Kandungan Total Fenolik dan Flavonoid serta Aktivitas Antioksidan Tanaman Kapulaga Jawa yang Dipengaruhi Naungan dan Dosis Pupuk N
Date
2022Author
Arista, Rini Anggi
Nurcholis, Waras
Priosoeryanto, Bambang Pontjo
Metadata
Show full item recordAbstract
Amomum compactum Soland Ex. Maton berasal dari famili Zingiberaceae, disebut sebagai kapulaga Jawa di Indonesia, merupakan tanaman obat herbal yang telah digunakan sejak lama karena mengandung berbagai senyawa fitokimia seperti fenol, terpenoid, flavonoid, dan alkaloid sehingga memiliki aktivitas farmakologis salah satunya yakni antioksidan. Pada pengobatan tradisional kapulaga Jawa dimanfaatkan dalam bentuk bubuk kering maupun minyak atsiri yang memiliki aroma yang khas. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi karakter agromorfologi, produktivitas dan kandungan metabolit sekunder yang optimal serta aktivitas antioksidan melalui rekayasa lingkungan (tingkat naungan dan dosis pupuk nitrogen) serta untuk mendapatkan informasi perbedaan kandungan metabolit volatil (minyak atsiri) dan aktivitas antioksidan dari tiap bagian tanaman kapulaga Jawa. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2020-Maret 2022 di Kebun Unit Konservasi dan Budidaya Biofarmaka, Institut Pertanian Bogor dengan LS –6.54713° BT 106.71665° dan ketinggian 141 mdpl, serta kapulaga segar yang digunakan untuk pembuatan minyak atsiri berasal dari Desa Purwabakti, Kecamatan Pamijahan, Kabupaten Bogor, Jawa Barat, Indonesia. Pembudidayaan tanaman kapulaga dilakukan dengan menggunakan rancangan split-plot design dengan dua faktor yakni petak utama adalah naungan (0, 25, 50, 75%) dan anak petak adalah dosis pupuk N (0, 0,9, 1,36 g per-polybag) sehingga didapatkan 12 kombinasi perlakuan pada proses pembudidayaan. Pola keragaman lebih lanjut dianalisis dengan analisis multivariat.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa variabel tinggi tanaman, jumlah daun, dan produktivitas bobot basah dan bobot kering (daun) tertinggi diperoleh pada tanaman dengan perlakuan T11 (naungan 75% dan dosis pupuk N 0,9 g per-polybag), sedangkan jumlah anakan dan produktivitas bobot basah dan kering (batang dan rimpang) tertinggi diperoleh pada perlakuan T8 (naungan 50% dan dosis pupuk N 0,9 g per-polybag). Kandungan total fenolik dan flavonoid serta aktivitas antioksidan DPPH dan FRAP menunjukkan tidak terdapat interaksi antara perlakuan naungan dan dosis pupuk N. Kandungan total fenolik dan aktivitas antioksidan DPPH dan FRAP tertinggi diperoleh pada kombinasi perlakuan naungan 75% dan dosis pupuk N 0 g per-polybag pada bagian rimpang kapulaga Jawa. Kandungan total flavonoid tertinggi diperoleh pada bagian daun dengan perlakuan yang sama. Analisis GC-MS 12 kombinasi perlakuan ekstrak etanol daun kapulaga Jawa diperoleh sebanyak 27 senyawa dengan metabolit dominan adalah 1,8-Cineole (36,87%) kandungan tertinggi dihasilkan pada kombinasi perlakuan naungan 25% dan dosis pupuk N 0,9 g per-polybag. Analisis kemometrik pada ekstrak etanol daun kapulaga Jawa menyimpulkan bahwa 1-Methyl-4-isopropyl-cis-3-hydroxycyclohex-1-ene-6-one, Cyclohexane,tert-pentyl, cis-p-Menth-2,8-dienol, 4-Propoxycatechol, cis-Carveol, dan cis-p-mentha-1(7),8-dien-2-ol merupakan metabolit yang bertanggung jawab untuk aktivitas antioksidan dalam ekstrak etanol daun kapulaga Jawa dengan aktivitas antioksidan FRAP tertinggi diperoleh pada perlakuan naungan 75% dan dosis pupuk N 0 g per-polybag.
