TUGAS KAROTENOID/FLAVONOID NAMA : ENDI FEBRIYANTO, S.Si NO BP : 0921207038 DOSEN : PROF. Dr. H. HAZLI NURDIN, M.Sc
PROGRAM STUDI KIMIA PASCASARJANA UNIVERSITAS UNIVERSIT AS ANDALAS ANDA LAS 1
“Determination of cis- and trans-αand β-carotenoids in Taiwanese sweet potatoes (Ipomoea batatas (L.) Lam.) harvested at various times”
2
PENDAHULUAN Ubi jalar (Ipomoea batatas (L.) Lam.) adalah bahan nutrisi dan sumber makanan yang murah bagi manusia dan sebagai bahan baku untuk pembuatan pati, gula, alkohol dan lain-lain. Tanaman ini tumbuh di daerah tropis dan subtropis, terutama di Asia dan negara-negara Afrika dimana mencapai sekitar 95% produksi ubi jalar dunia. Beberapa riset menunjukkan bahwa ubi jalar mengandung β-karoten yang cukup melimpah. Karotenoid adalah antioksidan yang dapat menekan pembentukan oksigen singlet (O2) dan peroksidasi lipid. Selain itu, juga dapat mengurangi insiden kanker tertentu dan serangan penyakit jantung pada manusia. Namun demikian, dosis tinggi suplemen β-karoten tidak menunjukkan efek melawan kanker dan penyakit kardiovaskuler yang efektif.
3
Fase balik kromatografi cair kinerja tinggi (RP-HPLC) telah digunakan secara rutin untuk dapat menentukan karotenoid karena memberikan hasil pemisahan yang memuaskan. Selain itu, beberapa penyelidikan menunjukkan bahwa kolom C30 memiliki resolusi yang lebih baik dari kolom C18 untuk pemisahan karoten dan senyawa isomernya. Dalam penelitian ini, telah ditingkatkan dengan metode KCKT yang menggunakan kolom C30 dalam analisis karotenoid dan senyawa isomernya yang terdapat dalam ubi jalar.
4
BAHAN DAN METODE
Material Ubi jalar orange flesh (Tainung 66) dan yellow flesh (Tainung 57).
Standard α-karoten dan β-karoten (Sigma Co, USA).
Pelarut: asetonitril, metanol, diklorometana, etanol, aseton dan n-heksana (Merck Co, Jerman).
Deionized water (Lotun Co, Taiwan).
magnesium karbonat, potassium hidroksida dan butylated hydroxy toluena (Merck Co, Jerman). 5
Preparasi sampel:
Sampel ubi jalar diambil secara acak dari ladang yang sama di daerah Taichung, Taiwan pada 4 musim yang berbeda (musim dingin, semi, panas, dan musim gugur) sebanyak 10 kg. Kemudian ubi dibersihkan, dikupas dan dipotong menjadi 4 mm diikuti oleh lyophilization pada sistem pengeringan beku (Vestech Ilmiah Co Ltd, Taipei, Taiwan). Kemudian dihaluskan oleh penggiling RT08 (RongTsong Co Taipei, Taiwan).
6
Ekstraksi karotenoid dari ubi jalar:
Satu gram ubi jalar bubuk dicampur dengan 30 mL heksana/aseton/EtOH (2/1/1, v/v/v) yang berisi 0,1 g MgCO3 dan 0,05 g BHT. Setelah dishaking selama 0,5 jam, 8 mL KOH 40% metanol ditambahkan dan larutan tersebut disaponifikasi selama 3 jam di bawah gas nitrogen pada suhu 25 ° C. Larutan disaring dan ekstrak segera dipindahkan ke corong pisah, dicuci dengan 50 mL air suling dan pelarut dihilangkan dengan gas nitrogen. Ekstrak karotenoid kemudian dilarutkan dalam 1 mL MeOH/CH2Cl2 (1/1, v/v) yang mengandung 0,1% BHT segera untuk analisis HPLC. Semua prosedur dan ekstraktif preparatif dilakukan dalam pencahayaan redup.
