Minggu, 27 Oktober 2013

EKSTRAKSI



PENGANTAR
Asal kata:
          Phytochemistry ® phyto = tumbuhan chemistry = ilmu kimia
          Phytochemical ® phyto = tumbuhan chemical = senyawa kimia

Definisi:
Phytochemistry is :
          The study of the chemistry of substances found in plants (about.com chemistry).
          The branch of chemistry concerned with plants and plant products (oxforddictionaries.com)
          The biochemical study of plants; concerned with the identification, biosynthesis, and metabolism of chemical constituents of plants; especially used in regard to natural products (drugs.com).
          Phytochemistry is in the strict sense of the word the study of phytochemicals. These are chemicals derived from plants.
          In a narrower sense the terms are often used to describe the large number of secondary metabolic compounds found in plants.

Definisi:
          Senyawa organik yang dibentuk & ditimbun oleh tumbuhan, meliputi :
Struktur kimianya, Biosintesisnya, Perubahan serta metabolismenya, Penyebarannya secara alamiah, Fungsi biologi

Hubungan fitokimia dengan ilmu lain
Phytochemistry’ or ‘Chemistry of Natural Products’ concern with:
       Natural distribution.
       Chemical structure,
       Biosynthesis structure,
       Biosyntheses (or biogenesis),
       Metabolism, and Biochemical function.

Penggolongan senyawa(fitokimia)
Golongan senyawa :
          Alkaloid
          Terpenoid
          Fenol  : polifenol, tanin, lignan
          Flavonoid

Role of Phytochemicals
The importance of natural drug substances:
  1. Serve as extremely useful natural drugs.
  2. Provide basic compounds affording less toxic and more effective drug molecules.
  3. Exploration of biologically active prototypes towards newer and better synthetic drugs.
  4. Modification of inactive natural products by suitable biological/chemical means into potent drugs.

Peranan Fitokimia
          Fisiologi Tumbuhan
Penentuan struktur, asal-usul biosintesis, kerja hormon tumbuhan
          Patologi Tumbuhan
Penentuan sifat kimia fitotoksin & fitoaleksin
          Sistematika Tumbuhan
Hibrida disiplin ilmu kimia & taksonomi ® Kemotaksonomi


EKSTRAKSI
Definisi
          Ekstraksi atau penyarian adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan pelarut cair

Penyiapan bahan baku
Pembuatan simplisia
          Identifikasi bahan ® otentikasi
          Pencucian
          Sortasi basah
          Pengeringan
          Sortasi kering
          Penyimpanan

Penyiapan bahan baku
          Reduksi ukuran partikel simplisia
         Penggilingan (grinding)
         Pengayakan (sieving)
          Ukuran partikel kecil
         Makin banyak jumlah partikel yang kontak dengan pelarut ® makin efisien proses ekstraksi

Pemilihan pelarut
          Mampu melarutkan & memisahkan zat yang akan diambil dari kandungan lain dalam bahan awal
          Mudah penanganannya
          Ekonomis
          Tidak berbahaya bagi lingkungan dan aman

Pemilihan pelarut
Jenis pelarut :
          Air
          Alkohol (etanol, metanol, isopropanol)
          Keton (aseton)
          Asam karboksilat (asam asetat)
          Kloro hidrokarbon (diklorometana, triklorometana)
          Ester (etil asetat)
          Eter (dietil eter)
          Hidrokarbon alifatis (eter minyak bumi, n-heksana)
          Minyak

Metode ekstraksi
          Ekstraksi dingin
         Maserasi
         Perkolasi
          Ekstraksi panas
         Infusa & dekokta
         Reflux
         Soxhlet
         Destilasi : air, uap
          Ekstraksi dipercepat (accelerated)
         Ultrasonikasi (ultrasound)
         Gelombang mikro (microwave)
         Ekstraksi superkritik (SFE)

