Nikotin Dalam Tembakau

Nikotin termasuk dalam golongan alkaloid yang terdapat dalam family Solanaceae. Nikotin dalam jumlah banyak terdapat pada tanaman tembakau, sedang dalam jumlah kecil terdapat pada tomat, kentang dan terung. Nikotin, bersama kokain dapat pula ditemukan pada daun tanaman koka. Kadar nikotin berkisar antara 0,6 -3,0% dari berat kering tembakau, dimana proses biosintesisnya terjadi di akar dan terakumulasi pada daun tembakau. Nikotin terjadi dari biosintesis unsur N pada akar dan terakumulasi pada daun. Fungsi nikotin adalah sebagai bahan kimia antiherbivora dan adanya neurotoxin yang sangat sensitif bagi serangga, sehingga nicotine digunakan sebagai insektisida pada masa lalu (Purbosayekti, 2008).

Nikotin (β-pyridil-α-N-methyl pyrrolidine) merupakan senyawa organik spesifik yang terkandung dalam daun tembakau. Apabila dihisap senyawa ini akan menimbulkan rangsangan psikologis bagi perokok dan membuatnya menjadi ketagihan.

Nikotin bersifat higroskofis dan mudah membentuk garam dengan asam serta mempunyai bau yang tidak menyenangkan. Dengan Asam klorida (HCl) dapat membentuk garam kristal nikotin dihidroklorida. Untuk mengetahui kadar nikotin dalam tembakau dapat dilakukan dengan metode acid-alkalimetri. Nikotin dalam tembakau diekstraksi terlebih dahulu oleh pelarut organik, nikotin ini bersifat basa tetapi tidak dapat dititrasi langsung dengan Asam klorida (HCl). Oleh sebab itu ditambah terlebih dahulu dengan Natrium hidroksida (NaOH). Asam klorida merupakan larutan baku sekunder, maka perlu ditentukan dahulu konsentrasinya. Pada titrasi ini untuk titik akhir titrasi digunakan indikator metil merah dengan trayek pH 4,2-6,2.

Kimia Bahan Alam

Ujian Mid Semester

Matakuliah       : Kimia Bahan Alam

Kredit                : 2 SKS

Dosen                : Dr. Syamsurizal, M.Si

Hari/Tanggal     : Sabtu, 24 November 2012

Waktu                : 15.30 sd 09.00 pagi ( 26 November 2012 )

1.      Kemukakan gagasan anda bagaimana cara mengubah suatu senyawa bahan alam yang tidak punya potensi ( tidak aktif ) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktifitas biologis tinggi. Berikan dengan contoh.

Jawaban :

Menurut saya cara pengubahan suatu senyawa bahan alam yang tidak aktif menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktif biologis tinggi yaitu salah satu contoh pada biji mengkudu dimanfaatkan menjadi minyak dengan proses isolasi. 

Pada proses produksi jus mengkudu menghasilkan limbah biji yang cukup besar dan selama ini masih belum dimanfaatkan. Proses isolasi dilakukan dengan pengeringan terhadap biji mengkudu menggunakan sinar matahari sehingga diperkirakan kadar airnya tersisa 2% – 8%. Biji kering tersebut dihaluskan untuk memudahkan analisis proksimat dan proses isolasi minyak. Analisis proksimat menunjukkan, proses pengeringan berhasil menurunkan kadar air dalam serbuk biji mengkudu menjadi 6,74%, juga dapat dilihat serat dan karbohidrat merupakan senyawa kimia dominan dalam biji mengkudu. Sedangkan lemak atau minyak merupakan senyawa dominan ketiga, yaitu 13,2%, sehingga dimungkinkan untuk diisolasi menggunakan pelarut organik atau menggunakan proses mekanik berupa pengepresan.

Pada proses isolasi minyak menggunakan proses ekstraksi. Berdasarkan sifat lemak yang non polar, maka dilakukan isolasi minyak menggunakan pelarut nonpolar yaitu n-heksana dengan alat sokhlet. Proses isolasi dilakukan pada suhu 80 ^oC selama 4 jam. Kondisi suhu dipilih berdasarkan pertimbangan titik didih pelarut dan kestabilan minyak, sedangkan parameter waktu didasarkan pada prosedur umum untuk penentuan lemak kasar. Rendemen hasil ekstraksi minyak dengan n-heksana adalah berkisar antara 11,59% – 12,60%. Minyak yang dihasilkan umumnya berwarna kuning jernih dan tak berbau.

