1

A. JUDUL : Ekstrak Jambu Mente (Anacardium occindetanle) sebagai Pestisida Alami Terhadap Hama Keong Mas (Pomacea Canaliculata) B. LATAR BELAKANG MASALAH Dewasa ini produksi padi di Indonesia banyak mengalami kegagalan. Kegagalan panen ini dapat disebabkan berbagai faktor diantaranya, karena bencana alam dan hama tanaman. Oleh karena itu, produksi padi perlu ditingkatkan dari waktu ke waktu agar kebutuhan pangan masyarakat tercukupi dan swasembada pangan lestari. Upaya peningkatan produksi tersebut tidak selalu lancar karena dihadapkan oleh berbagai kendala, antara lain berupa organisme pengganggu tanaman, Salah satu organisme pengganggu tanaman padi adalah keong mas (Pomacea sp.) Sejak beberapa tahun yang lalu, keong mas telah ada di Indonesia dan menyebar di beberapa pulau penghasil padi. Kehadiran hewan tersebut menimbulkan persoalan baru karena statusnya sebagai hama tanaman padi, sehingga diperlukan pengendalian untuk mengatasi hama keong mas tersebut. Sudah banyak cara yang dilakukan untuk mengatasi masalah ini, baik secara tradisional yaitu dengan cara mengumpulkan keong tersebut dari lahan dan membuangnya bahkan banyak yang memanfaatkannya untuk tujuan lain, maupun secara kimiawi yaitu dengan menyemprotkan berbagai jenis pestisida. Kedua cara ini tidak efektif , yaitu secara tradisional membutuhkan waktu yang lama dan secara kimiawi berdampak negatif terhadap lingkungan yaitu, membunuh organisme yang tidak merugikan , merusak unsur hara, dan merusak sruktur tanah. Keong emas dari genus Pomacea hadir di Indonesia pada tahun 1980-an. Keong-keong itu banyak menghuni akuarium di rumah-rumah atau kantor. Dalam waktu lebih dari lima tahun terjadi kegemparan dari para petani di Sukabumi dan Tangerang. Lahan sawah mereka diserang keong. Pada 1984 mulai ramai istilah Keong Emas keong itu merusak padi.

2

Peneliti Moluska air tawar pada Pusat Penelitian Biologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Ristiyanti Marwoto, mengatakan tidak semua jenis keong dari genus Pomacea menjadi hama. Yang sudah diidentifikasi yaitu Pomacea Canaliculata - dari Brasil, Negara tropis yang banyak kemiripannya dengan Indonesia. Tak hanya Indonesia, keong yang awalnya dipelihara sebagai binatang peliharaan itu telah menjadi hama pertanian di Thailand, Vietnam, Laos, Kamboja, Filipina, hingga Korea Selatan. Seperti di Indonesia, upaya pemberantasan keong sebagai hama di negara-negara itu tak juga tuntas. Di sawah, keong itu tidak hanya berwarna keemasan, tetapi juga kecoklatan dan kehijauan. Cirinya adalah menempelkan ratusan telurnya di batang-batang padi, tanaman liar, atau tanaman lainnya. Kepala Puslit Biologi LIPI Siti Nuramaliati Prijono menyatakan, keong emas impor itu adalah salah satu jenis tanaman asing invasif. Penjajah dari negeri asing. Jenis asing invasif adalah jenis flora dan fauna termasuk mikroorganisme yang berkembang pesat di luar habitat alaminya. Karena tidak ada musuh alami, binatang itu jadi hama, gulma, serta menebarkan penyakit pada flora dan fauna asli. Di Indonesia, sebagai kompetitor, predator, patogen, dan parasit, jenis-jenis asing invasif itu dapat memunahkan jenis asli. Jambu mente atau jambu monyet berasal dari Brazil, tersebar di daerah tropik dan ditemukan pada ketinggian antara 1-1.200 m dpl. Jambu mede akan berbuah lebih baik di daerah beriklim kering dan curah hujan kurang dari 500 mm per tahun. Tanaman ini dapat tumbuh di segala macam tanah, asalkan jangan ditanah lempung yang pekat dan tergenang air. Tanaman jambu mente merupakan tanaman perkebunan yang cukup berpotensi untuk di kembangkan di Indonesia. Hal ini karena pertama, tanaman jambu mente dapat ditanam di lahan kritis sehingga persaingan lahan dengan komoditas lain menjadi kecil, selain itu tanaman mente juga dapat berfungsi sebagai tanaman konservasi. Kedua, tanaman jambu mente merupakan komoditas ekspor, sehingga potensi pasar cukup luas dan tidak terbatas pada pasar domestik. Ketiga, usaha tani, perdagangan dan agroindustri mente akan melibatkan banyak tenaga kerja. Tanaman mente atau Anacardium occidentale. L sangat cocok untuk dikembangkan di daerah Nusa Tenggara.

