I. TOPIK “ISOLASI METABOLIT SEKUNDER PADA DAUN MENGKUDU” II. TUJUAN Untuk mengidentifikasi ada atau tidaknya kandungan senyawa alkaloid, steroid, saponin, tanin, flavonoid, dan antrakuinon dalam sampel daun mengkudu. III. DASAR TEORI Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Sedangkan senyawa-senyawa organik yang dihasilkan dan terlibat dalam metabolisme itu disebut sebagai metabolit. Beberapa metabolit penting dalam metabolisme tersebut adalah senyawa senyawa: karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat; yang kesemuanya (kecuali lemak) berupa senyawa berbentuk polimerik; yaitu senyawa karbohidrat tersusun dari unit-unit gula, protein
49
Embed
IDENTIFIKASI METABOLIT SEKUNDER PADA DAUN MENGKUDU
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
I. TOPIK
“ISOLASI METABOLIT SEKUNDER PADA DAUN MENGKUDU”
II. TUJUAN
Untuk mengidentifikasi ada atau tidaknya kandungan senyawa alkaloid,
steroid, saponin, tanin, flavonoid, dan antrakuinon dalam sampel daun mengkudu.
III. DASAR TEORI
Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam
organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian
(katabolisme) molekul organik kompleks. Sedangkan senyawa-senyawa organik
yang dihasilkan dan terlibat dalam metabolisme itu disebut sebagai metabolit.
Beberapa metabolit penting dalam metabolisme tersebut adalah senyawa senyawa:
karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat; yang kesemuanya (kecuali lemak)
berupa senyawa berbentuk polimerik; yaitu senyawa karbohidrat tersusun dari
unit-unit gula, protein tersusun dari asam-asam amino, dan asam nukleat
terdiri dari nukleotid-nukleotid.
Makhluk hidup mempunyai kemampuan yang bervariatif dalam melakukan
sintesis dan transformasi senyawa organik tersebut. Misalnya tanaman sangat
efektif menggunakan proses fotosintesis untuk sintesis karbohidrat; sedangkan
organisme lain seperti mikroba dan hewan melakukan sintesis dari senyawa
anorganik yang dikonsumsinya. Jadi jalur-jalur metabolik secara garis besar
dapat dibagi ke dalam dua macam jalur, yaitu jalur yang bertanggung jawab
terhadap degradasi material yang dikonsumsi, dan jalur yang bertanggung jawab
terhadap sintesis senyawa-senyawa organik tertentu (yang dibutuhkan) dari
senyawa dasar yang didapatnya.
Meskipun karakteristik makhluk hidup sangatlah bervariasi, akan tetapi
jalur metabolik yang secara umum mensintesis dan memodifikasi senyawa-
senyawa karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat ternyata secara esensial
sama pada semua makhluk (bersifat universal); walaupun ada sedikit
penyimpangan. Kesamaan ini menunjukkan adanya keseragaman proses yang
fundamental pada semua mahluk hidup, yang secara kolektif disebut sebagai
metabolisme primer, dan segala senyawa yang terlibat didalam jalur metabolisme
tersebut disebut sebagai metabolit primer (Dewick, 1999, Strohl, 1997).
Beberapa contoh proses metabolisme primer adalah (Dewick, 1999):
1. Katabolisme senyawa karbohidrat dan gula, biasanya terjadi melalui jalur
glikolisis dan siklus Krebs asam sitrat trikarboksilat yang menghasilkan
energi dari reaksi oksidasi,
2. Katabolisme lemak melalui reaksi J3-oksidasiyang juga menghasilkan energi
3. Optimasi pembentukan energi melalui proses oksidasi fosforilasi pada
organisme aerobik, dl1.
Metabolit dan metabolisme primer dibutuhkan untuk menunjang terjadinya
pertumbuhan pada setiap organisme; oleh karena itu bersifat growth link.
