MATERI 2 :
METABOLIT SEKUNDER
TEAM DOSEN FITOKIMIA 1
2022
QS. Ar-rad: 29
ذِ اَﻟﱠ ﯾْ
نَ
ﻣَ اٰ
وْ ﻧُ
وَ ا ﻋَ
ﻣِ
ﻠُ
و ا اﻟ ﺻ ﱣﻠِ
ﺣٰ
ت ِ
ُوْ ط ﺑٰ
ﻰ ﮭُ ﻟَ
وَ مْ
ﺣُ
ﺳْ
ﻣَ نُ
ﺎٰ
ب ٍ
“Orang-orang yang beriman dan
mengerjakan kebajikan, mereka mendapat kebahagiaan dan tempat kembali yang
baik”.
Sub-CPMK:
Mahasiswa mampu untuk memilih tanaman sebagai
sumber metabolit sekunder untuk dikembangkan
menjadi obat yang bermutu
q Metabolisme merupakan suatu proses biokimiawi yang
terjadi dalam sel makhluk hidup dalam rangka
mempertahankan hidupnya.
Metabolisme (proses) à metabolit (hasilnya)
Metabolisme
dan metabolit
Metabolisme dan keragaman metabolit
Tumbuhan merupakan makhluk hidup. Untuk dapat mampu mempertahankan kehidupannya, setiap makhluk hidup akan melakukan metabolisme.
Metabolisme merupakan suatu proses biokimiawi yang terjadi dalam sel makhluk hidup dalam rangka mempertahankan hidupnya.
Suatu contoh yang sering dijumpai adalah suatu jenis tumbuhan yang sama
tumbuh dengan kondisi yang berbeda-beda (ada yang dapat tumbuh di pematang sawah, ladang, hutan, tempat sampah dan dapat pula tumbuh di tembok-tembok.
Mengapa bisa demikian ?
Proses metabolisme terjadi di dalam “sel” setiap mahluk hidup
Reaksi-reaksi metabolisme berlangsung secara enzimatik dalam kompartemen- kompartemen sel yang di batasi oleh membran lapis ganda. Reaksi metabolisme dapat dilakukan dengan berbagai jalur reaksi
Produk-produk hasil metabolisme berupa metabolit
Metabolit dapat dikategorikan menjadi:
1. menurut urutan terjadinya
• metabolit primer
• metabolit intermedier
• metabolit sekunder
2. menurut dampak efek yang ditimbulkan
• zat aktif farmasetik
• zat aktif farmakologik
3. menurut kepentingan di bidang isolasi
• zat aktif
• zat inert
4. menurut status keberadaan
• genuine
• artefak
Metabolisme Tanaman
METABOLIT PRIMER
adalah hasil metabolisme primer:
respirasi, fotosintesis, konversi energi, dan metabolisme lain yang vital untuk kelangsungan hidup organisme
METABOLIT SEKUNDER
adalah hasil metabolisme dari metabolit primer membentuk derivat yang tidak diketahui gunanya bagi organisme
tersebut atau tidak berguna bagi kelangsungan hidup organisme
Metabolit
primer dan
sekunder
MP dan MS
METABOLIT SEKUNDER
ØMetabolit sekunder banyak dipelajari karena:
▪Spesifik tidak dimiliki oleh semua bahan alam
▪ Memiliki fungsi fisiologis yang beragam
▪ Banyak ditemukan pada tumbuhan
(semua tingkatan tumbuhan), sedangkan hewan lebih sedikit
(biasanya dari kelompok invertebrata).
Metabolit Sekunder
►
Penggolongan :
1. Kemiripan struktur 2. Jalur biosintesis3. Tumbuhan yang memproduksi
4. Berdasarkan efek farmakodinamik
► Kelompok besar;
Alkaloid, terpenoid, fenol
Bentuk :
► Biasanya glikosida(dengan gula: glukosa, galaktosa or rhamnosa) (gula Apiosa : jarang terjadi)
Tiga grup utama metabolit sekunder :
1. Alkaloid (memiliki atom Nitrogen/N ).
Contoh : morfin, cofein, cocain, nicotin.
