Metode Fitokimia dan Jalur Biogenetik

Meta Safitri M. Sc., Apt

Fitokimia • Fitokimia berasal dari kata phytochemical.

Phyto berarti tumbuhan atau tanaman dan• chemical sama dengan zat kimia berarti zat

kimia yang terdapat pada tanaman.• Senyawa fitokimia tidak termasuk kedalam

zat gizi karena bukan berupa karbohidrat, protein, lemak,vitamin, mineral maupun air.

Jadi apakah fitokimia itu???????Setiap tumbuhan atau tanamanmengandung sejenis zat yang disebut fito kimia, merupakan zat kimia alami yang terdapat didalam tumbuhan dan dapat memberikan rasa, aroma atau warna pada tumbuhan itu. Sampai saatini sudah sekitar 30.000 jenis fitokimia yang ditemukan dan sekitar 10.000 terkandung dalammakanan

Fitokimia adalah senyawa bioaktif yang terdapat dalam tumbuhan dan dapat memberikan kesehatan pada tubuh manusia.

metabolismeMetabolisme merupakan modifikasi

senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks.

Lanjutan…

• Produk metabolisme disebut METABOLIT.

• Berdasarkan pembentukannya dibagi 2 jenis yaitu:

1. METABOLIT PRIMER,

2. METABOLIT SEKUNDER

Metabolit Primer• Suatu zat / senyawa essensial yang terdapat dalam

organisme dan tumbuhan, yang berperan dalam proses semua kehidupan organisme tersebut atau merupakan kebutuhan dasar untuk kelangsungan hidup bagi organisme / tumbuhan tersebut.

• Kehidupan organisme dibagi menjadi 2 bagian :1. Prokariot : organisme yang tidak mempunyai

dinding sel (inti sel tidak punya membran).2. Eukariot : organisme yang mempunyai dinding

sel atau mempunyai membran inti sel dan organ sitoplasma, yang setiap sel digambarkan dengan adanya membran (mitochondria, kloroplast, dll).

Contoh senyawa metabolit primer antara lain:1. Protein• Protein (akar kata protos dari bahasa Yunani yang berarti

"yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer- monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.

• Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim.

Karbohidrat • Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang)

atau sakarida (dari bahasa Yunani, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi.

• Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbondioksida menjadi karbohidrat.

Lemak• Lemak atau Lipid tidak sama dengan minyak.• lemak secara khusus bagi minyak nabati atau

hewani yang berwujud padat pada suhu ruang. Lemak juga biasanya disebutkan kepada berbagai minyak yang dihasilkan oleh hewan.

• Lepas dari wujudnya yang padat maupun cair.1 gram lemak menghasilkan 39.06 kjoule atau 9,3 kcal. Lemak terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen.

Lanjutan…• Karena struktur molekulnya yang kaya akan rantai

unsur karbon(-CH2-CH2-CH2-)maka lemak mempunyai sifat hydrophob.

• Lemak dapat larut hanya di larutan yang apolar atau organik seperti: eter, Chloroform.

• Secara umum dapat dikatakan bahwa lemak biologis memenuhi 3 fungsi dasar bagi manusia, yaitu:

1. Penyimpan energi2. Transportasi metabolik sumber energi3. Sumber zat untuk sintese bagi hormon.

• Fungsi metabolit primer bagi tumbuhan :1. Diperlukan untuk memenuhi kebutuhan dasar

hidup bagi tumbuhan.2. Untuk pertumbuhan atau perkembangan bagi

tumbuhan tersebut.3. Sebagai cadangan makanan.

Metabolit sekunder

• Metabolit sekunder merupakan suatu senyawa sangat penting bagi kehidupan tumbuhan penghasilnya untuk mempertahankan diri dari serangan oleh makhluk lain.

Jalur pembentukan metabolit sekunder

• Jalur yang biasa dilalui dalam pembentukan metabolit sekunder ada 3 jalur:

1. Jalur asam asetat2. Jalur asam sikimat3. Jalur asam mevalonat

Jalur asam asetat

• Poliketida meliputi golongan yang besar bahan alami yang digolongkan bersama berdasarkan pada biosistesisnya.

• Keanekaragaman stuktur dapat dijelaskan sebagai turunan rantai poli-βketo.

