Tujuan ekstraksi• Senyawa bioaktif yang telah diketahui. • Senyawa yang dikenal dalam organisme. • Kelompok struktur senyawa yang terkait dengan

organisme • Metabolit sekunder spesifik bagi satu sumber alam,

misalnya, dua spesies dari genus yang sama atau spesies yang sama tumbuh di bawah kondisi berbeda.

• Identifikasi semua metabolit sekunder yang ada dalam organisme dengan kimia sidik jari atau studi metabolomik.

ekstraksiPengambilan bahan aktif dari bagian/seluruh bagian tumbuhan dengan pelarut tertentu Macam-Macam Ekstrak

– EKSTRAK TOTAL– EKSTRAK PARSIAL

Bentuk Ekstrak – Ekstrak cair (Liquidum Extractum)– Ekstrak kental (Spissum Extractum)– Ekstrak kering (Siccum Extractum)

Faktor2 yang mempngaruhi• Bahan Awal • Pelarut (Menstruum)• Cara/Metode

Bahan awal1. SEGAR : umum tumbuhan mengandung glikosida yang dapat diuraikan oleh enzim, sehingga perlu inaktivasi inaktivasi enzim: - didihkan air 20 menit - didihkan alkohol 20 menit - didihkan dengan aseton - ekstraksi pH 1-2 - ekstraksi pada suhu rendah 2. KERING/SIMPLISIA, tujuan mengurangi kadar cairan (air) dengan maksud menghin- dari reaksi enzimatis (<10%) dan pertumbuhan mikroba, sehingga awet AKIBAT Volume cairan sel, isi sel akan berkurang dan terjadi: - dinding sel berkerut - terbentuk rongga udara - zat larut menjadi tidak larut (mengkristal) MELEMBABKAN, - 2 x volume dan 5 – 15 menit, tujuan kembalikan kondisi sel ke keadaan semula - dinding sel bersifat permiabel - rongga udara hilang, karena ruang sel terisi kembali - zat menjadi larut kembali sifat solvent

1. “Volatility”, “Flammability” dan “Boiling point” · “Boiling point” memberi gambaran kemudahan diuapkan dengan sedikit pemanasan, tetapi semakin mudah menguap, semakin dibutuhkan penangan lebih serius · Penggunaan eter, dihindari (flammable & peroxides) 2. Toksisitas · Sifat toksisitas terhadap operator/pelaku · Kloroform & eter menyebabkan depresi pernafasan serta anestesia · Acetonitrile & metanol-à beracun · Karbontetraklorida -à hepatotoksik · Benzen --à karsinogenik · Beberapa “solvents” àdefatting skinà dermatologik · Kontak dengan solvent harus maksimal dihindari 3. Reaktivitas · Beberapa solvents cukup reaktif, sehingga mudah terbentuk artefacts. Mis: solvents dengan gugus –C=O (aseton, metiletilketon dapat bereaksi dengan senyawa nukleofil; metanol, etanol dapat menyebabkan alkilasi 4. Harga /“Cost” · Digunakan solvent dengan kemampuan hampir sama dengan harga lebih murah · Petroleum eter lebih murah dibanding n-heksana, keduanya mempunyai kemampuan sama Metode ekstraksi dan pemurniaan 1. Senyawa yang akan diekstraksi

Dapat mengikuti prosedur yang telah dipublikasi

Dengan modifikasi sesuai dengan kebutuhan atau mengikuti persyaratan-persyaratan

2. Species dari bahan material Prosedur dapat dilakukan mengikuti klas

senyawa aktif/senyawa interest Diikuti dengan uji kromatografi

3. Pemakaian di masyarakat (Ethnopharmacology) Disesuaikan dengan penggunaan di masyarakat yang

pada umumnya dilakukan dengan merebus 4 Belum pernah dilaporkan sebelumnya

• Dilakukan berdasarkan hasil skrining (random ataupun selektif) aktivitas

• Pada umumnya hanya satu atau dua macam ekstrak untuk setiap species yang berbeda kepolaranya

