Chapter II USU

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tembakau

Tembakau adalah termasuk genus Nicotiana yang mengandung lebih dari 60 spesies dan

merupakan famili Solanaceae ( golongan terung-terungan ). Nicotiana adalah suatu spesies

yang berkembang sangat luas seperti Nicotiana Tabacum dan Nicotiana Rustica.

Nicotiana Tabacum memiliki warna daun yang berubah dari hijau, kuning

kecoklatan dimana bunganya memiliki tangkai yang pendek dan kuat. Bunganya

mempunyai 5 (lima) benang sari, 1 (satu) putik dan berkembang biak sendiri.

Nicotiana Rustica merupakan tanaman tahunan yang memiliki tangkai yang lebih

kecil, ukurannya tinggi, batangnya banyak dan daunnya lebar, sangat tebal dan berat. Daun

dari tanaman tembakau memiliki nilai ekonomi yang sangat, dimana daun hasil panen

digunakan untuk bahan pengisi dan sebagai sumber insektisida (nikotin) ( Akehurst B.C,

1968).

Tanaman tembakau dalam perkembangannya memperlihatkan banyak perbedaan

morfologi yang nyata, terutama mengenai perkembangan batang dan daun.

2.1.1Morfologi Tanaman Tembakau

Daun :Daun tembakau bentuknya bulat panjang, ujungnya meruncing, tepi pinggirannya

licin dan bertulang sirip. Proses penuaan (pemasakan) daun biasanya dimulai dari

bagian ujungnya baru kemudian disusul bagian bawahnya. Hal ini diperhatikan oleh

perubahan warna daun dari hijau – kuning– coklat.

Batang :Umumnya memiliki batang yang tegak dengan tinggi sekitar 2,5 meter.Batangnya

berwarna hijau dan hampir seluruhnya ditumbuhi bulu-bulu halus bewarna putih.

Bunga :Termasuk bunga majemuk yang berbentuk malar, masing-masing seperti terompet

dan mempunyai bagian-bagian seperti terompet dan mempunyai bagian-bagian

berikut kelopak bunga, mahkota bunga, bakal buah dan kepala putik.

Universitas Sumatera Utara

Biji :Biji tembakau sangat kecil sehingga dalam 1 cm3 dengan berat kurang lebih 0,5

gram berisi sekitar 6000 butir biji.

2.1.2 Sistematika Tanaman Tembakau

Sistematika tanaman tembakau (Nicotiana tabacum linn) sebagai berikut :

- Devisio : Spermatophyta

- Sub Devisio : Angiospermae

- Kelas : Dicotyledoneae

- Sub Kelas : Sympetalae

- Ordo : Pelemeniales

- Famili : Solonaceae

- Genus : Nicotiana

- Species : Nicotiana tabacum linn (Anonim, 1993).

2.2. Senyawa Alkaloida

Senyawa alkaloida adalah senyawa alam yang berasal dari tumbuh-tumbuhan mengandung

paling sedikit sebuah atom nitrogen yang biasanya bersifat basa dan sebagian besar atom

nitrogen ini merupakan bagian dari cincin heterosiklis nya.

Senyawa alkaloid yang terdapat pada tumbuhan sekitar 5500 jenis telah diketahui.

Tidak ada satupun istilah alkaloid yang memuaskan, tetapi pada umumnya alkaloid

mencakup senyawa bersifat basa yang mengandung satu atau lebih atom nitrogen, biasanya

dalam gabungan, sebagai bagian dari sistem siklik. Alkaloid sering kali beracun bagi

manusia dan banyak yang mempunyai aktivitas fisiologi yang menonjol, jadi digunakan

secara luas dalam bidang pengobatan. Alkaloid biasanya tak bewarna, sering kali bersifat

optis aktif, kebanyakan berbentuk kristal tetapi hanya sedikit yang berupa cairan (misalnya

nikotina) pada suhu kamar.

Uji sederhana, tetapi yang sama sekali tidak sempurna , untuk alkaloid dalam daun

atau buah segar adalah rasa pahitnya di lidah .misalnya, alkaloid kuinina adalah zat yang

dikenal paling pahit dan pada konsentrasi molar 1X10-3 memberikan rasa pahit yang berarti

(Harbone.J.B, 1973).


