GERANIOL

MINYAK SEREH

                                                                Tanaman Sereh

Minyak sereh merupakan minyak atsiri yang diperoleh dengan cara distilasi uap daun tanaman sereh. Dalam perdagangan dikenal dua tipe minyak sereh, yaitu tipe Ceylon dan tipe Jawa. Minyak sereh tipe Ceylon diperoleh dari distilasi daun Cymbopogon nardus Rendle atau Lenabatu, sedangkan minyak sereh tipe Jawa diperoleh dari Cymbopogon winterianus Jowitt atau Mahapengiri. Minyak daun sereh dalam kehidupan sehari-hari dapat digunakan untuk menolak serangga, seperti nyamuk dan semut.

Wijesekara (1973) mengemukakan senyawa utama penyusun minyak sereh adalah sitronelal, sitronelol, dan geraniol. Gabungan ketiga komponen utama minyak sereh dikenal sebagai total senyawa yang dapat diasetilasi. Ketiga komponen ini menentukan intensitas bau harum, nilai dan harga minyak sereh. Menurut standar pasar internasional, kandungan sitronelal dan jumlah total alkohol masing-masing harus lebih tinggi dari 35%.

           Sitronelal                                          Geraniol

(+)-Sitronelol (kiri) dan (-)-Sitronelol

    

Sitronelol dan geraniol (biasa disebut rodinol), serta ester geraniol dan ester sitronelol banyak digunakan sebagai bahan pengharum ruangan, tisu, sabun, dan kosmetik. Oleh karena itu salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk meningkatkan nilai ekonomis minyak sereh yaitu dengan meningkatkan kadar rodinol yang terkandung dalam minyak sereh yang selanjutnya diubah menjadi senyawa ester dengan berbagai asam karboksilat.

Sidique, et al (1975) mengemukakan minyak sereh tipe Jawa mengandung rodinol antara 25-30%, sedangkan menurut Hieronymus (1991) kandungannya dapat mencapai 45%. Devakumar, et al (1977) mengemukakan kegunaan berbagai ester sitronelol dan geraniol turunan dari minyak daun sereh, seperti disajikan pada tabel 1.

Tabel 1. Kegunaan berbagai senyawa sitronelil ester dan geranil ester

No	Senyawa Ester	Kegunaan
1.	Sitronelil format	dalam colognet, lavender, dan perencah madu
	Geranil format	digunakan hampir pada semua parfum
2.	Sitronelil asetat	dengan bau bergamot, digunakan dalam perencah mawar dan anggur
	Geranil asetat	pengharum toilet dan perencah berbagai buah-buahan
3.	Sitronelil propionat	dengan bau buah, digunakan dalam pewangi bunga mawar (floral)
	Geranil propionat	dalam pewangi bunga (floral)
4.	Sitronelil butirat	dalam perencah nanas dan campuran pewangi
	Geranil butirat	untuk menghasilkan kesan manis dengan nuansa lemah dalam pewangi
5.	Sitronelil valerinat	dalam pewangi bunga mawar
	Geranil valerinat	sebagai pemodifikasi dalam pembuatan pewangi
6.	Sitronelil isobutirat	dalam parfum berbau tumbuhan
	Geranil isobutirat	untuk menghasilkan kesan manis dengan nuansa lemah dalam pewangi

Ujian Mid Semester

Matakuliah                : Kimia Bahan Alam

Kredit                         : 2 SKS

Dosen                         : Dr. Syamsurizal, M.Si

Hari/Tanggal             : Sabtu, 24 november 2012

Waktu                        : 15.30 sd 09.00 pagi ( 26 november 2012 )

Jawaban anda di posting diblog masing – masing. Ujian ini open book. Bilamana ditemukan anda mencontek jawaban teman anda maka anda dipastikan GAGAL dari mata kuliah ini.

1.      Kemukakan gagasan anda bagaimana cara mengubah suatu senyawa bahan alam yang tidak punya potensi ( tidak aktif ) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktifitas biologis tinggi. Berikan dengan contoh.