Berlawanan dengan jalur metabolisme primer terdapat jalur metabolisme lain yang
melibatkan senyawa senyawa organik spesifik dan terjadi sangat terbatas di
alam. Metabolisme itu disebut metabolisme sekunder, dan senyawa yang dihasilkan
disebut sebagai metabolit sekunder. Metabolit sekunder tertentu hanya ditemukan
pada organisme spesifik, atau bahkan strain (galur) yang spesifik, dan hanya
diproduksi pada kondisi-kondisi tertentu (Dewick 1999). Sampai dengan saat ini
telah diidentifikasi lebih dari 100.000 senyawa metabolit sekunder yang. dapat
digolongkan ke dalam: a). senyawa tanpa atom nitrogen dalam struktumya (seperti
golongan terpen, poliketid, saponin, poliasetilen, dU., dan b). senyawa mengandung
nitrogen (golongan alkaloid, amina, glikosida sianogenik, asam amino non protein,
proteinlenzim tertentu, dU.) (Wink, 1999). Pada kenyataannya di alam terdapat
beberapa senyawa organik yang secara tegas tidak dapat digolongkan sebagai
metabolit primer atau sekunder, contohnya asam-asam lemak dan gula-gula.
Sekitar seratus tahun yang lalu Stahl menyatakan bahwa metabolit sekunder
memang tidak dibutuhkan untuk pertumbuhan, akan tetapi sangat dibutuhkan untuk
kelangsungan hidupnya, yaitu merupakan senyawa yang berguna untuk menangkal
serangan dari predator dan untuk bertahan terhadap lingkungan. (Wink,1999).
Metabolit sekunder di alam dihasilkan dalam jumlah sangat kecil, dan dalam
kondisi tertentu (kondisi stressing), serta tidak diproduksi secara universal tetapi
hanya pada spesies atau bahkan strain spesifik.
1. Macam- macam metabolit sekunder
Ada beberapa cara klasifikasi bisa dibuat, seperti berdasarkan sifat struktur, asal-
usul biosintesis, atau lainnya. Berdasarkan sifat strukturnya, Hanson (2011) membagi
Metabolit Sekunder ke dalam 6 golongan, yaitu 1) poliketida dan asam lemak, 2)
terpenoid dan steroid, 3) fenilpropanoid, 4) alkaloid, 5) asam amino khusus dan peptida,
dan 6) karbohidrat khusus.
Berdasarkan asal-usul biosintesisnya, Springob dan Kutchan (2009) membagi
Metabolit Sekunder menjadi empat kelompok, yaitu 1) alkaloid, 2) fenilpropanoid, 3)
poliketida, dan 4) terpenoid. Berdasarkan kandungan N, Wink (2010) membagi MS ke
dalam dua kelompok besar, yaitu1) Metabolit Sekunder yang mengandung N dan 2)
Meetbolit Sekunder yang tidak mengandung N. Kelompok pertama dibagi lagi menjadi
7 anak kelompok, dan kelompok kedua dibagi lagi menjadi 10 anak kelompok.
2. Jalur Pembentukan Metabolit Sekunder
Biosintesis metabolit sekunder sangat beragam tergantung dari goIongan
senyawa yang bersangkutan. Jalur yang biasanya dilalui dalam pembentukan metabolit
sekunder ada tiga jalur, yaitu jalur asam asetat, jalur asam sikimat, dan jalur asam
mevalonat.Sebelum mengetahui jalur tersebut, berikut merupakan hubungan metabolit
primer menjadi metabolit sekunder :
a. Jalur asam asetat
b. Jalur asam shikimat
Jalur asam sikimat merupakan jafur alternatif menuju senyawa aromatik,
utamanya L-fenilalanin. L-tirosina. dan L-triptofan. Jalur ini berlangsung dalam
mikroorganisme dan tumbuhan, tetapi tidak berlangsung dalam hewan, sehingga
asam amino aromatik merupakan asam amino esensial yang harus terdapat dalam diet
manusia maupun hewan. Zantara pusat adalah asam sikimat, suatu asam yang
ditemukan dalam tanaman IlIicium sp. beberapa tahun sebelum perannya dalam
metabolisme ditemukan. Asam ini juga terbentuk dalam mutan tertentu dari
Escherichia coli. Adapun contoh reaksi yang terjadi dalam biosintesis asam
polifenolat. Dalam biosintesis L-triptofan dan asam 4-hidroksibenzoat juga terjadi
zantara asam korismat.