2.2.1 Klasifikasi Senyawa Alkaloida

Klasifikasi senyawa alkaloida didasarkan pada sifat dari gugus yang mengandung atom N

pada cincin tertutup yang didapat pada struktur dasar molekulnya, maka alkaloida

digolongkan atas 7 kelas menurut Robinson yaitu :

1. golongan fenil etil amin

C C N

2. golongan Piridin

N

3. golongan Pirolidin

N

4. golongan Pirolidin-piperidin (Nikotin)


N N

NH

5. golongan Quinolin

N

6. golongan Isoquinolin

N

7. golongan Phenantrene

NH

(Karrer.P, 1950)


2.2.2 Sifat-sifat dari Senyawa Alkaloida

1. Bersifat basa karena mengandung atom nitrogen di dalam inti heterosiklik

2. Dapat bereaksi dengan asam-asam anorganik encer menghasilkan garam-garam

yang larut dalam air tetapi tidak larut dalam pelarut organik

3. Sebagai basa bebas dapat larut dalam pelarut organik, sedang dalam bentuk

garam dapat larut dalam air

4. Umumnya memberikan efek fisiologis pada hewan dan manusia, sehingga sering

digunakan sebagai obat-obat tradisionil

5. Secara umum senyawa alkaloida bersifat optis aktif sehingga dapat dipakai

untuk memisahkan senyawa-senyawa yang rasemis

6. Umumnya mengandung atom nitrogen yang berkedudukan tertier pada sistem

cincinnya

2.2.3 Senyawa-senyawa Alkaloida dalam Tembakau

Golongan alkaloida ini mempunyai cincin piridin dalam struktur dasarnya sehingga

termasuk golongan pirolidin-piridin. Alkaloida-alkaloida dalam daun tembakau adalah;

a.Nikotin

N

N

CH3

Rumus molekul : C10H14N2

Berat molekul : 162,23 b. Nornikotin


N

N

H


Berat molekul : 148,23 c.Anabasin

N


Berat molekul : 161,23

N

H

(Fergusson.N.M, 1956)

2.3 Ekstraksi Pelarut

Ekstraksi dengan air atau dalam suasana asam, alkohol atau air-alkohol untuk pembuatan

ekstrak cair, biasanya dilakukan untuk memisahkan senyawa-senyawa alkaloida ekstrak

dari bahan yang diekstraksi,akan tetapi banyak juga senyawa-senyawa yang bukan alkaloid

ikut terekstraksi. Hal ini disebabkan oleh pelepasan sejumlah besar dari pigmen, bahan-

bahan yang dapat tersabunkan dan bahan-bahan resin yang sulit untuk tersaring setelah

teremulsi. Walaupun ekstraksi dengan air cukup sesuai bila diikuti dengan metode

pemurnian secara kromatografi, ekstraksi dengan pelarut organik lebih disukai apabila

pemurnian dilakukan dengan ekstraksi klasik cair-cair.

Pemilihan pelarut atau campuran pelarut pada ekstraksi alkaloida tergantung pada

pertimbangan berikut:

1. Sifat fisik dan kimia dari alkaloida yang diekstraksi. Hal ini terpenting untuk

ekstraksi yang efisien adalah koefisien partisi alkaloida diantara pelarut yang

dipilih dan campuran air yang bersifat basa pada alkaloida tereksraksi.


2. Adanya sifat dasar dari bahan yang terektraksi. Sangat diperlukan bahwa bahan-

bahan yang ikut terekstraksi ke dalam pelarut organik jumlahnya kecil.

3. Keselektifan pelarut.pelarut yang dipilih disesuaikan dengan sifat-sifat senyawa

yang akan diekstraksi sehingga mengekstraksi satu atau lebih campuran

alkaloida.

4. Metode ekstraksi. Tergantung pada metode yang digunakan maka diperlukan

pelarut yang lebih ringan atau lebih berat atau pelarut yang memiliki titik didih

rendah.

Penggunaan kloroform sebagai pelarut organik lebih luas digunakan karena

memiliki titik didih rendah dan berat jenis yang lebih besar dari air. Akan tetapi kerugian

dengan menggunakan pelarut ini adalah sangat mudah menguap sehingga diperlukan lebih

banyak jumlahnya, sedangkan pelarut eter memiliki ketercampuran dengan air relatif tinggi

(Higuchi&Hansen, 1961).

