Application of TLC and 1H-NMR Spectra Based Metabolite Fingerprinting Combined with Chemometrics as An Integrated Study for The Authentication of Curcuma longa

ANJAR WINDARSIH, Prof. Dr. Abdul Rohman, M.Si., Apt.; Dr. Respati Tri Swasono, S.Si., M.Phil.

2018 | Tesis | MAGISTER ILMU FARMASI

Rimpang Curcuma longa atau kunyit diketahui memiliki berbagai aktivitas farmakologi seperti antioksidan, antiinflamasi, hepatoprotektif, kardioprotektif, dan aktivitas antikanker. Kontrol kualitas terhadap keaslian serbuk C. longa sangat penting untuk mencegah pemalsuan dengan spesies Curcuma yang lain seperti Curcuma heyneana (temu giring) dan Curcuma manga (temu mangga). Metode analisis yang mudah, cepat, dan memiliki reprodusibilitas tinggi sangat penting untuk dikembangkan untuk autentikasi kunyit. Kromatografi lapis tipis (KLT) merupakan metode yang memiliki reprodusibilitas tinggi untuk menentukan kadar kukumin dalam rimpang kunyit. Spektroskopi 1H-NMR yang dikombinasikan dengan kemometrika analisis multivariat merupakan metode yang powerful dalam metabolite fingerprinting untuk autentikasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan metode KLT dan spektroskopi 1H-NMR untuk autentikasi kunyit. KLT digunakan untuk mengukur kadar kurkumin dalam serbuk kunyit murni dan yang dipalsu. Validasi metode KLT dilakukan sebelum penetapan kadar. Spektroskopi 1H-NMR dan kemometrika PCA (principal component analysis), PLS-DA (partial least square-discriminant analysis), dan OPLS-DA (orthogonal projection to latent structures-discriminant analysis) diaplikasikan untuk membedakan serbuk kunyit murni dan dipalsu. Validasi metode KLT menunjukkan hasil yang bagus terhadap parameter spesifisitas, linieritas, akurasi, presisi, dan sensitivitas. Kadar kurkumin dalam kunyit dari beberapa daerah berkisar antara 5,62-4,28 % sedangkan kadar kurkumin dalam kunyit yang dicampur dengan temu giring antara 5,40-1,44 % dan kunyit yang dicampur temu mangga antara 5,25-1,35 %. Spektra 1H-NMR masing-masing sampel dapat digunakan untuk metabolite fingerprinting. Kemometrika PCA, PLS-DA, dan OPLS-DA berhasil diaplikasikan untuk membedakan antara serbuk kunyit murni dan yang dipalsu dengan temu giring dan temu mangga. Berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa kombinasi 1H-NMR dan kemometrika merupakan metode yang menjanjikan dan powerful untuk autentikasi C. longa.

Curcuma longa rhizome is known to have many pharmacological activities such as antioxidant, antiinflammatory, hepatoprotective, cardioprotective, and chemoresistance activities. The authenticity of C. longa is important to avoid adulteration from other Curcuma species such as Curcuma heyneana and Curcuma manga. Easy, fast, and high reproducibility analytical method needs to be developed to ensure the authenticity of C. longa. Thin layer chromatography (TLC) offered good reproducibility to determine curcumin content. 1H-NMR spectroscopy and chemometrics of multivariate analysis offered adequate methods in metabolite fingerprinting for authentication. This research developed TLC method and 1H-NMR spectroscopy for C. longa authentication. Curcumin content both in pure and adulterated C. longa was determined using TLC. Method validation of TLC was performed prior to samples assay. 1H-NMR spectroscopy was combined with chemometrics of multivariate analysis principal component analysis (PCA), partial least square-discriminant analysis (PLS-DA), and orthogonal projections to latent structures-discriminant analysis (OPLS-DA) to differentiate between pure and adulterated powder of C. longa. Validated TLC method showed good specificity, linearity, accuracy, precision, and sensitivity. The curcumin content in C. longa from several regions was in the range of 5.62-4.28 % while curcumin content in adulterated C. longa with C. heyneana was in the range of 5.40-1.44 % and adulterated C. longa with C. manga was in the range of 5.25-1.35 %. The measured 1H-NMR spectra can be used for metabolite fingerprinting. Chemometrics of PCA, PLS-DA, and OPLS-DA was successfully applied to differentiate between pure and adulterated powder of C. longa with C. heyneana and C. manga. Therefore, the combination of 1H-NMR and chemometrics becomes a promising and powerful method for authentication of C. longa.

Kata Kunci : authentication, chemometrics, Curcuma longa, 1H-NMR spetroscopy, metabolite fingerprinting, TLC