3. Contoh senyawa metabolit sekunder
a. Terpenoid
Terpenoida adalah merupakan komponen-komponen tumbuhan yang
mempunyai bau dan dapat diisolasi dari bahan nabati dengan penyulingan
disebut sebagai minyak atsiri. Minyak atsiri yang berasal dari bunga pada
awalnya dikenal dari penentuan struktur secara sederhana, yaitu dengan
perbandingan aton hidrogen dan atom karbon dari suatu senyawa terpenoid
yaitu 8 : 5 dan dengan perbandingan tersebut dapat dikatakan bahwa senyawa
tersebut adalah golongan terpenoid. Minyak atsiri bukanlah senyawa murni
akan tetapi merupakan campuran senyawa organik yang kadangkala terdiri dari
lebih dari 25 senyawa atau komponen yang berlainan. Sebagaian besar
komponen minyak atsiri adalah senyawa yang hanya mengandung karbon dan
hidrogen atau karbon, hidrogen dan oksigen yang tidak bersifat aromatik yang
secara umum disebut terpenoid. Sebagian besar terpenoid mempunyai kerangka
karbon yang dibangun oleh dua atau lebih unit C-5 yang disebut unit isopren.
Unit C-5 ini dinamakan demikian karena kerangka karbonnya sama seperti
senyawa isoprene.
b. Steroid
Steroid terdiri atas beberapa kelompok senyawa dan penegelompokan
ini didasarkan pada efek fisiologis yang diberikan oleh masing-masing
senyawa. Kelompok-kelompok itu adalah sterol, asam- asam empedu, hormon
seks, hormon adrenokortikoid, aglikon kardiak dan sapogenin. Ditinjau dari
segi struktur molekul, perbedaan antara berbagai kelompok steroid ini
ditentukan oleh jenis substituen R1, R2, R3 yang terikat pada kerangka dasar
karbon. sedangkan perbedaan antara senyawa yang satu dengan yang lain pada
suatu kelompok tertentu ditentukan oleh panjang rantai karbon R1, gugus fungsi
yang terdapat pada substituen R1, R2, R3, jumlah serta posisi gugus fungsi
oksigen dan ikatan rangkap dan konfigurasi dari pusat-pusat asimetris pada
kerangka dasar karbon tersebut.
Percobaan-percobaan biogenetik menunjukkan bahwa steroid yang
terdapat dialam berasal dari triterpenoid. Steroid yang terdapat dalam jaringan
hewan beasal dari triterpenoid lanosterol sedangkan yang terdapat dalam
jaringan tumbuhan berasal dari triterpenoid sikloartenol setelah triterpenoid ini
mengalami serentetan perubahan tertentu. tahap- tahap awal dari biosintesa
steroid adalah sama bagi semua steroid alam yaitu pengubahan asam asetat
melalui asam mevalonat dan skualen (suatu triterpenoid) menjadi lanosterol
dan sikloartenol.
c. Alkaloida
Alkaloid adalah suatu golongan senyawa organik yang terbanyak
ditemukan dialam. Hampir seluruh senyawa alkaloida berasal dari tumbuh-
tumbuhan dan tersebar luas dalam berbagai jenis tumbuhan. Semua alkaloida
mengandung paling sedikit satu atom nitrogen yang biasanya bersifat basa dan
dalam sebagian besar atom nitrogen ini merupakan bagian dari cincin
heterosiklik.
Hampir semua alkaloida yang ditemukan dialam mempunyai keaktifan
biologis tertentu, ada yang sangat beracun tetapi ada pula yang sangat berguna
dalam pengobatan. Misalnya kuinin, morfin dan stiknin adalah alkaloida yang
terkenal dan mempunyai efek sifiologis dan psikologis. Alakaloida dapat
ditemukan dalam berbagai bagian tumbuhan seperti biji, daun, ranting dan kulit
batang. Alakloida umumnya ditemukan dalam kadar yang kecil dan harus
dipisahkan dari campuran senyawa yang rumit yang berasal dari jaringan
tumbuhan. Alkaloida tidak mempunyai tatanam sistematik, oleh karena itu,
suatu alkaloida dinyatakan dengan nama trivial, misalnya kuinin, morfin dan
stiknin. Hampir semua nama trivial ini berakhiran –in yang mencirikan
alkaloida.
d. Flavonoid
Senyawa flavonoida adalah suatu kelompok senyawa fenol yang terbesar
yang ditemukan dialam. Senyawa-senyawa ini merupakan zat warna merah,
ungu dan biru dan sebagai zat warna kuning yang ditemuykan dalam tumbuh-
tumbuhan. Flavonoida mempunyai kerangka dasar karbon yang terdiri dari 15
atom karbon, dimana dua cincin benzen (C6) terikat pada suatu rantaipropana
(C3) sehingga membentuk suatu susnan C6 – C3 – C6. Susunan ini dapat
menghasilkan tiga jenis struktur senyawa flavonoida. Contoh senyawa
flavonoida, diantaranya isoflavonoida.