3

Jambu mente mengandung 3 senyawa yang sulit diolah yaitu : Senyawa tanin, senyawa yang menyebabkankan rasa sepat hingga pahit pada buah jambu mente. Pada saat buah masih muda konsentrasi tanin sangat tinggi (maksimal), namun makin tua akan makin berkurang dan pada saat matang (di pohon) konsentrasi tanin minimal. Senyawa asam anakardat, senyawa asam anakardat merupakan senyawa yang sering menyebabkan rasa gatal-gatal ditenggorokan dan merangsang batuk. Senyawa polifenolat, senyawa polifenolat merupakan senyawa yang menyebabkan cairan hasil perasan buah jambu mente berwarna kebiruan. Dari ketiga senyawa di atas, peneliti hanya khusus mengolah asam askardat dari jambu mente tersebut, karena asam askardat dapat dibuat sebagai bahan dasar pembuatan pestisida alami Asam anakardat yang diperoleh dari minyak kulit biji jambu mente (Cashew Nut Shell Liquid = CNSL) telah dilaporkan oleh para peneliti dapat membunuh siput Biompalaria glabrata. Oleh karena itu menarik untuk dilakukan penelitian mengenai aktivitas moluskisida asam anakardat terhadap keong mas ini (Pomacea sp.). Analisa Bahan Makanan Fak Kedokteran UI,1992 Oleh sebab itu peneliti tertarik untuk meningkatkan produksi padi dengan cara membuat pestisida alami dari senyawa asam anakardat yang terdapat dalam minyak kulit jambu mente. C. PERUMUSAN MASALAH Bagaimana cara mengekstrak senyawa asam anakardat dari jambu mente menjadi sumber pestisida alami yang tidak merusak padi dan lingkungan. D. BATASAN MASALAH Dalam penelitian ini masalah dibatasi pada bagaimana cara ekstrasi senyawa asam anakardat dari jambu mente sebagai pestisida alami.

4

E. TUJUAN PENELITIAN Tujuan penelitian ini adalah untuk menghasilkan pestisida alami yang di ekstraksi dari jambu mente. F. MANFAAT PENELITIAN Penelitian ini diharapkan bermanfaat sebagai suatu acuan dalam pembuatan pestisida alami dan dapat diproduksi dalam skala industri. G. TINJAUAN PUSTAKA Minyak Kulit Jambu Mente Tanaman jambu mente ( Anacardium occidentale. L) merupakan tanaman perkebunan yang sedang berkembang di Indonesia dan cukup menarik perhatian, hal ini karena pertama , tanaman jambu mente dapat ditanam di lahan kritis sehingga persaingan lahan dengan komoditas lain menjadi kecil dan dapat juga berfungsi tanaman konservasi, kedua tanaman jambu mente merupakan komoditas ekspor, sehingga pasar cukup luas dan tidak terbatas pada pasar domestik, ketiga usaha tani, perdagangn dan agroindustri mente melibatkan banyak tenaga kerja. Hampir semua bagian dari tanaman jambu mente dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Hasil utama tanaman jambu mente adalah buahnya. Buah mente terdiri dari buah sejati (biji/gelondong mente) dan buah semu. Produk utama yang diambil dari tanaman jambu mente adalah bijinya (kacang mente), sedangkan buah semu jambu mente sering dianggap sebagai produk ikutan. Bahkan bagi sebagian besar petani buah semu seringkali dibuang begitu saja dan dianggap sebagai limbah jambu mente. Walaupun demikian, buah semu jambu mente juga dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam bahan makanan, misalnya untuk membuat jam, jelly, sirup, sari buah, serta minuman. Buah semu mente secara keseluruhan terdiri atas daging buah yang lunak dan mengadung air dalam jumlah yang relatif banyak. Buah semu jambu mente sebenarna merupakan tangkai yang mengembung. Permasalahan atau kendala yang sering muncul dalam proses pengolahan jambu mente disebabkab oleh 3 jenis unsur pengganggu :