• Terbentuk oleh koupling unit-unit asam asetat via reaksi kondensasi.

Lanjutan…

• Yang termasuk senyawa piloketida adalah asam lemak, prostaglandin, antibiotika makrolida dan senyawa aromatik seperti antrakinon dan tetrasiklin.

• Pembentukan rantai poli-βketo dapat digambarkan sebagai reaksi Claisen.

Jalur asam sikimat

• Jalur asam sikimat merupakanjalur alternatif menuju senyawa aromatik, utamanya L-fenilalanin, L-tirosin, dan L-triptofan.

• Jalur ini berlangsung dalam mikroorganisme dan tumbuhan, tetapi tidak berlangsung dalam hewan.

Jalur asam mevalonat

• Terpenoid merupakan bentuk senyawa dengan keragaman struktur yang besar dalam produk alami yang diturunkan dari unit isoprene (C5), sedangkan unit isopren diturunkan dari metabolisme asam asetat oleh jalur asam mevalonat.

Metode pemisahan

• Suatu cara yang digunakan untuk memisahkan atau memurnikan suatu senyawa atau sekelompok senyawa yang mempunyai susunan kimia yang berkaitan dari suatu bahan, baik dalam skala laboratorium maupun skala industri.

• TujuanMendapatkan zat murni atau beberapa zat murni

dari suatu campuran, sering disebut sebagai pemurnian.

Lanjutan…

• Berdasarkan tahap proses pemisahan, dibagi menjadi 2 :

1. Metode pemisahan sederhana metode yang menggunakan cara satu tahap. Proses ini terbatas untuk memisahkan campuran atau larutan yang relatif sederhana.

2. Metode pemisahan kompleks Memerlukan beberapa tahapan kerja, diantaranya penambahan bahan tertentu,pengaturan proses mekanik alat, dan reaksi-reaksi kimia yang diperlukan.

Faktor-faktor yang harus diperhatikan:

• Sifat khusus dari zat yang diinginkan dan campurannya, misalnya zat tidak tahan panas, mudah menguap, kelarutan terhadap pelarut tertentu, titik didih, dan sebagainya.

• Zat pencemar dan campurannya yang mengotori beserta sifatnya.

• Nilai guna zat yang diinginkan, harga, dan biaya proses pemisahan.

Dasar Pemisahan Campuran

• Ukuran partikel Bila ukuran partikel zat yang diinginkan berbeda dengan zat yang tidak diinginkan (zat pencampur) dapat dipisahkan dengan metode filtrasi (penyaringan).

• Jika partikel zat hasil lebih kecil daripada zat pencampurnya, maka dapat dipilih penyaring atau media berpori yang sesuai dengan ukuran partikel zat yang diinginkanPartikel zat hasil akan melewati penyaring dan zat pencampurnya akan terhalang.

Lanjutan…• Titik didihBila antara zat hasil dan zat pencampur memiliki titik

didih yang jauh berbeda dapat dipisahkan dengan metode destilasi.

• Apabila titik didih zat hasil lebih rendah daripada zat pencampur, maka bahan dipanaskan antara suhu didih zat hasil dan di bawah suhu didih zat pencampur.

• Zat hasil akan lebih cepat menguap, sedangkan zat pencampur tetap dalam keadaan cair dan sedikit menguap ketika titik didihnya terlewati.

• Proses pemisahan dengan dasar perbedaan titik didih dilakukan dengan kontrol suhu yang ketat akan dapat memisahkan suatu zat dari campuranya dengan baik, karena suhu selalu dikontrol untuk tidak melewati titik didih campuran.

• KelarutanSuatu zat selalu memiliki spesifikasi kelarutan yang berbeda,

artinya suatu zat mungkin larut dalam pelarut A tetapi tidak larut dalam pelarut B, atau sebaliknya

Secara umum pelarut dibagi menjadi dua, yaitu pelarut polar, misalnya air, dan pelarut nonpolar (disebut juga pelarut organik) seperti alkohol, aseton, methanol, petrolium eter, kloroform, dan eter.

Dengan melihat kelarutan suatu zat yang berbeda dengan zat-zat lain dalam campurannya, maka kita dapat memisahkan zat yang diinginkan tersebut dengan menggunakan pelarut tertentu.

