KARAKT£RISASI SENYAWA AKTIF ANTI BAKTERI MINYAK A TSI/?IBUNGA CENGKEH (Syzygium arimaticum)

"pede Sukandar, "Nent Radiastuti dan 1)KhoeriyahProgram Studi 'JKimia dan 2JBiologi Fakultas Sains dan Teknologi

UIN Syanf Hldayatullah Jakarta, JUr.H.Juanda No. 95 Ciputat IndonesiaTefp. (021) 7493606, Emaif: d_sukandar@hotmaif.com

INTISARI

Distilasi air dan pemurnian bunga cengkehkering (Syzygium arimaticum) menghasilkan minyakatsiri bunga cengkeh 6,5 % (vjw), berwarna kuningkecoklatan, indeks bias (25°C) 1,52874, massa jenis(25°C) 1,0636 g/ml dan kelarutan dalam etanol 70%(1:2) jernih. Minyak cengkeh bersifat antibakteriterhadap lima bakteri uji (B. subtilis, B. cereus, S.aureus, P. aeroginosadan E. coli).Hasil analisaGCMSmenunjukkan adanya senyawa eugenol {72,98 %),kariopilena (10,40%), a-humulena (1,04%) daneugenol asetat (15,58 %). Analisa spektrofotometer UV-Vis menunjukkan adanya serapanpada Amaks 207,63 nm(etanol) dan 283,76 nm (eugenol). Analisa FTIRmenunjukkan adanyagugus -OH (3543,39 em'), C-Halifatik (1605,79 - 1766,90 em'), C=C aromatik(1433,60 -1514,74 em'), C-C aril (1433,60 -1514,74em') dan C-O (1268,44 em')

Kata Kunci : Antibakteri, cengkeh (Syzygiumarimaticum) dan minyak atsiri.

ABSTRACT

Water distillation and purification of droughtclove (Syzygium arimaticum) interest yields cloveinterest essential oils 6,5 % (v/w), rust colored ofchocolate, refractive index (25°C) 1,52874, specificmass (25°C) 1,0636 g/ml and condensation in ethanol70% (1:2) limpid. Oil of clove haves the character ofantibacterial to five test bacteriums ( B. subtilis, B.cereus, S. aureus, P. aeroginosaand E. coli). Result ofanalysis GCMS shows existence of eugenol compound (72,98%), kariaphilena (10,40%), a-humulena (1,04%)and acetate eugenol ( 15,58%). Spectraphotometer

JKTI, VOL. 12, No.1, Juni 2010

analysis UV- Vis existence of absorption at Amaks 207,63nm (ethanol) and 283,76 nm (eugenol). Analysis FTIRexistence of bunch - OH (3543,39 em'), aliphatic C-H(1605,79 - 1766,90 em'), aromatic C=C ( 1433,60 -1514,74 em'), C-Caril (1433,60-1514,74em-I) and c-O (1268,44 em').

Keyword: Antibacterial, clove (Syzygium arimaticum)and essential oils.

PENDAHULUAN

Bahan makanan merupakan media yangbaik bagi pertumbuhan mikroorganisme. Mikrobaperusak makanan dapat tumbuh pada kisaransuhu 4 - 66°C, a, (water activity) sekitar 0,91 ataulebih, pH 4,6 - 7 dan membutuhkan oksigen. Padakondisi tersebut mikroba perusak makanan yangberupa bakteri, khamir atau kapang dapatmerusak karbohidrat, lemak dan protein sehinggamakanan mengalami perubahan sepertiperubahan warna, bau, rasa, tekstur dan lain-lain(Pelczar dan Chan,1988).

Menurut Peraturan Menteri KesehatanNomor 722/Menkes/Per/IX/88, yang dimaksuddengan pengawet adalah bahan tambahanmakanan yang mencegah atau menghambatfermentasi, pengasamanatau penguraian lainterhadap makanan yang disebabkan olehmikroorganisme. Pengawet yang diijinkanpenggunaannya dalam makanan antara lain asambenzoat, asam propionat, asam sorbat, natriumnitrit dan kalium sulfit (Fardiaz,2002).

Efektivitas dari bahan pengawetditentukan oleh konsentrasi, jenis bahan

1

pengawet, dan lingkungan bagi bahan pengawetitu ditambahkan. Umumnya semakin tinggikonsentrasi bahan pengawet yang diberikansemakin besar pula efektivitasnya (Supardi danSukamto,1999).

Menurut Ardiansyah (2007) tingginyapermintaan konsumen terhadap makanan agarterbebas dari penambahan senyawa kimia sintesismemunculkan berkembangnya metodepengawetan dengan pengawet alami.

