METABOLITE FINGERPRINTING FOR THE AUTHENTICATION OF Curcuma xanthorrhiza EXTRACT USING 1H-NMR SPECTROSCOPY AND CHEMOMETRICS

THERESIA WIJAYANTI, Prof. Dr. Sugeng Riyanto, M.S., Apt. ; Prof. Dr. Abdul Rohman, M.Si., Apt.

2018 | Tesis | MAGISTER ILMU FARMASI

Temulawak, dengan nama ilmiah Curcuma xanthorrhiza (C. xanthorrhiza) merupakan tanaman obat tradisional yang dikenal secara luas yang berasal dari Indonesia. Praktek pemalsuan, baik yang disengaja maupun tidak disengaja, merupakan praktek yang umum terjadi dan telah menyebabkan masalah yang lebih besar. Bentuk serbuk dari C. xanthorrhiza sangat potensial untuk dipalsukan atau digantikan dengan tanaman obat lain yang serupa, seperti Curcuma aeruginosa (C. aeruginosa) dan Zingiber cassumunar (Z. cassumunar) yang secara umum memiliki warna kuning atau oranye yang serupa. Maka dari itu, sangat penting untuk memastikan kontrol kualitas bahan tanaman yang digunakan untuk menjamin kualitas dan keamanan produknya. Pengembangan metode yang cepat, reprodusibel, dan reliabel untuk autentikasi ekstrak C. xanthorrhiza menjadi sangat penting. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan dan memperoleh metode analisis yang kuat, cepat, reliabel, dan efektif untuk autentikasi ekstrak C. xanthorrhiza menggunakan metode kromatografi lapis tipis (KLT) dan kombinasi antara spektroskopi 1H-NMR dan kemometrik. Analisis KLT dan metabolite fingerprinting dengan menggunakan spektroskopi 1H-NMR yang dikombinasikan dengan kemometrik, principal component analysis (PCA) dan partial least square – discriminant analysis (PLS-DA), telah diaplikasikan untuk autentikasi dan diskriminasi ekstrak C. xanthorrhiza murni dari C. xanthorrhiza yang dipalsukan. Kandungan kurkumin yang diperoleh dari analisis KLT dari ekstrak C. xanthorrhiza dari berbagai daerah berada dalam rentang 0.74-1.70%. Sementara itu, kandungan kurkumin yang diperoleh dari analisis KLT dari ekstrak C. xanthorrhiza yang dipalsukan dengan 10, 25, 40, 50, dan 75% pemalsu berada dalam rentang 0.96-0.27% untuk pemalsu C. aeruginosa dan rentang 1.09-0.49% untuk pemalsu Z. cassumunar. Hasil penelitian ini menunjukkan adanya penurunan kandungan kurkumin di dalam sampel C. xanthorrhiza yang dipalsukan dengan adanya peningkatan jumlah pemalsu yang ditambahkan ke dalamnya. Sementara itu, metabolite fingerprinting menggunakan spektroskopi 1H-NMR yang dikombinasikan dengan PCA dan PLS-DA dapat memfasilitasi diskriminasi dan klasifikasi ekstrak C. xanthorrhiza murni dari C. xanthorrhiza yang dipalsukan. KLT yang dikombinasikan dengan spektroskopi 1H-NMR dan kemometrik terbukti sebagai teknik analisis yang powerful untuk autentikasi C. xanthorrhiza.

Temulawak or scientifically known as Curcuma xanthorrhiza (C. xanthorrhiza) is a widely known traditional plant medicine from Indonesia. The adulteration, either intentionally or unintentionally, is a common practice and has caused a major problem. Powder form of C. xanthorrhiza is potential to be adulterated or substituted with other similar medicine plants such as Curcuma aeruginosa (C. aeruginosa) and Zingiber cassumunar (Z. cassumunar) which generally having similar yellow or orange color. Therefore, it is crucial to ensure the quality control of plant material in order to guarantee the quality and safety of the products. Development of rapid, reproducible, and reliable methods for the authentication of C. xanthorrhiza extract is very important. The objective of this study is to develop and to obtain powerful, fast, reliable, and effective analytical method to assess the authenticity of C. xanthorrhiza extract using thin layer chromatography (TLC) analysis and combination of 1H-NMR spectroscopy and chemometrics. TLC analysis and 1H-NMR-based metabolite fingerprinting combined with chemometrics of principal component analysis (PCA) and partial least square – discriminant analysis (PLS-DA), have been used for authentication and discrimination of pure C. xanthorrhiza extract from adulterated C. xanthorrhiza. Curcumin contents obtained from TLC analysis from C. xanthorrhiza extract from various regions were in the range of 0.74-1.70%. Meanwhile, curcumin contents obtained from TLC analysis from C. xanthorrhiza extract adulterated with 10, 25, 40, 50, and 75% adulterants were in the range of 0.96-0.27% for C. aeruginosa dan in the range of 1.09-0.49% for Z. cassumunar. The results showed the decreasing of curcumin contents in the samples of adulterated C. xanthorrhiza as the level of adulterants added were increased. Meanwhile, 1H-NMR-based metabolite fingerprinting in combination with PCA and PLS-DA could facilitated consistent discrimination and classification of pure C. xanthorrhiza extract from adulterated C. xanthorrhiza. TLC in combination with 1H-NMR spectroscopy and chemometrics served as powerful analytical technique for authentication of C. xanthorrhiza.

Kata Kunci : Curcuma xanthorrhiza, metabolite fingerprinting, 1H-NMR spectroscopy, PCA, PLS-DA