2. Senyawa fenolik. (memiliki Gugus OH fenol)
Contoh : flavonoid, antosianin, asam salisilat, lignin.
3. Terpenoid.
Contoh : saponin, Pinen
Jalur
metabolisme sekunder
utama
(Torsell,1997)
Variasi
kandungan kimia dalam tumbuhan
dipengaruhi:
1.Faktor Intrinsik/internal (gen dan hormon).
2. Faktor Ekstrinsik/eksternal (Iklim, tanah, ph tanah,
pemupukan, pengairan, pemberantasan gulma,
pemberantasan penyakit, bibit)
1. Faktor Intrinsik/internal 1. Gen
q Gen merupakan unit pewaris sifat bagi organisme hidup.
q Gen berfungsi menyandi protein yang berfungsi untuk kelangsungan hidup organisme.
q Gen mengontrol seluruh pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
q Gen atau sifat turunan bisa menaikkan atau menurunkan kandungan bioaktif.
q Gen dapat juga untuk memproduksi tanaman baru dengan persilangan.
q Jenis atau varietas tanaman menyebabkan perbedaan sifat, seperti rasa, bau,
kandungan kimia, dan jumlah produksi yang dihasilkan.
Keanekaragaman genetik
Parameter kualitas
berbagai kultivar lada hitam (Piper nigrum L.) yang ditanam di perbukitan Karnataka, India.
(Pannaga et al., 2021)
Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry 2021; 10(1):
1497-1500
2. HORMON
Hormon tumbuhan adalah suatu kelompok substansi organik yang terjadi secara alami pada tumbuhan, yang pada konsentrasi rendah dapat berpengaruh pada proses fisiologi seperti pertumbuhan, diferensiasi, dan perkembangan tumbuhan.
Hormon tumbuhan ditransport dari satu tempat ke tempat lain di dalam tumbuhan.
Tumbuhan menggunakan hormon ini untuk menyebabkan sel berelongasi, membelah, menjadi terspesialisasi, dan membantu mengkoordinasi seluruh perkembangan
tumbuhan.
Keterangan : BA = sitokinin IBA = auksin
(Karalija dan Paric, 2011)
BH= tanpa hormon (produksi antosianin monomer paling tinggi)
BI1= 0,5 mg/L BA + 0,1 mg/L (produksi senyawa fenol IBA paling
tinggi)
BI2 = 2 mg/L BA +
0,1 mg/L IBA BI4= 4 mg/L BA + 0,1
mg/L IBA
(produksi senyawa flavonoid paling tinggi)
HORMON
Faktor ekstrinsik/eksternal
1. Iklim
q Suhu
q Curah hujan
q Intensitas cahaya matahari
Hubungan konsentrasi senyawa flavonoid yang berbeda pada daun ketiga varietas Labisia pumila Benth. di bawah intensitas
cahaya yang berbeda.
Cahaya
Pengaruh Cahaya terhadap Kadar senyawa pada tanaman
(Karimi et al., 2013- Australian Journal of Crop Science AJCS
7(7):1016-1023 (2013)
Akumulasi total Flavonoid pada daun, batang dan akar tiga varietas Labisia pumila Benth. di bawah intensitas cahaya yang
berbeda.
Lokasi Ketinggian Tempat Tumbuh
Hubungan ketinggian tempat tumbuh dan tingkat kematangan yang berbeda dengan komponen Fenolik buah pomegranate Punica granatum L.
Sumber: Mphahlele et al., 2014; Scientia Horticulturae 179;36-45.
2. pH tanah
v pH tanah sangat berpengaruh pada perkembangan tumbuhan.
v Tanah asam, mengandung alkali yang rendah.
v Tanah basa, mengandung alkali tinggi.
v Tanah netral.
v Tanah yang baik:
1. Kaya humus 2. netral
3. Partikel halus dan kasar yang seimbang.
4. Pengikat air yang baik
3. Tanah
q Campuran partikel mineral q Terbentuk dari kikisan batu.
q Komponen organik; Humus , terbentuk dari pembusukan tumbuhan dan hewan.
q tanah subur mengandung 1,5%-15%
humus.
q Tanah kurus mengandung kurang dari 0,5% humus.
q Tanah liat /lempung (clay) terdiri dari partikel halus 2-20μm.
q Tanah pasir (sand) 20μm-2mm.
q Tanah kerikil 2-20mm
4. Garam nutritif
Ø Tanaman menyerap unsur kimia makanan dari dalam tanah dalam bentuk garam :
Ø Unsur Makro;(dibutuhkan dalam jumlah banyak:
Nitrogen (N), Phosphat (P), Kalium (K) à NPK.