Maserasi
          Macere = merendam
          Prinsip : pencapaian keseimbangan konsentrasi
          Remaserasi ® pengulangan penambahan pelarut setelah dilakukan filtrasi maserat pertama
          Maserasi kinetik ® pengadukan kontinu
          Digesti ® maserasi kinetik pada suhu yg lebih tinggi dari suhu kamar (40-50o C)

Perkolasi
          Perkolasi adalah cara penyarian yang dilakukan dengan mengalirkan cairan penyari melalui serbuk simplisia yang telah dibasahi
          Prinsip : ekstraksi sempurna (exhaustive)
          Tahapan :
         Pengembangan
         Maserasi antara
         Perkolasi sebenarnya
   
Infusa & Dekokta
          Infusa adalah sediaan cair yang dibuat dengan mengekstraksi simplisia nabati dengan air pada suhu 90oC selama 15 menit.
          Literatur lain ® infusa adalah ekstraksi dengan pelarut air pada temperatur penangas air (bejana infusa tercelup dalam penangas air mendidih, temperatur terukur 96-98oC) selama waktu tertentu (15-20 menit)
          Dekokta ® waktu lebih lama (30’)

Refluks
       Ekstraksi dengan pelarut pada suhu titik didihnya selama waktu tertentu & jumlah pelarut yg relatif konstan dg adanya pendingin balik
       Umumnya dilakukan pengulangan proses pada   residu pertama sampai 3-5 kali   

Soxhlet
          ekstraksi menggunakan pelarut yg selalu baru, yg umumnya dilakukan dengan alat khusus (soxhlet) sehingga terjadi ekstraksi berkesinambungan dgn jumlah pelarut relatif konstan dgn adanya pendingin balik
          Umumnya digunakan thimble selulosa u/ senyawa organik

Destilasi
          Destilasi air : bahan terendam seluruhnya atau sebagian dalam air yg mendidih
          Destilasi uap ® bahan tidak terendam dalam air yg mendidih, tetapi dilewati uap air
          Ekstraksi minyak atsiri

Ekstraksi Ultrasonik
          Getaran ultrasonik (> 20.000 Hz)
          Prinsip: meningkatkan permeabilitas dinding sel, menimbulkan gelembung spontan (cavitation) sebagai stres dinamika serta menimbulkan fraksi inter fase

Ekstraksi Superkritik
          Ekstraksi menggunakan gas CO2
          Prinsip: perubahan variabel tekanan & temperatur ® kondisi polaritas tertentu yg sesuai untuk melarutkan golongan  senyawa kandungan tertentu

Ekstraksi gelombang mikro
          Ekstraksi gelombang mikro (300Mhz-300GHz) ® energi panas langsung
          Waktu ekstraksi < soxhlet

Pemekatan
          Rotavapor
          Freeze dryer

Evaluasi ekstrak
          Parameter standar ekstrak
          MC
          Kandungan senyawa aktif ® profil kromatografi

A. Metode Ekstraksi
          Pemilihan tumbuhan
         Otentikasi tumbuhan (WHO, 1998; 2011)
          Pembuatan simplisia
         Persyaratan simplisia (Depkes, 1985)
          Pemilihan metode ekstraksi
         Ekstraksi dingin
         Ekstraksi panas
         Ekstraksi kinetik
         Persyaratan ekstrak (Depkes, 2000)

B. Metode Pemisahan/Separasi
          Teknik umum:
         Sentrifugasi
         Pembentukan garam
         Kromatografi kolom
          Teknik kromatografi ® purifikasi
         Kromatografi Kertas (KKt)
         Kromatografi Lapis Tipis (KLT)
         Kromatografi Gas Cair (KGC)
         Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)
          KKt (PC) ® kandungan yg mudah larut air, misalnya karbohidrat, asam amino, basa asam nukleat, asam organik, senyawa fenolat
          KLT (TLC) ® steroid, karotenoid, kuinon sederhana, klorofil
          KGC (GLC) ® senyawa yang bersifat atsiri (mudah menguap)
          KCKT (HPLC) ® senyawa yang sifat keatsiriannya kecil