7
Pemisahan karotenoid yang ada dalam ubi jalar:
Digunakan instrumen Gradient Model 500G HPLC sistem pompa (Analytical Scientific Instruments, Inc., El Sobrante, CA, USA) dengan sebuah S-3210 photodiode-array detector (PDA) (Schambeck SFD GmbH, Bad Honnef, Germany). Untuk analisis, digunakan sebuah kolom C30 dan sistem pelarut gradien yang terdiri dari metanol/asetonitril/H2O (84/14/2, v/v/v, pelarut A) dan diklorometana (pelarut B) (campuran dari 80% A dan 20% B pada awalnya, dan kemudian diprogram untuk pencampuran 55% B dalam waktu 15 menit dan terus sampai akhir).
8
Identifikasi karotenoid dalam ubi jalar:
Identifikasi dilakukan dengan membandingkan waktu retensi dan spektra absorpsi puncak yang didapat dengan standard yang ada. Selain itu, isomer cis dari karotenoid ditetapkan berdasarkan karakteristik spektral dan rasio nilai Q yang ada dalam literatur.
9
Penentuan pemulihan
Pemulihan kembali ditentukan dengan menambahkan suatu campuran dari standar all trans-α- dan β-karoten (masing-masing ditimbang 0,1, 0,5, 1 dan 2 mg) dalam MeOH/CH2Cl2 (1/1, v/v) ke dalam 1 gram bubuk ubi jalar freeze-dried dan diekstraksi seperti yang dijelaskan sebelumnya. Ekstrak kemudian diperlakukan dengan HPLC. Pemulihan dari setiap bentuk standar all transdihitung dari hasil analisis dan jumlah karotenoid asli digunakan. Pemulihan kembali dari isomer cis- juga diukur untuk menjadi equivalent kepada bentuk yang sesuai dari all trans- karotenoid standar.
10
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis HPLC terhadap kandungan karotenoid dalam ubi jalar :
Pada riset ini, kondisi pengukuran analisis disesuaikan dengan riset Inbaraj (2006). Gambar. 1 memperlihatkan data kromatogram dari ekstrak karotenoid ubi jalar Tainung 57 dan 66.
Gambar. 1 11
Untuk penetapan karotenoid dari ubi jalar, puncak 9 dan 10 secara eksplisit ditunjuk sebagai all-trans-α-karoten dan all-trans-β-karoten. Puncak 1, 2 dan 3 ditetapkan sebagai cis-, di-cis- dan cis-β-karoten, karena pergeseran hypsochromic 6,35 dan 6 nm terjadi dan rasio nilai Q adalah sama dengan yang dilaporkan pada riset sebelumnya (Lin & Chen, 2003; Inbaraj et al., 2006). Puncak 4 dan 5 menunjukkan pergeseran hypsochromic dari 4 dan 9 nm, dan nilainilai rasio Q sesuai dengan yang dilaporkan oleh Inbaraj et al. (2006).
12
Sementara, puncak 6 dan 7 ditetapkan sebagai 15- atau 15’-cis-βkaroten dan 13- atau 13’-cis β-karoten, berdasarkan pergeseran hypsochromic dari 12 dan 12 nm dan rasio nilai Q yang ada dalam literatur (Lin & Chen, 2003; Inbaraj et al., 2006). Kedua puncak 8 dan 11 ditetapkan sebagai 9- atau 9’-cis-β-karoten, menurut pergeseran hypsochromic 6 dan 6 nm dan rasio nilai Q yang disajikan dalam artikel Inbaraj et al. (2006).
13
Tabel. 1 Separation factor (α) , resolution (Rs), dan kemurnian karotenoid setelah analisis dari ekstrak ubi jalar.
14
a. Kondisi analisis seperti yang ada pada bagian 2.5. b. α = tR2 – t0 /tR1 – t0, dimana tRn = waktu retensi dari analit, dan t0 = waktu retension dari unretained peak . c. Rs = 2 (tR2 – tR1)/(w1 + w2), dimana wn = lebar pita analit pada baseline. d. Nilai dalam tanda kurung merupakan dua puncak yang berdekatan. Dari tabel 1, nilai Rs untuk semua puncak lebih besar dari 1 dan 0,9. Selain itu, reproducibility baik, RSD <2,1% untuk waktu retensi dan RSD <3,7% untuk daerah yang terintegrasi, yang disajikan pada Tabel 2. Kemurnian dari semua puncak lebih tinggi dari 97% .
