5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Atsiri
Minyak atsiri (essential oil/volatile oil) atau essences merupakan senyawa mudah
menguap yang berasal dari tanaman aromatic, tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik. Minyak atsiri digunakan untuk memberi rasa dan aroma makanan, minuman, parfum dan kosmetik. Sifat toksik alami minyak atsiri berguna dalam pengobatan dan minyak atsiri telah lama dikenal sebagai sumber terapi yang penting, misalnya sebagai senyawa anti mikroba (Guenther, 2006)
Minyak atsiri pada dasarnya mengandung campuran senyawa kimia dan biasanya campuran tersebut sangat kompleks. Beberapa tipe senyawa organik mungkin terkandung dalam minyak atsiri, seperti hidrokarbon, alkohol, oksida, ester, aldehida, dan eter. Sangat sedikit sekali yang mengandung satu jenis komponen kimia yang persentasenya sangat tinggi.Yang menentukan aroma minyak atsiri biasanya komponen yang persentasenya tinggi.Walaupun begitu, kehilangan satu komponen yang persentasenya kecil pun dapat memungkinkan terjadinya perubahan aroma minyak atsiri tersebut (Agusta, 2000).
Minyak atsiri dapat dibagi menjadi dua kelompok. Kelompok pertama adalah minyak atsiri yang dengan mudah dapat dipisahkan menjadi komponen-komponen atau penyusun murninya. Komponen-komponen ini dapat menjadi bahan dasar untuk diproses menjadi produk-produk lain. Contoh kelompok pertama ini adalah : minyak sereh minyak daun cengkeh, minyak permen, dan minyak terpentin. Biasanya komponen utama yang terdapat dalam minyak atsiri tersebut dipisahkan atau diisolasi dengan penyulingan bertingkat atau dengan proses kimia yang sederhana. Pada saat isolasi dengan penyulingan bertingkat selalu dilakukan dalam keadaan vakum. Hal ini dikerjakan untuk menghindari terjadinya isomerisasi,, polimerisasi atau peruraian. Isolasi yang dapat dilakukan berdasarkan reaksi kimia isomerisasi, polimerisasi atau
peruraian. Isolasi yang dilakukan berdasarkan reaksi kimia hanya terdapat pada beberapa minyak atsiri (Sastrohamidjojo, 2004).
Kelompok kedua adalah minyak atsiri yang sukar dipisahkan menjadi komponen murninya. Contohnya minyak kenangan, minyak akar wangi, dan minyak nilam. Biasanya, minyak atsiri tersebut langsung dapat digunakan, tanpa diisolasi komponen-komponennya, sebagai pewangi berbagai produk.
Minyak atsiri secara umum terdiri atas unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O), kadang-kadang juga terdiri dari nitrogen (N) dan belerang (S). Dalam minyak atsiri terdapat senyawa-senyawa golongan monoterpen, sesquiterpen, fenol, alcohol, eter/ ester, dan kumarin. Sebagian besar minyak atsiri termasuk dalam golongan senyawa organik terpena dan terpenoid yang bersifat larut dalam minyak/ lopofil. Terpen merupakan persenyawaan hidrokarbon tidak jenuh dan satuan terkecil dalam molekulnya disebut isoprena.
Senyawa terpen mempunyai rangka karbon yang terdiri dari 2 atau lebih satuan isopren. Klassifikasi dari terpen didasarkan atas jumlah satuan isopren yang terdapat dalam molekulnya yaitu : monoterpen, seskuiterpen, diterpen, triterpen, tetraterpen dan politerpen yang masing-masing terdiri dari 2,3,4,6,8 dan n satuan isopren (Finar, 1959).
Monoterpen terdiri dari 10 atom karbon. Monoterpen terdapat dalam sebagian besar minyak atsiri terutama dalam minyak jeruk. Merupakan minyak yang tidak berwarna, sangat stabil disimpan pada suhu yang dingin dan berfungsi sebagai antseptik, Contoh minyak atsiri adalah limonen (dalam minyak lemon), pinen (dalam pinus) dan camphor (dalam kapur barus).
Monoterpen :
Sesquiterpen merupakan terpen yang tidak mudah berubah seperti monoterpen. Seskuiterpen terdiri dari 15 atom karbon. Seskuiterpen memiliki efek anti inflammatory dan anti-infeksi. Contohnya adalah minyak jahe (dalam jahe), cedrene (dalam cedarwood) dam caryophyllen (dalam cengkeh). Rantai molekul terpen dalam minyak atsiri merupakan rantai terbuka (terpen alifatis) dan rantai melingkar (terpen siklis).
Seskuiterpen :
Golongan fenol dalam minyak atsiri merupakan golongan yang paling antiseptik dalam tanaman. Golongan ini dapat merangsang tubuh dan dapat bermanfaat dalam dosis kecil, tetapi dosis yang besar dapat menjadi racun pada
system syaraf dan iritasi pada kulit serta ketidaknyamanan dalam pencernakan.Contoh : thymol (dalam thymus) dan eugenol (dalam cengkeh)
Golongan Alkohol dalam minyak atsiri juga sangat antseptik, antibakteri dan antijamur. Sangat baik untuk sistem syaraf dan merangsang respon kekebalan. Contohnya lavendulol (dalam lavender), nerol (dalam neroli) dan geraniol (dalam geranium).
