FITOKIMIA

– Definisi

– Lingkup

– Tahapan skrining fitokimia

– Metode

– Pentingnya fitokimia dalam

penemuan obat

Definisi FitokimiaFito: Tanaman, fitokimia: kandungan kimia tanaman

Fitokimia mempelajari aspek kimia yang berkaitan dengan proses hidup dari tanaman termasuk produk kimia tanaman

Kandungan senyawa organik dalam tanaman, biokimia tanaman dan hubungan diantara keduanya

Fitokimia mempelajari komponen dari tanaman yang mempunyai aktivitas biologis yang dapat menyembuhkan atau mencegah suatu penyakit.

Sejarah (Evans, 2000)

- 1645-1715 : Nicholas Lemery: Proses ekstraksi dengan pelarut alkohol

- Pertengahan abad -18 dipisahkan senyawa organik dari makhluk hidup

- 1742- 1786Karl Wilhelm Scheele isolasisenyawa sederhana( gliserol, asam-asam oksalat, laktat, tartrat, sitrat dari tumbuhan dan binatang

- 1747: A.S. Margraff: isolasi sukrosa dari tanaman

- 1803: Narkotik, alkaloid pertama yang diisolasi: morphin, strychnine, emetine

- 1813-1823: Chrevreul: elusidasi lemak dan campuran minyak.

- Pertengahan abad 20 : telah dilakukan isolasi dan elusidasi berbagai komponen kimia

Strategi dalam penemuan senyawa

bioaktif dari tanaman

• Pendekatan etnobotani

Etnobotani : studi pengunaan tanaman obat tertentu secara empiris oleh masyarakat disuatu daerah

Misal : Aspirin, quinine, camphor, digitalis

Obat malaria artemisinintelah digunakan secara tradisional di Cina Artemisia annua L.

• Pendekatan kemotaksonomi Tanaman dari familia yang sama mempunyai kandungan kimia yang hampir sama.

Misal : Tanaman Solanum mamosum, Solanum grandifilorum Familia Solanaceae Solasodin Untuk obat KB

• Pendekatan kimia ekologi Berkaitan dengan tempat hidup tanaman. Interaksi kimia antara spesies tanaman yang berbeda, antara tanaman dan organisme lain menghasilkan penemuan komponen aktif yang potensial bagi kesehatan manusia

Kandungan kimia akar Sorghum yang bervariasi dari tiap spesies tetapi kandungan sorgoleone yang dominan dan struktur masing-masing komponen yang saling terkait, misalnya ethoxysorgoleone

• Pendekatan Anatomi

Bagian tanaman yang berkaitan akumulasi kandungan metabolit sekunder. Dalam tanaman adalah trikoma grandular, lacticiver, idioblast, resin canal, dan nectaries

Misal: terpenoid banyak didapatkan pada peltete glands

Kandungan Kimia Tanaman

Metabolit Primer

- Penyusun utama: Selalu ada pada setiap makhluk hidup.

- Berperan dalam proses-proses kehidupan yang esensial.

- Polisakarida,protein, lemak, dan asam amino

Metabolit sekunder

Spesifik untuk tiap spesies(Identitas)

Berperan dalam kelangsungan hidup suatu spesies, pertahanan diri, daya tarik.

Dibentuk melalui alur biosintesa khusus metabolit primer.

Alkaloid, Flavonoid, glikosida, terpenoid.

Metabolit Sekunder

Banyak dimanfaatkanberperan dalam

memberikan efek farmakologis tertentu

Akaloid Tanaman Epedra sinica,

Epedra vulgaris ( Gnetaceae)

mengandung epedrinbroncodilator.

Flavonoid tanaman Pinus

sylvertisFlavone, quercetin antibakteri,

antioksidan

Glikosida beberapa glikosida dipecah

menjadi steroid, Cardiac glikosida

digitalis obat jantung

Menentukan Senyawa Aktif dari Tanaman

• Bioassay

• Analytical Instrument: HPLC, LC-MS: NMR

• Informatic: Modern instrumentations

database profil bioassay untuk komponen

yang diketahui; automated biassay

• Optimasi aktivitas biologis QSAR,

BioassayAktivitas farmakologi scr in vitro/ in vivo test.

1. Brine shrimp letality test aktivitas sitotoksisitas dan pestisidal.

2. Antibiotic activity:

3. Plant grow regulator activity

4. Immunostimulating activity

5. Antimalarial activity

- Faktor penting kelarutan zat uji pemilihan pelarutDMSO

Pengembangan produk dari bahan alam

JAMU

Herbal

terstandar

Fitofarmaka

Bagaimana

memperoleh

Komponen

kimia tanaman

Ekstraksi

Pemisahan

/fraksinasi &

pemurnian

Identifikasi

EkstraksiEkstraksi: penetrasi pelarut ke dalam sel tanaman,

menyebabkan sel mengembang, melarutkan komponen yang diekstraksi, dan difusi komponen yang terlarut keluar dari sel tanaman.