Sifat senyawa1. Polaritas · Senyawa aktifnya telah atau belum diketahui, prinsip kerja adalah “Like dissolves like”, Pelarut polar akan melarutkan senyawa polar2. Effek PH · Senyawa yang terionisasi harus menjadi pertimbangan

· Kelarutan senyawa dalam temperatur tinggi akan naik karena solvent lebih dapat penetrasi pada jaringan tanaman Senyawa Phenol, & asam organik -à asam · Untuk mendapatkan hasil optimum, PH harus diatur · Contoh : Alkaloida ---à basa/alkalis Walau demikian, harus dilakukan hati-hati karena adanya ester atau glikosida dapat pecah karena pengaturan pH 3. Thermostabilitas · Adanya senyawa kurang stabil, kemungkinan terjadi “Artefacts”

METODE EKSTRAKSI 1. Maserasi 2. Perkolasi 3. Refluks 4. Soxhlet 5. Destilasi Uap Air6. Ultrasound-assisted solvent extraction7. Pressured-solvent extraction8. Supercritical Fluid Extraction

3 Metode Ekstraksi • Proses yang menghasilkan keseimbangan konsentrasi

antara larutan dan residu padat Contoh : Maserasi, digesti, ultrasonic extraction, dll

• Proses Ekstraksi seksama/menyeluruh Contoh : Perkolasi, Countercurrent extraction.

• Ekstraksi dengan Gas superkritis Proses Tersarinya Senyawa Aktif : 1. Tidak Berkesinambungan : - Maserasi - Destilasi uap air 2. Berkesinambungan : - Perkolasi - Soxhletasi - RefluxDidasarkan Pada Suhu 1. Penyarian Panas - Destilasi Uap Air (Steam Destillation) - Reflux - Soxhlet 2. Penyarian Dingin - Maserasi - Perkolasi - Soxhlet MASERASI

Penyarian dengan menggunakan pelarut beberapa hari (3-5 hari) dengan pengadukan (tidak kontinu)

Sesuai untuk bahan aktif yang mudah larut dalam cairan penyari

Simplisia tidakmengandung musilago dan bahan lain yan mudah mengambang.

Simplisia tidak keras, daun dan bunga (+) Cara pengerjaan dan peralatan sangat sederhana dan mudah (-) Pengerjaan lama dan penyarian kurang sempurna MASERSI

Modifikasi Kinetic Maceration: Maserasi dengan pengadukan

konstan dan kontinu Digesti : Maserasi dengan pemanasan (40-50 C) Remaserasi Maserasi melingkar

PERKOLASI- PRINSIP : serbuk dialiri cairan penyari - serbuk ditempatkan pada silinder bagian bawah cairan penyari dialiri dari atas ke bawah lewat serbuk - gerakan ke bawah oleh karena gravitasi, kohesi dan berat cairan diatas dikurangi gaya kapiler yang menahan - catatan : kecepatan menetes harus seimbang penambahan pelarut, dijaga agar tetap ada selapis pelarut di atas simplisia DESTILASI UAP AIRPRINSIP : Air dipanaskan akan menguap, uap air masuk ke dalam labu sampel, minyak atsiri akan terbawa bersama uap air, sampai dikondensor,terkondensasi, turun lewat pipa alonga, masuk kedalam corong pisah dan akan memisah air dan minyak atsiri REFLUKS - termasuk cara panas - berkesinambungan - senyawa tahan panas - tekstur keras, batang akar, korteks, biji, dll SOXLET- cara berkesinambungan - PRINSIP KERJA : cairan penyari dipanas kan, menguap lewat pipa samping sampai pada kondensor, mengembun, turun kesampel dan mengekstraksi, setelah sifon penuh, terjadi sirkulasi - Ekstraksi selesai kalau cairan disifon tidak berwarna atau tidak bernoda jika di KLT. - Sirkulasi terjadi karena faktor kapilerisasi, adesi-kohesi dan gravitasi

Ekstraksi Ultrasound (US) dengan pelarut• Modifikasi ekstraksi metode maserasi dengan

menggunakan alat US (gelombang suara frekuensi tinggi, >20 kHz).

• US dengan getaran mekanik akan membuat sel berlubang.