C. Metode Identifikasi
          Setelah isolasi & pemurnian
          Penentuan golongan senyawa:
         Uji warna
         Penentuan kelarutan
         Bilangan Rf
         Ciri spektrum UV

C. Metode Identifikasi
Saran umum:
          Senyawa yg pernah diketahui ® bandingkan dgn senyawa autentik/standar
          Senyawa autentik tidak ada ® bandingkan dgn data pustaka
          Senyawa baru ® penguraian kimia atau dgn mensintesis senyawa
          Senyawa berbentuk kristal dan jumlahnya cukup ® kristalografi sinar-X

C. Metode Identifikasi
       Identifikasi senyawa ® spektrum senyawa:
-          Spektrum UV
-          Spektrum Inframerah (IM/IR)
-          Spektrum Resonansi Magnetik Inti (RMI/NMR)
-          Spektrum Massa (SM/MS)
       Pengukuran ciri lain :
-          Titik leleh, titik didih  
-          putaran optik
-          Rf atau RRt

SKRINING FITOKIMIA

          Test/uji untuk mengetahui kandungan suatu simplisia (sebelumnya blm diketahui apa kandungannya).
          Tujuan utama untuk mendapatkan kandungan bioaktif atau yang berguna untuk pengobatan
*
SYARAT METODE YANG DIPILIH
  1. Sederhana
  2. Cepat
  3. Peralatan minimal
  4. Selektif terhadap golongan senyawa yang dipelajari
  5. LOD rendah
  6. Dpt memberi keterangan tambahan ada tidaknya senyawa spesifik yang dipelajari
Uji kualitatif ini bisa dgn uji tabung atau secara KLT atau dapat digabungkan

Pembuatan Serbuk Simpleks
Pengumpulan bahan simpleks (seluruh tumbuhan atau bagian tumbuhan) dr daerah tertentu,bulan tertentu,dr tumbuhan tertentu,dicuci,dikeringkan dg cepat (diangin2kan,dipanaskan dl almari pemanas yg dilengkapi kipas angin,dijemur dibawah sinar matahari langsung,atau ditutupi kain hitam).
                Lalu dihancurkan ,digiling atau dihaluskan dg cara tertentu,diayak dan serbuk simpleks siap diteliti.
           
UJI ALKALOID
Reagensia Alkaloid :
  1. Golongan 1 : reagen yang dengan alkaloid ttt membentuk garam yg tidak larut misal asam siliko tungstat,asam fosfomolibdat,asam fosfotungstat.
  2. Golongan 2 : reagen yg dg alkaloid ttt membentuk senyawa kompleks bebas, lalu m`bentuk endapan misal reagen Bouchardat, Wagner
  3. Golongan 3 : reagen yg dg alkaloid m`btk senyawa adisi yg tdk larut misal reagen Mayer, Dragendorff, Marme.
  4. Golongan 4 : reagen yg dg alkaloid ttt m`btk ikatan asam organik misal reagen Hager.

Cara pengujian
          Serbuk (2 g)  + HCl 1% (10 ml) dipanaskan dlm tabung reaksi besar 30’ dlm tangas air mendidih.
          Suspensi disaring dgn kapas dibagi dalam tabung A & tabung B sama banyak.
          A dibagi 2, A-1 +pereaksi Dragendorff (3 tts),A-2+px Mayer (3 tts)-----adanya endapan berarti ada alkaloid
          B +NaHCO3 ad pH 8-9 dicampur kloroform(4 ml),aduk pelan2, sth kloroform memisah ambil dg pipet + asam cuka 5% ad pH 5, diaduk,ambil lapisan atas +px Dragendorff (5 tts)---adanya endapan berarti ada alkaloid dari basa kuarterner
          Lapisan bawah + HCl 1% (10 tts).aduk ambil lap.atas + px Dragendorff (2 tts),adanya endapan berarti ada alkaloid dari basa tertier.
          Perx utk pengendapan alkaloid yg lain: Bouchardat,Hager,Marme, Wagner,Asam siliko tungstat,Valser,Ecolle,Kraut,dll
          Krn sensitivitas berbeda2 disimpulkan tdpt alkaloid bila + thdp 2 prx.Ideal + 4-5 prx.

