BAB I

PENDAHULUAN

A. Pengertian Terpenoid

Terpenoid adalah hidrokarbon yang berasal dari tanaman yang

mempunyai struktur umum (C5H8)n begitu juga dengan hasil oksigenasi,

hidrogenasi dan dehidrogenasi turunannya. Terpenoid adalah suatu substansi

yang mudah menguap yang memberikan bau pada tanaman dan bunga.

Terpenoid banyak dihasilkan pada daun dan buah dari tanaman tingkat tinggi.

Monoterpenoid dan sesquinterpenoid merupakan konstituen utama dari minyak

esensial yang diperoleh dari getah dan jaringan tanaman tertentu. Diterpenoid

dan triterpenoid termasuk kelompok yang tidak mudah menguap (Bano, 2007).

B. Pengertian Monoterpenoid

Monoterpen, terutama yang berasal dari tanaman, adalah produk dari

jalur prenoid dan berfungsi sebagai pembawa pesan kimiawi dengan fungsi

beragam. Monoterpen adalah 10-molekul karbon yang berasal dari pirofosfat

geranyl, perantara dalam jalur biosintesis isoprenoid. Ekstrak tanaman yang

mengandung monoterpen telah digunakan dalam pengobatan berbagai macam

penyakit manusia dating kembali ke dinasti Mesir (3000 SM) Di zaman modern,

monoterpen dimanfaatkan sebagai bahan dalam kosmetik, perasa makanan, dan

produk pembersih (Lahora et all, 2011).

C. Mentol

(Sinonim 1-Mentol;3-Menthanol;Menthan-3-ol; Pepermint camphor,

Hexahydrothymol) (Kar, 2007).

Mentol merupakan senyawa organik yang disintesis dari peppermint atau

minyak mint yang lain. Mentol memiliki kemampuan untuk memacu kerja saraf

pendeteksi rasa dingin di kulit yaitu reseptor TRPM8 yang bertanggung jawab

dalam mendeteksi rangsang dingin ketika bernafas, menelan ataupun saat

diadministrasikan di kulit. Sebagai analgesik topikal untuk meringankan rasa

nyeri pada misalnya saat kram otot, keseleo, sakit kepala dan gejala yang

menyerupainya, baik senyawa itu sendiri ataupun dengan dikombinasikan

bersama senyawa lain, misalnya camphora atau capsaicin. Di Eropa sudah

dikembangkan dalam bentuk sediaan gel atau krim, sementara di Amerika masih

1

2

belum banyak dikembangkan sediaan terkait. Sebuah penelitian sudah dilakukan

untuk menjelaskan mekanisme kenaikan permeasi kulit, peningkatannya dalam

sifat alirnya dari kulit kedalam darah, dengan delapan jenis basis, dapat

digunakan untuk menentukan efek mentol pada kulit dan barier jaringannya

(Lahora et all, 2011).

Senyawa ini dapat ditemukan dalam minyak peppermint dan diperoleh

dari bunga segar yang ada di puncak tanaman yang dikenal dengan nama

Menthae piperita Linn., atau dari spesies lain dalam dengan nama Mentha, dan

termasuk dalam Labiatae (Kar, 2007).

Umumnya spesies Mentha piperita seharusnya dapat tumbuh di seluruh

belahan dunia. Tanaman ini dapat tumbuh baik dan melimpah di Eropa, bahkan

dapat tumbuh subur di Jepang, Great Britain, Italy, Prancis, Amerika, Bulgaria

dan India (Kar, 2007).

Gambar 1. Tanaman Menthae piperita (Britt, 2010)

Deskripsi:

Warna : Tidak berwarna

Bau : seperti aroma peppermint

Rasa : aromatik, dan cooling taste

Bentuk : kristal heksagonal biasanya mirip dengan prisma; bubuk kristal;

perpaduan massa antar kristal (Kar, 2007).

