PERBANDINGAN KANDUNGAN CURCUMINOID DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN

DARI FRAKSI CURCUMINOID KUNYIT (Curcuma longa Linn, Curcuma zedoaria (Christm.) Roscoe,

dan Curcuma mangga Valeton and Zijp) SEBAGAI SENYAWA AKTIF BAHAN PANGAN

CURCUMINOID CONTENT COMPARISON AND ANTIOXIDANT ACTIVITY OF CURCUMINOID FRACTION FROM TURMERIC

(Curcuma longa Linn, Curcuma zedoaria (Christm.) Roscoe, and Curcuma mangga Valeton and Zijp)

AS AN ACTIVE COMPOUND OF FOOD

TESIS

OLEH Yovita Dyah Endrati Retnosekar

08.95.0002

PROGRAM MAGISTER TEKNOLOGI PANGAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG 2014

PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini saya, Yovita Dyah Endrati Retnosekar, 08.95.0002, peserta

Program Magister Teknologi Pangan.

Menyatakan:

Bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjanaan di suatu perguruan tinggi. Sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya

atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis

diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Demikian pernyataan ini dibuat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.

Semarang, 22 September 2014

Yovita Dyah Endrati Retnosekar

iv

ABSTRAK

Kunyit mengandung senyawa antioksidan berupa curcuminoid. Curcuminoid telah

diaplikasikan dalam pengobatan dan makanan. Warna kuning pada curcuminoid sangat kuat

sehingga curcuminoid hanya dapat diaplikasikan pada jenis makanan tertentu saja. Penelitian

ini bertujuan untuk mengkaji curcuminoid sebagai senyawa aktif bahan pangan pada tiga jenis

bahan baku yaitu kunyit (Curcuma longa Linn), kunyit gombyok (Curcuma zedoaria

(Christm) Roscoe), dan kunyit putih (Curcuma mangga Valeton dan Zijp), serta untuk

mengetahui aktivitas antioksidan dari fraksi curcuminoid. Curcuminoid diekstraksi dengan

ekstraksi soklet menggunakan pelarut metanol, fraksinasi menggunakan kolom kromatografi

dengan fase diam berupa cellite, analisa senyawa hasil fraksinasi menggunakan kromatografi

lapis tipis, dan analisa antioksidan dengan metode DPPH.

Ekstrak C.longa memiliki kandungan curcuminoid tertinggi. Urutan kandungan curcuminoid

dari tertinggi hingga terendah adalah C.longa (38,27 mg/100 mg sampel), C.mangga (9,57

mg/100 mg sampel), dan C.zedoaria (3,58 mg/100 mg sampel). Namun ekstrak dengan

aktivitas antioksidan tertinggi adalah C.mangga. Urutan aktivitas antioksidan ekstrak dari

tertinggi hingga terendah adalah C.mangga (89,55 %SA), C.zedoaria (81,23 %SA), dan

C.longa (69,30 %SA).

Hasil fraksinasi C.longa berwarna kuning di semua vial, dan membentuk empat spot pada

kertas kromatografi lapis tipis (Rf 0,735±0,007; 0,528±0,046; 0,285±0,051, dan 0,09±0,020),

menunjukkan bahwa proses pemisahan fraksi kurang sempurna sehingga tidak memungkinkan

pengamatan kandungan curcuminoid fraksi dan aktivitas antioksidan fraksi C.longa. Hasil

fraksinasi C.zedoaria tidak berwarna di semua vial dan tidak memunculkan spot pada kertas

kromatografi lapis tipis sehingga menyulitkan pengamatan fraksi. Namun, C.mangga

menunjukkan hasil fraksinasi yang lebih baik; fraksi berwarna kuning muncul pada pelarut

kedua, tiga, dan lima, dan menunjukkan spot tunggal pada kertas kromatografi lapis tipis

sehingga penelitian dapat dilanjukan dengan pengamatan kandungan curcuminoid fraksi dan

aktivitas antioksidan fraksi. Senyawa hasil fraksinasi C.mangga adalah curcumin (Rf 0,78 ±

0,003, aktivitas antioksidan 72,54 %SA), bis-demethoxy curcumin (Rf 0,25 ± 0,042 dan 0,21 ±

0,060, aktivitas antioksidan 85,41 %SA), dan 1,7-bis-(4-hydroxyphenyl)-1,4,6-heptatrien-3-

one (Rf 0,010, aktivitas antioksidan 80,96 %SA). Semua fraksi curcuminoid pada C.mangga

berpotensi sebagai senyawa antioksidan dapat diaplikasikan pada berbagai produk pangan.