Golongan Ester/ Eter dalam minyak atsiri, dimana eter lebih kuat daripada ester, namun keduanya memiliki sifat serupa. Merupakan antipasmodik yang kuat, antibakteri dan antiinflamasi. Sifatnya sangat lembut pada kulit dan sangat efesien sebagai relaksasi. Contoh sinamil asetat (dalam kayu manis) dan myrtinyl asetat (dalam melati).
Golongan keton dalam minyak atsiri dalam dosis kecil dapat merelaksasi dan bahan sedative. Golongan ini dapat digunakan untuk penyembuhan luka yang dikenal sebagai antikoagulan.Selain itu dapat bermanfaat merangsang sistem kekebalan tubuh dan mengobati luka. Dalam dosis besar, sebaliknya menjadi racun bagi syaraf, dapat menyebabkan keguguran, kejang-kejang bahkan epilepsy. Contoh : thyone (dalam sage), pinocamphone (dalam hyssop) dan caryone (dalam pipermint).
Golongan aldehida dalam minyak atsiri memiliki sifat serupa dengan golongan alkohol dan keton. Contoh : furfurol (dalam lavender, cendana, kayu manis dan cemara), aldehida benzoate (dalam benzoin).
Golongan kumarin dalam minyak atsiri memiliki efek relaksasi dan penenang (sedative). Kumarin dikenal sebagai anticonvulsant dan antikoagulan. Khusus kumarin, furokumarin bersifat fotosensitif sehingga baik menggunakan minyak atsiri ini bila terkena langsung dengan radiasi sinar matahari Contoh : bergaptene (dalam bergamot), angelicine (dalam angelica) dan citroptene (dalam minyak jeruk)
Biasanya komponen utama yang terdapat dalam minyak atsiri tersebut dipisahkan atau diisolasi dengan penyulingan bertingkat atau dengan proses kimia yang sederhana. Pada saat isolasi dengan penyulingan bertingkat selalu dilakukan
dalam keadaan vakum. Hal ini dikerjakan untuk menghindari terjadinya isomerisasi, polimerisasi atau peruraian. Isolasi yang dapat dilakukan berdasarkan reaksi kimia isomerisasi, polimerisasi atau peruraian. Isolasi yang dilakukan berdasarkan reaksi kimia hanya terdapat pada beberapa minyak atsiri ( Sastrohamidjojo, 2004).
2.1.1. Sumber Minyak Atsiri
Minyak atsiri merupakan salah satu hasil akhir proses metabolisme sekunder dalam tumbuhan. Tumbuhan penghasil minyak atsiri antara lain termasuk family Pinaceae, Labiatae, Compositae, Myrtaceae, Rutaceae, Piperaceae, Zingiberaceae. Umbilliferae dan Gramineae.Minyak atsiri terdapat pada setiap bagian tumbuhan yaitu di daun, bunga, biji, batang, kulit, dan akar (Ketaren, 1985).
Table 2.1. Daftar tanaman penghasil minyak atsiri yang berkembang di Indonesia
No. Tanaman Nama Latin Sumber Minyak
1 Adas Foenicullum vulgare Buah dan Biji
2 Akar wangi Vetiveria zizanoides Akar
3 Anis Clausena anisata Buah dan Biji
4 Bungle Zingiber purpureum Roxb. Akar
5 Cempaka Michelia champaca Cempaka
6 Cendana Santalum album Kayu Teras
7 Cengkeh Syzygium aromaticum Bunga
8 Eucalyptus Eucalyptus sp. Daun
9 Gaharu Aquilaria sp Kayu
10 Gandapura Gaultheria sp. Daun & Gagang
11 Jahe Zingiber officinale Akar
12 Jeringau Acarus calamus Daun & gagang
13 Jeruk Purut Citrus hystrix Buah
14 Kapulaga Amomum Cardamomum Buah dan Biji
15 Kayu Manis Cinnamomum cassia Batang
16 Kayu Putih Melaleuca leucadendron LI Daun
17 Kemangi Basil Oil Daun
18 Kemukus Piper cubeba L. Buah
19 Kenanga Canangium odoratum Bunga
20 Kencur Caempreria galangal Akar
21 Ketumbar Coriandrum sativum Buah dan Biji
22 Klausena Clausena anisata Biji
23 Kunyit Curcuma domestica Akar
24 Lada Piper nigrum L. Buah dan Biji
25 Lengkuas Hutan Alpinia Malacensis Akar
26 Lengkuas Hutan Alpinia Malacensis Oil Akar
27 Manis Cinnamomum casea Daun
28 Massoi Criptocaria massoia Batang
29 Mawar Rosa sp. Bunga
30 Melati Jasminum sambac Bunga
31 Mentha Mentha arvensis Daun
32 Nilam Pogostemon cablin Daun
33 Pala Myristica fragrans Houtt Biji dan Fuli
34 Palmarosa Cymbopogon martini Daun
35 Pinus Pinus merkusii Getah
36 Rosemari Rosmarinus officinale Bunga
37 Sedap Malam Polianthes tuberose Bunga
38 Selasih Mekah Ocimum gratissimum Bunga
39 Seledri Avium graveolens L. Daun, Batang
