## FINGERPRINT ANALYSIS OF BETEL (Piper betle L.) AS RAW MATERIALS OF TRADITIONAL MEDICINE USING FTIR SPECTROSCOPE

## ANALISIS SIDIK JARI BUAH SIRIH ( Piper betle L.) SEBAGAI BAHAN BAKU OBAT TRADISIONAL DENGAN SPEKTROSKOPI FTIR
Vibrila Berliana Djanas 1)* , Fatimawali 1) , Elly J. Suoth 1)
1) Program Studi Farmasi FMIPA UNSRAT Manado, 95115 *vibrilaberliana@gmail.com

## ABSTRACT
Betel (Piper betle L.) is a plant that has long been used as a traditional medicine due to its nutritious chemical components  in  it.  These  components  can  be  analyzed  using  the  FTIR  (Fourier  Transform  Infra-Red) spectroscopy  method  which  can  describe  the  chemical  structure  based  on  the  fingerprint  spectrum.  The purpose of this study was to analyze the fingerprints of betel nut originating from Manado, North Minahasa, Minahasa, and Bitung using the FTIR spectroscopic method. Betel fruit samples were measured in the mid-IR region  (4000-650  Cm-1)  and  obtained  4  FTIR  spectra  which  were  relatively  the  same,  then  the  functional groups were determined for each main peak. The results showed that there were 10 functional groups in 17 absorbance  bands  for  each  betel  fruit  spectrum  obtained.  Fingerprint  analysis  of  betel  fruit  with  FTIR spectroscopic  method  can provide an  overview of  the  chemical  structure  contained  in  4  types  of betel  fruit based on geographically different growing areas.
Keywords: Piper betle L., Betel fruit, FTIR spectroscopy

## ABSTRAK
Sirih ( Piper betle L.) merupakan tumbuhan yang telah lama dimanfaatkan sebagai obat tradisional dikarenakan komponen  kimia  berkhasiat  yang  ada  didalamnya.  Komponen  tersebut  dapat  dianalisis  dengan  metode spektroskopi FTIR ( Fourier Transform Infra Red ) yang dapat menggambarkan struktur kimiawi berdasarkan spektrum  sidik  jari.  Tujuan  dari  penelitian  ini  ialah  untuk  analisis  sidik  jari  buah  sirih  yang  berasal  dari Manado,  Minahasa  Utara,  Minahasa  dan  Bitung  dengan  menggunakan  metode  spektroskopi  FTIR.  Sampel buah sirih diukur pada daerah IR pertengahan (4000-650 Cm -1 ) dan didapatkan 4 spektrum FTIR yang relatif sama, kemudian ditentukan gugus fungsional untuk setiap puncak-puncak utama. Hasil menunjukan terdapat 10 gugus fungsional pada 17 pita absorbansi untuk setiap spektrum buah sirih yang diperoleh. Analisis sidik jari  buah  sirih  dengan  metode  spektroskopi  FTIR  dapat  memberikan  gambaran  struktur  kimiawi  yang terkandung pada 4 jenis buah sirih berdasarkan daerah tempat tumbuh berbeda secara geografis.
Kata Kunci : Piper betle L., Buah sirih, Spektroskopi FTIR