Kata kunci: curcuminoid, fraksi curcuminoid, analisa antioksidan

v

ABSTRACT

Turmeric contains curcuminoid as antioxidant compounds. Curcuminoid has been applied in

medicine and food. It has a very strong yellow color, so it can only be applied to certain types

of food. This study aimed to assess the curcuminoid as active compounds in food at the three

kinds of raw materials; Curcuma longa Linn, Curcuma zedoaria (Christm) Roscoe, and

Curcuma mango Valeton and Zijp, as well as to determine the activity antioxidants of

curcuminoid fractions. Extraction was used in the extraction solvent reflux with methanol,

fractionation using column chromatography, compound analysis results using thin layer

chromatography fractionation, and analysis of antioxidants with DPPH.

C.longa extract contains the highest curcuminoid. The sequence of curcuminoid content

highest to the lowest was C.longa (38.27 mg/100 mg sample), C.mangga (9.57 mg/100 mg of

sample), and C.zedoaria (3.58 mg/100 mg sample). But extracts with the highest antioxidant

activity was C.mangga. The order of antioxidant activity of extracts from the highest to the

lowest was C.mangga (89.55 %SA), C.zedoaria (81.23 %SA), and C.longa (69.30 %SA).

C.longa fraction has yellow color in all vials, and separated in four spots on the thin layer

chromatography paper (Rf 0.735±0.007; 0.528±0.046; 0.285±0.051 and 0.09±0.020),

indicated the fractionation process was imperfect, so the curcuminoid and antioxidant activity

of each fraction could not analyses. All fraction of C.zedoaria was colorless and showed no

spot on the thin layer chromatography paper. However, C.mangga showed better

fractionation; 2nd

, 3rd

, and 5th

fraction showed a single spot on thin layer chromatography

paper. C.mangga fraction are curcumin (Rf 0.78 ± 0.003, 72.54 %SA of antioxidant activity),

bis - demethoxy curcumin (Rf 0.25 ± 0.042 and 0.21 ± 0.060, 85.41 %SA of antioxidant

activity), and 1,7- bis(4-hydroxyphenyl)-1,4,6-heptatrien-3-one (Rf 0,010, 80.96 %SA of

antioxidant activity). All curcuminoid fraction in C.mangga potential as antioxidant

compounds and can be applied to a variety of food products.

Key words: curcuminoid, curcuminoid fraction, antioxidant analyses

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih dan karunia-Nya yang melimpah

sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan tesis dengan judul

PERBANDINGAN KANDUNGAN CURCUMINOID DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN

DARI FRAKSI CURCUMINOID KUNYIT (Curcuma longa Linn, Curcuma zedoaria

(Christm.) Roscoe, dan Curcuma mangga Valeton and Zijp) SEBAGAI SENYAWA AKTIF

BAHAN PANGAN. Tesis ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan guna

mencapai derajat Sarjana S-2, Program Magister Teknologi Pangan Universitas Katolik

Soegijapranata Semarang.

Penyusunan tesis ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak, karenanya terima kasih dan

penghargaan yang terdalam penulis berikan kepada Dr. Ir. Lindayani, MP. (mami Linda)

sebagai ketua Program Magister Teknologi Pangan sekaligus dosen pembimbing atas segala

bimbingan, saran dan kritik, dan arahan yang telah diberikan. Terimakasih juga penulis

haturkan kepada Dra. Laksmi Hartajanie, MP. sebagai dosen pembimbing atas segala

kesabaran, teguran, bimbingan, serta arahan yang telah diberikan. Penulis juga

mengucapkanterimakasih kepada Mas Soleh sebagai laboran di Laboratorium Ilmu Pangan

atas bantuannya. Terimakasih pula kepada semua teman yang telah membantu, Flowsa sumber

inspirasi, suami tercinta yang memberikan dukungan, serta papa dan mama tersayang yang tak

pernah berhenti mendoakan, serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu,

atas segala bantuan dan kerjasamanya sehingga studi S-2 ini dapat terselesaikan dengan baik.

Penulis berharap tesis ini dapat bermanfaat khususnya bagi perkembangan ilmu pengetahuan

serta semua pihak yang membutuhkan meskipun masih banyak terdapat kekurangan di

dalamnya.

Semarang, September 2014

Penulis

vii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................................... iii

ABSTRAK............................................................................................................................. iv

ABSTRACT ............................................................................................................................ v

KATA PENGANTAR ........................................................................................................... vi

DAFTAR ISI ......................................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ................................................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................. x

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................................... xi

I. PENDAHULUAN ........................................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ......................................................................................................... 1

1.2. Tujuan Penelitian ..................................................................................................... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................................. 3

2.1. Kunyit (Curcuma sp) ............................................................................................... 3

2.2. Gugus fungsional pada kunyit .................................................................................. 5

2.3. Metanol sebagai pelarut ........................................................................................... 9

2.4. Antioksidan pada curcuminoid ................................................................................ 11

2.5. Analisa antioksidan .................................................................................................. 13

2.6. Antioksidan pada pangan ......................................................................................... 14

2.7. Curcuminoid sebagai sumber antioksidan pada pangan .......................................... 15

III. MATERI DAN METODE............................................................................................... 16

3.1. Materi ....................................................................................................................... 16

3.1.1. Bahan ............................................................................................................. 16