2

3

D. Isolasi mentol

Bagian dari tanaman Menthae piperita yang digunakan untuk

mendapatkan mentol adalah bagian daun. Daun merupakan bagian terpenting

yang digunakan dimana minyak diekstraksi. Komposisi paling banyak adalah

epidermis atas, letak minyak esensial terkhususkan pada kelenjar trikoma pada

epidermis bagian bawah. Kelanjar trikoma mempunyai 1-2 sel batang dan 1-8

kepala sel glanduler yang mengandung minyak esensial. Minyak diekstraksi

dengan prosedur klasik seperti destilasi uap atau dengan pelarut organik dari

tanaman atau baian tanaman yang dikeringkan (Rita and Animesh, 2011).

Daun Menthae piperita dicuci dibawah air mengalir, kemudian disterilisasi,

didestilasi dan dikeringkan pada ruangan bertemperatur rendah dan dalam

keadaan gelap kemudian digiling menjadi serbuk menggunakan blender elektrik.

Kemudian dilakukan ekstraksi minyak esensial dan isolasi mentol dengan bahan

baku tanaman yang sudah dikeringkan. Tanaman yang sudah dikeringkan

kemudian dimasukkan ke dalam destilator uap dengan tipe alat Clevenger

selama 3 jam. Sebanyak 1 ml ksil destilasi minyak esensial kemudian dilarutkan

dengan 50 ml heksana dan dimasukkan ke dalam corong pisah berukuran 125

ml. Ditambahkan 25 ml metanol, corong pemisah digoyangkan dan cairan akan

terpisah menjadi beberapa bagian. Kemudian fase heksana dikeringkan

menggunakan sodium sulfat anhidrat untuk memproduksi mentol (Mathur et all.,

2011).

3

4

BAB II

JALUR BIOSINTESIS

A. Struktur Kimia Mentol

Gambar 2. Struktur Mentol (Turner and Croteau,2004)

Struktur kimia mentol memiliki 3 atom C kiral (*), karena itu dapat memiliki

enam (2n = 23) isomer optik dan 4 buah bentuk rantai. Mentol dalam oksidasi

dapat memberikan menthone (gugus keton) dan kehilangan satu atom C kiral

pada atom pusatnya; karena itu setelah pelepasan menthone tersebut hanya

tersisa empat (22) isomer optik dan 2 buah bentuk rantai.

B. Building Block

Gambar 3. Building Block Mentol (Turner and Croteau, 2004)

Building block pada Menthol adalah 2 C5. Masing-masing C5 membentuk

isoprena.

4

5

C. Biosintesis

Gambar 3. Biosintesis mentol (Turner and Croteau, 2004)

Peppermint (Mentha x piperita) telah digunakan sebagai model kajian

studi biosintesis monoterpen. Kelenjar peltat dari peppermint menghasilkan

kandungan bernilai harganya, kaya minyak esensial mentol, kandungan utama p-

menthana monoterpen. Protokol untuk mengisolasi dan memurnikan sel sekretori

dari kelenjar trikoma kaya akan enzim biosintesis monoterpen. Penelitian

mendapatkan hasil bahwa gen dan karakteristik protokol sesuai dengan enzim

jalur pembentukan (-)-mentol dari metabolik primer isopentenil difosfat (IPP) dan

dimetilalildifosfat (DMAPP) (Turner and Croteau, 2004).

Ultrastruktur sel kelenjar peppermint menunjukkan tipe tanaman yang

menghasilkan minyak esensial dan sel sekresi resin dengan leukoplas ameboid

dengan jumlah banyak dan RE halus yang melimpah. Proses sekresi efisien

dengan mengisi kantung ekstraseluler yang luas memerlukan waktu sekitar 25

jam. Oleh karena itu, sel kelenjar peltat pepermint mempunyai kemampuan

contoh terbaik untuk sel biologis dari kelenjar minyak tanaman, didukung dengan

menetapkan genetik molekuler dan enzimologi dari biosintesis (-)-mentol.