Metode Culvernor-Fitzgerald
          Dpt dilakukan di lapangan
          Sederhana dan cepat
          Cara: Gerus 2-4 g material tumbuhan dlm mortir,+kloroform +pasir bersih,digerus,+ 10 ml kloroform amoniakal,saring masukkan tabung rx
          +0,5 ml 1M asam sulfat,kocok,biarkan sesaat.
          Pipet lap. atas yang jernih ke dlm tabung rx kecil.tabung 1 + prx Dragendorff; tabung 2 + prx Mayers.Rx positif jk endapan kuning jingga (orange) dengan Dragendorf; endapan putih dengan prx Mayer’s.

Catatan uji alkaloid
          Pd rx pengendapan dengan prx logam berat seperti Mayer’s dpt terjadi kesalahan interpretasi karena protein jg positif
          Diatasi dengan pe+ garam dapur (NaCl)
          Senyawa lain: basa kuarterner dan amin oksida
          Dilakukan seri prosedur ekstraksi: asam-basa-pelarut organik-air
          Ekstrak air mgd senyawa basa kuarterner dan amin oksida

UJI ANTRAKINON
          Kelompok zat warna atau pigmen alami dr kuinon alami
          Zat warna atau purgatif misal: modin, rhein, chrysophanol
          Cara:Serbuk (100mg) +KOH 0,5 N (2 ml) + hidrogen peroksida (3 tts) dididihkan 2’
          Sth dingin disaring melalui kapas, Filtrat + asam asetat ad pH 5, + toluena (3 ml).
          Lap.atas diambil dengan pipet,masukkan tabung reaksi + KOH 0,5 N. Warna merah pada lap.air (basa) berarti ada antrakinon
          Bisa juga dg uji Borntrager (cari di Phytochemical Screening: Fong)

UJI POLIFENOL
          Serbuk (500 mg) + air (5 ml) dipanaskan 10’ di tangas air mendidih.
          Disaring panas, sth dingin + besi (III) klorida (3 tts), terjadinya warna hijau- biru sampai hitam ® adanya polifenol.
          Uji diulang dg filtrat hasil pendidihan serbuk + etanol 80% (5 ml) 1’ dlm tangas air

UJI TANIN
          Punya kemampuan utk menggumpalkan protein hewan pd proses penyamakan kulit
          Sitotoksik, antikanker, dan antitumor
          Cara: Serbuk (500 mg) +air (10 ml) dipanaskan 30’ diatas tangas air.
          Disaring, filtrat + NaOH 2% (1 ml),bila terjadi endapan  disaring dg kertas saring. Filtrat + larutan gelatin 1% (2 ml). Endapan putih menunjukkan adanya tanin.

Uji Kardenolida (Glikosida jantung)
          Serbuk (500 mg) + air (10 ml) dipanaskan 30’ diatas tangas air.
          Disaring,filtrat + asam 3,5-dinitrobenzoat (0,4 ml) + KOH 1 N (0,6 ml) dlm metanol. Terjadinya warna biru-ungu menunjukkan adanya kardenolida.
          Sbg penegasan filtrat 2 ml + kloroform 2 ml, lap.atas diambil dgn pipet, lap.bawah + asam 3,5-dinitrobenzoat (0,5 ml). Terjadinya warna biru-ungu ® kardenolida.
          Beberapa uji kardenolida yg lain : uji Keller-Kiliani, Baljej,Legal,Kedde,Tolens,dll

Uji saponin (steroid dan triterpena)
          Dicirikan dengan kemampuannya menghasilkan busa jika dikocok dengan air, haemolisis kuat pd sel darah merah,menurunkan tegangan permukaan dan racun ikan
          Serbuk (100 mg) dlm tabung reaksi + air suling (10 ml),tutup dan kocok kuat-2 selama 30’.
          Biarkan tabung dalam posisi tegak 30’.Apabila ada buih (sarang lebah) yg stabil > dr 30’ setinggi 3 cm diatas cairan menunjukkan adanya saponin.(uji Busa/buih)
          Uji yg lain : Liebermann-Burchard (triterpena + steroid tak jenuh), uji Salkowski (steroid tak jenuh).