1. Jenis bahan yang diekstraksi – Bahan segar

– Bahan kering

2. Pelarut yang digunakan dapat melarutkan zat yang diinginkan

3. Metode ekstraksi

Tergantung bahan yang akan diekstraksi

Bahan yang diekstraksi

1. Segar /kering

• Bahan segar sebelum digunakan bahan dicuci dengan alkohol mendidih dalam beberapa menit

• Bahan kering kondisi pengeringan terkontrol, dapat disimpan dalam lama

2. Bagian yang digunakan

Herba, daun, buah, biji, batang kulit batang, rhizoma dll.

PelarutPelarut:

Non polar : n-heksana, petroleum eter,

kloroform

Semi polar : etil asetat, aseton, asetonitril

Polar : metanol, etanol

Pelarut yang digunakan tergantung pada senyawa yang ingin diperoleh pelarut harus dapat melarutkan zat yang diinginkan dan dapat memisahkan zat dari komponen lainnya

Pelarut bersifat selektif, mudah penanganannya, aman, ekonomis, tidak merusak lingkungan.

Konstanta dielektrik atau permitivitas listrik relatif,

adalah sebuah konstanta dalam ilmu fisika. Konstanta ini

melambangkan rapatnya fluks elektrostatikdalam suatu

bahan bila diberi potensial listrik. Konstanta dielektrik

merupakan perbandingan energi listrikyang tersimpan

pada bahan tersebut jika diberi sebuah potensial, relatif

terhadap vakum (ruang hampa).

Dalam ilmu kimia, konstanta dielektrik dapat dijadikan

pengukur relatif dari kepolaran suatu pelarut. Misalnya

air yang merupakan pelarut polar memiliki konstanta

dielektrik 80,10 pada 20 °C sedangkan n-heksana

(sangat non-polar]] memiliki nilai 1,89 pada 20 °C.

• Berdasarkan kepolaran pelarut, maka para ahli

kimia mengklasifikasikan pelarut ke dalam tiga

kategori yaitu :

a. Pelarut Protik Polar

Protik menunjukkan atom hidrogen yang

menyerang atom elektronegatif yang dalam hal

ini adalah oksigen. Dengan kata lain pelarut

protik polar adalah senyawa yang memiliki

rumus umum ROH. Contoh dari pelarut protik

polar ini adalah air H2O, metanol CH3OH, dan

asam asetat (CH3COOH).

b. Pelarut Aprotik Polar

Aprotik menunjukkan molekul yang tidak

mengandung ikatan O-H. Pelarut dalam kategori ini,

semuanya memiliki ikatan yang memilki ikatan dipol

besar. Biasanya ikatannya merupakan ikatan ganda

antara karbon dengan oksigen atau nitorgen. Contoh

dari pelarut yang termasuk kategori ini adalah aseton

[(CH3)2C=O] dan etil asetat (CH3CO2CH2CH3).

c. Pelarut Nonpolar

Pelarut nonpolar merupakan senyawa yang

memilki konstanta dielektrik yang rendah dan tidak

larut dalam air. Contoh pelarut dari kategori ini adalah

benzena (C6H6), karbon tetraklorida (CCl4) dan dietil eter

(CH3CH2OCH2CH3).

Jenis pelarut

1. Hidrokarbon alifatik : Utk mengekstraksi komponen yg bersifat lipofilik

. Misal : n-heksana, n-oktana

2. Hidrokarbon aromatik

Benzena, toluena flammability, toksik

3. Kloro hidrokarbon

Diklorometana, kloroform, tetrakloromethana toksik

4. Alkohol Metanol, etanol, propanol, butil alkohol.

5. Keton Aceton, metil etil keton

6. Asam karboksilat asam asetat

7. Ester etil asetat

8. Eter dietyl eter

9. Air drinking water

10. Minyak jarang digunakan, untuk beberapa komponen yang tidak larut minyak olive, sesame, almond

11. Pelarut campuran

Metode Ekstraksi1. Metode berdasarkan keseimbangan konsentrasi

Semua proses hasil dari keseimbangan konsentrasi antara larutan dan residu. Misalnya pada maserasi.

Maserasi ekstraksi dengan merendam komponen yang diekstraksi menggunakan pelarut tertentu selama beberapa hari sambil di ‘shaking’ pada suhu kamar.

Pada metode maserasi dapat digunakan homogeneser kecepatan tinggi(turbo extraction) atau ultrasound extraction (menggunakan bantuan gel ultrasonik 20000HZ.