Analisis GC-MS dalam minyak atsiri keempat bagian tanaman kapulaga Jawa diperoleh sebanyak 47 senyawa dengan komponen metabolit yang paling dominan adalah senyawa 1,8-Cineole (40,53%-50,78%). Senyawa γ-terpinene, delta-Terpineol, dan 4-Terpineol juga ditemukan dalam minyak atsiri keempat bagian tanaman kapulaga Jawa. Aktivitas antioksidan DPPH dan FRAP masing-masing berkisar 19.07–27.38 μmol TEAC g-1 bobot basah dan 93.43–115.99 μmol TEAC g-1 bobot basah. Analisis kemometrik menyimpulkan bahwa γ-terpinene, (-)-β-Bisabolene, α-Thujene, β-Myrcene, (+-)-Linalool, α-Pinene, β-Sesquiphellandrene, trans-Sabinene hydrate, α-phellandrene, 4-Terpineol, Camphene (CAS), Sabinene, dan 1,8-Cineole merupakan metabolit yang bertanggung jawab untuk aktivitas antioksidan dalam minyak atsiri kapulaga Jawa. Aktivitas antioksidan maksimal dihasilkan pada minyak atsiri buah kapulaga Jawa, sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku berkualitas untuk farmasi serta sebagai sumber penghasil metabolit obat yang berpotensi sebagai antioksidan. Amomum compactum Soland Ex. Maton is a plant from the Zingiberaceae family, known as Java cardamom in Indonesia; it is a herbal medicinal plant that has been used for a long time because it contains various phytochemical compounds such as phenols, terpenoids, flavonoids, and alkaloids so that it has pharmacological activity, one of which is antioxidants. In traditional medicine, Java cardamom ware is used as a dry powder or essential oil with a distinctive aroma. This study aims to obtain information on agromorphological characters, productivity, and optimal content of secondary metabolites as well as an antioxidant activity through environmental engineering (shade levels and doses of nitrogen fertilizers) and to obtain information on differences in the content of volatile metabolites (essential oils) and antioxidant activity of each part of the Java cardamom plant. This research was carried out in March-September 2021 at the Biopharmaca Conservation and Cultivation Unit Garden, Bogor Agricultural University, with a latitude of –6.54713° east longitude 106.71665° and an altitude of 141 meters above sea level, as well as fresh cardamom used for the manufacture of essential oils from Purwabakti Village, Pamijahan District, Bogor Regency, West Java, Indonesia. Cardamom cultivation was carried out using a split-plot design with two factors: the main plot was shade (0. 25, 50, 75%), and the sub-plot was the dose of N fertilizer (0, 0,9, 1,36 g per-polybag), so that 12 treatment combinations were obtained in the cultivation process. The pattern of diversity was further analyzed by multivariate analysis.
The results showed that the highest variables of plant height, number of leaves, and productivity of wet weight and dry weight (leaves) were obtained in plants with T11 treatment (75% shading and 0,9 g dose of N fertilizer per polybag). Meanwhile, the highest number of tillers and productivity of fresh and dry weight (stems and rhizomes) were obtained in the T8 treatment (50% shading and 0,9 g of N fertilizer dose per polybag). The total phenolic and flavonoid content and the antioxidant activity of DPPH and FRAP showed no interaction between shade treatment and N fertilizer dosage in the rhizome of Java cardamom. The highest flavonoid content was obtained in the leaves with the same treatment. GC-MS analysis of 12 treatment combinations of Java cardamom leaf ethanol extract obtained as many as 27 compounds, with the dominant metabolite being 1,8-Cineole (36,87%). The highest content was produced in a combination of 25% shade treatment and a dose of 0,9 g of N fertilizer per-polybag. The chemometric analysis of the ethanolic extract of Java cardamom leaves concluded that 1-Methyl-4-isopropyl-cis-3-hydroxycyclohex-1-ene-6-one, Cyclo-hexane,tert-pentyl, cis-p-Menth-2,8-dienol, 4-Propoxycatechol, cis-Carveol, dan cis-p-mentha-1(7),8-dien-2-ol are the metabolites responsible for antioxidant activity in the ethanolic extract of Java cardamom leaves with the highest FRAP antioxidant activity obtained in the shade treatment of 75% and N fertilizer dosage 0 g per-polybag.
GC-MS analysis in the essential oils of the four parts of the Java cardamom plant obtained 47 compounds, with the most dominant metabolite component being 1,8-Cineole (40,53%-50,78%). The compounds γ-terpinene, delta-terpineol, and 4-Terpineol were also found in the essential oils of the four parts of the Java cardamom plant. The antioxidant activities of DPPH and FRAP ranged from 19.07–27.38 mol TEAC g-1 fresh weight and 93.43–115.99 mol TEAC g-1 fresh weight, respectively. The chemometric analysis concluded that γ-terpinene, (-)-β-Bisabolene, α-Thujene, β-Myrcene, (+-)-Linalool, α-Pinene, β-Sesquiphellandrene, trans-Sabinene hydrate, α-phellandrene, 4-Terpineol, Camphene (CAS), Sabinene, and 1,8-Cineole are the metabolites responsible for the antioxidant activity in Java cardamom essential oil. Maximum antioxidant activity is produced in the essential oil of Javanese cardamom fruit, so it can be used as a quality raw material for pharmaceuticals and as a source of medicinal metabolites that have the potential as antioxidants.