5

1. Senyawa tanin, senyawa ini yang menyebabkankan rasa sepat hingga pahit pada buah jambu mente. 2. Senyawa asam anakardat, senyawa asam anakardat merupakan senyawa yang sering menyebabkan rasa gatat-gatal ditenggorokan dan merangsang batuk. 3. Senyawa polifenolat, senyawa polifenolat merupakan senyawa yang menyebabkan cairan hasil perasan buah jambu mente berwarna kebiruan. Oleh karena itu, sebelum buah jambu mente diolah lebih lanjut menjadi berbagai makanan dan minuman, ketiga unsur pengganggu tersebut yaitu mengadung tanin penyebab rasa sepat, senyawa anakardat yang mengakibatkan rasa gatal di tenggorokan, dan senyawa polifenolat harus dinetralkan terlebih dahulu. Untuk menetralkan ketiga unsur-unsur tersebut, dengan beberapa perlakuan yaitu dengan perendaman memakai garam dapur 2 % selama 24 jam dan dengan jalan dikukus selama 20 menit, kemudian diolah lebih lanjut sesuai dengan keperluannya. Klasifikasi Plantae Spermatophyta Angiospermae Monochlamydeae (Apetales) Dialypetalae Sapindales Anarcadiaceae Anarcadium Anarcadium occidentale

Regnum Devisi Anak devisi Kelas Anak kelas Ordo Familia Genus Spesies

.

6

Pengolahan atau penanganan buah semu jambu mente dimaksudkan untuk menghindari kerusakan yang sekecil mungkin, mengingat buah semu jambu mente sangat mudah mengalami kerusakan, cepet menjadi lewat masak dan membusuk. Pada kondisi suhu kamar, buah semu jambu mente umumnya hanya dapat disimpan maksimal 2 hari, supaya buah tersebut awet/ tahan lama perlu diolah secara komersial menjadi sirup,abon, sari buah, jelly dan lain-lain. Senyawa Asam Anakardat Asam anakardat adalah suatu kelompok dari 4 senyawa yang mempunyai struktur dasar yang sama yaitu 2-hidroksi-6-alkilbenzoat dengan jumlah atom karbon yang sama pula. Keempat senyawa tersebut berbeda dalam hal jumlah ikatan rangkap yang terdapat pada gugus alkilnya yaitu 3 atau 2 atau 1 atau tanpa ikatan rangkap. Asam anakardat yang diperoleh dari minyak kulit biji jambu mente (cashew nut shell liquid = CNSL) telah dilaporkan oleh para peneliti dapat membunuh siput Biompalaria glabrata. Oleh karena itu menarik untuk dilakukan penelitian mengenai aktivitas moluskisida asam anakardat terhadap keong mas ini (Pomacea sp.). Adanya gugus fenolik, karboksil dan ikatan rangkap pada asam anakardat berpotensi sebagai gugus yang aktif suatu moluskisida. Struktur asam anakardat adalah :

7

Struktur umum dari asam anakardat. R adalah suatu rantai alkil panjangnya variabel, yang mungkin (adalah) dipenuhi atau tak terbungkus.