Hasil penelitian Agouglu, et, al (2007)rempah-rempah seperti kunyit, kayu maniscengkeh, cabe merah tumbuk, fennel dan anisesebagai bahan tambahan makanan pada produkdaging memiliki aktivitas antimikroba, rempah-rempah tersebut juga digunakan untukpengobatan seperti anti radang, analgesik danobatdiare.

Minyak cengkeh dapat dipakai untuk obatkumur karena sifatnya sebagai antibakteri yangdapat menghambat tumbuhnya bakteriStreptococcus mutans dan Streptococcus viridansyang dapat menyebabkan terjadinya plaque gigi(Nurdjannah, 2004). Menurut Ayoola, et, al (2008)minyak atsiri cengkeh beropentsi sebagaiantibakteri terhadap Staphylococcus aureus ATIC25923, Enterobacter cloaceae, Salmonella paratypi,Klebsiella pneumoniae, Eschericha coli, Escherichia coliATCC35218,Citrobacter spp, dan Candida albicans.

Cristina (2002) menyatakan hasilpemeriksaan fitokimia pada ekstrak methanol,fraksi n-heksana, fraksi etil asetat dan fraksi airbunga cengkeh mengandung tanin, polifenol,kuinon dan flavonoid yang diduga sebagaisenyawa aktif antioksidan.

METODA PENELITIAN

"-'La•••••.•••••Penguapan pe1arut menggunakan_....-.- ...•.•..•••.~"'fnn Buchi Indeks bias diukur

Abbe dan massa jenisca~:::. :::::.i:::xlr:lf~,. AnaJisa kromatografi lapis

:nenggunakan Si gel PF254 plat- mm. elnen n-heksana.etil asetat =

4:1). Karalcte:jc;asj menggunaka:n kromatografiGC-MS e r k Shimadzu QP-2010,spektrofotometer UV-VISMerkPerkin Elmer

Bahan. Sampel cengkeh (S. Arimaticum)

2

Gambar 1. Bunga Cengkeh (5. arimaticum)

diperoleh dari Balai Tanaman Rempah clan(Balitro), Cimanggu, Bogor dan diperiksaHerbarium Bogoriense Pusat Penelitian B·LIP! dan spesimennya disimpan di herba:::::=:x:tersebut.

(1) (2)

(3) (4)~• I

J " I~,. •...J. f~'. ~" ;.

~ t;·,

(5)

Gambar 2. 5. aureus (1), B. cereus (2), P. aeruginosa (3)dan B. substilis (4) dan E. Coli (5)

JKTI, VOL. 12, No.1, Juni 2010

Bahan kirnia yang digunakan meliputietanol grade 96%, etanol Merck 70%, eter, NaOHMerck 1N, ~4 Merck 2 N, Na,.S04 anhidratMerck, petroleum eter Merck, etil asetat Merck,larutan pembanding kekeruhan, Nutrient agar,Nutrient broth, Plate Count Agar dan NaG Meck0,9%.

Distilasi dan Penentuan Sifat Fisik.Distilasi air dilakukan berdasarkan metode SNI01-3392-1994 dan RR SNI 2 01 - 3392 - 2004.Pemisahan minyak bunga cengkeh dari airnyamenggunakan rotary evaporator danpenambahan NaOH 1 N (1:2) hingga terbentukdua lapisan Lapisan bawah diasamkan dengan~S04 2 N (1:2),didiamkan di penanggas es dandisaring (Wahyuningsih, et, al, 2002).Penentuanwarna dilakukan dengan pengamatan visualmengacu pada ketentuan EOA (Essential oilAssociation) dan penentuan indeks bias, kadar airserta bobot jenis didasarkan pada SNI 06 - 1312tahun1998.

Vji antibakteri. Pengujian aktivitas minyakatsiri cengkeh terhadap pertumbuhan bakteridilakukan dengan metode difusi agar dan mediatumbuh Nutrient Broth dan Nutrient Agar. sertaPlate Count Agar (PCA) untuk perhitunganjumlah koloni total.

Analisa Statistik. Pengujian hipotesismenggunakan rancangan acak lengkap dengan ujiF untuk mengetahui pengaruh faktor perlakuanterhadap keragaman atau variasi data hasilpercobaan.