Yaitu dapat ditentukan oleh kereaktifan struktur atau gugus fungsi senyawa bahan alam tersebut.  contohnya pada senyawa flavonoid yang merupakan senyawa fenolik, gugus fenol (hidroksi) berpengaruh terhadap kereaktifan biologisnya, misalnya dalam aktifitas antioksidan. Untuk itu, flavonoid dapat dimodifikasi strukturnya, yaitu dengan reaksi hidroksilasi, metoksilasi, alkilasi, dan glikosilasi. Falavonoid merupakan senyawa antioksidan, salah satunya adalah kalkon. karena kalkon di alam tidak lazim (tidak berpotensi). Sehingga khalkon cepat mengalami isomerasi menjadi flavanon dalam satuan keseimbangan. Dengan direaksikannya menggunakan basa, maka akan terbentuk senyawa flavonon yang lebih setimbang dan lebih berpotensi aktif sebagai antioksidan.

2.      Jelaskan bagaimana idenya suatu senyawa bahan alam yang memiliki potensi biologis tinggi dan prospektif untuk kemaslahatan makhluk hidup dapat disintesis di laboratorium

Pemanfaatan tumbuhan Indonesia untuk memenuhi kebutuhan diberbagai bidang seperti pestisida, obat-obatan dan lain-lain sudah sejak dahulu kala dilakukan oleh nenek moyang kita. Tetapi, pemanfaatan tumbuhan tersebut masih dilakukan secara tradisional yang mana perlu dikembangkan seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi. Pencarian senyawa bioaktif baru dari tumbuhan Indonesia yang berpotensi sangat dibutuhkan untuk dikembangkan secara industri dan dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan manusia sebagai pestisida maupun obat-obatan. Oleh sebab itu, dilakukan sintesis senyawa bahan alam di laboratorium sebagai cara menanggulanginya.

Banyak senyawa kimia aktif yang sangat efektif telah diisolasi dan dielusidasi struktur kimianya seperti azadirachtin dari tumbuhan Nimba (Azadirachta indica), piretrin dari bunga Krisan (Chrysanthemum cinerarifolium), senyawa rotenon dari Akar tuba (Derris elliptica) yang semuanya digunakan sebagai pestisida. Sedangkan senyawa kimia taksol dari tumbuhan Taxus brevifolia untuk obat kanker, artemisin dari Artemisia annuadan kuinin dari tumbuhan Kina (Chinchona sp.) yang digunakan untuk obat penyakit malaria.

Sebagai salah satu negara dengan hutan tropiknya yang sangat beragam serta kecenderungan masyarakat dunia yang butuh akan obat-obatan baru dan pestisida baru yang berpotensi, Indonesia mempunyai peluang untuk mengembangkan potensi hutan tropis tersebut dimana sekitar 99,6% jenis tumbuhan hutan tropis belum dievaluasi secara kimiawi. Hal ini merupakan suatu asset yang sangat strategis ditinjau dari segi potensinya yang akan bermanfaat diberbagai bidang seperti bidang pertanian dan kesehatan. Kajian penelitian yang dilakukan di Laboratorium Kimia Bahan Alam, Puslit Bioteknologi-LIPI, Cibinong meliputi tahap-tahap ekstraksi, bioesai, isolasi, karakterisasi, elusistruktur kimia dan biotransformasi kimia termasuk aspek bioteknologinya. Untuk tumbuhan terpilih (berpotensi), berbagai tahapan ini akan dapat dikembangkan mulai dari skala laboratorium, pilot proyek sampai skala industri.

3.    Jelaskan kaidah-kaidah pokok dalam memilih pelarut untuk isolasi dan purifikasi suatu senyawa bahan alam. Berikan dengan contoh untuk 4 golongan senyawa bahan alam : Terpenoid, alkaloid, Flavonoid, dan Steroid.