• Ekstraksi metabolit meningkat krn pelrut mudah masuk dalm sel

• Ekstraksi tergantung pada frekuensi dan suhu • US jarang diterapkan untk skala besar, tapi ekstraksi,

awal sejumlah kecil bahan.• Umumnya digunakan untuk ekstraksi metabolit

intraseluler kultur sel tanaman ULTRA SOUND

Penyarian dengan menggunakan gelombang suara (ultrasonik, Frek > 20 Khz)

Prinsip Meningkatkan permeabilitas dinding sel Membentuk cavity ( lubang-lubang) Meningkatkan tekanan mekanik

Dapat menyebabkan rusaknya bahan aktif akibat oksidasi

Ekstrak dapat tercemar oleh trace metal High Energy Cost untuk penggunaan large scale

P.STRUKTUR METODE

1. Kimia2. Instrument/Spectroscopy

- Infra Red Spectroscopy- Mass Spectroscopy

- Low Mass Spectroscopy - High Mass

- Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy- 1H- dan 13C-NMR- 2D NMR

TEKNIK• Salah satu teknik pemisahan adalah metode partisi

pelarut, yaitu menggunakan dua pelarut tidak bercampur dalam corong pisah.

• Dalam metode ini, senyawa didistribusikan dalam dua pelarut sesuai dengan koefisien partisi yang berbeda.

• Teknik ini sangat efektif sebagai langkah pertama dari pemisahan skala besar senyawa dari ekstrak produk alam.

• Kristalisasi sebagai Metode Pemisahan

• Asumsi kita memiliki produk campuran komponen target A bercampur dengan kotoran B dan C:

• 1. Contoh campuran dilarutkan dalam pelarut panas , dipilih pelarut melarutkan B dan C pada suhu tertentu dalam kristalisasi, sementara komponen A tidak.

• 2. Pada pendinginan senyawa A, terpisah dari komponen B dan C.

• 3. Langkah 1 dan 2 diulang, menggunakan pelarut baru, sampai tingkat pemisahan yang diperlukan dicapai (perhatikan bahwa salah satu langkah kristalisasi dari campuran senyawa tidak menjamin produk kristal kimia murni)

• Solanin, diekstraksi dari tanaman kentang, dimurnikan dengan melarutkan dalam metanol mendidih, saring, uapkan sampai alkaloid mengkristal.

• Naringin, diekstraksi dari kulit jeruk bali dan diisolasi dengan air panas, saring, usahakan sebanyak filtrat naringin, kristalisasi pada suhu lemari es sebagai octahydrate (titik leleh 830 C). Rekristalisasi dengan isopropanol (100 ml per 8,6 g naringin) menghasilkan dihidrat (titik lebur 1710 C).

• Piperine diekstrak dari serbuk lada hitam dengan EtOH 95%, saring, tambah KOH alkohol 10% dan residu yang terbentuk dibuang. Biarkan semalam untuk kristalisasi menghasilkan jarum kuning piperin.

KAROTENOIDA • Pada umumnya tetraterpenoida (40 karbon), dapat

dibagi 2 : hidrokarbon dan teroksigenasi • Hidrokarbon-ànon polar, sehingga dapat diekstraksi

dengan pet. Eter; sedang yang teroksigenasi umum mempunyai gugus –OH, -C=O, aldehid, epoksid dsb. sehingga menjadi lebih polar dan dapat diekstraksi dengan etanol dan juga dengan kloroform

ALKALOID• Berisi 1 atau lebih atom –N; bersifat basa • Bentuk basa bebas larut dalam pelarut organik, sebagai

bentuk garam larut dalam air• Beberapa hal khusus yang perlu diperhatikan:

Pada PH rendah, ester-ester dapat terhidrolisis Amonia dapat bereaksi dengan senyawa

organik membentuk suatu artefak Adanya senyawa fenolik pada ekstraksi asam-

basa dapat menyebabkan kurang larut dalam pelarut organik

Adanya tanin-tanin, dapat dihilangkan dengan penambahan kalsium hidroksida untuk mengendapkan tannin, sehingga ekstraksi alkaloid dapat dilanjutkan (Qunine tannate)