2.      Jelaskan bagaimana idenya suatu senyawa bahan alam yang memiliki potensi biologis tinggi dan prospektif untuk kemaslahatan makhluk hidup dapat disintesis di laboratorium

Jawaban :

Senyawa bahan alam yang memiliki potensi biologis tinggi dan prospektif untuk kemaslahatan makhluk hidup dapat disintesis di laboratorium, yaitu dapat dibuat jadi kapsul suplemen, tablet suplemen dan serbuk agar kadungannya lebih besar, contohnya :

-    Buah Acai berry yang dibuat jadi kapsul suplemen  

Acai berry mengandung beberapa senyawan antosianin dan flavonoid. Buah acai berry yang dibuat menjadi kapsul supleman sebagai antioksidan yang kuat, mempunyai manfaat kesehatan antara lain: mengurangi  berat badan,  peningkatan energi, perbaikan pencernaan , membantu detoksifikasi, memperbaiki penampilan kulit, meningkatkan kesehatan jantung, mengurangi tanda-tanda penuaan, dan mengurangi kadar kolesterol.  Acai berry kaya akan Omega 3, Omega 6 dan Omega 9 yang merupakan asam lemak yang telah dibuktikan secara ilmiah untuk melawan kolesterol.  Asam lemak ini merupakan asam lemak esensial tak jenuh ganda yang menurunkan lipoprotein densitas rendah (LDL) dalam darah dan meningkatkan HDL atau high density lipoprotein dalam darah. LDL ini juga dikenal sebagai kolesterol buruk,  sementara HDL adalah kolesterol baik yang dibutuhkan oleh tubuh dan sehat juga.

-   Tumbuhan Sarang  Semut  dibuat  jadi tablet suplemen

Tumbuhan ini mengandung senyawa-senyawa kimia dari golongan flavonoid dan tanin. Kemampuan Sarang Semut secara empiris untuk pengobatan berbagai jenis kanker atau tumor, TBC, dan encok/rematik diduga kuat berkaitan dengan kandungan flavonoid Sarang Semut. Tumbuhan Sarang Semut kaya akan antioksidan tokoferol (vitamin E) sekitar 313 ppm dan beberapa mineral penting untuk tubuh seperti kalsium, natrium, kalium, seng, besi, fosfor, dan magnesium.

Pada  analisis antioksidan dari ekstrak kasar tumbuhan Sarang Semut dengan menggunakan metode DPPH (1,1-difenil-2-pikrilhidrazil) menunjukkan bahwa ekstrak tersebut memiliki aktivitas antioksidan sedang, yaitu diperoleh nilai IC50 sebesar 48,6 ppm. Sementara alfatokoferol yang merupakan antioksidan kuat dengan nilai IC50 diperoleh angka sebesar 5,1 ppm. IC50 merupakan konsentrasi dari antioksidan yang dapat meredam atau menghambat 50% radikal bebas. Semakin kecil nilai IC50 dari suatu antioksidan maka semakin kuat antioksidan tersebut. Alfa-tokoferol pada konsentrasi 12 ppm telah mampu meredam radikal bebas sebanyak 96% dan persentase inhibisi ini tetap konstan untuk konsentrasi yang lebih tinggi dari 12 ppm. Hasil penelitian ini mempunyai makna bahwa alfa-tokoferol pada konsentrasi rendah pun telah memiliki aktivitas peredam radikal bebas hingga mendekati 100%.

-   Temulawak yang dibuat jadi kapsul dan serbuk

Temulawak yang telah di kemas dalam kapsul dan serbuk. Walaupun telah di kemas dalam kapsul namun khasiat temulawak tidak terkurangi justru disarikan dari temulawak yang berkualitas baik. Tumbuhan ini kaya dengan minyak menguap, fellandren dan turmerol, kurkumin, zat tepung, kamfer, glikosida, toluyl metil karbinol dan 1 siklosoprenmyrsen. Menurut penelitian tanaman ini dapat menjadi obat penyakit : maag, bau haid, sembelit, kurang ASI, asthma, cacar air, sariawan, bau badan, anti jerawat, hepatitis, dan penyakit kandung empedu. 

                                

3.      Jelaskan kaidah-kaidah pokok dalam memilih pelarut untuk isolasi dan purifikasi suatu senyawa bahan alam. Berikan dengan contoh untuk 4 golongan senyawa bahan alam : Terpenoid, alkaloid, Flavonoid, dan Steroid.

Jawaban :

Kaidah-kaidah pokok dalam memilih pelarut untuk isolasi dan purifikasi suatu senyawa bahan alam, yaitu : pelarut mudah dipisahkan dari zat terlarut, pelarut tidak bereaksi dengan zat terlarut melalui segala cara, pelarut harus mempunyai daya larut yang tinggi dan tidak  berbahaya atau beracun, memiliki titik didih yang tepat dan harganya  murah dan tersedia dalam jumlah besar.

1)    Isolasi senyawa flavonoid 

-     Kulit batang bungur (Lagerstroemia speciosa Pers.) menggunakan pelarut n-butanol.

-   Rimpang Temu Ireng (Curcuma aeruginosa Roxb.) menggunakan pelarut petroleum eter, kloroform, n-butanol, dan metanol.

-    Kulit batang buah nangka menggunakan pelarut methanol atau etanol.

-    Daun sukun menggunakan pelarut dietil eter.

-    Biji pepaya (Carica papaya L.) menggunakan pelarut n-heksana

2)   Isolasi senyawa alkaloid 

-    Daun Tumbuhan Jambu Keling dengan menggunakan pelarut metanol

-    Tepung gadung (Dioscorea hispida Dennst), dengan menggunakan pelarut etanol.

3)   Isolasi senyawa steroid

-    Daun beringin (Ficus benjamina L.) dengan menggunakan pelarut etanol.

