Kajian Metabolomik dan Bioaktivitas Ekstrak Metanol Daun Gandarusa yang Dibudidaya dengan Kombinasi Pupuk Kandang dan NPK

Abstract

Tumbuhan merupakan bahan baku utama dalam pembuatan obat herbal. Gandarusa atau Justicia gendarusa Burm. F merupakan salah satu tanaman yang berpotensi dalam pengobatan. Senyawa metabolit seperti fenol, flavonoid, alkaloid, tannin, steroid, saponin, glikosida, stigmasterol, lupeol dan 16-hidroksilupeol pada tanaman gandarusa berperan penting dalam kemampuannya sebagai obat. Kandungan senyawa metabolit yang berperan dalam aktivitas farmakologi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor salah satunya adalah metode budidaya. Metode budidaya yang dapat dilakukan yaitu pemupukan. Pupuk yang paling banyak digunakan yaitu pupuk organik (pupuk kandang) dan pupuk anorganik (NPK). Pemupukan itu akan lebih efektif apabila adanya perpaduan antara penggunaan pupuk organik dan pupuk anorganik karena unsur hara yang diperoleh tanaman cukup dapat menghasilkan bioaktivitas dan produktivitas yang lebih optimal. Identifikasi metabolit pada tanaman gandarusa yang dibudidaya dengan kombinasi pupuk kandang dan NPK serta penentuan bioaktivitasnya belum pernah dilakukan sehingga penelitian ini perlu dilakukan agar dapat meghasilkan tanaman gandarusa dengan bioaktivitas yang optimal untuk dikembangkan sebagai obat herbal. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi profil metabolit tanaman gandarusa yang dibudidaya dengan pupuk kandang, NPK atau kombinasi keduanya serta tingkat toksisitas berdasarkan nilai LC50 dan bioaktivitasnya Metode budidaya dilakukan dengan enam perlakuan, yaitu kontrol (T1), pupuk kandang (T2), NPK (T3), 50% pupuk kandang + 50% NPK (T4), 50% pupuk kandang + 10% NPK (T5), dan 10% pupuk kandang + 50 % NPK (T6). Ekstraksi yang dilakukan yaitu metode maserasi. Identifikasi senyawa aktif pada daun tanaman gandarusa dilakukan dengan menggunakan Liquid Chromatography-tanden mass Spectrometry (LC-MS/MS). Nilai LC50 diukur dengan metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT). Aktivitas antibakteri diukur menggunakan metode difusi cakram terhadap bakteri Escherichia coli dan bakteri Staphylococcus aureus. Analisis data yang digunakan yaitu analisis multivariat berupa plot PCA menggunakan intensitas puncak senyawa yang terdektsi dan analisis ANOVA. Identifikasi kandungan senyawa pada ekstrak daun gandarusa yang diberi perlakuan kombinasi pupuk kandang dan NPK menghasilkan 16 senyawa yang teridentifikasi. Senyawa-senyawa tersebut paling banyak yaitu golongan asam lemak dan flavonoid (glikosida apigenin). Pengelompokan berdasarkan intensitas puncak masing-masing perlakuan kombinasi pupuk kandang dan NPK menggunakan PCA masih belum terkelompokkan yang artinya keenam perlakuan pemupukan belum dapat dibedakan untuk metabolit sekunder yang dihasilkan. Nilai LC50 ekstrak daun gandarusa terbaik terdapat pada perlakuan T6 yaitu sebesar 773 µg/mL. Tingkat sitotoksisitas sebanding dengan kandungan senyawa metabolit sekunder yang terekstrak. Aktivitas antibakteri ekstrak daun gandarusa tertinggi pada bakteri Escherichia coli diperoleh pada perlakuan T4 dengan zona hambat 3,73 mm sedangkan pada bakteri Staphylococcus aureus diperoleh pada perlakuan T3 dengan zona hambat 4,49 mm. Hal ini dipengaruhi oleh adanya senyawa metabolit yang terdeteksi pada penelitian ini seperti senyawa golonngan flavonoid, asam lemak, alkaloid, fenolik, kumarin dan lain sebagainya. Hasil identifikasi dan analisis bioaktivitas menunjukkan bahwa tanaman gandarusa yang dibudidaya dengan kombinasi pupuk kandang dan NPK memiliki kandungan metabolit sekunder yang berpotensi dalam pengujian sitotoksisitas dan antibakteri.

Plants are the main ingredient in the manufacture of herbal medicines. Gandarusa or Justicia gendarusa Burm. F is one of the plants that have the potential for medications. Metabolite compounds such as phenols, flavonoids, alkaloids, tannins, steroids, saponins, glycosides, stigmasterol, lupeol and 16-hydroxy lupeol in the gandarusa plant play an important role in its medicinal ability. The content of metabolites that play a role in pharmacological activity can be influenced by several factors, one cultivation methods. The cultivation method that can be done is fertilization. The most widely used fertilizers are organic fertilizers (manure) and inorganic fertilizers (NPK). Fertilization will be more effective if there is a combination of organic and inorganic fertilizers because sufficient nutrients can produce more optimal bioactivity and productivity. Identification of metabolites in gandarusa cultivated with a combination of manure and NPK and determination of their bioactivity has never been carried out so this research needs to be carried out in order to produce gandarusa plants with optimal bioactivity to be developed as herbal medicine. This study aims to identify the metabolite profile of gandarusa cultivated with manure, NPK or a combination of both and the level of toxicity based on the LC50 value and its bioactivity as antibacterial. The cultivation method was carried out with six treatments, namely control (T1), manure (T2), NPK (T3), 50% manure + 50% NPK (T4), 50% manure + 10% NPK (T5), and 10 % manure + 50% NPK (T6). The extraction was carried out by the maceration method. Identification of active compounds in the leaves of the gandarusa plant was carried out using Liquid Chromatography-tanden mass Spectrometry (LC-MS/MS). The LC50 value was measured by the Brine Shrimp Lethality Test (BSLT) method. Antibacterial activity was measured using the disc diffusion method against Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria. The data analysis used was multivariate analysis in the form of PCA plots used the peak intensity of the detected compounds and ANOVA analysis. Identification of compound content in gandarusa leaf extract treated with a combination of manure and NPK resulted in 16 identified compounds. Most of these compounds are fatty acids and flavonoids (apigenin glycoside). The grouping based on the peak intensity of each combination treatment of manure and NPK using PCA is still not grouped, which means that the six fertilization treatments cannot be distinguished for the secondary metabolites produced. The best LC50 value of gandarusa leaf extract, that was given the combination of manure and NPK was found in T6 treatment, which was 773 µg/mL. The level cytotoxicity is proportional to the content of te extraxted secondary metabolites. The antibacterial activity of gandarusa leaf extract which was given a combination of manure and NPK was highest in Escherichia coli bacteria obtained in treatment T4 with an inhibition zone of 3.73 mm while Staphylococcus aureus bacteria was obtained in treatment T3 with an inhibition zone of 4.49 mm. This is influenced by the presence of metabolites detected in this study such as flavonoids, fatty acids, alkaloids, phenolics, coumarin and etc. The results of identification and analysis of bioactivity in this study showed that gandarusa cultivated with a manure and NPK combination contained secondary metabolites that have the potential for cytotoxicity and antibacterial test.