PENGARUH SUHU DAN WAKTU EKSTRAKSI TERHADAP KANDUNGAN FLAVONOID DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DAUN SIRSAK (Annona muricata L) MENGGUNAKAN ULTRASONIK
SKRIPSI
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana
Oleh NI WAYAN AYUK YULIANTARI NIM. 1211105042
BUKIT JIMBARAN 2017 ii
SURAT PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudu; “Pengaruh Suhu dan Waktu
Ekstraksi
Terhadap
Kandungan
Flavonoid
dan
Aktivitas
Antioksidan Daun Sirsak (annona muricata L) Menggunakan Ultrasonik ” adalah karya saya dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun ke perguruan tinggi lain dan belum pernah dipublikasikan semua sumber data dan informasi yang dikutip dalam tulisan ini telah disebutkan di dalam naskah dan dicantumkan di dalam Daftar Pustaka secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.
Bukit Jimbaran,
Ni Wayan Ayuk Yuliantari NIM. 1211105042
iii
iv
RIWAYAT HIDUP Ni Wayan Ayuk Yuliantari dilahirkan pada tanggal 23 Juli 1993 di Gianyar, Bali. Penulis merupakan putri pertama dari dua bersaudara, pasangan dari I Made Wiarsa dan Ni Wayan Sriasih. Pada tahun 1999 penulis menyelesaikan pendidikan di Taman Kanak-kanak Tunas Wangi, Bona. Tahun 2005 penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN 1 Bona. Tahun 2008 penulis menyelesaikan Sekolah Menengah Pertama di SMP Blahbatuh, Gianyar. Pendidikan Sekolah Menengah Atas diselesaikan tahun 2011 di SMA Dwijendra Gianyar, Kabupaten Gianyar. Sejak tahun 2012 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana melalui jalur Mandiri (PMDK 1). Pada tahun 2014 penulis menjadi anggota bidang Komunikasi dan Informasi Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) periode 20142015 Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. Pada Tahun 2015 penulis melaksanakan praktek kerja lapangan di Madina Bakery Denpasar dan mengikuti Kuliah Kerja Nyata (KKN) periode XI.
v
Ni Wayan Ayuk Yuliantari. NIM. 1211105042. Pengaruh Suhu dan Waktu Ekstraksi Terhadap Kandungan Flavonoid dan Aktivitas Antioksidan Daun Sirsak (Annona Muricata L.) menggunakan Ultrasonik. Dibawah bimbingan Dr. Ir. I Dewa Gede Mayun Permana, M.S. selaku pembimbing I dan I Wayan Rai Widarta, STP., M.Si. selaku pembimbing II.
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan waktu ekstraksi daun sirsak terhadap kandungan flavonoid dan aktivtas antioksidan. Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial , yang terdiri dari dua faktor. Faktor pertama adalah suhu yang terdiri dari suhu 35oC, 45oC, dan 55oC. Faktor yang kedua adalah waktu ekstraksi yang terdiri dari 10, 20, dan 30 menit. Seluruh perlakuan diulang sebanyak dua kali sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Data yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam dan dilanjutkan dengan uji Duncan. Hasil penelitian terbaik menunjukkan bahwa suhu 45oC dan waktu ekstraksi 20 menit menghasilkan rendemen 19,14%, total flavonoid 903,90 mgQE/g ekstrak bahan dan aktivitas antioksidan tertinggi dengan nilai IC50 258,155 mg/L. Kata kunci : Daun sirsak, ultrasonik, flavonoid, aktivitas antioksidan
vi
Ni Wayan Ayuk Yuliantari. NIM. 1211105042. Effect Of Temperature And Time Extraction And Activities flavonoid antioxidant leaves of the soursop (Annona muricata L.) Using Ultrasonic Under guidance of Dr. Ir. I Dewa Gede Mayun Permana, M.S. as supervisor I and I Wayan Rai Widarta, STP., M.Si. as supervisor II.