isolasi bahan alam dilakukan berdasarkan sifat bahan alam tersebut, dan dapat digolongkan menjadi isolasi cara fisis dan isolasi cara kimia. Isolasi cara fisis berdasarkan sifat fisik bahan alam, seperti kelarutan dan tekanan uap. Sedangkan Isolasi Secara Kimia berdasarkan sifat kimia atau kereaktifan bahan alam terhadap pereaksi tertentu. Bahan alam diisolasi melalui reaksi kimia dan dipisahkan dari senyawa lain yang tidak bereaksi. Untuk itu dipilihlah pelarut yang sesuai, pelarut yang digunakan tidak mudah terbakar dan tidak bersifat racun, pelarut tidak bercampur dengan cairan yang diekstrak, pelarut mudah dipisahkan dari zat terlarut untuk memperoleh senyawa bahan alam yang murni, dan juga sebaiknya kita mengetahui struktur senyawa bahan alam yang akan diisolasi, jangan sampai pelarut yang digunakan bersifat polar, sedangkan senyawa yang akan diisolasi bersifat nonpolar, pelarut yang digunakan juga harus mudah melepas kembali gugus yang terlarut didalamnya untuk keperluan analisis lebih lanjut, harga juga harus diperhatikan dalam pemilihan pelarut, sehingga proses isolasi tidak memakan biaya yang besar. Pelarut yang digunakan untuk senyawa terpenoid yaitu kloroform, n-butanol, etil asetat, n-heksan, dan metanol. Pelarut yang digunakan untuk senyawa alkaloid yaitu berupa pelarut organik seperti kloroform, eter, dan etanol 95%. Untuk flavonoid, pelarut yang digunakan biasanya kloroform, diklorometana, dietil eter, atau etil asetat. Sedangkan untuk steroid, pelarut yang digunakan yaitu berupa pelarut non polar, n-heksan, metanol, etil asetat, dan asam sulfat.

4.      Jelaskan dasar titik tolak penentuan struktur suatu senyawa organik. Bila senyawa bahan alam tersebuat adalah kafein misalnya. Kemukakan gagasan anda hal – hal pokok apa saja yang di perlukan untuk menentukan strukturnya secara keseluruhan.

Salah satu cara untuk menentukan struktur suatu senyawa yaitu dengan menggunakan Spektroskopi UV. Spektroskopi ultra violet ini memiliki kemampuan untuk mengukur jumlah ikatan rangkap atau konjugasi aromatik didalam suatu molekul. Daerah panjang gelombang dari spektrum ultra violet berkisar 200-400 nm. Penyerapan sinar ultra violet oleh suatu molekul akan menghasilkan transisi diantara tingkat energi elektronik molekul tersebut. Transisi tersebut  terjadi pada orbital ikatan atau pasangan elektron bebas dengan orbital anti ikatan. Sistem (gugus atom) yang menyebabkan terjadinya absorbsi cahaya disebut kromofor. Transisi eloktronik yang mungkin terjadi secara teoritis diberikan pada gambar :

LAVENDER OIL (Monoterpenoid lavendula)

Metabolit primer adalah senyawa yang berperan dalam penyediaan nutrisi dan terlibat dalam proses metabolisme penting di dalam tubuh sebagai fundamental building block kehidupan/ makhluk hidup, misalnya: polisakarida, lemak, asam nukleat dan protein. Sedangkan metabolit sekunder atau molekul organik sekunder yang dikenal dengan bahan alam (natural product) adalah bahan kimia yang dihasilkan tumbuhan melalui reaksi metabolisme sekunder dari bahan organik primer (karbohidrat, lemak, protein). Umumnya metabolit sekunder tidak esensial untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, tetapi berfungsi untuk melindungi tumbuhan dari serangan herbivora dan infeksi mikroba ; penarik serangga atau hewan penyerbuk dan penebar biji ; dan agen alelopati yg berperan dlm kompetisi antar spesies tumbuhan.

Golongan senyawa metabolit sekunder terdiri atas golongan terpenoid, steroid, flavonoid, fenolik, poliketida, dan alkaloid. Salah satu golongan senyawa metabolit sekunder adalah terpenoid. Terpenoid merupakan metabolit sekunder yang tersebar sangat luas di alam, strukturnya paling beragam dan fungsinya mulai sebagai volatile sex pheromones sampai ke karet alam. Nama “terpenoid” disebut juga “terpen” diambil berdasarkan senyawa yang pertama kali berhasil diisolasi yaitu “terpentin” dan dibangun oleh kerangka dasar isoprena (5 karbon). Senyawa-senyawa terpenoid dibentuk dari pengulangan (polimerisasi) ikatan antar unit-unit isoprena “head to tail”, siklisasi dan sebagainya. Terpenoid digolongkan menjadi monoterpen (2 unit isopren) C10H16 ; sesquiterpen (3 unit isopren) C15H24 ; diterpen (4 unit isopren) C20H32 ; sesterpen (5 unit isopren) C25H32 ; triterpen (6 unit isopren) C30H48 ; tetraterpen C40H64 dan politerpen (C5H8)n, > 8 unit isoprene.