## PENDAHULUAN
Saat  ini  kecenderungan masyarakat  untuk mengkonsumsi  obat  tradisional  sangat  besar, karena  perubahan  gaya  hidup  yang  kembali  ke alam  dan  mahalnya  harga  obat-obatan  modern yang membuat permintaan terhadap tanaman obat sebagai  bahan  baku  obat  herbal  semakin  tinggi, tidak  hanya  di  Indonesia  tetapi  juga  di  dunia. (Shafirany et al ., 2018).
Sirih ( Piper betle L.) merupakan salah satu tanaman  obat  yang  telah  lama  dimanfaatkan sebagai obat untuk demam, luka dan infeksi mata (Silalahi, 2015). Berbagai studi struktur metabolit dengan  analisis  spektroskopi  telah  melaporkan bahwa  daun  sirih  memiliki  kandungan  senyawa flavonoid,  polifenol  dan  katekol  yang  memiliki potensi sebagai antivirus, antiinflamasi, antitumor, antihemolitik  dan  antioksidan  (Chakraborty, 2011).
Buah sirih dilaporkan memiliki kandungan minyak atsiri golongan monoterpene dan seskuiterpen  serta  beberapa  senyawa  turunan  dari fenil  propanoid,  yaitu  anetol,  metil-kavikol  dan eugenol (Wartono et al ., 2014), selain itu buah sirih juga  dilaporkan  memiliki  berbagai  aktivitas, seperti antimalaria (Nugorho, 2011; Fatimawali et al., 2021);  antioksidan  (Budiarso et  al .,  2014); antibakteri (Makatamba et al ., 2020; Tjandra et al ., 2020); antiproliferative, antimutagenik, antikolesterol,  analgesik,  imunomodulator  dan hepatoprotektor (Silalahi, 2019).
Baru-baru  ini  studi in  silico melaporkan bahwa  berdasarkan  prediksi  ADMET  (absorpsi, distribusi,  metabolism,  ekskresi  dan  toksisitas) terdapat beberapa senyawa biaoktif dari daun sirih yang memiliki sifat farmakokinetik menguntungkan  dan  aman,  sehingga  cocok  untuk dikembangkan  sebagai  kandidat  obat.  Senyawa tersebut juga terbukti bermanfaat dalam pengobatan  COVID-19,  terutama  dalam  konteks badai sitokin (Fatimawali et al ., 2022).
Banyaknya  manfaat  pada  tanaman  sirih membuat tanaman ini menjadi tanaman obat yang sangat  berpotensi  untuk  dijadikan  sebagai  bahan baku  obat  herbal.  Memastikan  keaslian  adalah langkah  penting  pertama  untuk  menilai  kualitas tumbuhan obat. Setiap tumbuhan obat mengandung unsur kimia tertentu. Oleh karena itu, komposisi kimiawi masing-masing tumbuhan obat perlu  dianalisis  untuk  mengidentifikasi  tumbuhan obat  dan  dijamin  keasliannya  (Shafirany et  al ., 2018).  Analisis  struktur  senyawa  kimiawi  dapat dilakukan  dengan  teknik Spectroscopy  Fourier
Transform Infra-Red (FTIR) yang dapat
memberikan  hasil  berupa  spektrum  sidik  jari  dari buah  sirih.  Berbagai  pola  spektrum  sidik  jari  dari buah  sirih  inilah  yang  dapat  digunakan  sebagai kontrol kualitas bahan baku obat herbal serta dapat memberikan  informasi  yang  lebih  akurat  dan realistis (Rohman dan Che, 2012).
Metode  analisis  dengan  FTIR  dapat mengukur  secara  cepat  sampel  serta  mampu menganalisis beberapa komponen secara serentak. Analisis sidik jari FTIR merupakan informasi data yang begitu kompleks sehingga dapat menggambarkan  secara  menyeluruh  karakteristik kimiawi  suatu  sampel.  Sedikit  saja  terjadi perubahan pada posisi pita dan intensitasnya dalam spektrum FTIR, hal ini akan berhubungan dengan perubahan komposisi kimiawi dalam suatu sampel. Oleh  karena  itu,  spektrum  sidik  jari  FTIR  telah digunakan  untuk  membedakan  tumbuhan  satu dengan  lainnya  walaupun  komposisi  senyawa kimianya belum diketahui secara pasti (Sun et al ., 2010).
Berdasarkan  uraian  diatas,  maka  perlu dilakukan analisis sidik jari buah sirih ( Piper betle L.) dari beberapa daerah di Sulawesi Utara dengan menggunakan metode spektroskopi FTIR.

## METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  pada  bulan November 2021 hingga Februari 2022 di Program Studi  Farmasi  Fakultas  Matematika  dan  Ilmu Pengetahuan  Alam  Universitas  Sam  Ratulangi Manado.

## Bentuk Penelitian
Bentuk dari penelitian ini adalah eksperimental laboratorium yang akan menganalisis  sidik  jari  buah  sirih  dari  beberapa daerah  berbeda  di  Sulawesi  Utara  dengan  metode spektroskopi FTIR ( Fourier Transform Infra-Red ).