ABSTRACT
This research was conducted to determine temperature and time exraction effect on flavonoid content and antioxidant activity of soursoup leaf extract. The experimental design used in this research was a factorial completely randomized design which consisted of two factors. The first factor was temperature of extraction that consists of temperature 35oC, 45oC, and 55oC. The second factor was the time of extract namely 10, 20, and 30 minuts. The treatment was repeated twice to obtain 18 units of the experiment. Data were analyzed with analysis of variance, followed by Duncan test. The results showed that the best treatment of soursoup leaf extract temperature of 450C and extraction time 20 minutes resulted in yield 19.14%, total flavonoids 903.90 mgQE /g extract and IC50 value was 258.155 mg / L. Keywords : soursoup leaf, ultrasonic, flavonoid, antioxidant activity
vii
RINGKASAN Tanaman sirsak (Annona muricata L.) merupakan salah satu tanaman yang mengandung antioksidan tinggi dan telah banyak dijadikan sebagai tumbuhan obat. Bagian-bagian dari tanaman sirsak yang dimanfaatkan sebagai obat mulai dari daun, batang, akar, buah dan biji. Hasil yang sudah ada menyatakan bahwa daun sirsak mengandung senyawa fitokimia dimana salah satunya adalah flavonoid yang berperan sebagai antioksidan.Waktu dan suhu ekstraksi berpengaruh terhadap hasil ekstrak yang di dapat termasuk senyawa flavonoid dan aktivitas antioksidan. Waktu yang terlalu lama akan menyebabkan ekstrak terhidrolisis, sedangkan waktu ekstraksi yang terlalu singkat menyebabkan tidak semua senyawa aktif terekstrak dari bahan. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh suhu dan waktu ekstraksi terhadap kandungan senyawa flavonoid dan aktivitas antioksidan ekstrak daun sirsak menggunakan ultrasonik serta mendapatkan suhu dan waktu ekstraksi yang tepat yang menghasilkan ekstrak daun sirsak dengan kandungan flavonoid dan aktivitas antioksidan tertinggi. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial. Faktor pertama adalah suhu ekstraksi, (S) yaitu 35oC, 45oC, dan 55oC sedangkan faktor kedua adalah waktu ekstraksi (W) yaitu 10 menit, 20 menit, dan 30 menit. Seluruh perlakuan ini diulang sebanyak dua kali sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Data yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam, dan apabila berpengaruh terhadap parameter yang diamati, dilanjutkan dengan uji Duncan (Steel and Torrie,1993). Pengamatan dilakukan terhadap rendemen, total flavonoid dan aktivitas antioksidan (Handayani and Sriherfyna, 2012).
viii
Hasil penelitian menunjukkan adanya interaksi antara suhu dan waktu ekstraksi yang berpengaruh sangat nyata terhadap rendemen, total flavonoid dan aktivitas antioksidan. Ekstrak daun sirsak dengan perlakuan suhu 45oC dengan waktu 20 menit menghasilkan rendemen terbaik 19,14%, total flavonoid 903,90mgQE/g ekstrak, IC50 terendah yaitu 258,155 mg/L.
ix
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis berhasil menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul “Pengaruh Suhu dan Waktu Ekstraksi Terhadap Kandungan Flavonoid dan Antioksidan Daun Sirsak (Annona muricata L.) Menggunakan Ultrasonik”. Penulisan skripsi ini bertujuan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. Keberhasilan yang penulis capai dalam penyusunan skripsi ini tidak hanya berasal dari kerja keras penulis sendiri, tapi juga tidak lepas dari dukungan serta bantuan yang penulis terima dari awal penelitian sampai penelitian berakhir dan tersusun menjadi skripsi. Maka dari itu penulis mengucapkan terimakasih sebesarbesarnya kepada: 1. Bapak Dr. Ir. I Dewa Gede Mayun Permana., M.S., selaku pembimbing I dan I Wayan Rai Widarta, S.TP.,M.Si., selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan, pengarahan dan motivasi selama penelitian dan penyusunan skripsi. 2. Bapak Dr. Ir. I Dewa Gede Mayun Permana., M.S., selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana. 3. Bapak/Ibu dosen Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan, Bapak/Ibu penguji, Ibu dosen Komisi Seminar Hasil yang telah membantu dalam penelitian dan kelancaran penyusunan skripsi ini.
x
4. Kepala Laboratorium di lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana, serta laboran yang telah memberikan bantuan, petunjuk, serta izin penggunaan laboratorium selama penelitian berlangsung. 5. Bapak, Ibu, adik dan keluarga besar lainnya yang selalu mendoa’kan dan memberikan semangat kepada penulis dalam melaksanakan perkuliahan dan penyusunan skripsi. 6. I Wyn Budiarsana Saputra, Kemit, Yoga, Ema, Nana, Diah Puspita, Diah Rupini, Christin, Heni, Saras dan Silvi yang selalu bersama-sama berjuang di perkuliahan. 7. Teman-teman ITP angkatan 2012 dan seluruh mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian yang telah memberikan dukungannya selama ini. 8. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih belum sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Bukit Jimbaran,
Penulis
xi
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL................................................................................................ i HALAMAN PERSYARATAN .............................................................................. ii ABSTRAK................. ............................................................................................ iii ABSTRACT........... ................................................................................................ iv RINGKASAN..........................................................................................................v LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. vii RIWAYAT HIDUP .............................................................................................. viii KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix DAFTAR ISI............... ........................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv I.
