkan pada ekstraksi menggunakan heksana dengan durasi 6 jam sebesar 29.37%. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 14. Persentasi ekstraksi keempat senyawa diperoleh pada saat ekstraksi yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa untuk mendapatkan masing-masing senyawa diperlukan metode ekstraksi yang berbeda juga. Ekstraksi senyawa 10-gingerol merupakan persentasi ekstraksi terbesar dibandingkan 3 senyawa lainnya.
Gambar 13 Persentasi ekstraksi senyawa 10-gingerol
Gambar 14 Persentasi ekstraksi senyawa 6-shogaol
12
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Konsentrasi senyawa tertinggi pada serbuk jahe kering ialah 6-gingerol, kemudian 10-gingerol, 6-shogaol dan konsentrasi senyawa terendah ialah 8gingerol dengan nilai berturut-turut 11.73 mg/g, 2.9 mg/g, 2.10 mg/g dan 1.55 mg/g. Rendemen ekstrak kasar terbaik diperoleh saat ekstraksi menggunakan pelarut etanol 6 jam yaitu 15%. Senyawa aktif yang terkandung dalam jahe dapat diekstrak dengan metode yang berbeda. Ekstraksi senyawa 6-, 8-, 10-gingerol tertinggi terjadi saat ekstraksi 6 jam menggunakan pelarut heksana, yaitu masingmasing 24%, 32%, dan 46%. Sedangkan ekstraksi senyawa 6-shogaol tertinggi terjadi saat ekstraksi 4 jam menggunakan pelarut heksana, yaitu 29%. Saran Perlu dilakukan analisis sifat fisikokimia ekstrak yang dihasilkan untuk mendukung karakteristiknya yang lebih spesifik.
DAFTAR PUSTAKA Anam, C. 2010. Ekstraksi Oleoresin Jahe (Zingiber officinale) Kajian dari Ukuran Bahan, Pelarut, Waktu dan Suhu. Jurnal Pertanian MAPETA, Vol XII. No 2. 72-144. [AOAC] Association of Official Analytical Chemists International. 1995. Official Methods of Analysis of AOAC International. Maryland (US). AOAC International. Araona K, Elisabetsky E, Farnsworth N, Fong H, dan Hargono D. 1999. WHO Monographs on Selected Medicinal Plants Volume 1. World Health Organization. Geneva [BPS] Badan Pusat Statisik. 2012. Produksi tanaman obat-obatan menurut provinsi. Jakarta (ID). [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1992. Bumbu dan Rempah-rempah: Penentuan Kadar Air (Metode Pemisahan dan Cara Penyulingan) SNI 013181-1992. Jakarta (ID) [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1992. Bumbu dan Rempah-rempah, Penentuan Abu Total SNI 01-3187-1992. Jakarta (ID) Carey FA dan Sundberg RJ. 2007. Advance Organic Chemistry. Fifth edition.Virginia (US). Springer. Cowan MM. 1999. Plant product as antimicrobial agents. Clinical Microbiology Reviews12 (4): 564-568.