Penjelasan mengenai susunan subseluler biosintesis monoterpen merupakan

langkah penting untuk memahami fungsi khusus sel sekretori. Empat enzim

tambahan pada tahapan menengah utama biosintesis monoterpen p-mentana :

5

6

geranil difosfat sintase (GPPS, frenil transferase yang mengkondensasi IPP dan

DMAPP untuk memproduksi prekursor C10 dari (-)-limonen), spearmint (Mentha

spicata) limonen-6-hidroksilase (L6OH, untuk menghidroksilasi limonen; pada

peppermint, terkait dengan limonen-3-hidroksilase yang memproduksi

isopiperitenol), isopiperitenol dehidrogenase (IPD, untuk mengoksidasi

isopiperitenol menjadi isopiperitenon), dan pulegon reduktase (PR, mengkatalisis

reduksi dari ikatan rangkap untuk menghasilkan menthone pada rute menuju

mentol). Kecuali GPPS, lokasi pertama untuk enzim ini pada tanaman, tahap

pertama jalur biosintesis yang dikatalis monoterpen sintase. Biosintesis

monoterpen diawali di plastid, tetapi sebagai tambahan, lokasi enzim juga ada di

RE, mitokondria, dan sitosol (Turner and Croteau, 2004).

Jalur biosintesis monoterpen pada peppermint diawali dengan

pembentukan C5 terpenoid prekursor IPP dan DMAPP yang berasal dari piruvat

dan gliseraldehid-3-fosfat oleh plastidial nonmevalonat, jalur metileritritol fosfat

(MEP). GPPs adalah rantai pendek freniltransferase yang mengkatalis

kondensasi IPP dengan isomer DMAPP ke bentuk geranil difosfat (GPP; C10),

karena itu jalur isoprenoid dicairkan langsung ke produksi monoterpen (C10).

Pada peppermint, residu GPPS ada di dalam leukoplas dari kelenjar peltat

trikoma (Turner and Croteau, 2004).

Geranil difosfat diproduksi oleh GPPS adalah siklisasi oleh (-)-limonen

sintase ke bentuk (-)-(4S)-limonen. Mentha limonene sintase mengandung peptid

transit target plastid N-terminal dan letaknya di stroma leukoplas dari sel sekretori

kelenjar peltat trikoma. Produksi enzim ini, (-)-(4S)-limonen, dihidroksilasi oleh

sitokrom P450 limonen hidroksilase. Pada peppermint, campuran steril spearmint

(M. spicata) dan air mint (Mentha aquatica), posisi C3 dari (-)-(4S)-limonen

secara spesifik dihidroksilasi oleh (-)-(4S)-limonen-3-hidroksilase ke bentuk (-)-

trans-isopiperitenol, yang mengalami beberapa transformasi redoks subsekuen

untuk menghasilkan karakteristik minyak peppermint C3-oksigenase p-mentana

(Turner and Croteau, 2004).

IPD tertelak di mitokondria. Oksidasi dari (-)-isopiperitenol oleh IPD,

endosiklik-ikatan rangkap (-)-isopiperitenon direduksi oleh (-)-isopiperitenon

reduktase menjadi (+)-cis-isopulegon. Kemudian isomerase untuk menghasilkan

(+)-pulegon (Turner and Croteau, 2004).

(+)-PR larut protein 38-kD dan merupakan medium chain dehidrogenase

atau redutase, yang mengkatalis NADPH-tergantung reduksi ikatan rangkap

6

7

yang menghasilkan campuran (-)-menthone dan (+)-isomenthone dengan

perbandingan 70:30. PR ditemukan di kelenjar sel sitoplasma (Turner and

Croteau, 2004).

7

8

BAB III

MANFAAT MENTOL DALAM DUNIA KEFARMASIAN

Kegunaan mentol antara lain:

1. Dapat digunakan sedalam-dalamnya sehingga banyak dimanfaatkan dalam

pembuatan mouth washes, pasta gigi, dan formulasi sediaan oral lainnya.