3.1.2. Alat ................................................................................................................ 17

3.2. Metode ...................................................................................................................... 17

3.2.1. Preparasi sampel ............................................................................................ 17

3.2.2. Analisa kadar air ............................................................................................ 17

3.2.3. Analisa kandungan curcuminoid total ........................................................... 18

a. Pembuatan kurva standar ........................................................................... 18

b. Analisa curcuminoid sampel ..................................................................... 18

3.2.3. Ekstraksi kunyit ............................................................................................. 18

3.2.4. Fraksinasi curcuminoid.................................................................................. 19

a. Analisa fraksi curcuminoid pembanding ................................................... 19

b. Fraksinasi sampel ...................................................................................... 19

c. Kromatografi lapis tipis ............................................................................. 20

3.2.5. Aktivitas antioksidan ..................................................................................... 20

3.3. Analisa data .............................................................................................................. 22

viii

IV. HASIL PENELITIAN ..................................................................................................... 23

4.1. Kadar air bahan baku ............................................................................................... 23

4.2. Perbandingan rimpang, serbuk hancuran, dan ekstrak C.longa, C.zedoaria,

dan C.mangga .......................................................................................................... 23

4.3. Aktivitas antioksidan ekstrak C.longa, C.zedoaria, dan C.mangga ........................ 25

4.4. Fraksinasi C.longa, C.zedoaria, dan C.mangga ...................................................... 26

4.5. Perbandingan kandungan curcuminoid dan aktivitas antioksidan antara rimpang,

ekstrak, dan fraksi C.mangga ................................................................................... 32

V. PEMBAHASAN .............................................................................................................. 33

5.1. Kandungan curcuminoid pada C.longa, C.zedoaria, dan C.mangga ....................... 33

5.2. Aktivitas antioksidan rimpang dan ekstrak C.longa, C.zedoaria, dan C.mangga ... 33

5.3. Fraksi C.mangga ....................................................................................................... 34

5.4. Aplikasi fraksi C.mangga pada produk pangan ....................................................... 36

VI. KESIMPULAN dan SARAN .......................................................................................... 37

6.1. Kesimpulan .............................................................................................................. 37

6.2. Saran ....................................................................................................................... 37

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................ 38

LAMPIRAN .......................................................................................................................... 42

ix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Perbandingan karakteristik dari C.longa, C.zedoaria, dan C.mangga ................... 4

Tabel 2.2. Komposisi curcumin, demethoxycurcumin, dan bis-demethoxycurcumin

pada C.longa dan C.zedoaria ................................................................................. 6

Tabel 2.3. Nilai Retention factor dari curcumin, demethoxycurcumin, dan bis-

demethoxycurcumin pada beberapa jenis pelarut ................................................... 8

Tabel 4.1. Kadar air bahan baku .............................................................................................. 23

Tabel 4.2. Perbandingan curcuminoid pada C.longa, C.zedoaria, dan C.mangga .................. 26

Tabel 4.3. Data hasil fraksinasi dan kromatografi lapis tipis .................................................. 29

Tabel 4.4. Perbandingan nilai retention factor penelitian dengan referensi ............................ 30

Tabel 4.5. Energi ikat senyawa fraksi curcuminoid dengan gugus diarylheptanoid ............... 31

Tabel 4.6. Perbandingan aktivitas antioksidan pada C.mangga dan fraksinya ....................... 32

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Struktur molekul senyawa diarylheptanoid pada kunyit ................................... 5

Gambar 2.2. Bentuk keto dan enol dari struktur curcumin ..................................................... 7

Gambar 2.3. Struktur DPPH dan reduksinya oleh antioksidan ............................................... 14

Gambar 3.1. Rimpang kunyit yang digunakan dalam penelitian ............................................ 16

Gambar 3.2. Diagram penelitian analisa curcuminoid total dan aktivitas antioksidan

dari fraksi curcuminoid ...................................................................................... 21

Gambar 4.1. Rimpang dan hancuran rimpang kunyit ............................................................. 24

Gambar 4.2. Ekstrak metanolat ............................................................................................... 25

Gambar 4.3. Ekstrak curcuminoid .......................................................................................... 25

Gambar 4.4. Hasil fraksinasi C.longa, C.zedoaria, dan C.mangga dalam larutan metanol ... 27

Gambar 4.5. Hasil kromatografi lapis tipis ............................................................................. 28

Gambar 5.1. Gugus yang berperan dalam pengikatan radikal bebas pada fraksi

curcuminoid C.mangga ...................................................................................... 36

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Metode analisa antioksidan .............................................................................. 42

Lampiran 2. Analisa statistik kadar air bahan baku .............................................................. 43

Lampiran 3. Kurva standar curcuminoid .............................................................................. 45

Lampiran 4. Perhitungan curcuminoid .................................................................................. 46

Lampiran 5. Perhitungan aktivitas antioksidan ..................................................................... 49

Lampiran 6. Perhitungan energi ikat ..................................................................................... 51