2. Metode ekstraksi habis-habisan/menyeluruh

Perkolasi

Proses difusi tergantung pada kecepatan aliran pelarut, selektivitas pelarut, temperatur

3. Ekstraksi dengan gas superkritikal

Menggunakan temperatur dan tekanan tertentu, dapat menarik komponen tanaman secara maksimal. Dapat mengunakan tempatur rendah sehingga sesuai untuk komponen yang tidak stabil, bnyk digunakan utk skala besar, hemat pelarut, selektivitasnya lebih baik

Pemisahan dan Isolasi Komponen1.Kromatografi lapis tipis

2. Kromatografi kolom : kolom gravitasi,

kolom vakum

3. Kromatografi lapis tipis preparatif

4. HPLCPemisahan, Identifikasi

5. Counter Courentkromatografi cair-cair

centrifugal

6. GC komponen yang dianalisis harus dapat

membentuk gas yang kemudian akan kontak

dengan fase diam

Identifikasi

1. TLC dengan penampak noda warna spot, Rf

2. UV-Vis Spectra Ikatan rangkap terkonjugasi

3. IR gugus fungsi senyawa

4. NMR/RMI 1H, 13C, P

- Penentuan stuktur senyawa didasarkan oleh serapan

gelombang radiofrekwensi oleh inti atom dibawah pengaruh

medan magnet.

- Penentuan jumlah gugus metoksi dan posisinya, jumlah

atom karbon, penentuan jumlah/adanya glikosida,

mendeteksi rantai samping karbon hidrokarbon

- 2D NMR COSY, TOCSY, NOESY, HSQC, HMBC

5. MS molekul senyawa didasarkan fragmentasi molekul/

pola pecahannya

Biassay direct

isolation

Activity, further

fractionate

Bioassay

No

No Activity

Yes

No activity

No No No

Compare with bioassay database

Bioassay

Matches Known profile New profile

Structure elucudationDiscard

KLT

Kromatografi kolom lambat

Identifikasi KLT

Kromatogram

dengan spot dan

Rf sama

digabung

Identifikasi dengan Instrument

NMR

MS

Contoh Aplikasi isolasi senyawa FlavonoidEkstrak diklorometana

Stembark of Artocarpus

champeden

F I

F.III.3

F II F III F IV F VI

Fraksinasi dengan VLC,

KLT spot sama digabung

Bioassay

No No NoNo Yes

Isolasi TLC Preparatif

F. III.1 F.III.2 FIII.4 F.III.5

No No NoYes No

Bioassay

Isolat

aktif

Identifikasi isolat/

Elusidasi struktur

HPLC, IR, NMR

Proses penemuan dan Pengembangan

Obat

Reference

• Bidlack WR., Omaye ST., Meskin MS., Topham DKW., 2000, Phytochemical as Bioactive Agents, CRC Press, New York.

• Saroya AS., 2006, Glossary of Phytochemicals, Pharmaceutical Publicer, India.

• Shahidi F. and Tang Ho C., 2000, Phytochemicals and Phytopharmaceuticals, AOCS Press, illinois

• Tease and Evans, 2000, Pharmacognocy, 15thed, Saunders, Toronto.

• Harborne, 1973, Phytochemical Methods, Chapman and Hall, Landon.

• List PH. and Schmidt PC., 1989, Phytopharmaceutical Technology, CRC Press, Boston.

• Arnason JT., Mata R., Romeo JT., 1995, Phytochemistry of Medicinal Plants, Plenum Press, New York.

• Herbert RB., 1995, Biosintesa Metabolit Sekunder (Terjemahan: Srigandono), Chapman and Hall, London.

• Manitto P., 1992, Biosintesa Produk Alami ( terjemahan : Koensoemardiyah), Ellis Horwood Publiser, England.

• Svatos A., 2006, Beyord metabolomics: Identification of up/down Regulated Secondary Metabolites by MS and NMR Methods, Mass Spectrometry Research Group MPI For Chemical Ecology.

• Nwaka S. and Ridley RG., 2003, Virtual Drug Discovery and Development For Neglected Diseases Through Public- Private Partnerships, Nature Review, Drug Discovery, Vol.2

• Ahuja S, Alsante KM, 2003, Handbook of Isolation and Characterization of Impurities In Pharmaceutical, Separation science and Technology, Vol. 5, academic Press, Tokyo.

JANGAN CUMA BBM

MAKE DREAM COME TRUE

• Materi ini bisa di download di email:

materi.biologifarmasi@gmail.com

password : m4h4s1sw4

TUGAS MEMBUAT ARTIKEL

• Isolasi Bahan Alam

• Metode Ekstraksi

• Pemisahan dengan kromatografi kolom

• Pemisahan dengan kromatografi preparatif

• Identifikasi Seyawa Isolat