41 Sereh Dapur Andropogon citrates Daun
42 Sereh Wangi Cymbopogon citrates Daun
43 Sirih Piper bitle Daun
2.1.2 Biosintesis Terpen
Berdasarkan proses biosintesisnya atau pembentukan komponen minyak atsiri di dalam tumbuhan, minyak atsiri dapat dibedakan menjadi dua golongan. Golongan pertama adalah turunan terpena yang terbentuk dari asam asetat melalui jalur biosintesis asam mevalonat. Golongan kedua adalah senyawa aromatic yang terbentuk dari biosintesis asam sikimat melalui jalur fenil propanoid. Mekanisme dari tahap-tahap reaksi biositesis terpenoid yaitu asam asetat yang telah diaktifkan oleh koenzim A melakukan kondensasi menghasilkan asam asetoasetat. Senyawa yang dihasilkan ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi jenis aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevalonat. Reaksi-reaksi berikutnya ialah fosforilasi, eliminasi asam fosfat, dan dekarboksilasi, menghasilkan IPP yang selanjutnya berisomerasi menjadi DMAPP oleh enzim isomerase. IPP sebagai unit isoprene aktif bergabung secara kepala ke ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari
polimerisasi isoprene untuk menghasilkan terpenoid. Penggabungan ini terjadi karena serangan electron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan electron diikuti oleh penyingkiran ion piroposfat. Serangan ini menghasilkan geranil piroposfat (GPP) yakni senyawa antara bagi semua senyawa monoterpen.
Sintesa terpenoid sangat sederhana sifatnya. Ditinjau dari segi teori reaksi organic sintesa ini hanya menggunakan beberapa jenis reaksi dasar. Reaksi-reaksi selanjutnya dari senyawa antara GPP, FPP, dan GGPP untuk menghasilkan senyawa-senyawa terpenoid satu per satu hanya melibatkan beberapa jenis reaksi sekunder pula. Reaksi-reaksi sekunder ini lazimnya adalah hidrolisa, siklisasi, oksidasi, reduksi, dan reaksi-reaksi spontan yang dapat berlangsung dengan mudah dalam suasana netral dan pada suhu kamar, seperti isomerisasi, dehidrasi, dekarbosilasi, dan sebagainya.
2.2 Isolasi Minyak Atsiri
Destilasi dapat didefenisikan sebagai cara penguapan dari suatu zat dengan perantara uap air dan proses pengembunan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Destilasi merupakan metode yang paling berfungsi untuk memisahkan dua zat yang berbeda, tetapi tergantung beberapa faktor, termasuk juga perbedaan tekanan uap air (berkaitan dengan perbedaan titik didihnya) dari komponen-komponen tersebut. Destilasi melepaskan uap air pada sebuah zat yang tercampur yang kaya dengan komponen yang mudah menguap daripada zat tersebut (Mc.Cabe, 1993).
Proses penyulingan sangat penting diketahui oleh para penghasil minyak atsiri. Pada dasarnya terdapat dua jenis penyulingan.
1. Penyulingan suatu campuran yang berujud cairan yang tidak saling bercampur,
hingga membentuk dua fasa atau dua lapisan. Keadaan ini terjadi pada pemisahan minyak atsiri dengan uap air.Penyulingan dengan uap air sering disebut juga hidrodestilasi. Pengertian umum ini memberikan gambaran bahwa penyulingan dapat dilakukan dengan cara mendidihkan bahan tanaman atau minyak atsiri dengan air. Pada proses ini akan dihasilkan uap air yang dibutuhkan oleh alat penyuling. Uap air tersebut dapat juga dihasilkan dari alat pembangkit uap air yang terpisah.
2. Penyulingan suatu cairan yang tercampur sempurna hingga hanya membentuk
satu fasa. Pada keadaan ini pemisahan minyak atsiri menjadi beberapa komponennya, sering disebut fraksinasi, tanpa menggunakan uap air.
Minyak atsiri, minyak mudah menguap, atau minyak terbang merupakan campuran dari senyawa yang berwujud cairan atau padatan yang memiliki komposisi maupun titik didih yang beragam. Penyulingan dapat didefenisikan sebagai proses pemisahan komponen-komponen suatu campuran yang terdiri atas dua cairan atau lebih berdasarkan perbedaan titik didih komponen-komponen senyawa tersebut. Proses penyulingan sangat penting diketahui oleh para penghasil minyak atsiri.