Rumus molekul Berat molekul

:C22H30O3 : 342,4718 g/mol

Asam anakardat bersifat toksik terhadap bakteri (Muroi & Kubo, 1993, 1994), juga terhadap sel kanker leher rahim (HeLa) dan sel kanker payudara BT-20 (Kubo dkk, 1993). Sitotoksisitas asam anakardat terhadap lini sel L1210 sejauh ini belum terungkap dalam literatur. Oleh karena itu. lini sel tersebut digunakan dalam penelitian ini untuk menguji sitotoksisitas senyawa-senyawa yang diduga bersifat sitotoksik terhadap sel abnormal khususnva asam anakardat dan turunannya. Gugus-gugus fungsi yang diduga berperan dalam sitotoksisitas asam anakardat adalah karboksil, hidroksil fenolik dan ikatan rangkap pada gugus alkil. Sejauh ini pengaruh gugus-gugus fungsi terhadap sitotoksisitas asam anakardat diperoleh dengan membandingkan sitotoksisitas asam anakardat dengan senyawa-senyawa lain yang mempunyai struktur sejenis (Kubo dkk, 1993). Seperti dalam hal peran gugus fungsi karboksil diperoleh Kubo dkk dalam penelitiannya dengan cara membandingkan sitotoksisitas asam anakardat dengan kardanol. Asam anakardat dan kardanol mempunyai struktur dasar yang sama yaitu 3-alkilfenol. Perbedaan keduanya hanya terletak pada gugus fungsi karboksil. Asam anakardat mempunyai gugus fungsi karboksil, sedangkan kardanol tidak. Peran gugus alkil diperolehnya dengan membandingkan sitotoksisitas asam anakardat dengan asam salisilat. Kedua senyawa tersebut mempunyai struktur dasar yang sama yaitu 2- hidroksibenzoat. Keduanya berbeda hanya dalam gugus alkil. Asam anakardat mempunyai gugus alkil, sedangkan asam salisilat tidak. Peran gugus fungsi hidroksil fenolik bahkan diperolehnya

8

dengan hanya membandingkan sitotoksisitas kardol yang mempunyai 2 gugus fungsi hidroksil fenolik dengan kardanol yang hanya mempunyai 1 gugus fungsi hidroksil fenolik. Untuk mendapatkan gambaran yang lebih meyakinkan tentang peran gugus-gugus fungsi (karboksil, ikatan rangkap pada gugus alkil dan hidroksil fenolik) dalam molekul asam anakardat terhadap sitotoksisitasnya, maka dalam penelitian ini dilakukan modifikasi gugusi-gugus fungsi tersebut satu per satu menjadi gugus fungsi lain untuk kemudian masing-masing senyawa yang terjadi diamati dan diteliti sitotoksisitasnya. Ini merupakan tujuan dari penelitian ini dalam rangka studi korelasi antara struktur dengan sitotoksisitas asam anakardat dan turunannya. Untuk rnencapai tujuan di atas dilakukan isolasi asam anakardat dari CNSL yang diikuti dengan modifikasi ikatan rangkap pada gugus alkil menjadi ikatan tunggal, gugus fungsi karboksil menjadi metil ester dan gugus fungsi hidroksil fenolik menjadi metil eter. Asam anakardat diisolasi dari CNSL, melalui kromatografi kolom dengan mengkombinasi metode Nagabushana & Ravindranath (1995) dan metode Budiati (1990). Pada metode kombinasi tersebut isolasi asam anakardat diawali dengan mengggunakan metode Nagahushana & Ravindranath yang telah diperbaiki tahap elusinya. Asam anakardat yang diperoleh dimurnikan lebih lanjut dengan menggunakan fasa diam dan eluen yang digunakan pada metode Budiati. Ternyata asam anakardat yang diperoleh dengan cara kombinasi tersebut lebih murni (97%) daripada yang diperoleh dari masingmasing metode (93%). Modifikasi ikatan rangkap pada gugus alkil menjadi ikatan tunggal dilakukan melalui hidrogenasi asam anakardat dengan 2 metode yaitu dengan metode Budiati (1990) dan metode Kiong & Tyman (1981). Pada metode Vogel digunakan basa kuat dan pelarut yang lebih polar daripada yang digunakan pada metode Kiong & Tyman. Kedua metode tersebut menghasilkan 2 senyawa yang menurut analisis spektroskopi merupakan metil ester asam anakardat dan metil ester metil eter asam anakardat. Metode Kiong & Tyman menghasilkan metil ester metil eter asam anakardat sebagai produk utama,