Glikosida
          Gugus non gula (aglikon) + gugus gula (glikon)
          Uji terhadap gugus gulanya dengan Prx Keller-Killiani
          Cara : 10 g bahan + etanol 80%, saring, keringkan diatas penangas air.
          Lemaknya dihilangkan dengan heksana sehingga tdk berwarna
          Panaskan residu yang bebas lemak + 3 ml prx FeCl3,aduk masukkan tabung rx.
          Teteskan 1 ml asam sulfat pekat melalui dinding
          Terbentuk warna merah kecoklatan yang bs berubah jd biru/lembayung (2 dioksi-gula)

Uji glikosida sianogen
          Beberapa potong helai bahan uji yg masih segar ditempatkan dlm tabung rx +2 tts air dan toluena,dilumatkan dg batang pengaduk.
          Tabung ditutup ketat dg gabus yg digantungi kertas pikrat.
          Inkubasi 40 oC 2 jam.adanya HCN yg dibebaskan ditunjukkan dg perubahan warna kertas pikrat dari kuning jadi coklat kemerahan.
          Jk rx negatif,tabung disimpan 2 hari utk diamati apakah HCN akan dibebaskan secara non-enzim

Uji Flavonoid
          Merupakan zat warna fenolik dengan rangka karbon C6-C3-C6
          Aktivitas : antiviral,anti-fungal, anti-inflamasi, dan sitotoksik
          Cara : 500 mg serbuk + 10 ml metanol 10’ diatas penangas air,saring selagi panas dg kertas saring. Filtrat diencerkan dg 10 ml air, pindah ke corong pisah + pe,kocok diamkan,pisahkan fase metanol,uapkan sp kering, residu + 5 ml etil asetat.
          Ambil 1ml ,uapkan sp kering +1 ml etanol 95%, lalu + logam magnesium +10 tts HCl pekat. Jika terjadi warna merah ungu, berarti ada flavonoid, jika warna kuning jingga menunjukkan ada flavon, kalkon, auron. (Uji Shinoda)
          Untuk antosian ®filtrat + HCl 1% didihkan warna sgt bervariasi antara merah orange sampai merah ungu
          Leukoantosian ® + 0,5 ml HCl pekat  diamati warna yg tjd, dipanaskan 15’ diatas tangas air,bila perlahan2 tjd warna merah terang/ungu.(uji Bate-Smith dan Metcalf)
          Katekin ® + FeCl3 2% dlm air,tp tdk spesifik
          Uji kualitatif secara KLT

1. Skema pembuatan larutan percobaan untuk KLT
          Keterangan
          Larutan A : utk uji antrakinon,fenolat,flavonoid,kumarin,steroid
          Larutan B : utk uji antrakinon,glikosida kumarin,saponin,tanin
          Larutan C : utk uji kardenolid,saponin,flavonoid,antrakinon.
Sistem KLT yg digunakan:
          Larutan A :
       Fase gerak : etilasetat-benzena (9:11)
                Fase dim    : Silika gel GF 254
                Deteksi      : FeCl3,garam Fast blue B,vanilin-asam sulfat
          Larutan B :
                Fase gerak  : etil asetat-metanol-air (100:13,5:10)v/v
                Fase diam   : Silika gel GF 254
                Deteksi       : FeCl3,KOH etanolis
          Larutan C :
                Fase gerak   : n-butanol-asam asetat-air (5:1:4)v/v fase atas
                Fase diam    : Silika gel GF 254
                Deteksi       : Liebermann Burchard,sitroborat
          Skema ekstraksi alkaloid