Penyulingan suatu campuran yang berwujud cairan yang tidak saling bercampur, hingga membentuk dua fase atau dua lapisan.Keadaan ini terjadi pada pemisahan minyak atsiri dengan uap air.Penyulingan dengan uap air sering disebut hidrodestilasi. Pengertian umum ini memberikan gambaran bahwa penyulingan dapat dilakukan dengan cara mendidihkan bahan tanaman atau minyak atsiri dengan air. Pada proses ini akan dihasilkan uap air yang dibutuhkan oleh alat penyuling.
Dalam pengertian industri minyak atsiri dibedakan tiga tipe hidrodestilasi, yaitu:
1. Penyulingan Air
Bila cara ini digunakan maka bahan yang akan disuling berhubungan langsung dengan air mendidih. Bahan yang akan disuling kemungkinan mengapung di atas air atau terendam seluruhnya, tergantung pada berat jenis dan kuantitas bahan yang akan diperoses. Air dapat dididihkan dengan api secara langsung. Penyulingan air ini tidak ubahnya bahan tanaman direbus secara langsung.
2. Penyulingan uap dan air
Bahan tanaman yang akan diperoses secara penyulingan uap dan air ditempatkan
dalam suatu tempat yang bagian bawah dan tengah berlobang-lobang yang ditopang
di atas dasar alat penyulingan. Bagian bawah alat penyulingan diisi air sedikit di
bawah dimana bahan ditempatkan. Bahan tanaman yang akan disuling hanya terkena
uap, dan tidak terkena air yang mendidih.
3. Penyulingan uap
Uap yang digunakan lazim memilliki tekanan yang lebih besar daripada tekanan atmosfer dan dihasilkan dari hasil penguapan air yang berasal dari suatu pembangkit uap air.Uap air yang dihasilkan kemudian dimasukkan ke dalam alat penyulingan. Pada dasarnya tidak ada perbedaan yang menyolok pada ketiga alat penyulingan
tersebut. Namun demikian pemilihan tergantung pada cara yang digunakan, karena reaksi tertentu dapat terjadi selama penyulingan (Sastrohamidjojo, 2004).
2.3 Tanaman Kari
Tanaman kari (Murraya koenigii. L) merupakan salah satu tanaman rempah yang
tergolong Rutaceae (jeruk-jerukan), yang diperkenalkan oleh seorang ahli Botani Swedia dan German yaitu Johann Andreas Murray dan Gerhard Koenig.Secara morfologi pohon kari bisa tumbuh mencapai 4-6 mter, memiliki tangkai panjang dan setiap tangkai mengandung 11-21 daun, memiliki bunga yang kecil dan berwarna putih, serta memiliki buah yang berwarna coklat-hitam, mengkilap, dan bisa dimakan, namun bijinya beracun. Tanaman kari umumnya lebih dikenal sebagai daun kari (curry-leaf tree) yang merupakan tanaman yang banyak tumbuh di India, Nepal, Sri Lanka, dan beberapa Negara Asia Selatan, serta paling banyak ditemui di hampir seluruh wilayah India (Ajay et al, 2011). Di Indonesia daun kari banyak terdapat di beberapa daerah di Sumatera seperti Aceh dan Medan. Daun ini banyak digunakan sebagai bahan rempah-rempah terutama sebagai bumbu pada berbagai jenis masakan dan juga digunakan untuk perawatan berbagai jenis penyakit pada system pengobatan tradisional.
Selain sebagai bumbu masak, daun kari juga sering digunakan sebagai jamu pengobatan alternative. Daun kari dipakai sebagai bahan baku dalam hampir semua obat tradisional India, yang berkhasiat menyembuhkan berbagai penyakit antara lain pusing-pusing, sakit perut, kulit gatal, digigit serangga, diare, influenza, reumatik, obat luka, gigitan ular, bahkan diabetes. Disamping itu daun ini juga memiliki aroma yang menyengat yang disebabkan oleh kandungan minyak atsiri yang terkandung di dalamnya sehingga daun ini kerap digunakan pada industry parfum dan sabun (Parul, Sinha, 2012). Selain itu daun kari memiliki kandungan vitamin A, vitamin C dan kalsium yang tinggi, serat, asam oksalat, mineral, carotene (Prajapati, et al, 2003).
2.3.1 Klasifikasi
Tanaman kari dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Kingdom : Plantae (tumbuhan)
Divisi : Spermatophyta
Kelas : Dicotyledonae
Ordo : Sapindales
Famili : Rutaceae (suku jeruk-jerukan)
Genus : Murraya
Spesies : Murraya koenigii (L.)
Gambar 2.1. Tanaman kari
2.4 Analisa Komponen Kimia Minyak Atsiri dengan GC - MS 2.4.1. Kromatografi Gas
Kromatografi adalah cara pemisahan campuran yang didasarkan atas perbedaan distribusi dari komponen campuran tersebut diantara dua fase, yaitu fase diam (stationary) dan fase bergerak. Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya adalah gas
dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya (Khopkar, 2003).