9

sedangkan metode Vogel menghasilkan metil ester asam anakardat sebagai produk utama. Oleh karena itu untuk mendapatkan metii ester asam anakardat digunakan metode Vogel, sedangkan untuk mendapatkan metil ester metil eter asam anakardat digunakan metode Kiong & Tyman Metil eter asam anakardat diperoleh dengan menghidrolisis mctil ester metil eter asam anakardat di atas melalui metode Paul & Yeddanapalh 11956) yang dimodifikasi yaitu dengan menggunakan basa yang Iebih kuat i kalwm hidroksida) dan pelarut yang Iebih polar (metanol-air). Adanya gugus fenolik, karboksil dan ikatan rangkap pada asam anakardat berpotensi sebagai gugus yang aktif suatu moluskisida. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah asam anakardat yang diisolasi dari kulit biji jambu mente memiliki aktivitas moluskisida terhadap (Pomacea sp.). Selain itu ingin diketahui apakah metilasi terhadap gugus fenolik dan karboksil asam anakardat mempengaruhi aktivitas moluskisidanya. H. METODE PENELITIAN a. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Kimia FMIPA Universitas Negeri Medan, dimulai pada bulan Maret-Mei 2011. b. Alat dan Bahan Alat-alat dan bahan-bahan yang akan dipergunakan dalam penelitian ini adalah: Alat-alat: Seperangkat alat shoklet Alat rotary evaporator vakum Seperangkat alat titrasi Alat-alat gelas Termomenter 100 0 C Pengukur waktu Neraca analitik Piknomenter Viskomenter Oswald Botol semprot Kertas saring biasa Lap Pisau dan blender GC-MS Spektrofotomenter-IR

10

Bahan-bahan: Jambu mente Aquades Kloroform Etanol Heksana H2SO4 95% NaOH Natrium thiosulfat(Na2S2O3) Asam oksalat Indicator Phenolphtalein (pp) Indikator amilum Indikator Methyl Orange Etanol 95% HCl 37% K2Cr2O7 KI dan Pereaksi Kaufmann.

c. Prosedur Kerja Preparasi Sampel Kulit biji jambu mente yang diperoleh diiris kecil-kecil, kemudian dikeringkan dengan cara diletakkan ditempat terbuka dengan sirkulasi udara yang baik dan tidak terkena sinar matahari secara langsung. Kulit biji jambu mente yang telah dikeringkan kemudian digiling dengan menggunakan blender hingga manjadi serbuk. Ekstraksi Serbuk biji jambu mente yang telah kering hasil preparasi ditimbang sebanyak 100 g, kemudian dimasukkan ke dalam alat shoklet. Setelah itu, dimasukkan 250 mL pelarut kloroform-etanol (perbandingan 3:1; 1:1; dan 1:3) dan heksana-etanol (perbandingan 3:1; 1:1; dan 1:3) dimana setiap pengerjaan ekstraksi dilakukan terpisah untuk masing-masing pelarut dalam masing-masing perbandingan. Setelah terendam, campuran (sampel dan pelarut) dishoklet pada temperatur 40oC selama 6 jam dan dilakukan 3 kali secara bertingkat dimana setiap perendaman selama 6 jam, pelarutnya diganti dengan yang baru. Untuk setiap proses ekstraksi, larutan ekstrak dipisahkan dari ampasnya dengan penyaringan dan setelah 3 kali ekstraksi filtrat dicampur jadi satu. Selanjutnya,