## Alat dan Bahan
Alat
Alat-alat yang digunakan ialah spektroskopi  FTIR  ( Thermo  Scientific  Nicolet iS10, Madison, WI ), mortal dan timbangan analitik.

## Bahan
Bahan  yang  digunakan  ialah  simplisia kering  buah  sirih  dari  daerah  Minahasa,  Manado, Minahasa Utara, dan Bitung.

## Prosedur Penelitian Pengambilan dan Preparasi Sampel
Sampel  diambil  dari  beberapa  daerah  di Sulawesi  Utara,  yaitu  Minahasa,  Manado, Minahasa  Utara,  dan  Bitung.  Buah  sirih  diambil dengan  tingkat  kematangan  dan  pada  bagian tanaman  yang  bervariasi,  sesuai  dengan  kondisi lingkungannya.
Sortasi  dilakukan  terhadap  bagian-bagian pengotor  dari  sampel  buah  sirih,  seperti  bagian tanaman  lain  yang  tidak  akan  digunakan,  dan bagian  tanaman  yang  rusak.  Selanjutnya,  sampel dicuci  dengan  air  bersih  dan  mengalir  untuk menghilangkan  bagian-bagian  pengotor  yang melekat pada sampel. Kemudian sampel dipotong kecil-kecil secara melintang untuk mempermudah proses pengeringan dan sampel dikering anginkan. Setelah  kering  sampel  di  hancurkan  dengan diblender dan diayak dengan menggunakan ayakan 60 mesh, sehingga diperoleh simplisia buah sirih.

## Pengukuran Sampel pada FTIR
Pengukuran sampel dengan FTIR mengikuti  Johson et  al .,  (2012)  dengan  beberapa modifikasi.  Sejumlah  sampel  buah  sirih  masing- masing  ditempatkan  langsung  pada  bagian  kristal ZnSe  dari  spektrofotometer  inframerah  dengan tekanan  konstan  diterapkan  dan  data  absorbansi inframerah diukur pada kisaran bilangan gelombang  4000  Cm -1 hingga  650  Cm -1 dan terkomputerisasi untuk analisis dengan menggunakan  perangkat  lunak  Omnic.  Semua sampel diukur dalam rangkap tiga.