Dalam teknik kromatografi, semua pemisahan tergantung pada gerakan relatif dari masing-masing komponen di antara kedua fase tesebut. Senyawa atau komponen yang tertahan (terhambat) lebih lemah oleh fase diam akan bergerak lebih cepat daripada komponen yang tertahan lebih kuat. Perbedaan gerakan antara komponen yang satu dengan yang lainnya disebabkan oleh perbedaan dalam adsorbs, partisi, kelarutan atau penguapan diantara kedua fase. Jika perbedaan-perbedaaan ini cukup besar, maka akan terjadi pemisahan secara sempurna.
Sekarang ini sistem GC-MS sebagian digunakan sebagai peran utama untuk analisa makanan dan aroma, petroleum, petrokimia dan zat-zat kimia di laboratorium. Kromatografi gas merupakan kunci dari suatu teknik analitik dalam pemisahan komponen mudah menguap, yaitu dengan mengkombinasikan secara cepat analisa sehingga pemecahan yang tinggi mengurangi pengoperasian.Keuntungan dari kromatografi gas adalah hasil kuantitatif yang bagus dan harganya lebih murah. Sedangkan kerugiannya tidak dapat memberikan identitas atau struktur untuk setiap puncak yang dihasilkan dan pada saat proses karakteristik yang didefenisikan sistem tidak bagus (Mcnair, 2009).
2.4.2 Spektrofotometri Massa
Pemboman molekul oleh sebuah arus elektron pada energi mendekati 70 elektron volt dapat menghasilkan banyak perubahan pada struktur molekul. Salah satu proses yang terjadi yang disebabkan oleh pemboman dengan elektron adalah keluarnya sebuah elektron dari molekul sehingga terbentuklah kation molekul [M.]+. Ion berenergi tinggi ini serta hasil fragmentasinya merupakan dasar bagi cara analisis spektrometri massa.
Pada sistem GC-MS ini, yang berfungsi sebagai detektor adalah spektrometer massa itu sendiri yang terdiri dari sistem analisis dan sistem ionisasi, dimana Electron Impact ionization (EI) adalah metode ionisasi yang umum digunakan (Agusta, 2000).
Spektrometer massa pada umumnya digunakan untuk :
1. Menentukan massa suatu molekul
2. Menentukan rumus molekul dengan menggunakan Spektrum Massa Beresolusi
Tinggi (High Resolution Mass Spectra)
3. Mengetahui informasi dari struktur dengan melihat pola fragmentasinya Ketika uap suatu senyawa dilewatkan dalam ruang ionisasi spektrometer massa, maka zat ini dibombardir atau ditembak dengan elektron. Elektron ini mempunyai energi yang cukup untuk melemparkan elektron dalam senyawa sehingga akan memberikan ion positif, ion ini disebut dengan ion molekul (M+). Ion molekul cenderung tidak stabil dan terpecah menjadi fragmen-fragmen yang lebih kecil. Fragmen-fragmen ini yang akan menghasilkan diagram batang (Dachriyanus, 2004).
Spektrometer mampu menganalisis cuplikan yang jumlahnya sangat kecil dan menghasilkan data yang berguna mengenai struktur dan identitas senyawa organik. Jika efluen dari kromatofrafi gas diarahkan ke spektrometer massa, maka informasi mengenai struktur untuk masing-masing puncak pada kromatogram dapat diperoleh. Karena laju aliran yang rendah dan ukuran cuplikan yang kecil, cara ini paling mudah diterapkan pada kolom kromatografi gas kapiler. Cuplikan disuntikkan ke dalam kromatografi gas dan terkromatografi sehingga semua komponenya terpisah. Spektrum massa diukur secara otomatis pada selang waktu tertentu atau pada maksimum atau tengah-tengah puncak ketika keluar dari kolom. Kemudian data disimpan di dalam komputer, dan daripadanya dapat diperoleh hasil kromatogram disertai integrasi semua puncak. Disamping itu, kita dapat memperoleh spektrum massa masing-masing komponen. Spektrum ini dapat dipakai pada indentifikasi
senyawa yang pernah diketahui dan sebagai sumber informasi struktur dan bobot molekul senyawa baru (Gritter, 1991).
Spekttrometer massa secara skematis dapat digambarkan sebagai berikut :
Peningkatan penggunaan GC-MS banyak digunakan yang dihubungkan dengan komputer dimana dapat merekam dan menyimpan data dari sebuah analisis akan berkembang pada pemisah yang lebih efesien. Karena komputer dapat diprogram untuk mencari spektra library yang langka, membuat indentifikasi dan menunjukkan analisis dari campuran gas tersebut.
2.4.2.1 Spektrum Massa
Spektrum massa biasa diambil pada energi berkas elektron sebesar 70 elektron volt. Kejadian tersederhana ialah tercampaknya satu elektron dari molekul dalam fasa gas oleh sebuah elektron dalam berkas elektron dan membentuk suatu ion molekul yang
merupakan suatu radikal kation (M+). Ion molekul adalah molekul yang kehilangan
satu electron, dimana berat ion itu menunjukkan berat molekul actual dari berat molekul asli ion tersebut. Karena kehilangan satu electron, maka ion molekul adalah
suatu radikal kation (M+).