Ekstraksi pelarut merupakan proses pemisahan dimana suatu zat terbagi dalam dua

pelarut yang tidak saling bercampur

KD =C1

C2 KD adalah koefisien distribusi atau koefisien partisi yang merupakan tetapan keseimbangan

yang merupakan kelarutan relatif dari suatu senyawa terlarut dalam dua pelarut yang tidak

bercampur.C1 dan C2 adalah kadar senyawa terlarut didalam pelarut 1 dan pelarut 2. Sering

sekali sebagi pelarut pertama adalah air sedangkan pelarut kedua adalah pelarut organik

yang tidak bercampur dengan air. Dengan demikian ion anorganik atau senyawa organik

polar sebahagian besar akan terdapat dalam fasa air, sedangkan senyawa organik nonpolar

sebahagian besar terdapat dalam fasa organik.

2.3.1 Interaksi dalam Distribusi Cair-Cair

Distribusi suatu senyawa diantara dua fasa cair yang tidak bercampur tergantung pada

interaksi fisik dan kimia antara pelarut dan senyawa terlarut dalam dua fasa, yaitu struktur

molekul. Angka banding distribusi adalah ukuran kuantitatif relatif dan interaksi-interaksi

ini.

Interaski molekul di bedakan dengan asal dan kekuatan interaksi bolak-balik dari

karakter fisik utama merupakan cara pendekatan dari kenaikan kekuatan :

1. Interaksi dispersi


2. Interaksi orientasi dwikutub dan induksi

3. Ikatan Hidrogen atau interaksi pemberi-penerima elektron

4. Ikatan ionik dan dwikutub atau ion lain.

Biasanya tidak mungkin membuat penafsiran kuantitatif pengaruh dari semua faktor

pada distribusi suatu senyawa terlarut dalam sistim cair-cair. Penafsiran penting sering

dibuat dengan dasar pembahasan kualitatif yang mempertimbangkan karakter lipofil

senyawa terlarut dan daya interaksi spesifik (Sudjudi, 1989).

2.4 Senyawa Nikotin

Pada tahun 1828 Pooselt dan Reimann berhasil mengisolasi nikotin dari daun tembakau.

Nikotin atau β-pyridyl-α-methyl pyrolidin adalah salah satu dari kelompok besar senyawa-

senyawa bersifat basa yang disebut alkaloida dan terdapat dalam tumbuhan Nicotiana

Tabacum Linn. Selain nikotin dalam daun tembakau, juga terdapat alkaloida dalam jumlah

yang lebih kecil yaitu N-metilanabasin, N-metilpirolidin, nornikotin, anabasin dan beberapa

jenis alkaloida-alkaloida lain.

N

N

CH3

+ HCl-H+

N

N

CH3H

Cl-

N

N

CH3

NaOH+ NaCl + H2O

nikotin yang terikat dengan asam malat dan asam sitrat

nikotin

:

+

Nikotin merupakan alkaloid utama dalam daun tembakau yang aktif sebagai

insektisida dan terdapat dengan kadar 2 – 8 % bergantung paada spesiesnya. Nornikotin

dan anabasin merupakan alkaloid yang sangat mirip dengan nikotin, yang ditemukan juga

dalam daun tembakau dan ikut serta menjadikan tingginya aktivitas insektisida

(Matsumura.F, 1989).

2.5 Penentuan Nikotin secara Spektrofotometri


Metode yang paling sederhana dalam penentuan kadar nikotin dalam tembakau dengan cara

Spektrofotometri UV pada panjang gelombang 260 nm, dimana ekstrak nikotin diperoleh

dengan merendam daun tembakau dalam air, dengan penambahan HCl 0,1 N stuktur nikotin

akan terprotonasi pada cincin pirolidinnya. Dalam keadaan terprotonasi, nikotin dapat

dihidrolisa dengan basa.

Kadar nikotin yang diperoleh diuji kestabilannya dengan penambahan HCl 0,1 N

untuk melihat pengaruh pH, dengan penyimpanan dalam beberapa hari.perubahan kadar

terjadi diukur dengan cara Spektrofotometri UV pada panjang gelombang 260 nm

(Simatupang.L, 1997).

2.5.1 Spektrofotometer

Spektrofotometer merupakan salah satu metode yang sangat penting dalam analisis kimia

kuantitatif. Banyak kelebihan yang dimilikinya antara lain:

1. Dapat digunakan secara luas dalam berbagai pengukuran kuantitatif untuk

senyawa-senyawa organik

2. Kepekaannya tinggi karena dapat mengukur dalam satuan ppm

3. Sangat selektif, bila suatu komponen X akan diperiksa dalam suatu campuran

dengan mengetahui panjang gelombang maksimum hanya komponen X yang

mengabsorbsi cahaya tersebut

4. Lebih teliti karena hanya mempunyai persen kesalahan 1-3 % bahkan

mempunyai persen kesalahan 0,1%

5. Mudah dan cepat, hal ini terutama sangat bermanfaat untuk pengukuran cuplikan

dalam jumlah besar (Day&Underwood, 1983).