13 Daryono, ED. 2011. Oleoresin dari Jahe menggunakan Proses Ekstraksi dengan Pelarut Etanol. Jurnal Teknik Kimia, Vol 6, No 1. Duke JA, Bogenschutz-Godwin J. duCellier M.J, dan Duke PAK. 2002. Handbook of medicinal herbs second edition. Florida (US). CRC Press. Fathia S. 2011. Aktivitas Antimikroba ekstrak jahe (Zingiber officinale Roscoe) terhadap beberapa bakteri patogen. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Houghton PJ dan Raman A. 1998. Laboratory Handbook for The Fractionation of Natural Extracts. London (GB). Thomson Science Publ. Kikuzaki H. 2000. Ginger for drug and spice purpose. Di dalam:Herbs, Botanicals and Tea Mazza G dan Oomah BD (Ed). Canada (CN). Technomic. Koswara. S. 1995. Jahe dan Hasil Olahannya. Jakarta (ID). Pustaka Sinar Harapan. Purseglove JW, Brown EG, Green CL dan Robbins SRJ. 1981. Spices Volume II. New York (US). Longman Inc. Ramadhan AE dan Phaza HA. 2010. Pengaruh konsentrasi etanol, suhu dan jumlah stage pada ekstraksi oleoresin jahe (Zingiber officinale rosc) secara batch [Skripsi]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro. Ramji D. 2007. Isolation of gingerols and shogaols from ginger and evaluation of their chemopreventive activity on prostate cancer cells and antiinflammatory effect on 12-o-tetradecanoyl-phorbol-13acetate (tpa)-induced mouse ear inflammation [Disertasi]. New Jersey (US): Graduate School New Brunswick Rutgers, The State University of New Jersey. Singh J. 2008. Maceration, Percolation and Infusion Techniques for the Extraction of Medicinal and Aromatic Plants. Di dalam: Extraction Technologies for Medicinal and Aromatic Plants. Handa SS, Khanuja SPS, Longo G, Rakesh DD (Eds.). Italia (IT). International Centre for Science and High Technology. Vermin G dan Parkanyi C. 2005. Chemistry of Ginger. Di dalam Ravindran PN dan Babu KN (eds). Ginger The Genus Zingiber. Washington DC (US); CRC Press. Yang B, Jiang Y, Shi J, Chen F dan Ashraf M. 2010.Extraction and pharmacological properties of bioactive compounds from longan (Dimocarpus longan Lour.) fruit - A review.Journal Food Research International, doi:10.1016/j.foodres.2010.10.019.
14 Lampiran 1 Prosedur pengujian analisis proksimat serbuk jahe kering a) Kadar Air (SNI 01-3181-1992 yang dimodifikasi) Labu didih dan tabung Bidwell-Sterling dikeringkan dalam oven bersuhu 105°C sebelum digunakan dan didinginkan dalam desikator. Bubuk jahe ditimbang sebanyak 5 gram dan dimasukkan ke dalam labu didih yang telah dikeringkan dan ditambakan 60-80 ml toluena. Setelah alat dirangkai, refluks pada suhu rendah selama 45 menit kemudian suhunya dinaikkan dan dipanaskan selama 60-90 menit. Volume yang terdestilasi dibaca. Penetapan faktor destilasi diperoleh dengan mengganti sampel ekstrak jahe dengan air (4gram). Kadar air bahan dihitung dengan rumus sebagai berikut adar air
s s
Keterangan: Ws = bobot contoh (g) Vs = volume air yang didestilasi dari contoh (ml) FD = faktor destilasi (g/ml) Faktor destilasi dihitung dengan rumus sebagai berikut: Keterangan: W = bobot air yang akan didestilasi (g) V = volume air yang terdestilasi (ml) b) Kadar Abu (SNI 01-3187-1992 yang dimodifikasi) Cawan dikeringkan dalam oven bersuhu 105°C sebelum digunakan dan didinginkan dalam desikator. Bubuk jahe ditimbang sebanyak 1.5 gram. Sebanyak 2 ml etanol dituang ke dalam cawan dan dibakar sampai etanol habis terbakar. Cawan dipanaskan menggunakan nyala api kecil lalu dipijarkan dalam tanur pada suhu 600°C selama 2 jam. Abu didinginkan dan dibasahi dengan beberapa tetes air, dikisatkan dan dipanaskan kembali dalam tanur selama satu jam pada suhu 600°C. Bila pada pembasahan ternyata abu telah bebas karbon, cawan dipindahkan ke dalam desikator dan dibiarkan dingin dan ditimbang. Bila pada pembasahan masih terlihat adanya karbon, pembasahan dan