Suatu spektrum massa menyatakan massa sibir bermuatan positif terhadap kepekaan (konsentrasi) nisbinya. Puncak paling kuat (tinggi) pada spektrum disebut
puncak dasar (base peak), dinyatakan dengan nilai 100% dan kekuatan (tinggi x faktor kepekaan) puncak-puncak lain, termasuk puncak ion molekulnya, dinyatakan sebagai persentasi puncak dasar tersebut.
Molekul tidak selamanya terjadi dari unsur yang sama isotopnya. Atom mempunyai isotop yang lebih berat yang kelimpahannya bervariasi. Selain ion molekul, kelimpahan puncak isotop biasanya ditandai dengan intensitasnya yang rendah berada setelah ion molekul.
Puncak ion molekul biasanya merupakan puncak-puncak dengan bilangan massa tertinggi, kecuali jika terdapat puncak-puncak isotop. Puncak-puncak isotop ada karena sejumlah molekul tertentu mengandung isotop lebih berat dari isotopnya yang biasa.
Puncak ion metastabil biasanya lebar dengan harga m/e yang tidak bulat. Ion ini terbentuk dari pecahan ion molekul yang terjadi sebelum mencapai detector, ketika hendak melewati kamar pemisahan ion. Posisi metastabil dalam spectrum massa terhadap massa ion mula-mula ditunjukkan oleh persamaan :
M* = (m2)2
m1
dimana : m1 = muatan ion mula-mula (ion induk)
m2 = massa fraksi ion yang baru (ion anak)
m* = ion metastabil
Ion meta stabil dapat digunakan untuk membuktikan bentuk reaksi pemecahan atau membantu dalam masalah pembuktian struktur.
Beberapa Pola pemecahan pada Spektrum massa adalah :
1. Molekul ditembaki electron dengan waktu > 10-5 detik akan menghasilkan ion
molekul, sedangkan bila < 10-5 detik akan terjadi pemecahan ion tersebut. Jadi
pada spectrum massa diamati puncak ion molekul dan ion pemecahan (fragmentasi).
2. Untuk beberapa golongan senyawa, cara pemecahan ini karakteristik sehingga dapat diperbaiki tipe pemecahannya.
3. Secara prinsip umum, yang mengatur proses pemecahan ini dapat dijelaskan
sebagai berikut :
a. Ionisasi molekul contoh membentuk ion molekul yang tidak hanya bermuatan
positif juga mempunyai electron ganjil (electron tidak berpengaruh). Ion molekul adalah kation radikal.
b. Jika pemecahan ini berlangsung dalam SM, hamper seluruhnya berlangsung
dalam proses unimoleculer karena tekanan contoh pada kamar ionisasi terlalu rendah untuk mengijinkan pelanggaran bimolekuler. Jadi reaksi unimolekuler ini yang menghasilkan ion pecahan yang sangat melimpah.
c. Ion pecahan berbentuk kation dan telah banyak kimiaawan yang mempelajari
ion-ion ini melalui pembentukan ion karbonium dalam larutan.
d. Sering terjadi pelepasan bagian yang netral (secara listrik) pada waktu
pemecahan. Bagian netral ini tidak kelihatan pada spectrum, tetapi dapat diketahui dari pengurangan massa ion molekul menjadi pemecahannya. Pelepasan seperti ini tidak disukai daripada pelepasan dalam bentuk pemecahan yang tidak stabil.
e. Pemecahan satu ikatan terjadi paling sering dalam hal ini ion molekul dengan
jumlah electron ganjil membentuk pecahan ion dengan electron genap dan pecahan molekul netral electron ganjil. Pemecahan electron yang cepat ini adalah suatu radikal, sedang pecahan ion itu adalah tipe ion karbonium yang stabil lebih disukai. Jadi kemudian pemecahan membentuk ion menaik dengan
aturan : CH3+ < RCH2+ < R2CH+ < R3C+ < CH2=CH—CH2+ < — CH2+
Contoh pemecahan melalui penentuan satu ikatan :
Nama bakteri berasal dari kata ―bakterion‖ (bahasa Yunani) yang berarti tongkat atau
batang. Sekarang nama itu dipakai untuk menyebut sekelompok mikroorganisme yang bersel satu, tidak berklorofil, berbiak dengan pembelahan diri, serta demikian kecilnya sehingga hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop (Dwijoseputro, 1982).
