AUTENTIKASI KUNYIT DARI TEMULAWAK DAN KUNYIT PUTIH SECARA SPEKTROSKOPI FTIR DAN 1H-NMR YANG DIKOMBINASIKAN DENGAN KEMOMETRIKA

ELLSYA ANGELINE R, Prof. Dr. Ratna Asmah Susidarti, M.S., Apt

2019 | Tesis | MAGISTER ILMU FARMASI

Kunyit (Curcuma longa Linn) merupakan herba yang memiliki nilai ekonomi tinggi. Untuk meningkatkan keuntungan ekonomi, kunyit dalam bentuk serbuknya dicampur dengan serbuk dari rimpang Curcuma sp lainnya. Temulawak (Curcuma xanthorrhiza) dan kunyit putih (Curcuma zedoaria) seperti yang pernah ditemukan dalam produk serbuk kunyit yang dijual di India. Untuk menjamin kemurnian kunyit, perlu dikembangkan metode analisis untuk autentikasi kunyit dari spesies yang dekat, dalam penelitian ini dipilih temulawak dan kunyit putih sebagai model pemalsunya. Spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) dan Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR) yang dikombinasikan dengan kemometrik telah digunakan untuk autentikasi tanaman. Metode KLT-densitometri dikembangkan untuk penetapan kadar kurkumin (K), demetoksikurkumin (DMK), dan bisdemetoksikurkumin (BDMK) dalam kunyit. Penelitian ini melalui beberapa tahapan, yaitu penetapan kadar K, DMK, dan BDMK dalam ekstrak etanol kunyit murni dan ekstrak etanol kunyit yang dipalsukan secara KLT-densitometri, pemeriksaan serbuk Curcuma secara spektroskopi FTIR dan 1H-NMR, analisis spektra FTIR dengan Principal Component Analysis (PCA), Partial Least Square-Discriminant Analysis (PLS-DA), dan Partial Least Square Regression (PLS-R), dan analisis spektra 1H-NMR dengan PCA, PLS-DA, dan Orthogonal Projections of Latent Structures Discriminant Analysis (OPLS-DA). Pemeriksaan dengan spektrofotometer FTIR dilakukan dengan meletakkan sekitar 10 mg serbuk kunyit di atas kristal pada kompartemen ATR lalu dipindai pada bilangan gelombang 4000-650 cm-1. Pemeriksaan dengan spektrometer 1H-NMR dilakukan dengan ekstraksi 25 mg serbuk Curcuma dengan 0,5 mL metanol-d4 dan 0,5 mL bufer fosfat pH 6,0 yang dilarutkan dalam D2O yang mengandung TSP 1% kemudian larutan divortex dan disentrifugasi. Supernatan dimasukkan ke dalam mikrotube untuk dianalisis lebih lanjut dengan spektrometer 1H-NMR. Metode analisis KLT-densitometri yang dikembangkan telah memenuhi semua parameter validasi. Kadar kurkuminoid total dalam ekstrak kunyit murni adalah 4,09-8,67% sedangkan dalam ekstrak kunyit yang dipalsukan adalah 0,43-5,42%. Hasil analisis spektra IR pada bilangan gelombang 1650-700 cm-1 dengan PCA dapat menunjukkan perbedaan kunyit, temulawak, dan kunyit putih. Model PLS-DA dapat mengklasifikasikan sampel ke dalam kelompok kunyit murni atau palsu dengan tepat. Model PLS-R menghasilkan nilai R2 kalibrasi, R2 validasi, RMSEC, dan RMSEP untuk kunyit yang dipalsukan dengan temulawak adalah 0,9997, 0,9970, 0,00794, dan 0,0790 sedangkan untuk kunyit yang dipalsukan dengan kunyit putih adalah 0,9995, 0,9965, 0,0106, dan 0,0465. Korelasi antara kadar aktual dan kadar prediksi lebih dari 0,99. Analisis spektra 1H-NMR dengan PLS-DA menghasilkan nilai R2X(cum), R2Y(cum), dan Q2(cum) adalah 0,843, 0,834, dan 0,661, sedangkan dari hasil analisis spektra 1H-NMR dengan OPLS-DA adalah 0,842, 0,835, dan 0,714. Tes permutasi yang dilakukan terhadap model PLS-DA dan OPLS-DA menunjukkan bahwa model tersebut valid.

Turmeric (Curcuma longa Linn) is a herbaceous plant which has high economic value. To increase profit, turmeric powders were mixed with other Curcuma powder, namely java turmeric (Curcuma xanthorrhiza) and white turmeric (Curcuma zedoaria) found in turmeric powder sold in India. To ensure the authenticity and purity of turmeric powder, an analytical method for authentication of turmeric from closely related species is needed. Fourier Transform Infrared (FTIR) and Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR) spectroscopy combined with chemometric have been used for authentication plant. In order to find out the correlation between decreasing curcuminoid content in adulterated turmeric powder and spectra obtained from spectrophotometer FTIR and spectrometer 1H-NMR, an analytical method for determination the content of curcumin (C), demethoxycurcumin (DMC), and bisdemethoxycurcumin (BDMC) in turmeric needs to be developed using thin-layer chromatography (TLC)-densitometry. This study had several steps, such as determination curcuminoid content in ethanol extract turmeric, examination turmeric powder using spectrophotometer FTIR and spectrometer 1H-NMR, and analysis FTIR spectra using PCA, PLS-DA, and PLS-R, and analysis 1H-NMR spectra using PCA, OPLS-DA, and PLS-DA. Approximately 10 mg turmeric placed on the diamond crystal in ATR compartment then scanned at wavelength number region 650-4000 cm-1. Curcuma powder extracted by methanol-d4 and buffer phosphate diluted by D2O containing TSP 1%. Next, the solution was vortexed and centrifugated. The supernatant was used to be analyzed in spectrometer 1H-NMR. Developed analytical method TLC-densitometry fulfiled all validation parameter. Total curcuminoid content in ethanol extract turmeric is 4.09-8.67%, whereas these in adulterated one is 0.43-5.42%. Spectra IR analysis in 1650-700 cm-1 using PCA can separate turmeric, java turmeric, and white turmeric. PLS-DA model can classify sample to pure turmeric group or adulterated turmeric group precisely and accurately. The value of R2 calibration, R2 validation, RMSEC, and RMSEP for turmeric adulterated by java turmeric are 0.9997, 0.9970, 0.00794, and 0.0790 whereas those values for turmeric adulterated by white turmeric is 0.9995, 0.9965, 0.0106, and 0.0465. The correlation value between actual content and predicted content is more than 0.99. The value of R2X(cum), R2Y(cum), and Q2(cum) from spectra 1H-NMR analysis using PLS-DA are 0.843, 0.834, 0.661, and 0.0465, whereas those value from them using OPLS-DA are 0.842, 0.835, and 0.714. PLS-DA and OPLS-DA model was validated by the permutation test.

Kata Kunci : Curcuma longa Linn, autentikasi, FTIR, 1H-NMR, kemometrik