11

hasil ekstraksi didestilasi pada temperatur 60 0C untuk memisahkan minyak dari pelarutnya menggunakan alat rotary evaporator vakum. Minyak (CNSL) yang diperoleh ditentukan rendemennya, diuji kualitasnya (sifat fisikokimianya: massa jenis dengan alat piknomenter, viskositas dengan alat viskomenter Oswald, bilangan asam untuk menentukan asam lemak bebas dengan metode titrasi asam-basa, dan bilangan iod untuk menentukan asam lemak tidak jenuh dengan metode titrasi iodometri). Untuk menentukan komponen senyawa utamanya atau uji fenolat dari hasil penentuan rendemen tertinggi dan sifat fisiko-kimia kategori baik, ditentukan melalui uji fitokimia (spesifik terhadap pereaksi FeCl3) dan analisis dengan GC-MS serta untuk mendukung spektra GC-MS ditentukan pula analisis gugus fungsi mengunakan spektrofotomenter IR.

I. JADWAL KEGIATANDalam waktu 3 bulan dengan tahapan sebagai berikut: No 1 Persiapan 2 Pengumpulan jambu mente Persiapan alat dan bahan Kegiatan Bulan keI II III

Pelaksanaan Ekstraksi pektin dari kulit durian Penentuan rendemen Penentuan bilangan iodin Penentuan bilangan asam Uji pemakaian asam anakardat terhadap keong mas

12

3

Laporan Hasil Kegiatan Penyusunan Laporan Pengiriman Laporan akhir

J. BIAYA PENELITIAN A. Bahan Kimia : Cloroform Heksana H2SO4 98% Chemical PA NaOH Asam Oksalat Indikator PP 78.000,Indikator Metyl Orange Kertas pH indikator universal HCl Merck-100319.2500 Etanol 95% Chemical PA Pereaksi Kaufman Subtotal B. Peralatan Penunjang PKM Tabung reaksi pyrex Erlenmeyer 250 mL Sarung tangan Masker Subtotal C. Lain-Lain Cuci cetak Photo 100 photo @ Rp. 1.000,Rp. Rp. Rp. Rp. 100.000,450.000,200.000,750.000,1 set 20 buah 1 kotak 1 lusin Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. 120.000,500.000,50.000,24.000,694.000,100 mL 1 paket 2,5 L 3L 1 botol Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. 91.000,112.000,980.000,982.000,254.000,5.344.000,2L 1L 1L 2L 1L Rp. Rp. Rp. Rp. Rp. 100 mL 875.000,648.000,985.000,868.000,981.000,Rp.

Sewa Laboratorium 3 bulan @ Rp. 150.000,Peralatan Kantor (ATK) Subtotal

13

D. Rekapitulasi biaya Pengeluaran : A. Bahan Habis Pakai B. Peralatan Penunjang PKM C. Lain-Lain Total keseluruhan: Rp. Rp. Rp. Rp 5.344.000,694.000,750.000,6.788.000,-

K. DAFTAR PUSTAKA AAK. 1990. Budidaya tanaman padi. Yogyakarta: Kanisius Atkins & Carey. 1976. Organic Chemistry. Edisi ke-3. Prentice Hall Djarijah, Marlina,N., dan Mahedalswara, D. 1995. Jambu Mente dan Pembudidayaannya. Jakarta : Kanisius Fakultas Kedokteran UI. 1992. Analisis bahan makanan : Jakarta : UI Fessenden, R.J. dan Fessenden, J. S. 1986. Kimia Organik. Jakarta : Erlangga Kirk, R.E. and Othmer, D.F. 1985. Encyclopedia of Chemical Technology. New York Vol.14 The Interscience Encyclopedia Morrison, R.T. dan Boyd, R.N. 1983. Organic Chemistry. Boston: Allyn and Bacon Winarno, F.G. 1983. Enzim Pangan. Jakata: PT. Gramedia

L. Lampiran 1. Daftar riwayat hidup ketua dan anggota pelaksana. 2. Biodata dosen pendamping.