Apa bila sinar polikromatis (sinar yang terdiri dari beberapa panjang gelombang)

dilewatkan melalui suatu larutan, maka sinar dengan panjang gelombang yang lain

dilewatkan dari larutan (Ewing.G.W, 1985).

Intensitas warna adalah salah satu faktor utama dalam penentuan konsentrasi suatu

analit secara spektrofotometri. Pada analisa spektrokimia, spektrum radiasi elektromagnetik

digunakan untuk menganalisa spesies kimia dan menelaah interaksinya dengan radiasi

elektromagnetik. Radiasi dapat berinteraksi dengan spesies kimia, dan kita akan

memperoleh informasi tentang spesies molekul zat tersebut, sehingga mengakibatkan

beberapa panjang gelombang dari energi dapat diabsorbsi sedangkan panjang gelombang

yang lain tidak ada (Srobel.H.A, 1973).


2.5.2 Hukum Bouger dan Lambert

Lambert (1760) mengemukakan hubungan antara intensitas warna dari larutan apabila

dilalui seberkas sinar. Hukum yang sama telah dikemukakan oleh Bouger (1929). Menurut

Lambert dan Bouger, kekuatan transmisi suatu larutan berkurang secara geometrik

(eksponensial) dengan pertambahan konsentrasi larutan tersebut. Secara matematis hal ini

dapat dinyatakan sebagai berikut:

T = a-b

Dimana; T = transmitansi

a = konstanta karakteristik dari larutan dan panjang gelombang

b = jarak yang ditempuh sinar di dalam larutan

persamaan ini dapat ditunjukkan secara logaritma :

- log T = - logP

Po = a . b

2.5.3 Hukum Beer

Beer mengemukakan hukum hubungan antara besarnya transmitansi dan konsentrasi pada

tahun 1852. Hukum ini menyatakan bahwa intensitas dari transmitansi sinar oleh larutan

menurun secara geometrik (eksponensial).

Hal ini dapat dituliskan sebagai :

T = a-c

Dimana T = transmitansi

a = konstanta karakteristik dari larutan dan panjang gelombang

c = konsentrasi

persamaan ini dapat dinyatakan dalam bentuk logaritma sebagai berikut :

- log T = - logP

Po = a . c

2.5.5 Hukum Lambert-Beer

Kombinasi Hukum Bouger – Lambert dan Beer dapat digabungkan sehingga

diperoleh :

It = Io. 10-€.b.c

Atau :


Log =

Io

It= €.b.c

Sehingga : A =

Atau dalam keadaan lain dapat dituliskan :

A = a.b.c

Dimana :

A = Absorbansi

€ = koefisien ekstingsi

a = absorbsivitas

b = tebal larutan yang dilalui sinar

c = konsentrasi (mg/L) atau mol/L

Tebal larutan yang dilalui oleh sinar (b) dan konsentrasi (c) adalah faktor yang

sangat menentukan bagi harga absorbansi sehingga harus ditunjukkan secara jelas. Apabila

konsentrasi dalam prosedur analisa dinyatakan dalam mol/L (molar), maka absorbansi dapat

dinyatakan dengan koefisien ekstingsi molar (€). Akan tetapi bila konsentrasi dinyatakan

dalam mg/L maka absorbansi dinyatakan dengan absorbsivitas (a) (Kenner&Busch,1979).

2.6 Pestisida

Pestisida digunakan petani untuk memberantas hama-hama pengganggu dan mencegah

timbulnya tumbuhan baru yang dapat mengganggu tanaman.

Sebutan pestisida seakan-akan hanyalah racun untuk membunuh hama dan penyakit

tanaman, padahal pengertian pestisida semua zat kimia dan bahan lain serta jasad renik dan

virus yang digunakan untuk :

a. Memberantas dan mencegah hama dan penyakit yang merusak tanaman, bagian-

bagian tanaman atau hasil pertanian.

b. Memberantas tanaman pengganggu

c. Mematikan atau merangsang pertumbuhan tanaman atau bagian-bagian tanaman

d. Memantikan daun dan mencegah pertumbuhan yang tidak diinginkan

e. Memberantas atau mencegah hama-hama air

Walaupun demikian, pestisida ini memiliki suatu dampak ekologis yang harus

diperhitungkan dalam strategi pengelolaan hama.