-    Buah berry, dengan menggunakan pelarut metanol.

4)   Isolasi senyawa terpenoid 

-    Daun tanaman nilam (pogostemon heyneanus, benth) menggunakan pelarut n-butanol, etil asetat, n-heksana.

4.Jelaskan dasar titik tolak penentuan struktur suatu senyawa organik. Bila senyawa bahan alam tersebuat adalah kafein misalnya. Kemukakan gagasan anda hal – hal pokok apa saja yang di perlukan untuk menentukan strukturnya secara keseluruhan.

Jawaban :

Titik tolak penentuan struktur suatu senyawa organik senyawa flavonoid dalam rimpang temu ireng (Curcuma aeruginosa Roxb.) dan hal – hal pokok yang di perlukan untuk menentukan strukturnya adalah dilakukan dengan metode spektrofotometer UV-Vis, IR dan GC-MS.

Analisis yang digunakan adalah :

1)      Spektrofotometer UV-Vis dan IR untuk menentukan gugus fungsional dalam suatu senyawa

2)      Spektra GC-MS untuk menentukan struktur senyawa tersebut.

Hasil analisis dengan spektrofotometer UV-Vis dan IR menunjukkan bahwa hanya f2, f4 dan f9 yang merupakan isoflavon. Karena diduga bahwa senyawa aktif dalam rimpang temu ireng adalah isoflavon, maka identifikasi struktur lebih lanjut hanya dilakukan pada fraksi f2, f4 dan f9. Spektrum UV-VIS fraksi f2  bentuknya sama dengan bentuk spektrum isoflavon (Markham, 1988). Gambar spektrum UV-Vis ini memperlihatkan adanya panjang gelombang maksimum pada 207 nm dan bahu pada 250 nm-300 nm. Adanya satu puncak serapan maksimum dan bahu memberi petunjuk bahwa fraksi f2 mengandung senyawa isoflavon.

http://si.uns.ac.id/profil/uploadpublikasi/Jurnal/197404192000032001bio_farmasi_7.pdf

Gambar Spektrum UV-VIS fraksi f2

Analisis selanjutnya menggunakan spektrofotometer IR untuk menentukan gugus gugus fungsional senyaw

Spektrum infra merah fraksi f2

Pada gambar diatas dapat dilihat adanya pita kuat pada 1714,6 cm-1 yang spesifik untuk gugus karbonil. Serapan tajam pada 1261,4 cm-1 dan 1217,0 muncul dari vibrasi gugus C-O yang terkonjugasi. Berdasarkan analisis terhadap spektrum dapat disimpulkan bahwa f2 mengandung senyawa aromatis, gugus C=O, C-O, vinyl, -CH2- dan gugus metoksi, serta didukung oleh analisis dengan uji warna, spektrofotometer UV-Vis, dan IR, maka dapat dibuat fragmentasi dari fraksi f2, yaitu :

Spektra GC-MS fraksi f2

TERPENOID

Terpenoid terdiri atas beberapa macam senyawa, mulai dari komponen minyak atsiri, yaitu monoterpena dan sesquiterepena yang mudah menguap (C10 dan C15), diterpena menguap, yaitu triterpenoid dan sterol (C30), serta pigmen karotenoid (C40). Masing-masing golongan terpenoid itu penting, baik dalam pertumbuhan dan metabolisme maupun pada ekologi tumbuha. Terpenoid merupakan unit isoprena (C5H8). Terpenoid merupakan senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan isoprena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C30 siklik yaitu skualena. Senyawa ini berstruktur siklik yang nisbi rumit, kebanyakan berupa alcohol, aldehid atau atom karboksilat. Mereka berupa senyawa berwarna, berbentuk kristal, seringkali bertitik leleh tinggi dan aktif optic yang umumnya sukar dicirikan karena tak ada kereaktifan kimianya.

Biosintesis :  

Asam asetat setelah diaktifkan oleh koenzim A melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan asam asetoasetat. Senyawa yang dihasilkan ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi jenis aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevanolat. Reaksi-reaksi berikutnya ialah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan IPP yang selanjutnya berisomerisasi menjadi DMAPP oleh enzim isomerase. IPP sebagai unit isopren aktif bergabung secara kepada ke-ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari polimerisasi isopren untuk menghasilkan terpenoid. Penggabungan ini terjadi karena serangan elektron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan elektron diikuti oleh penyingkiran ison pirofosfat. Serangan ini menghasilkan geranil pirofosfat (GPP) yakni senyawa antara bagi semua senyawa monoterpen.

Penggabungan selanjutnya antara satu unit IPP dan GPP, dengan mekanisme yang sama seperti antara IPP dan DMAPP, menghasilkan farnesil pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpen. Senyawa-senyawa diterpen diturunkan dari geranil-geranil pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara atau satu unit IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama pula.

 

terpenoid berguna dalam bidang medis seperti : 
dapat digunakan sebagai obat radang ginjal, radang selaput lendir mata, virus hepatitis, peluruh dahak, peluruh haid, ayan, nyeri gigi, sakit kuning, sariawan, antibakteri, kanker, dan infeksi saluran kencing.