Bakteri merupakan sel prokariotik yang khas, uniseluler dan tidak mengandung membaran inti. Terdapat beberapa bentuk dasar bakteri, seperti batang,
spiral, dan bola yang umumnya berdiameter sekitar 0,5 – 1,0 µm dan panjangnya 1,5
– 2,5 µm. Berdasarkan struktur dinding selnya, bakteri dibedakan menjadi bakteri
gram positif dan gram negative. Bakteri gram negatif memiliki susunan dinding sel yang lebih rumit daripada bakteri gram posirif. Dinding sel bakteri gram positif
seperti Stapylococcus aureus hanya tersusun dari satu lapisan saja, yaitu lapisan
peptidoglikan yang relatif tebal dan kaku. Kekakuan dan ketebalan pada dinding sel
bakteri yang disebabkan peptidoglikan ini membuat bateri gram positif resisten terhadap lisis osmotic.
Dinding sel bakteri gram negatif mempunyai dua lapisan dinding sel, yaitu lapisan luar yang terdiri dari lipopolisakarida dan protein, dan lapisan dalam yang tersusun dari peptidoglikan tetapi lebih tipis dari pada lapisan peptidoglikan pada
bakteri gram positif. Contoh bakteri gram negatif adalah Escheriachia coli dan
Salmonella typhi.
Bakteri gram positif menyerap zat warna pertama yaitu kristal violet yang menyebabkan berwarna ungu, sedangkan bakteri gram negatif menyerap zat warna kedua yaitu safranin dan menyebabkannya berwarna merah (Dwijoseputro, 1982). Bakteri gram positif memiliki kandungan peptidoglikan yang tinggi (dapat mencapai 50%) dibandingkan bakteri gram negatif (sekitar 10%). Sebaliknya kandungan lipida dinding sel bakteri gram positif rendah sedangkan pada dinding sel bakteri gram negatif tinggi yaitu sekitar 11-22% .
2.5.1 Perkembangbiakan bakteri
Pertumbuhan dan perkembangbiakan bakteri dipengaruhi oleh: 1. Suhu
Setiap spesies bakteri tumbuh pada suatu kisaran suhu tertentu. Atas dasar ini maka bakteri diklasifikasikan menjadi (Dwijoseputro,1982)
a. Bakteri psikrofil (oligotermik) yaitu bakteri yang dapat hidup antara suhu 0-30oC,
sedangkan suhu ptimumnya antara 10-20oC.
b. Bakteri mesofil (mesotermik), yaitu bakteri yang tumbuh pada suhu antara 5-60oC,
sedangkan suhu optimumnya antara 25-40oC.
c. Bakteri termofil (politermik), yaitu bakteri yang tumbuh dengan baik pada suhu
50-60oC, meskipun demikian bakteri ini juga dapat berbiak pada temperatur lebih
rendah atau lebih tinggi dari pada itu, yaitu dengan batas-batas 40-80oC.
Suhu terendah dimana bakteri dapat tumbuh disebut minimum growth temperature.
Sedangkan suhu tertinggi dimana bakteri dapat tumbuh dengan baik disebut
maximum growth temperature. Suhu dimana bakteri dapat tumbuh dengan sempurna di antara kedua suhu tersebut disebut suhu optimum (Pratiwi, 2008).
2. pH
Pertumbuhan bakteri pada pH optimal antara 6,5 dan 7,5. Namun, beberapa spesies dapat tumbuh dalam keadaan sangat asam atau sangat alkali.Bagi kebanyakan spesies, nilai pH minimum dan maksimum ialah antara 4 dan 9. Bila bakteri dibiakan dalam suatu medium, yang mula-mula disesuaikan adalah pHnya maka mungkin sekali pH ini berubah karena adanya senyawa asam atau basa yang dihasilkan selama pertumbuhan.
3. Oksigen
Berdasarkan akan kebutuhan terhadap oksigen, bakteri dapat digolongkan menjadi : a. Bakteri aerob mutlak, yaitu bakteri yang untuk pertumbuhannya memerlukan
adanya oksigen.
b. Bakteri anaerob fakultatif, yaitu bakteri yang dapat tumbuh, baik ada oksigen maupun tanpa adanya oksigen.
c. Bakteri anaerob aerotoleran, yaitu bakteri yang tidak mati dengan adanya oksigen. d. Bakteri anaerob mutlak, yaitu bakteri yang hidup bila tidak ada oksigen.
e. Bakteri mikroaerofilik, yaitu bakteri yang kebutuhan oksigennya rendah.
4. Nutrisi
Sumber zat makanan (nutrisi) bagi bakteri diperoleh dari senyawa karbon, nitrogen, sulfur, fosfor, unsur logam (natrium, kalsium, magnesium, mangan, besi, tembaga dan kobalt), vitamin dan air untuk fungsi-fungsi metabolik dan pertumbuhannya (Dwijoseputro, 2003).
5. Pengaruh Kebasahan dan Kekeringan
Bakteri sebenarnya adalah makhluk yang suka akan keadaan basah, bahkan dapat hidup di dalam air, hanya di dalam air yang tertutup mereka tidak dapat hidup subur,
hal ini disebabkan karena kurangnya udara. Tanah yang basah baik untuk kehidupan bakteri.Banyak bakteri yang mati, jika terkena udara kering (Dwijoseputro, 2003).