Analisa GC-MS. Analisa GC-MSmenggunakan kolom Rtx®- 1MS made in USAcrossbond" 100% dimethyl polysiloxane (30 m x0,25 mm/D, ketebalan film 0,25 umdf), gaspembawa helium, split rasio 1:300, temperaturoven (70°C), tekanan 76.1kPa, suhu oven (70°C-250°C), kecepatan SoC/menit, suhu detektor(250°C), suhu injektor (230°C). dan kecepataninjeksi 0,5em/ menit.

JKTI, VOL. 12, No.1, Juni 2010

HASIL DAN PEMBAHASAN

Minyak atsiri bunga cengkeh yangsebanyak 26 ml, kadar 6,5%, berwarna kuningkecoklatan dan aroma yang khas, Pemurnianrrrinyak cengkeh dilakukan menggunakanNaOH dan ~S04' Pada tahap ini gararnnatrium eugenolat yang terbentuk diubahkembali menjadi eugenol dan N~4f' Sisa airyang terikat pada minyak cengkehdihilangkan dengan penarnbahan N~S04anhidrat (Handayani,2001). Minyak atsiri bungacengkeh hasil distilasi memiliki sifat fisik dankimia antara lain tertera pada Tabell.

Tabell. Sifat fisik dan kimia minyak cengkehhasil distilasi

Sifat fisik dan kimia KeteranganWarna Kuning kecoklatanIndeks biasa (25°q 1,52874Massa [enis 25°q 1,0636g/rnlKelarutan dalam etanol70% (1:2) JernihEugenol total 72,8%

Kecuali warna, sifat fisik dan kimiaminyak atsiri bunga cengkeh sarna denganmutu minyak bunga cengkeh SNI 06 - 4267 -1996 (bobot jenis (25°C) 1,030 - 1,060 g/ ml),indeks bias (25°) 1,527 - 1,535 dan kelarutandalarn etanol (70%) 1:2 jernih, warna kuningkecoklatan pada minyak cengkeh disebabkanadanya kandungan senyawa terpen yangsangat peka terhadap proses oksidasi danpolimerisasi oleh cahaya, sinar dan air dalarnminyak (Guenther, 1987). Kelarutan minyakdapat berkurang karena pengaruh umurminyak, sehingga terjadi polimerisasi yangdapat menurunkan daya larutnya dalarnalkohol (Ketaren; 1980).

3

Berdasarkan hasil analisa statistikaanova satu-arah menunjukkan bahwaF-hitung masing-masing konsentrasi minyakcengkeh terhadap kelima bakteri lebih besardari pada F-tabel 0,01 dan 0,05. Artinyakonsentrasi minyak cengkeh terhadapperlakuan yang diberikan terdapat perbedaanyang nyata. Hal ini menyebabkan adahubungan antara variasi konsentrasi minyakcengkeh dengan diameter zona hambatbakteri B.subtilis, B.cereus, E.coli, P. aeruginosadan S. aureus. Minyak atsiri bunga cengkehmenghambat pertumbuhan bakteri B. subtilis,B. cereus, E.coli, P. aeruginosa dan S. aureus.Minyak atsiri bunga cengkeh lebih aktifterhadap B. subtilis dan B. cereus, sehinggaberpotensi sebagai antibakteri. Aktivitasantibakteri bunga cengkeh lebih rendahdibandingkan dengan amoksisilin karenapersentase kandungan senyawa aktif minyakcengkeh rendah.Hasil penelitian Sulieman (2007) minyakcengkeh yang diperoleh dari distllasi uapdapat menghambat pertumbuhan bakteriE.coli, S. aureus, B. subtilis, Candida albican,Aspergillus niger dan Rhizopus, hasil tersebutmenunjukkan bahwa minyak cengkehberpotensi sebagai antimikroba.Hasil analisa kromatogram GC menunjukkanadanya 4 puncak yaitu adanya senyawaeugenol, kariopilena, a-humulena daneugenol asetat (Gambar 3).

I-.-'''"~;r~~~'---mJ.o

Gambar 3. Kromatogram GC Minyak Atsiri BungaCengkeh.

4

Berdasarkan data kromatogram di atas,senyawa dengan waktu retensi (Rt) 15,583(persen area 72,98%)memiliki kemiripan 98%dengan senyawa eugenol (1) dengan massamolekul relatif (m/ z) 164 dan rumus molekul~aH1202'

o ---..

(1 )

Hasil analisa MS tersebut dapat dilihat padaGambar4

« TARGET SPfCTRUM »Peak NO.:13 R.Time: 15.583 mlnlllO-r------

(1)

Gambar 4. Spektrum MS Eugenol.