II.
PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang ...................................................................................1
1.2.
Rumusan Masalah ..............................................................................3
1.3.
Tujuan ................................................................................................3
1.4.
Hipotesis.............................................................................................3
1.5.
Manfaat ..............................................................................................4
TINJAUAN PUSTAKA 2.1.
Botani dan Klasifikasi Tanaman Sirsak .............................................5
2.2.
Senyawa Fitokimia .............................................................................6
2.3.
Flavonoid ...........................................................................................8
xii
III.
2.4.
Antioksidan ......................................................................................12
2.5.
Ekstraksi Senyawa Fitokimia ...........................................................15
METODE PENELITIAN 3.1.
Tempat dan Waktu Penelitian ..........................................................20
3.2.
Bahan dan Alat .................................................................................20 3.2.1. Bahan...................................................................................20 3.2.2. Alat ......................................................................................20
3.3.
Rancangan Penelitian .......................................................................21
3.4.
Pelaksanaan Penelitian .....................................................................22 3.4.1. Persiapan Sampel ................................................................22 3.4.2. Ekstraksi senyawa flavonoid Daun Sirsak ..........................22
3.5. Variabel Yang Diamati .......................................................................24 3.5.1. Penentuan Rendemen ..........................................................24 3.5.2. Analisis Total Flavonoid .....................................................24 3.5.3. Uji Akivitas Antioksidan ....................................................25 IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.
Rendemen .........................................................................................26
4.2. Total Flavonoid .................................................................................27 4.3. Aktivitas Antioksidan .......................................................................29 V.
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.
Kesimpulan ......................................................................................31
5.2.
Saran....... ..........................................................................................31
DAFTAR PUSTAKA....... ........................................................................32
xiii
DAFTAR GAMBAR
No.
Judul
Halaman
1.
Struktur Flavonol....... .......................................................................................9
2.
Struktur Flavon....... ........................................................................................10
3.
Struktur Isoflanon....... ....................................................................................10
4.
Struktur Flavanon....... .....................................................................................11
5.
Struktur Flavanonol.........................................................................................11
6.
Struktur Katekin....... .......................................................................................12
7.
Struktur Antosianin....... ..................................................................................12
8.
Diagram Alir........ ...........................................................................................23
9.
Rendemen.............. ..........................................................................................26
10. Total Flavonoid....... ........................................................................................28 11. Aktivitas Antioksidan...... ...............................................................................30 12. Ekstraksi dengan Ultrasonik...... .....................................................................46 13. Analisis Aktivitas Antioksidan...... .................................................................46 14. Daun Sirsak Setelah di Oven...........................................................................47
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Judul
Halaman
1.
Lampiran Analisis Kadar Air....... ...................................................................36
2.
Lampiran Analisis Rendemen....... ..................................................................37
3.
Lampiran Analisis Total Flavonoid....... .........................................................39
4.