Nitrogen : untuk hijau daun.
P : untuk pertumbuhan dan buah.
K : untuk pertumbuhan dan bunga.
Ø Unsur Mikro: (dibutuhkan dalam jumlah kecil): Ca, Co, Br, Cl
Ø Unsur mikro umumnya untuk metabolisme
tumbuhan seperti enzim, katalis dan hormon. Untuk melengkapi semua itu dilakukanlah pemupukan
dengan kedua unsur tersebut sesuai kebutuhan.
Etnomedicine atau etnofarmakologi : penggunaan tumbuhan secara empiris
Kemotaksonomi / informasi filogenetik : Kandungan kimia dari suatu tumbuhan
Pencarian acak
Kombinasi dari beberapa kriteria di atas.
Pendekatan dalam memilih tumbuhan untuk penelitian :
Pemilihan dan Penetapan Jenis Tumbuhan yang akan diteliti :
Tetapkan jenis
tumbuhan yang akan diteliti
Identifikasi botani yaitu spesies,
genus, dan famili
Jika telah diidentifika si, tetapkan bagian
atau organ hayati yang akandianalisis
Pengumpulan bahan (tempat dan waktu dari kegiatan
pengumpulan bahan perlu di catat)
1. Bahan
a. Tumbuhan segar/kering (simplisia)?
b. Penggunaan tumbuhan yang tidak berpenyakit
c. Penggunaan tumbuhan yang tidak tercemar
Teknik persiapan
penelitian
2. Ekstraksi
a. Ekstraksi panas/dingin?
b. Ekstraksi konvensional/non konvensional ?
c. Pemilihan pelarut pengekstraksi?
d. Metode pemekatan?
3. Metode pemisahan
• Pemisahan dan pemurnian kandungan tumbuhan terutama dilakukan dengan menggunakan salah satu dari empat teknik kromatografi atau gabungan teknik tersebut.
• Kromatografi kertas (KKt),
Kromatografi lapis tipis (KLT), Kromatografi gas cair (KGC),
Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)
• Pemilihan teknik tergantung dari sifat kelarutan dan keatsirian senyawa yang akan dipisah.
4. Metode
Analisis Kimia
a. Penapisan kimia (Skrining fitokimia)
Skrining kimia adalah pemeriksaan awal golongan kimia alam suatu ekstrak kasar atau ekstrak fraksi.
Kegiatan ini hanya dilakukan jika pekerjaan tidak sampai pada penentuan struktur tetapi hanya untuk mengetahui profil kimia dari suatu bahan hayati.
b. Identifikasi Kimia
Identifikasi kimia yaitu penentuan jenis senyawa kimia yang telah diketahui sebelumnya.
c. Elusidasi Struktur Kimia
Identifikasi struktur senyawa kimia yang belum diketahui atau merupakan senyawa baru.
Masalah dalam skrining
fitokimia
q Reaksi po sitif palsu : hasil pengujian menyatakan ada (positif), tetapi sebenarnya tidak ada (negatif). Hal ini dapat disebabkan karena:
1. kesalahan pengamatan
2. pengaruh senyawa lain yang memiliki kesamaan sifat maupun struktur atom yang identik.
q Reaksi negatif palsu : hasil pengujian menyatakan tidak ada (negatif), tetapi sebenarnya ada (positif).
Hal ini dapat terjadi disebabkan karena:
1. kadar senyawa dalam bahan uji terlalu sedikit ,
2. bahan uji (ekstrak/simplisia) yang diuji tidak memenuhi syarat sehingga senyawa yang tadinya ada menjadi hilang /rusak karena
reaksi enzimatik/hidrolisis.