Berdasarkan data spektrometer massa, make.pola fragmentasi eugenol adalah sebagaiberikut:

&__ &0 __T nY0"-I ~;--=-fI I + m/z=149

m/z = 164

1 -CH = CH,

y~"9CH,+ c:H,,-

mlz = 137 m/z = 121 7=::

Gambar 5. Pola Fragmentasi Eugenol

JKTI, VOL. 12, No.1, Juni 2010

Senyawa pada Rt 17,787 (persen area10,40%)memiliki kemiripan 97% dengan senyawakariopilena (2) dengan massa molekul relatif(mj z) 204 dan rumus molekul ~5Hu. Senyawadengan Rt 18,600 (persen area 1,04%) memilikikemiripan 95% dengan senyawa o-humulena (3)dengan massa molekul relatif (mj z) 204 danrumus molekul ~Hu. Senyawa dengan Rt 19,543(persen area 15,58%) dan kemiripan 98% dengansenyawa eugenol asetat (4) memiliki massamolekul relatif eugenol asetat adalah 206 denganrumus molekul CuH140S'

(2) (4)(3)

Spektrogram MS ketiga senyawa tersebutdapat dilihatpada Gambar 6.

« TARGET SPECTRUM »Peak No~:44R.Time: 17.783min1~~------~------------------~--------------------------------------------'

69

I,

20 30 40 50 60 80 100 110

133

'8917'I 2~

130 140 150 160 170 180 190 200

(2)

«TARGET SPECTRUM»PeakNo;:45 R.Tnne:18.600min1~~--------------------------~--------------------------------------------.

10

161

20 30 40 50 60 70 80 90·100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

(3)

147

136

«TARGET SPECTRUM »Peak No.:46 R.Time: 19.542rnln101~---------------------------------------------------------=----------------,

149

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

(4)

Gambar 6. Spektrum MS kariopilena (2), a-humulena(3) dan eugenol asetat (4)

Hasil GC-FID Ozturk dan Ozbek (2005)kandungan minyak eengkeh adalah P-kariopilena(44,7%), eugenol (44,2%), c-humulena (3,5%),eugenol asetat (1,3%) dan a-eopaen (1%).Sedangkan, hasil GC-FID Alma, et, al (2007)kandungan minyak eengkeh adalah eugenol(87%), eugenol asetat (8,01%) dan p-kariopilena(3,56%).

Berdasarkan analisa KLT minyak atsiribunga eengkeh menunjukkan 3 noda dengan nilaiRf 0,3 em (biru muda), Rf 1,6 em (biru tua) dan Rf4,7 em (merah muda). Hasil analisa KLT dapatdilihat pada Gambar 7.

Gambar 7. Hasil Analisa KLT Minyak Atsiri Cengkeh

Data spektrum uv -Vis memperlihat-kanadanya serapan pada ~ 207,63 nm (-OHpelarut) dan 283,76 nm (kromofor benzen).Menurut Sudjadi (1985), serapan pada panjanggelombang 207,63 nm tersebut mengindikasikankeberadaan pelarut etanol, Sedangkan menurutWidiani (2005) serapan pada panjang gelombang283,76 nm menunjukkan adanya kromoforbenzene.

Hasil analisa FTIR senyawa isolat minyakatsiri bunga eengkeh memberikan pita-pitaserapan pada bilangan gelombang (em"): 3543,39em" ( -OH bebas), 2925,54em? (C - H alifatik),

6

1766,90 em? (C=O karbonil), 1433,60 -1514,74 em"(C-C aril). Menurut (Fessenden, 1986) gugus C-C

I

aril menimbulkan deretan empat peak padabilangan gelombang 1450-1600 em" dan 1268,44em-1(C-O).

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan.Minyak atsiri bunga eengkeh berwarna

kuning keeoklatan, aroma khas eengkeh, indeksbias (25°C) 1,52874, massa jenis (25°C) 1,0636g/ml, kandungan minyak atsiri 6,5% dankelarutan dalam etanol70% 1- 2 jernih.

Minyak atsiri bunga eengkeh menghambatpertumbuhan bakteri B. subtilis, B. cereus, E.coli, P.aeruginosa dan S. aureus. Minyak atsiri bungaeengkeh lebih aktif terhadap B. subtilis dan B.cereus, sehingga berpotensi sebagai antibakterLAktivitas antibakteri bunga eengkeh lebih rendahdibandingkan dengan amoksisilin karenapersentase kandungan senyawa aktif minyakeengkeh rendah.

Hasil analisa GC-MS menunjukanpuneak tertinggi yaitu eugenol (72,98%kariopilena (10,40%), u-humulena (1,04%) claneugenol asetat (15,58%).