e. SaponinSaponin adalah suatu glikosida yang mungkin ada pada banyak macam
tanaman. Saponin ada pada seluruh tanaman dengan konsentrasi tinggi pada
bagian-bagian tertentu, dan dipengaruhi oleh varietas tanaman dan tahap
pertumbuhan. Fungsi dalam tumbuh-tumbuhan tidak diketahui, mungkin
sebagai bentuk penyimpanan karbohidrat, atau merupakan waste product dari
metabolisme tumbuh-tumbuhan. Kemungkinan lain adalah sebagai pelindung
terhadap serangan serangga.
Sifat-sifat Saponin adalah:
1) Mempunyai rasa pahit
2) Dalam larutan air membentuk busa yang stabil
3) Menghemolisa eritrosit
4) Merupakan racun kuat untuk ikan dan amfibi
5) Membentuk persenyawaan dengan kolesterol dan hidroksisteroid lainnya
6) Sulit untuk dimurnikan dan diidentifikasi
7) Berat molekul relatif tinggi, dan analisis hanya menghasilkan formula
empiris yang mendekati.
Toksisitasnya mungkin karena dapat merendahkan tegangan permukaan
(surface tension). Dengan hidrolisa lengkap akan dihasilkan sapogenin
(aglikon) dan karbohidrat (hexose, pentose dan saccharic acid).
Berdasarkan atas sifat kimiawinya, saponin dapat dibagi dalam dua kelompok:
1) Steroids dengan 27 C atom.
2) Triterpenoids, dengan 30 C atom.
Macam-macam saponin berbeda sekali komposisi kimiawinya, yaitu
berbeda pada aglikon (sapogenin) dan juga karbohidratnya, sehingga tumbuh-
tumbuhan tertentu dapat mempunyai macam-macam saponin yang berlainan,
seperti:
·Quillage saponin : campuran dari 3 atau 4 saponin
·Alfalfa saponin : campuran dari paling sedikit 5 saponin
·Soy bean saponin : terdiri dari 5 fraksi yang berbeda dalam sapogenin, atau
karbohidratnya, atau dalam kedua-duanya
1. Mengkudu
Mengkudu (Morinda citrifolia) tumbuh di dataran rendah hingga pada
ketinggian 1500 m. Tinggi pohon mengkudu mencapai 3-8 m, memiliki bunga
bongkol berwarna putih. Buahnya merupakan buah majemuk, yang masih muda
berwarna hijau mengkilap dan memiliki totol-totol, dan ketika sudah tua berwarna
putih dengan bintik-bintik hitam.
Secara tradisional, masyarakat Aceh menggunakan buah mengkudu sebagai
sayur dan rujak. Daunnya juga digunakan sebagai salah satu bahan nicah
peugaga yang sering muncul sebagai menu wajib buka puasa. Karena itu, mengkudu
sering ditanam di dekat rumah di pedesaan di Aceh. Selain itu mengkudu juga sering
digunakan sebagai bahan obat-obatan.
Klasifikasi ilmiah
Kerajaan: Plantae
(tidak termasuk) Eudicots
(tidak termasuk) Asterids
Ordo: Gentianales
Famili: Rubiaceae
Genus: Morinda
Spesies: M. citrifolia
Nama binomial
Morinda citrifolia
Ciri-ciri umum :
1. Pohon
Pohon mengkudu tidak begitu besar, tingginya antara 4-6 m. batang
bengkok-bengkok, berdahan kaku, kasar, dan memiliki akar tunggang yang
tertancap dalam. Kulit batang cokelat keabu-abuan atau cokelat kekuning-
kuniangan, berbelah dangkal, tidak berbulu,anak cabangnya bersegai empat.
Tajuknya suklalu hijau sepanjang tahun. Kayu mengkudu mudah sekali dibelah
setelah dikeringkan. Bisa digunakan untuk penopang tanaman lada.
2. Daun
Berdaun tebal mengkilap. Daun mengkudu terletak berhadap-hadapan.