Lampiran Analisis Aktivitas Antioksidan....... ................................................42
xv
I.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Antioksidan adalah senyawa yang berfungsi untuk menetralisir peningkatan radikal bebas, melindungi sel dari efek toksik yang dihasilkan serta berkonstribusi dalam pencegahan penyakit. Antioksidan yang dibutuhkan oleh tubuh didapatkan melalui pangan. Salah satu sumber antioksidan yang berasal dari luar tubuh dapat diperoleh dari tanaman yang banyak mengandung senyawa metabolit sekunder seperti asam fenolat, flavonoid, tokoferol dan tanin. Senyawa tersebut dimanfaatkan untuk menjaga kesehatan dan mengobati penyakit (Mahanom et al., 1999). Tanaman sirsak (Annona muricata L.) merupakan salah satu tanaman yang mengandung antioksidan tinggi dan telah banyak dijadikan sebagai tumbuhan obat (Syahida et al., 2012). Bagian-bagian dari tanaman sirsak yang dimanfaatkan sebagai obat mulai dari daun, batang, akar, buah dan biji. Hasil penelitian Suranto (2011) menyatakan bahwa daun sirsak memiliki kandungan kimia yang bermanfaat untuk pengobatan, antara lain sebagai antibakteri, antivirus, antioksidan, antijamur, antiparasit, antihipertensi, antistres, dan menyehatkan sistem saraf. Komponen bioaktif yang terdapat pada daun sirsak adalah flavonoid, tanin, dan alkaloid (Adjie, 2011). Komponen bioaktif tersebut dapat diperoleh melalui proses ekstraksi. Ekstraksi adalah proses pemisahan komponen-komponen dalam larutan berdasarkan perbedaan kelarutannya. Pemilihan metode ekstraksi sangat penting dilakukan karena hasil ekstraksi akan mencerminkan tingkat keberhasilan metode tersebut. Metode ultrasonik diketahui memiliki kelebihan dibandingkan metode 1 xvi
2 maserasi karena metode ultrasonik menggunakan gelombang ultrasonik yaitu gelombang akustik dengan frekuensi lebih besar dari 16-20 kHz. Salah satu kelebihan metode ekstraksi ultrasonik adalah untuk mempercepat proses ekstraksi, dibandingkan dengan ekstraksi termal atau ekstraksi konvensional. Metode ultrasonik ini lebih aman, lebih singkat, dan meningkatkan jumlah rendemen kasar. Faktor–faktor yang mempengaruhi laju ekstraksi adalah tipe persiapan sampel, waktu ekstraksi, jumlah sampel, suhu, dan jenis pelarut (Utami, 2009). Pada umumnya kelarutan zat aktif yang diekstrak akan bertambah besar dengan bertambah tingginya suhu. Akan tetapi, peningkatan suhu ekstraksi juga perlu diperhatikan, karena suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan kerusakan pada bahan yang sedang diproses (Margaretta et al., 2011). Komponen bioaktif seperti flavonoid, tanin, dan fenol rusak pada suhu diatas 50oC karena dapat mengalami perubahan struktur serta menghasilkan ekstrak yang rendah (Handayani dan Sriherfyna, 2016). Waktu ekstraksi juga sangat berpengaruh terhadap senyawa yang dihasilkan. Menurut Budiyanto dan Yulianingsih, 2008) waktu ekstraksi yang tepat akan menghasilkan senyawa yang optimal. Waktu ekstraksi yang terlalu lama akan menyebabkan ekstrak terhidrolisis, sedangkan waktu ekstraksi yang terlalu singkat menyebabkan tidak semua senyawa akif terekstrak dari bahan. Oleh karena itu, perlu ditentukan suhu dan waktu ekstraksi yang tepat untuk ekstrak daun sirsak sehingga dihasilkan ekstrak dengan aktivitas antioksidan tertinggi.
xvii
3
1.2.
Rumusan Masalah 1.
Apakah suhu dan waktu ekstraksi berpengaruh terhadap kandungan senyawa flavonoid dan aktivitas antioksidan pada ekstrak daun sirsak menggunakan ultrasonik?
2.
Berapa suhu dan
waktu ekstraksi yang tepat untuk menghasilkan
ekstrak daun sirsak dengan senyawa flavonoid dan aktivitas antioksidan tertinggi pada ekstraksi daun sirsak menggunakan ultrasonik ? 1.3.
Tujuan 1. Mengetahui pengaruh suhu dan waktu ekstraksi terhadap kandungan senyawa flavonoid dan aktivitas antioksidan ekstrak daun sirsak menggunakan ultrasonik. 2. Mendapatkan suhu dan waktu ekstraksi yang tepat yang menghasilkan ekstrak daun sirsak dengan kandungan flavonoid dan aktivitas antioksidan tertinggi menggunakan ultrasonik.
1.4. Hipotesis 1. Suhu dan waktu ekstraksi berpengaruh terhadap kandungan senyawa flavonoid dan aktivitas antioksidan ekstrak daun sirsak menggunakan ultrasonik. 2. Suhu dan waktu ekstraksi tertentu dapat menghasilkan ekstrak daun sirsak dengan kandungan senyawa flavonoid dan aktivitas antioksidan tertingi menggunakan ultrasonik.
xviii
4 1.5. Manfaat 1. Manfaat teoritis yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah dapat dijadikan referensi atau masukan bagi perkembangan ilmu teknologi pengolahan pangan dan menambah kajian ilmu mengenai senyawa flavonoid pada daun sirsak. 2. Secara praktis, hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi masukan bagi masyarakat bahwa daun sirsak dapat dimanfaatkan sebagai salah satu sumber flavonoid dan antioksidan.
xix