15
Tabel. 2 Reprodusibility karotenoid dalam ubi jalar
16
Tabel. 3 Identifikasi spektral data dan rasio nilai Q dari semua bentuk -trans dan -cis dari karotenoid dalam ubi jalar.
17
Tabel 4. Perolehan kembali untuk penambahan karotenoid dalam ubi jalar setelah ekstraksi.
A. Semua data dilakukan dengan tiga kali pengulangan. B. Nilai dalam tanda kurung adalah koefisien variasi (%)
18
Perolehan kembali dari penambahan all-trans-α-karoten dan all-trans-β-karoten (masing-masing seberat 0,1-2 mg) dalam bentuk bubuk ubi jalar berada antara 98,85% dan 99,21% (Tabel 4) yang menunjukkan tidak adanya perbedaan yang signifikan. Kandungan kelembaban pada spesies Tainung 57 dan 66 adalah 69,43% dan 68,12%. Isomerisasi semua bentuk trans-α- dan β-karoten dalam prosedur dari ekstraksi karotenoid dinilai baik. Gambar. 2 menunjukkan bahwa dua senyawa akan terisomerisasi dalam prosedur, namun transformasi dari semua bentuk trans- ke isomer cis hanya sekitar 1% (b/b) (Tabel 5). Isomerisasi karotenoid terutama didorong oleh cahaya dan suhu. Prosedur ekstraksi karotenoid dilakukan pada 25°C pada pencahayaan redup.
Gambar. 2
Kromatogram HPLC dari bentuk all-trans- dari α (A) dan βkaroten (B) standars yang akan melalui prosedur ekstraksi karotenoid sesuai pada bagian 2.3. Kondisi analisis seperti pada bagian 2.5. dan tabel.3 untuk penetapan puncak. 20
Tabel. 6 Kandungan karotenoid ubi jalar yang dipanen pada musim yang berbeda.
21
Keterangan: Semua nilai rata-rata ± SD diperoleh dengan tiga kali pengulangan. ND = tidak terdeteksi. Kondisi analitis adalah seperti pada Bagian 2,5 .
22
Tabel 6 menunjukkan bahwa ubi jalar orange fleshed (Tainung 66) secara signifikan mengandung total karotenoid yang lebih tinggi daripada yellow fleshed (Tainung 57) pada musim panen yang sama. Kedua spesies yang dipanen pada bulan Oktober mengandung jumlah total karotenoid tertinggi dan berikutnya pada bulan Juli dan April. Sedangkan yang dipanen pada Januari memiliki total karotenoid yang paling rendah. Beberapa literatur menunjukkan bahwa waktu panen akan mempengaruhi isi dan komposisi senyawa bioaktif. Pengaruh waktu panen pada kandungan senyawa bioaktif adalah disebabkan oleh kondisi lingkungan dan kondisi cuaca seperti temperatur dan lainnya. Meskipun waktu panen yang berbeda, all-trans-β-karoten adalah senyawa karotenoid utama dalam dua spesies tanaman. Hasil ini sesuai dengan riset Takahata, Noda, dan Nagata (1993) yang menunjukkan bahwa kultivar ubi jalar banyak mengandung β-karoten. 23
KESIMPULAN Metode KCKT yang ditingkatkan dalam studi ini dapat digunakan untuk menentukan α-karoten dan β-karoten termasuk semua isomer mereka yang ada dalam ubi jalar secara efisien dan cepat. Ubi jalar orange-fleshed secara signifikan memiliki total karotenoid yang lebih tinggi dibandingkan dengan yellow-fleshed pada musim panen yang sama. Dan, all-trans-β-karoten adalah karotenoid utama yang ada dalam ubi jalar. Ubi jalar orange-fleshed mengandung trans karoten yang lebih tinggi daripada cis, sedangkan ubi jalar yellow-fleshed memberikan hasil yang sebaliknya. Jumlah karotenoid yang optimum dilihat dari waktu musim panen adalah pada musim gugur. Cuaca dapat menjadi faktor krusial yang mempengaruhi kandungan karotenoid dalam tanaman hasil panen. Hasil yang didapat pada riset ini dapat dijadikan informasi acuan untuk eksploitasi ubi jalar berikutnya. 24
“Terima Kasih”