Dampak lingkungan penggunaan pestisida berkaitan dengan sifat dasar terhadap

efektivitasnya sebagai pestisida yaitu :

1. Pestisida cukup beracun untuk mempengaruhi seluruh kelompok taksonomi biota,

termasuk makhluk bukan sasaran, sampai batas tertentu bergantung pada faktor

fisiologis dan ekologis

2. Banyak pestisida perlu tahan terhadap degradasi lingkungan sehingga dapat tahan

dalam daerah yang diberi perlakuan dan keefektifannya dapat diperkuan. Sifat ini

dapat memberikan pengaruh jangka panjang dalam ekosistem alamiah.

Menurut fungsinya, pestisida dapat dibagi atas beberapa bagian yaitu : insektisida,

herbisida, fungisida, dll. Insektisida adalah bahan yang mengandung senyawa kimia

beracun dan bisa mematikan serangga dan nikotin termasuk salah satu jenis

insektisida alami (Connel&Miller,1995).

2.6.1 Senyawa Nikotin sebagai Insektisida

Senyawa nikotin digunakan sebagai insektisida karena memiliki daya racun yang cukup

tinggi. Daya racun yang cukup tinggi itu di sebabkan karena nikotin mempunyai 2 atom N

pada struktur cincin heterosikliknya menyebabkan senyawa nikotin dalam reaksinya bersifat

basa dan oleh sebab itu dengan asam membentuk garam nikotin bersifat non volatile (

stabil).

Hubungan struktur dan aktivitasnya juga mempengaruhi daya racun dari senyawa

nikotin, dalam hal ini isomer optik dari strukturnya menunjukkan perbedaan aktivitas.

Aktivitas dari senyawa-senyawa tersebut akan hilang dan berkurang bila nitrogen

dihilangkan maupun mengalami perubahan posisi. Jadi pengaruh dari nitrogen sangat

menentukan aktivitas senyawa nikotin tersebut.

Dalam keadaan murni senyawa nikotin mempunyai daya racun yang tinggi jika

dibandingkan dengan daya racun insektisida nikotin hidroklorida atau nikotin sulfat.

Nikotin sebagai bahan dasar insektisida digunakan dalam bentuk campuran yaitu sebagai

larutan dalam air yang mengandung 40% nikotin dan sebagai garam sulfat sehingga dikenal

dengan Black Leaf 40.

Sebagai insektisida kontak nikotin masuk ke dalam tubuh serangga melalui spirakel

dalam sistem trakea. Uap dari nikotin menembus dinding tubuh serangga dan dilarutkan

dengan cepat serta menembus jaringan vital dan menyebabkan paralisis terhadap sistem

saraf serangga. Walaupun tekanan uap dari nikotin rendah pada temperatur kamar, semua


nikotin itu dapat aktif bahkan dalam konsentrasi uap yang rendah dapat bersifat insektisida

(Siswandono&Soekardjo,1995).

2.6.2 Pengaruh Nikotin terhadap Lingkungan

Spesies dan makhluk hidup dalam lingkungan alamiah berbeda sekali dalam kepekaan

terhadap pestisida apapun. Perbedaan dalam tanggapan ini berarti bahwa suatu pestisida

dapat menghilangkan individu yang rentan dari suatu populasi atau suatu spesies yang

rentan dari suatu komunitas makhluk hidup.

Nikotin merupakan racun yang bekerja cepat, terutama pada ganglia otonom. Disini

nikotin melakukan efeknya mula-mula sebagai stimulan kemudian sebagai depresan, yang

mengakibatkan kelumpuhan dan kegagalan fungsi organ penting. Nikotin sangat toksis

terhadap mamalia setelah terhirup atau terkena pada kulit karena zat ini mudah terserap dari

kulit. Untuk manusia, dosis letal median ( MLD) kira-kira 60 mg dan sebanyak 40 mg

menyebabkan gejala-gejala berat. LD – 50 oral untuk tikus sebesar 30 mg/kg untuk bentuk

garam atau bentuk basa (Willian O.F, 1995).


Chapter II USU

Documents

Transcript of Chapter II USU