KAJIAN FITOKIMIA SERTA EVALUASI PENGARUH ELISITASI TERHADAP PRODUKSI METABOLIT SEKUNDER KULTUR AKAR MORUS ALBA VAR. SHALUN (MORACEAE) DISERTASI Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor dari Institut Teknologi Bandung Oleh RIZKI FITRIANI NIM: 30517004 (Program Studi Doktor Kimia) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Desember 2019 i ABSTRAK KAJIAN FITOKIMIA SERTA EVALUASI PENGARUH ELISITASI TERHADAP PRODUKSI METABOLIT SEKUNDER KULTUR AKAR MORUS ALBA VAR. SHALUN (MORACEAE) Oleh Rizki Fitriani NIM: 30517004 (Program Studi Doktor Kimia) Morus yang dikenal sebagai “mulberry” atau “murbei” adalah salah satu genus penting dari famili Moraceae, yang terdiri dari 16 spesies. Genus ini tumbuh di daerah beriklim sedang dan subtropis di Asia, Eropa, Afrika, Amerika Utara dan Selatan. Di beberapa negara seperti India, Cina, dan Indonesia tumbuhan Morus dibudidayakan untuk produksi daun yang digunakan sebagai pakan ulat sutera. Lain halnya di negara-negara Eropa, seperti Turki dan Yunani, tumbuhan Morus dibudidayakan untuk produksi buah. Di negara tersebut, buah dari tanaman ini diolah menjadi jus, pewarna alami, dan digunakan dalam industri kosmetik. Bagian dari tumbuhan Morus alba, seperti kulit akar, batang, daun, dan buah sudah digunakan dalam pengobatan tradisional Cina untuk mengobati diabetes, artritis, rematik, dan berbagai macam penyakit lainnya sejak ribuan tahun yang lalu. Karena mempunyai efek yang dapat menyembuhkan berbagai macam penyakit, banyak peneliti yang tertarik untuk mengkaji kandungan kimia dari tumbuhan M. alba dan spesies lainnya dari genus Morus. Kajian fitokimia menunjukkan bahwa genus Morus mengandung senyawa golongan fenolik, terutama flavonoid, stilbenoid, 2-arilbenzofuran, dan adduct Diels-Alder, maupun senyawa golongan non-fenolik, seperti terpenoid dan steroid. Beberapa metabolit sekunder tersebut menunjukkan bioaktivitas yang penting dan beragam, seperti sitotoksik, antioksidan, antimikrobial, antiinflamasi, antifungi dan antivirus. Eksplorasi senyawa bioaktif dari Morus secara konvensional dilakukan terhadap tumbuhan alaminya. Akan tetapi, pencarian senyawa bioaktif pun dapat dilakukan melalui pendekatan bioteknologi yang mutakhir, salah satunya melalui teknik kultur jaringan tumbuhan. Selain itu, penelusuran literatur memperlihatkan bahwa kultur jaringan Morus dapat memproduksi metabolit sekunder dalam kadar yang lebih tinggi ketika diberi perlakuan berupa penambahan elisitor. Berdasarkan latar belakang di atas , maka tujuan penelitian ini adalah melakukan kajian fitokimia terhadap kultur akar Morus alba var. shalun, mengkaji sifat sitotoksik senyawa hasil isolasi terhadap sel murine leukemia P-388 serta mengungkap hubungan struktur dengan aktivitas sitotoksiknya, dan mengevaluasi pengaruh penambahan elisitor terhadap produksi metabolit sekunder pada kultur akar M. alba var. shalun. ii Metode yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari dua tahap. Tahap pertama adalah kajian fitokimia terhadap kultur akar M. alba var. shalun yang meliputi mengembangkan kultur akar M. alba var. shalun dalam media cair MS (Murashige-Skoog) dengan penambahan hormon IBA 1 ppm yang dilanjutkan dengan isolasi metabolit sekunder dari media cair dan kultur akar M. alba var. shalun. Isolasi metabolit sekunder pada penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap pekerjaan, yang meliputi tahap ekstraksi, fraksinasi dan pemurnian senyawa dengan menggunakan berbagai teknik kromatografi. Struktur molekul senyawa hasil isolasi ditetapkan berdasarkan analisis data spektroskopi, yang meliputi spektroskopi NMR 1D ( 1 H and 13 C), NMR 2D (HSQC and HMBC) serta spektro skopi massa resolusi tinggi. Sementara itu, uji sitotoksik terhadap sel murine leukemia P-388 menggunakan metode MTT [3-(4,5-dimetiltiazo-2-il)-2,5 - difeniltetrazolium bromida]. Tahap yang kedua adalah evaluasi pengaruh elisitasi terhadap produksi metabolit sekunder pada kultur akar M. alba var. shalun. Di tahap ini, kultur akar ditumbuhkan dalam media cair MS dengan penambahan elisitor sebagai kultur akar sampel dan kultur akar yang ditumbuhkan tanpa penambahan elisitor sebagai kultur akar kontrol. Kultur akar sampel dan kontrol selanjutnya diekstraksi menggunakan pelarut metanol untuk kemudian dianalisis dengan HPLC-MS. Pada penelitian ini telah berhasil diisolasi sepuluh senyawa murni yang meliputi lima senyawa baru golongan adduct Diels-Alder yang diberi nama morushalunin (2 ), morushalunin A (1 ), morushalunin B (3 ), morushalunin C (4 ), dan morushalunin D (5), serta lima senyawa turunan fenolik lainnya yang telah dikena l, meliputi satu senyawa golongan stilbenoid, oksiresveratrol (6 ), satu senyawa golongan 2-arilbenzofuran, morasin M (7 ), serta tiga senyawa golongan adduct Diels-Alder yaitu sorocein A (8), mulberofuran T (9 ), dan mulberofuran K (10). Penemuan lima senyawa baru golongan adduct Diels-Alder merupakan data kimiawi yang penting pada genus Morus. Dengan ditemukannya lima senyawa adduct Diels-Alder baru serta lima senyawa turunan fenol lainnya menunjukkan bahwa kultur akar M. alba var. shalun memiliki kemampuan untuk memproduksi metabolit sekunder yang beragam bahkan dapat memproduksi metabolit sekunder yang belum pernah dilaporkan dari tumbuhan alaminya.