2. Terkadang juga ditemukan sebagai bahan tambahan dalam permen karet,

permen, throat lozenges tablet, dan juga pada rokok.

3. Kebanyakan digunakan pada lapisan membrane mukosa atau pada kulit

untuk berperas sebagai senyawa untuk bereaksi dengan suatu infeksi, dan

sebagai mild stimultant dengan range konsentrasi 1-16%.

4. Senyawa ini berguna dalam konjungsi dengan senyawa lain misalnya

camphor, minyak eucalyptus (eucalyptol) pada berbagai bentuk sediaan

farmasi, seperti ekspektoran, nasal spray dan sediaan inhalasi untuk segera

berefek pada penyumbatan hidung, sinusitis, dan terhadap semua gejala

bronkitis.

5. Mentol dalam konsentrasi rendah antara 0,1 hingga 1%, ketika diaplikasikan

ke kulit dapat membantu vasodilatasi pada pembuluh darah sehingga

menghasilkan sensasi dingin yang mengikutinya, biasanya dengan depresi

sensori terhadap reseptor nyeri dengan cara menghambat aksi antipruritic.

Mungkin inilah penyebab mentol termasuk bahan yang ditambahkan untuk

merawat cedera akibat paparan sinar matahari, obat spray untuk otot atlet

(Kar, 2007).

8

9

BAB IV

KESIMPULAN

Senyawa mentol termasuk dalam golongan monoterpen yang banyak

ditemukan pada tanaman Mentha piperita. Bagian dari tanaman Menthae piperita

yang digunakan untuk mendapatkan mentol adalah bagian daun. Daun

merupakan bagian terpenting yang digunakan dimana minyak diekstraksi. Enzim

untuk biosintesis monoterpen banyak ditemukan di kelenjar peltat trikoma.

Building block pada Menthol adalah 2 C5. Masing-masing C5 membentuk

isoprena.

Mentol memiliki kemampuan untuk memacu kerja saraf pendeteksi rasa

dingin di kulit yaitu reseptor. Selain itu, mentol juga dapat dimanfaatkan sebagai

analgesik topikal untuk meringankan rasa nyeri pada misalnya saat kram otot,

keseleo, sakit kepala dan gejala yang menyerupainya.

9

10

Daftar Pustaka

Bano, S., 2007, Chemistry of Natural Products, Departement of Chemistry

Faculty of Science Jamia Hamdard, New Delhi, p. 2.

Britt, Bill, 2010, Profetional Website Bill Britt, 2B Enterprise Alamo, TX,

http://www.billbritt.info/gardening/herbs/HerbPlants.html, Accessed at 17th

September 2012

Kar, Ashutosh, 2007, Pharmacognosy and Pharmacobiotechnology (Revised-

Expanded Second Edition, New Age International (P) Ltd. Publishers,

New Delhi, pp. 223-225.

Lahora, D., Chaudhary, V., Shah, S.K., Swami, G., Chaudhary, G., Saraf, S.A.,

2011, Terpenes: Natural Skin Penetration Enhancers In Transdermal

Drug Delivery System, International Journal of Pharma Research and Development,

2(12): 39 – 45.

Mathur, A., Prasad, G.B.S.K., Rao, N., Babu, P., and Dua, V.K., 2011, Isolation

and Identification of Antimicrobial Compound from Menthae Piperita L.,

Rasayan Journal Chemistry, 4(1): 36-42.

Rita, P. and Animesh, D.K., 2011, An Update Overview on Pepermint (Menthae

piperita L.), International Research Journal of Pharmacy, 8: 1-10.

Turner, Glenn W. and Croteau Rodney, 2004, Organization of Monoterpene Biosynthesis in

Mentha. Immunocytochemical Localization of Geranyl Diphosphate Synthase, Limonene-

6-Hydroxylase, Isopiperitenol Dehydrogenase, Pulegone Reductase, Plant Physiology,

136(4): 4215-4227.

10