## Analisis dan Pengolahan Data
Data hasil  spektrum FTIR yang diperoleh dianalisis  untuk  daerah  sidik  jari  dan  ditentukan gugus  fungsional  pada  setiap  puncak-puncak utama yang diperoleh dari masing-masing sampel buah sirih.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 1. Sektrum FTIR Buah Sirih Daerah Minahasa Utara
Gambar 2. Spektrum FTIR Buah Sirih Daerah Bitung
Gambar 3. Spektrum FTIR Buah Sirih Daerah Manado
Gambar 4. Spektrum FTIR Buah Sirih Daerah Minahasa
Spektroskopi  FTIR  merupakan  teknik analisis yang cepat dan sederhana dengan seluruh sifat  kimiawi  pada  suatu  senyawa  atau  sampel dapat  diungkapkan  melalui  spektrum  FTIR. Spektrum  FTIR  yang  dihasilkan  memiliki karakteristik  yang  berbeda  untuk  setiap  senyawa. Perbedaan ini dapat dilihat dari jumlah puncaknya, intensitasnya  atau  bilangan  gelombang  dari  tiap- tiap puncak absorbsi. Pengukuran spektrum FTIR pada buah sirih dari daerah tempat tumbuh berbeda dilakukan pada  daerah  IR  pertengahan  (4000-650 Cm -1 ) dan memberikan pola spektrum yang relatif sama  antar  satu  sama  lainnya  sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1-4.
Spektrum inframerah yang dihasilkan dari sampel buah sirih menunjukkan banyaknya puncak absorpsi  (pita)  pada  berbagai  macam  bilangan gelombang.  Pada  bilangan  gelombang  4000  cm -1 hingga 2000 cm -1 terlihat bahwa diantara 4 sampel buah sirih memberikan pola spektrum yang relatif
sama,  namun  pada  daerah  bilangan  gelombang 1500  cm -1 hingga  650  cm -1 keempat  sampel  buah sirih menunjukkan pola spektrum dengan berbagai puncak  absorbansi  yang  lebih  kompleks.  Hal  ini dikarenakan,  pada  daerah  inilah  spektrum memberikan informasi sidik jari dengan pola yang sangat  khas  pada  setiap  senyawa,  sehingga  dapat benar-benar  membedakan  antara  sampel  satu dengan yang lainnya.
Berdasarkan  spektrum  sidik  jari  dari keempat  sampel,  terlihat  bahwa  pola  spektrum sampel  buah  sirih  memberikan  puncak  pada bilangan  gelombang  yang  sama  antar  satu  sama lainnya,  terkecuali  nilai  absorban  pada  tiap spektrum sampel buah sirih berbeda. Hal ini dapat menunjukkan  bahwa  senyawa  kimia  yang dikandung  hampir  sama  hanya  berbeda  pada intensitas  atau  kadarnya  saja.  Perubahan  sedikit saja yang terjadi pada posisi pita dan intensitasnya
dalam  spektrum  FTIR  akan  berhubungan  dengan perubahan  komposisi  kimia  dalam  suatu  sampel. Oleh karena itu, spektrum FT-IR dapat digunakan untuk  membedakan  tumbuhan  yang  satu  dengan yang lainnya (Sun et al ., 2010), walaupun senyawa yang dikandung hampir sama, sebagaimana hal ini dapat  membedakan  buah  sirih  dari  4  tempat tumbuh yang berbeda secara geografis.
Daerah  sidik  jari  merupakan  daerah dimana  seluruh  jenis  vibrasi  ikatan  molekul menyerap pada daerah ini, selain itu spektrum sidik jari  FTIR  buah  sirih  dapat  memberikan  informasi data  yang  menggambarkan  secara  menyeluruh karakteristik  kimiawi  suatu  sampel.  Hasil  analisis sidik  jari  spektrum  FTIR  buah  sirih  dari  keempat daerah berbeda dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data FTIR dan Gugus Fungsional Buah Sirih dari Daerah Minahasa, Manado, Minahasa
Utara dan Bitung No. Bilangan Gelombang (cm -1 ) Gugus Fungsi 1 3286 O-H (Alkohol terikat hidrogen, fenol) 2 2920 C-H (Alkana) 3 2852 4 1714 C=O (Aldehid, keton, asam karboksilat, ester) 5 1606 C=C (Cincin aromatic) 6 1516 7 1412 C-H (Alkana) 8 1410 9 1369 C-H (Alkana); NO 2 (Senyawa Nitro) 10 1309 NO 2 (Senyawa Nitro) 11 1234 C-N (Amina, amida); C-O (Alkohol, eter, asam karboksilat, ester) 12 1149 C-O (Alkohol, eter, asam karboksilat, ester) 13 1059 14 1014 15 914 =C-H (Alkena); senyawa lain 16 814