Umumnya senyawa golongan terpenoid yang merupakan minyak atsiri (essential oil/ etherial oil) adalah golongan monoterpenoid. Monoterpenoid terdiri dari dua unit isoprene; terdapat pada herba dan rempah-rempah dan sebagai attractant; besarnya sekitar 5% berat kering tumbuhan; dan umumnya diisolasi dengan distilasi atau ekstraksi.

Biosintesis monoterpenoid terbentuk dari geranyl pyrophosphate (GPP). Selanjutnya dalam monoterpenoid terbentuk enam jenis kerangka karbon monoterpenoid, yaitu artmisyl skeleton, santolinyl skeleton, chrysanthemyl skeleton, lavadulyl skeleton, rothrockyl skeleton dan rothorockene skeleton.

Salah satu yang menarik dari kerangka karbon monoterpenoid di atas adalah lavandulyl skeleton yang terdapat di dalam minyak atsiri dari beberapa spesies dari genus lavandula.  Genus lavendula terdiri dari 25-35 spesies-Sub, dengan beragam morfologi. Perbedaan genus lavandula dengan semua family Lamiaceae ditentukan oleh morfologi bunganya. Karakteristik bunga pada genus lavandula pada terminal spike bunga kompak ditunjang dengan batang panjang (tangkai bunga). Spike bunga terdiri dari cymes, merupakan suatu bunga yang bercabang dengan bunga pada akhir masing-masing cabang, baik dalamdecussate berlawanan atau teratur spiral  yang subtended oleh bracts (Lis-Balchin, 2002).

Aplikasi luas minyak Lavenders (Lavandula Oil) digunakan dalam kosmetik, produk kesehatan dan obat alternative.  Sifat terapi dan penciuman minyak atsiri lavender yang dikaitkan dengan monoterpen, yang memiliki  berat molekul rendah (C-10 atau tersusun atas 2 unit isoprene).  Komposisi kimia dari minyak ini di industri terutama ditentukan oleh genotipe tanaman dan dipengaruhi oleh faktor pertumbuhan dan lingkungan tanaman.   Semakin populernya aromaterapi dan pengobatan alternatif bunga telah meningkat dan menyebabkan meningkatnya permintaan minyak lavender dan memicu pengembangan wilayah budidaya baru di seluruh dunia. Salah satu wilayah pertanian yang berorientasi sebagai wisata lavender dan  berfokus pada pemasaran minyak atsiri dari genus Lavandula sebagai kosmetik, obat alternatif dan aromaterapi adalah Lembah Okanagan (British Columbia).

Distribusi komersial dari minyak lavender beragam terutama untuk aplikasi obat mengharuskan minyak atsiri dari genus lavandula ini harus mematuhi standar kualitas dan variasi komposisi minyak harus dijaga seminimal mungkin dari setiap wilayah dan Negara harus diperhitungkan.  Keragaman minyak lavender dari berbagai spesies telah dibakukan oleh Organisasi Internasional untuk Standarisasi (ISO) (LisBalchin 2002).

Seperti semua minyak esensial, minyak lavender adalah campuran dari berbagai jenis senyawa. Dua senyawa utama dalam minyak lavender adalah linalool asetat dan linalyl. Linalool adalah alkohol terpene yang melimpah di lavender, dan banyak lainnya jenis bunga dan rempah-rempah. Linalool memiliki aroma bunga yang menyenangkan, dan mengajarkan banyak aroma khas lavender. Linalool juga merupakan molekul prekursor untuk sintesis Vitamin E. Linalyl asetat berkaitan erat dengan linalool, dan memiliki sifat serupa. Linalyl asetat memiliki aroma fruity cahaya, dan juga digunakan secara luas sebagai agen scenting. Baik linalool dan asetat linalyl secara biologis aktif dan telah digunakan dalam beberapa aplikasi, seperti serangga repellants.