pemanasan diulangi sampai tidak terlihat lagi bintik-bintik karbon, lalu cawan dipijarkan kembali dalam tanur selama satu jam.Bila masih terlihat adanya karbon, abu diaduk dengan air panas, disaring dengan kertas saring. Kertas saring dicuci dengan sempurna lalu kertas saring serta isinya dipindahkan ke dalam cawan untuk pengabuan. Cawan dikeringkan dan dipijarkan pada tanur dengan suhu 600°C selama satu jam sampai abu menjadi putih. Cawan didinginkan, ditambah filtrat, dikisatkan sampai kering pada penangas air. Cawan dipanaskan lagi selama satu jam dalam tanur dengan suhu 600°C, didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Kadar abu contoh dihitung dengan rumus sebagai berikut adar bu Keterangan: M0 = bobot cawan kosong (g)
15 M1 = bobot cawan dan contoh (g) M2 = bobot cawan dan abu (g) H = kadar air contoh (%) c) Kadar Protein (AOAC 1995) Penentuan kadar protein dilakukan dengan metode mikro-kjeldahl. Sampel dihomogenkan, kemudian sampel sebanyak 0.1 gram dimasukkan ke dalam labu kjeldahl 100 ml lalu ditambahkan katalis (CuSO4 dan Na2SO4) dan 2.5 ml H2SO4 pekat 98%. Selanjutnya sampel didekstruksi selama 30-40 menit sampai berwarna hijau bening.Setelah didinginkan, sampel ditambahkan dengan air suling hingga tanda tera.Sebanyak 5 ml larutan hasil pengenceran ditambahkan dengan 10 ml NaOH 40%, disuling selama 5 menit. Hasil penyulingan ditampung dalam erlenmeyer yang berisi 10 ml asam borat (2%) dan 0.1 ml campuran indikator hijau bromkresol 0,1% dengan merah metal 0,1% (5:1), kemudian dititrasi dengan larutan HCl 0.1 N sampai berwarna merah muda. Kadar protein dihitung dengan rumus sebagai berikut l 4 adar s
Keterangan: A = selisih volume HCl yang digunakanuntuk menitrasi blanko dan contoh (ml) N = normalitas larutan HCl Ws = bobot contoh (mg) d) Kadar Lemak (AOAC 1995) Sebanyak 2 gram contoh bebas air diekstraksi dengan pelarut organik heksana dalam alat soxhlet selama 6 jam. Contoh hasil ekstraksi diuapkan dengan cara diangin-anginkan dalam over bersuhu 105°C. Contoh didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga diperoleh bobot tetap. bobot lemak adar lemak bobot conto e) Kadar Karbohidrat (by difference) Pada analisis bahan baku, kadar karbohidrat dihitung dengan cara by different, yaitu pengurangan jumlah komponen bahan total dengan jumlah kadar air, kadar abu, kadar lemak, kadar protein dan kadar serat. Kadar karbohidrat dihitung dengan rumus sebagai berikut : adar karbo idrat
(
ir rotein )
bu
emak
16
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Jakarta pada tanggal 2 November 1991, dari ayah Ahmad Budiman dan ibu Lilis Imamah Ichdayati. Penulis adalah anak ketiga dari empat bersaudara. Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 34 Jakarta dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Peralatan Industri Pertanian pada tahun ajaran 2011/2012 dan 2012/2013, asisten praktikum Perhitungan Dasar Rekayasa Proses pada tahun ajaran 2011/2012, asisten praktikum Satuan Operasi pada tahun ajaran 2012/2013, dan asisten praktikum Teknik Penyimpanan dan Penggudangan pada tahun 2012/2013. Penulis juga aktif mengajar mata kuliah Kalkulus TPB di bimbingan belajar dan privat mahasiswa Express Course IAAS LC. Penulis bersama rekan menjadi juara empat dalam Espriex Bussiness Model Competition yang diadakan oleh Fakultas Ilmu Administrasi Universitas Brawijaya di Malang pada bulan Februari tahun 2013. Penulis juga pernah aktif sebagai staf Departemen Minat dan Bakat Mahasiswa BEM Fakultas Teknologi Pertanian pada tahun 2011 dan sebagai sekretaris departemen yang sama pada tahun 2012. Bulan Juli-Agustus 2012 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di PT Belfoods Indonesia dengan judul Mempelajari Proses Produksi Pengolahan Daging Ayam Menjadi Produk Daging Olahan di PT Belfoods Indonesia.