Identifikasi  gugus  fungsi  dari  setiap puncak  absorbansi  pada  bilangan  gelombang tertentu merupakan basis dari interpretasi spektrum IR.  Berdasarkan  analisis  dengan  spektroskopi
FTIR, diperoleh beberapa puncak absorbansi pada berbagai  bilangan  gelombang  dari  7  spektrum sampel  buah  sirih.  Pada  pita  1  (  3286  Cm -1 ) mengindikasikan adanya vibrasi ulur O-H dengan intensitas puncak yang bervariasi. Ikatan O-H pada alkohol menyerap pada bilangan gelombang yang lebih besar dari suatu asam, yaitu 3250-3550 Cm -1 , ikatan  O-H  disini  dapat  menandakan  adanya senyawa alkohol terikat hydrogen maupun fenol.
Pita  2  dan  3  (2920  Cm -1 dan  2852  Cm -1 ) memiliki  puncak  absorbansi  yang  berdekatan  dan mengindikasikan adanya vibrasi ulur C-H (alkana) yang  memiliki  intensitas  kuat.  Pada  pita  4  (1714 Cm -1 )  mengindikasikan  adanya  vibrasi  ulur  C=O dengan intensitas kuat. Pita 5 dan 6 (1606 Cm -1 dan 1516  Cm -1 )  mengindikasikan  adanya  vibrasi  ulur C=C  (cincin  aromatik)  dengan  intensitas  puncak yang bervariasi. Pita 7 dan 8 memiliki dua puncak absorbansi yang berdekatan (1412 Cm -1 dan 1410 Cm -1 ) mengindikasikan adanya vibrasi tekuk C-H (alkana) dengan intensitas kuat.
Pita  9  (1369  Cm -1 )  mengindikasikan adanya vibrasi tekuk C-H (alkana) dan dapat juga mengindikasikan  adanya  senyawa  NO 2 dengan intensitas puncak absorbansi keduanya sama-sama kuat. Pita 10 (1309 Cm -1 ) mengindikasikan adanya senyawa  NO 2 (nitro)  dengan  intensitas  puncak absorbansi  yang  kuat.  Gugus  nitro  tersebut  dapat menandakan adanya senyawa arekolin (C 8 H 13 NO 2 ),  hal  ini  sejalan  dengan  Nugroho (2011)  yang  melaporkan  bahwa  sirih  diketahui memiliki  kandungan  kimia  arekolin  pada  seluruh bagian tanamannya.  Arekolin merupakan senyawa alkaloid yang bersifat sebagai antibakteri dan dapat meningkatkan imunitas.
Pita  11  (1234  Cm -1 )  mengindikasikan adanya vibrasi ulur C-N (Amina) dan C-O dengan intensitas yang kuat. Pita 12, 13 dan 14 (1149 Cm - 1 ,  1059  Cm -1 dan  1014  Cm -1 )  mengindikasikan adanya  vibrasi  tekuk  C-O  dengan  intensitas  kuat. Pita  15  dan  16  (914  Cm -1 dan  814  Cm -1 ) mengindikasikan  adanya  =C-H  (alkena)  dan senyawa lainnya. Pada daerah sidik jari ini dimana sedikit  saja  ada  perbedaan  dalam  struktur  dan susunan  molekul,  akan  menyebabkan  distribusi puncak  absorbsi  berubah  yang disebabkan  karena interaksi  yang  bervariasi  sehingga  tidak  mungkin dapat menginterpretasikan data dengan tepat.
Dalam  mengevaluasi  dan  menganalisis suatu  tumbuhan  obat,  dapat  dipengaruhi  oleh berbagai  faktor,  seperti  faktor  tempat  tumbuh, waktu  budidaya  dan  panen  serta  prosedur
pemrosesan  dan  penyimpanan,  sehingga  sangat sulit  untuk  benar-benar  memastikan  kualitas  dari suatu  tumbuhan  obat,  meskipun  begitu  analisis sidik jari yang telah dilakukan pada keempat jenis buah  sirih  sudah  mampu  memberikan  gambaran mengenai karaktersitik kimiawi pada keempat jenis buah  sirih  berdasarkan  tempat  tumbuh  yang berbeda secara geografis.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa analisis sidik jari  dengan  metode  FTIR  pada  buah  sirih  (Piper betle  L.)  yang  tumbuh  pada  4  daerah  berbeda secara geografis, memiliki pola spektrum sidik jari yang relatif  sama antar satu sama  lainnya, namun berbeda pada intensitasnya.

## SARAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat dilakukan studi lebih  lanjut  terhadap  analisis  multikomponen kimiawi  berkhasiat  yang  ada  pada  buah  sirih, sehingga  dapat  dijadikan  pembanding  untuk evaluasi kimiawi buah sirih.

## DAFTAR PUSTAKA
Budiarso, L., E. Suryanto dan S. Sudewi. 2014. Uji Aktivitas  Antioksidan  dari  Fraksi  Buah Sirih Hutan ( Piper cubeba ) dengan Metode DPPH. Pharmacon. 3(2): 121-126.
Chakraborty, D dan B. Shah. 2011. Antimicrobial, Antioxidative  and  Antihemolytic  Activity of Piper Betel Leaf Extracts, Int. J. Pharm. Pharm. Sci . 3(3): 92-199.
Fatimawali., M. J. Kalalo., S. B. Simanjuntak., T.
A.  Hebber.,  B.  J.  Kepel  dan  T.  E.  Tallei.
2022.  Immunomodulatory  Potential  of Bioactive  Compounds  of  Betel  Leaf Extract Targeting COVID-19 Immunological Human Host Proteins: An in  Silico  Study. Journal  of  Applied Pharmaceutical Science . 12(2): 075-088.
Fatimawali., T. E. Tallei., B. J. Kepel., M. Alorabi., A.  M.  El-Shehawi.,  W.  Bodhi.,  S.  G. Tumilaar., I. Celik., G. M. Hedeab., A. A. Mohamed  dan  T.  B.  Emran.  2021.
Appraisal  of  Bioactive  Compounds  of
Betel  Fruit  as  Antimalarial  Agents  by Targeting  Plasmepsin  1  dan  2:  A
Computational Approach. Multidisciplinary Digital Publishing Institute. 14: 1285.
Johson, M., MD. Nazneen dan Wesely EG. 2012.
FTIR  Studies  on  The  Leaves  of  Albizia Lebbeck Benth. Int J Pharm Sci . 4(3) : 293- 296.
Makatamba,  V.,  Fatimawali  dan  G.  Rundengan. 2020.  Analisis  Senyawa  Tannin  dan Aktivitas  Antibakteri  Fraksi  Buah  Sirih ( Piper  betle L.)  terhadap Streptococcus mutans. Jurnal MIPA . 9(2): 75-80.
Nugroho,  Y.A.  2011.  Aktivitas  Antimalaria  (In Vivo)  Kombinasi  Buah  Sirih  ( Piper  betle L.), Daun Miyana ( Plectranthus scutellarioides (L.)  R.  BR.)  Madu  dan Kuning Telur pada Mencit yang Diinfeksi Plasmodium  berghei . Buletin  Penelitian Kesehatan. 39(3): 129-137.
Rohman,  A  dan  Che  Man.  2012.  Pengembangan Metode  Deteksi  Minyak  Kedelai  dalam Campuran  Minyak  Kelapa  Murni  dengan Spektroskopi Inframerah dan Kemometrika. Jurnal  Agritech . 23(2):
111-116.
Shafirany, M., Y. Susilawati dan I. Musfiroh. 2018. Aplikasi  Kemometrik  dalam  Penentuan Mutu  Tumbuhan  Obat. Pharmauho. 4(2): 6-14.
Silalahi, M. 2019. Manfaat dan Bioaktivitas Piper betle L. Cendekia  Journal  of  Pharmacy.
3(2): 137-146.
Silalahi,  M.,  Nisyawati,  Walujo,  E.B  dan Supriatna,  J.  2015.  Local  Knowledge  of Medicinal  Plants  in  Sub-Ethnic  Batak Simalungun of North Sumatra, Indonesia.
Biodiversitas . 16(1): 44-54.
Sun,  S.,  J.  Chen.,  Zhou,  Q.,  Lu,  G.  dan  Chan,  K.
2010. Application of Mid-Infrared
Spectroscopy  in  The  Quality  Control  of Traditional  Chinese  Medicines. Planta Medica . 76: 1987-1996.
Tjandra,  R.F.,  Fatimawali  dan  O.S.  Datu.  2020. Analisis  Senyawa  Alkaloid  dan  Uji  Daya Hambat  Ekstrak  Buah  Sirih  ( Piper  betle L.)  terhadap  Bakteri Staphylococcus epidermis. eBiomedik. 8(2): 173-179.
Wartono,  M.W.,  A.  Ainurofiq  dan  M.  Ismaniar.
2014.  Komposisi  Kimia  Minyak  Atsiri Buah Sirih Hijau ( Piper betle L), Kemukus ( Piper  cubela L)  dan  Cabe  Jawa  ( Piper retrofractum Vahl). Molekul. 9(1): 1-12.