Ukuran daun besar-besar, tebal, dan tunggal. Bentuknya jorong-lanset, berukuran
15-50 x 5-17 cm. tepi daun rata, ujung lancip pendek. Pangkal daun berbentuk
pasak. Urat daun menyirip. Warna hiaju mengkilap, tidak berbulu. Pangkal daun
pendek, berukuran 0,5-2,5 cm. Ukuran daun penumpu bervariasi, berbentuk
segitiga lebar. Daun mengkudu dapat dimakan sebagai sayuran. Nilai gizi tinggi
karena banyak mengandung vitamin A. yg katanya bisa menyembuhkan ambein.
3. Bunga
Bunga tersusun majemuk, perbungaan bertipe bongkol bulat, bertangkai 1-
4 cm, tumbuh di ketiak daun penumpu yang berhadapan dengan daun yang
tumbuh normal. Bunga banci, mahkota bunga putih, berbentuk corong,
panjangnya bisa mencapai 1,5 cm. Benang sari tertancap di mulut mahkota.
Kepala putik berputing dua. Bunga itu mekar dari kelopak berbentuk seperti
tandan. Bunganya putih, harum.
4. Buah
Buah majemuk, terbentuk dari bakal-bakal buah yang menyatu dan
bongkol di bagian dalamnya; perkembangan buah bertahap mengikuti proses
pemekaran bunga yang dimulai dari bagian ujung bongkol menuju ke pangkal;
diameter 7,5-10 cm. Permukaan buah majemuk seperti terbagi dalam sekat-sekat
poligonal (segi banyak) yang berbintik-bintik dan berkutil, yang berasal dari sisa
bakal buah tunggalnya. Warna hijau ketika mengkal, menjelang masak menjadi
putih kekuningan, dan akhirnya putih pucat ketika masak. Daging buah lunak,
tersusun dari buah-buah batu berbentuk piramida dengan daging buah berwarna
putih, terbentuk dari mesokarp. Daging buah banyak mengandung air yang
aromanya seperti keju busuk atau bau kambing yang timbul karena pencampuran
antara asam kaprat (asam lemak dengan sepuluh atom karbon), C10), asam
kaproat(C6), dan asam kaprilat (C8). Diduga kedua senyawa terakhir
bersifat antibiotik aktif.
5. Kandungan mengkudu
Zat nutrisi secara keseluruhan mengkudu merupakan buah makanan bergizi lengkap.
Zat nutrisi yang dibutuhkan tubuh, seperti protein, viamin, dan mineral penting,
tersedia dalam jumlah cukup pada buah dan daun mengkudu. Selenium, salah satu
mineral yang terdapat pada mengkudu merupakan antioksidan yang hebat. Berbagai
jenis senyawa yang terkandung dalam mengkudu : xeronine, plant sterois,alizarin,
lycine, sosium, caprylic acid, arginine, proxeronine, antra quinines, trace elemens,
phenylalanine, magnesium, dll.
Terpenoid Zat ini membantu dalam proses sintesis organic dan pemulihan sel-sel
tubuh.
Zat anti bakteri. Zat-zat aktif yang terkandung dalam sari buah mengkudu itu dapat
mematikan bakteri penyebab infeksi, seperti Pseudomonas aeruginosa, Protens
morganii, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, dan Escherichia coli. Zat anti
bakteri itu juga dapat mengontrol bakteri pathogen (mematikan) seperti Salmonella
montivideo, S . scotmuelleri, S . typhi, dan Shigella dusenteriae, S . flexnerii, S .
pradysenteriae, serta Staphylococcus aureus.
Scolopetin. Senyawa scolopetin sangat efektif sebagi unsur anti peradangan dan anti-
alergi.
Zat anti kanker. Zat-zat anti kanker yang terdapat pada mengkudu paling efektif
melawan sel-sel abnormal.
Xeronine dan Proxeronine. Salah satu alkaloid penting yang terdapt di dalam buah
mengkudu adalah xeronine. Buah mengkudu hanya mengandung sedikit xeronine, tapi
banyak mengandung bahan pembentuk (precursor) xeronine alias proxeronine dalam
jumlah besar. Proxeronine adalah sejenis asam nukleat seperti koloid-koloid lainnya.
Xeronine diserap sel-sel tubuh untuk mengaktifkan protein-protein yang tidak aktif,
mengatur struktur dan bentuk sel yang aktif.
6. Tanin
Tanin (atau tanin nabati, sebagai lawan tanin sintetik) adalah suatu senyawa
polifenol yang berasal dari tumbuhan, berasa pahit dan kelat, yang bereaksi dengan
dan menggumpalkan protein, atau berbagai senyawa organik lainnya termasuk asam