Hasil analisa spektrofotometer UV-Vimenunjukan adanya pelarut etanol ( ~ 207,62nm) dan benzen (~283,76 nm).

Hasil analisa FTIR menunjukan adanjgugus -OH (3543,39 em"), C=O karbonil (1766,em"), C-C aril (1433,60-1514,74 em") dan C(1268,44em").

Saran.PerIu dilakukan lebih lanjut mengenai

antibakteri minyak atsiri bunga eengkeh ~~invivo sehingga dapat dimanfaatkan Be -

pengawet alami. Selain itu, juga perIu \..LLU- ouu.. _

permurnian lebih lanjut eugenol yang ter ••.••.•.a...----::=

sehingga kandungan eugenolnya lebih dariserta karaktersasi menggunakan speJlCttCE.:=;;::!:NMR.

JKTI, VOL. 12, No.1, J -

___________ •••••••iiiiiiIiiii_.

ueAP AN TERIMAKASIH

Ucapan terimakasih disampaikan lepadaKepala Pusat Laboratorium Terpadu DIN SyarifHidayatullah Jakarta dan Laboratorium BalaiTanaman Obat dan Aromatik- Balai PenelitianTanaman Rernpah dan Obat (BALITRO) KampusPenelitian Cimanggu, Boger, Pusat LaboratoriumForensik POLRI Kebayoran Baru Jakarta Selatan,dan Laboratorium Mikroboilogi UniversitasIndonesia.

DAFrARPUSTAKA

1. Agaoglu, Serna, Hursel Dosbil dan Suleyman.2006. Antimicrobial Activity of Some Spices Usedin Meat Industry. Turkey: Bull Vet Inst Pulawy 51,53-57,2007

2. Ardiansyah. 2007. Antimikroba dari tumbuham(bagian pertama). www.beritaiptek.com.Diakses Rabu, 16Jull 2008.05:15:23.

3. Ayoola, Lawore, Adelowotan, Aibiniu,Adenipenikun, Caker dan Odugbemi. 2008.Chemical Analysis and Antimicrobial Activity ofthe Essential Oil of Syzygium aromaticum.African: African Journal of MicrobiologyResearch. Vol. (2)pp.162-166, July, 2008.

4. Cristina. 2002. Aktivitas Antioksidan EkstrakMetanol Biji Pala, Bunga Cengkeh dan Buah Cabe[auia dengan Metode NBT (NitroblueTetrazolium).lib.farmasi.unpad.ac.id.

5. Fardiaz, Dedi. 2002. Panduan Pengolahan

Pangan yang Baik bagi Industri Rumah Tangga.Jakar: Badan Pengawas Obat danMakanan.

6. Fessenden dan Fessenden. Diterjemahkan olehAloysius Hadyana P. 1982. Kimia Organik jilid2.Jakarta: Erlangga.

7. Guenther, Ernest. Diterjemahkan oleh Ketaren.1987.MinyakAtsiri jilid I. Jakarta: UI-PRESS.

8. Handayani, Wuryanti.. 2001. SintesisPolieugenolDengan Katalis Asam Sulfat. [ember:Jurnal I1muDasar, VoL2No.2,2001:103-110.

9. Ketaren.1980. Analisa Sifat Fisiko-kimiaMinyakAtsiri. Bogor: IPB.

10. Nurdjannah, Nanan. 2004. DiversifikasiPenggunaan Cengkeh. Bogor: Perspektif-Vo1.3No.2, Desernber 2004: 61-70.

11. Pelczar, MichaeL dan Chan.1988. Diterjemahkan oleh Ratna Sri Hadioetorno, dkk. Dasar-dasarMikrobiologi jilid II.Jakarta: UI-PRESS.

12. Sudjadi. 1985. Penentuan Struktur SenyawaOrganik.Jakarta: Ghalia Indonesia

13. Supardi dan Sukamto. 1999. Mikrobiologidalam Pengelolaan dan Keamanan Pangan.Bandung: ALUMNI.

14. Wahyuningsih, Tutik Dwi. 2002. SintesisSenyawa Tabir Surya 3,4-dimetoksi IsoamilSinamat dari Bahan Dasar Minyak Cengkeh danMinyak Fusel.Yogyakarta: Indonesian Journalof Chemistry, 2002, 2(1),55-63.

15. Widiani, Trianisa Atika. 2005. PengaruhIradiasiGamma Terhadap Sifat Fisika-KimiaEugenol.Jakarta: Universitas Pancasila.

JKTI, VOL. 12, No.1, Juni 2010 7