Identifikasi Senyawa Antibakteri Bawang Hitam dari Pulau Lombok dennen Pendekatan Metabolomik

Abstract

Pulau Lombok merupakan salah satu daerah dengan tingkat produksi bawang putih tertinggi di Indonesia dengan produksi sebanyak 4.761 ton per tahun. Berbagai varietas lokal bawang putih dibudidayakan di Lombok, di antaranya adalah varietas Lumbu Hijau dan Lumbu Putih. Bawang putih sejak lama telah dimanfaatkan, terutama sebagai penyedap rasa, dan jarang ditemukan dikonsumsi secara langsung. Inovasi dalam konsumsi bawang putih telah banyak dilakukan, salah satunya dengan mengolahnya menjadi bawang hitam melalui proses pemeraman (aging process). Bawang hitam merupakan produk hasil pemeraman bawang putih pada suhu 60 – 90 C selama 30 – 45 hari yang memiliki rasa manis dan aroma tidak menyengat seperti bawang putih. Bawang hitam dilaporkan memiliki senyawa aktif yang mampu berperan sebagai antibakteri. Penelitian terkait aktivitas antibakteri bawang hitam telah banyak dilakukan, namun identifikasi senyawa aktif bawang hitam yang berperan sebagai antibakteri masih sangat terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk (1) menganalisis karakteristik fisikokimia bawang putih dan bawang hitam dari Pulau Lombok; (2) mengidentifikasi aktivitas antibakteri bawang hitam dari Pulau Lombok dengan metode difusi sumur; (3) menentukan fraksi bawang hitam yang memiliki aktivitas antibakteri; (4) mengorelasikan data profil kimia fraksi bawang hitam dengan aktivitas antibakteri menggunakan OPLS; (5) mengidentifikasi senyawa aktif bawang hitam yang berpotensi sebagai antibakteri berbasis metabolomik dengan menggunakan kombinasi HPLC-MWD dan UHPLC-Q-Orbitrap-HRMS. Penelitian ini terdiri dari tiga tahapan, yaitu (1) persiapan dan pemeraman bawang putih; (2) identifikasi aktivitas antibakteri ekstrak dan fraksi bawang hitam; (3) identifikasi senyawa antibakteri bawang hitam dengan pendekatan metabolomik menggunakan kombinasi HPLC-MWD dan UHPLC-Q-Orbitrap-HRMS. Tahapan awal dilakukan dengan persiapan dan pemeraman bawang putih menjadi bawang hitam. Bawang putih dan bawang hitam masing-masing varietas dianalisis karakteristik fisikokimia. Bawang hitam yang dihasilkan dikeringkan dengan freeze-dryer, kemudian dihaluskan dengan grinder, dan diekstraksi dengan metode sonikasi menggunakan pelarut metanol. Pelarut diuapkan dengan rotary evaporator hingga didapatkan ekstrak kental. Ekstrak tersebut dianalisis aktivitas antibakterinya terhadap bakteri uji S. aureus dan S. Typhimurium. Konsentrasi ekstrak yang digunakan adalah 150 mg/mL dimetil sulfoksida (DMSO). Aktivitas antibakteri bawang hitam varietas Lumbu Hijau membentuk zona hambat 7,75 dan 10,25 mm masing-masing terhadap S. aureus dan S. Typhimurium, sementara varietas Lumbu Putih membentuk zona hambat 8,89 dan 11,70 mm masing-masing terhadap S. aureus dan S. Typhimurium. Hasil analisis aktivitas antibakteri menunjukkan bahwa varietas Lumbu Putih lebih kuat aktivitas antibakterinya dibandingkan varietas Lumbu Hijau. Bakteri uji S. Typhimurium lebih sensitif terhadap ekstrak bawang hitam dibandingkan dengan S. aureus. Bawang hitam varietas Lumbu Putih selanjutnya diidentifikasi kandungan senyawa aktifnya. Bawang hitam varietas Lumbu Putih difraksinasi dengan metode Soxhlet secara berturut-turut menggunakan pelarut n-heksana dan metanol. Fraksi air diperoleh dengan metode sonikasi hasil fraksinasi Soxhlet. Proses fraksinasi dilakukan sebanyak 10 kali ulangan. Hasil analisis aktivitas antibakteri menunjukkan rata-rata zona hambat fraksi air bawang hitam varietas Lumbu Putih terhadap S. Typhimurium sebesar 11,96 mm. Identifikasi senyawa aktif yang berpotensi sebagai antibakteri dianalisis menggunakan pendekatan metabolomik dengan cara mengorelasikan aktivitas antibakteri dengan profil kimia berupa selang waktu retensi dari kromatogram HPLC-MWD menggunakan analisis data multivariat OPLS. Hasil analisis OPLS menunjukkan bahwa selang waktu retensi yang berkorelasi dengan aktivitas antibakteri adalah selang waktu retensi 2,50 – 2,99 dan 2,00 – 2,49 menit. Identifikasi senyawa aktif yang berpotensi sebagai antibakteri dilakukan dengan cara mencocokkan pola kromatogram HPLC-MWD fraksi air dengan pola kromatogram UHPLC-Q-Orbitrap-HRMS fraksi air. Puncak terdeteksi pada selang waktu retensi 2,55 – 2,99 dan 2,00 – 2,49 menit pada kromatogram HPLC-MWD. Puncak tersebut berkorelasi dengan puncak waktu retensi 1,12 dan 1,06 menit pada kromatogram UHPLC-Q-Orbitrap-HRMS. Berdasarkan pola fragmentasi spektra massa yang dicocokkan dengan database, senyawa yang berhasil diidentifikasi pada waktu retensi 1,12 dan 1,06 menit pada UHPLC-Q-Orbitrap-HRMS adalah senyawa S-allyl cysteine dan S-allyl mercaptocysteine.