6. Tekanan Osmosa.
Medium yang paling cocok untuk kehidupan bakteri ialah medium yang isotonik terhadap isi sel bakteri (Dwijoseputro, 2003).
2.5.2 Media pertumbuhan bakteri
Pembiakan mikroorganisme membutuhkan media yang berisi zat hara serta lingkungan pertumbuhan yang sesuai bagi mikroorganisme. Media dapat dibagi berdasarkan:
1. Konsistensinya, media dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu: a. Media padat
b. Media cair c. Media semi padat
Media padat diperoleh dengan menambahkan agar.Agar berasal dari ganggang merah.Agar digunakan sebagai bahan pemadat karena tidak diuraikan oleh
mikroorganisme dan membeku pada suhu diatas 45oC. Kandungan agar sebagai
bahan pemadat dalam media adalah 1,5-2%.
2. Sumber bahan baku yang digunakan, media dapat dibagi menjadi dua macam: a. Media sintetik, bahan baku yang digunakan merupakan bahan kimia atau bahan yang bukan berasal dari alam. Pada media sintetik, kandungan dan isi bahan yang ditambahkan diketahui secara terperinci.
b. Media nonsintetik, menggunakan bahan yang terdapat di alam, biasanya tidak diketahui kandungan kimianya secara terperinci. Contoh: ekstrak daging, pepton, ekstrak ragi dan kaldu daging.
2.5.3 Antibakteri
Antibakteri merupakan sifat dari suatu bahan yang menunjukkan efek penghambatan terhadap pertumbuhan bakteri. Penghambatan pertumbuhan bakteri dibedakan menjadi 2 sifat, yaitu bakterisidal dan bakteriostatik. Suatu bahan disebut bersifat bakterisidal jika mampu membunuh bakteri, sedangkan sifat bakteriostatik hanya menghambat pertumbuhan bakteri. Bahan antibakteri dapat bersifat bakteriostatik pada konsentrasi rendah, namun bersifat bakterisidal pada konsentrasi tinggi.
Bakteri merupakan sel prokariotik yang khas, uniseluler dan tidak mengandung membaran inti. Terdapat beberapa bentuk dasar bakteri, seperti batang,
spiral, dan bola yang umumnya berdiameter sekitar 0,5 – 1,0 µm dan panjangnya 1,5
– 2,5 µm. Berdasarkan struktur dinding selnya, bakteri dibedakan menjadi bakteri
gram positif dan gram negative. Bakteri gram negative memiliki susunan dinding sel yang lebih rumit daripada bakteri gram positif. Dinding sel bakteri gram positif hanya tersusun dari satu lapisan saja, yaitu lapisan peptidoglikan yang relative tebal. Sedangkan dinding sel bakteri gram negative mempunyai dua lapisan dinding sel, yaitu lapisan luar yang terdiri dari lipopolisakarida dan protein, dan lapisan dalam yang tersusun dari peptidoglikan tetapi lebih tipis dari pada lapisan peptidoglikan pada bakteri gram positif.
Mekanisme kerja bahan antibakteri dibagi menjadi 3 jenis, yaitu : menghambat sintesis dinding sel, menghambat sistesis asam nukleat, dan menghambat sintesis protein. Suatu antibakteri dapat mengubah keadaan ini dengan mendenaturasikan protein dan asam-asam nukleat sehingga merusak sel tanpa dapat diperbaiki lagi. Penghambatan enzim yang yang ada dalam sel dapat mengakibatkan terganggunya metabolisme atau matinya sel.
2.5.4 Uji Aktivitas Antibakteri
Pengukuran aktivitas antibakteri dapat dilakukan dengan metode dilusi (pengenceran) atau dengan metode difusi.
a. Metode dilusi
Zat antibakteri dengan konsentrasi yang berbeda-beda dimasukkan pada media cair. Media tersebut langsung diinokulasi dengan bakteri dan diinkubasi.Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan konsentrasi terkecil suatu zat antibakteri dapat menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri uji. Metode dilusi agar membutuhkan waktu yang lama dalam pengerjaannya sehingga jarang digunakan. b. Metode difusi
Metode yang paling sering digunakan adalah metode difusi agar dengan menggunakan cakram kertas, cakram kaca, pencetak lubang. Metode difusi agar diperkenalkan oleh Willian Kirby dan Alfred Baner pada tahun 1966. Selanjutnya metode Kirby-Baner digunakan untuk menentukan keampuhan bahan antimicrobial. Pada uji ini, kertas cakram steril ditetesi ekstrak tanaman dengan konsentrasi tertentu. Ketika kertas cakram yang telah jenuh dengan bahan antibakteri berada pada media agar maka bahan antibakteri akan mulai berdifusi ke sekitar media. Daerah hambatan pertumbuhan bakteri adalah daerah jernih di sekitar cakram. Luas daerah berbanding lurus dengan aktivitas antibateri, semakin kuat daya aktivitas antibakteri maka semakin luas daerah hambatnya.