Jenis-jenis Metode Pemisahan

• Filtrasi• Kristalisasi• Destilasi• Ekstraksi• Kromatografi

Filtrasi • Metode pemisahan untuk memisahkan zat padat dari cairannya dengan

menggunakan alat berpori (penyaring)• Dasar pemisahan metode ini adalah perbedaan ukuran partikel antara

pelarut dan zat terlarutnya• Penyaring akan menahan zat padat yang mempunyai ukuran partikel lebih

besar dari pori saringan dan meneruskan pelarut• Proses filtrasi yang dilakukan adalah bahan harus dibuat dalam bentuk

larutan atau berwujud cair kemudian disaring• Hasil penyaringan disebut filtrat sedangkan sisa yang tertinggal dipenyaring

disebut residu (ampas)• Metode ini dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah pada

pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium, menghilangkan pirogen (pengotor) pada air suntik injeksi dan obat-obat injeksi, dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula

• Penyaring buchner adalah penyaring yang terbuat dari bahan kaca yang kuat dilengkapi dengan alat penghisap

Kristalisasi • Metode pemisahan untuk memperoleh zat padat yang terlarut dalam

suatu larutan• Dasar metode ini adalah kelarutan bahan dalam suatu pelarut dan

perbedaan titik beku• Kristalisasi ada dua cara yaitu kristalisasi penguapan dan kristalisasi

pendinginan• Contoh proses kristalisasi dalam kehidupan sehari-hari adalah pembuatan

garam dapur dari air laut. Mula-mula air laut ditampung dalam suatu tambak, kemudian dengan bantuan sinar matahari dibiarkan menguap. Setelah proses penguapan, dihasilkan garam dalam bentuk kasar dan masih bercampur dengan pengotornya, sehingga untuk mendapatkan garam yang bersih diperlukan proses rekristalisasi (pengkristalan kembali)

• Contoh lain adalah pembuatan gula putih dari tebu. Batang tebu dihancurkan dan diperas untuk diambil sarinya, kemudian diuapkan dengan penguap hampa udara sehingga air tebu tersebut menjadi kental, lewat jenuh, dan terjadi pengkristalan gula. Kristal ini kemudian dikeringkan sehingga diperoleh gula putih atau gula pasir

Destilasi

• Metode pemisahan untuk memperoleh suatu bahan yang berwujud cair yang terkotori oleh zat padat atau bahan lain yang mempunyai titik didih yang berbeda

• Dasar pemisahan adalah perbedaan titik didih• Bahan yang dipisahkan dengan metode ini adalah bentuk larutan atau

cair, tahan terhadap pemanasan, dan perbedaan titik didihnya tidak terlalu dekat

• Proses pemisahan yang dilakukan adalah bahan campuran dipanaskan pada suhu diantara titik didih bahan yang diinginkan. Pelarut bahan yang diinginkan akan menguap, uap dilewatkan pada tabung pengembun (kondensor). Uap yang mencair ditampung dalam wadah. Bahan hasil pada proses ini disebut destilat, sedangkan sisanya disebut residu.

• Contoh destilasi adalah proses penyulingan minyak bumi, pembuatan minyak kayu putih, dan memurnikan air minum.

Ekstraksi

• Metode pemisahan dengan melarutkan bahan campuran dalam pelarut yang sesuai

• Dasar metode pemisahan ini adalah kelarutan bahan dalam pelarut tertentu

• Jenis metode ekstraksi• Cara dingin : maserasi dan perkolasi• Cara panas : refluks, soxhletasi, infudasi,

digesti.

Kromatografi

Cara pemisahan berdasarkan perbedaan kecepatan perambatan pelarut pada suatu lapisan zat tertentu

• Dasar pemisahan metode ini adalah kelarutan dalam pelarut tertentu, daya absorbsi oleh bahan penyerap, dan volatilitas (daya penguapan)

• Contoh proses kromatografi sederhana adalah kromatografi kertas untuk memisahkan tinta

• Teknik kromatografi yang umum digunakan dibidang farmasi yaitu kromatografi kolom, kromatografi kertas, kromatografi lapis tipis, kromatografi gas, dan high performance liquid chromatography (kromatografi cair kinerja tinggi / KCKT).