BAB I
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Air merupakan kebutuhan yang paling penting bagi semua organisme yang ada di dunia dan tidak terkecuali juga manusia. Seiring dengan perkembangan zaman yang semakin modern dan meningkatnya jumlah penduduk di dunia ditambah lagi pengaruh perubahan iklim (climate change), telah banyak menyebabkan pencemaran di lingkungan perairan. Air dikatakan tercemar apabila ada pengaruh atau kontaminasi zat organik maupun anorganik ke dalam air. Hubungan ini terkadang tidak seimbang karena setiap kebutuhan organisme berbeda beda, ada yang diuntungkan karena menyuburkan sehingga dapat berkembang dengan cepat sementara organisme lain terdesak. perkembangan organisme perairan secara berlebihan merupakan gangguan dan dapat dikategorikan sebagai pencemaran, yang merugikan organisme akuatik lainnya maupun manusia secara tidak langsung. Pencemaran yang berupa penyuburan organisme tertentu disebut eutrofikasi yang banyak di jumpai khususnya di perairan darat.
Pada awal abad ke-20 manusia mulai menyadari adanya gejala eutrofikasi pada badan perairan akibat pengkayaan unsur hara yang masuk ke perairan. Mengingat bahwa eutrofikasi merupakan ancaman yang serius bagi kualitas air di perairan, maka kita harus memahami prosesnya, penyebab, dan dampak dari eutrofikasi sehingga kita dapat mencari solusi yang tepat untuk mencegah dan mengatasi masalah ini. Walaupun eutrofikasi pada umumnya merupakan proses alami, namun pada masa kini eutrofikasi antropogenik yaitu eutrofikasi yang disebabkan oleh aktifitas manusia.
RUMUSAN MASALAH
1.Definisi eutrofikasi
2.Proses eutrofikasi
3.Faktor penyebab eutrofikasi
4.Dampak eutrofikasi
5.Penanggulangan eutrofikasi
TUJUAN
Pembaca dapat memahami proses, penyebab, dan dampak dari eutrofikasi sehingga dapat mencari solusi yang tepat untuk mencegah dan mengatasi masalah eutrofikasi.
BAB II
PEMBAHASAN
Pengertian Eutrofikasi
Eutrofikasi adalah proses pengayaan nutrien dan bahan organik dalam jasad air. ini merupakan masalah yang dihadapi di seluruh dunia yang terjadi di ekosistem air tawar maupun marin. Eutrofikasi memberi kesan kepada ekologi dan pengurusan sistem akuatik yang mana selalu disebabkan masuknya nutrient berlebih terutama pada buangan pertanian dan buangan limbah rumah tangga. (Tusseau-Vuilleman, M.H. 2001).
Poses Eutrofikasi
Eutrofikasi merupakan proses alamiah dan dapat terjadi pada berbagai perairan, tetapi bila terjadi kontaminasi bahan-bahan nitrat dan fosfat akibat aktivitas manusia dan berlangsung terus menerus, maka proses eutrofikasi akan lebih meningkat. Kejadian eutrofikasi seperti ini merupakan masalah yang terbanyak ditemukan dalam danau dan waduk, terutama bila danau atau waduk tersebut berdekatan dengan daerah urban atau daerah pertanian.
Eutrofikasi terjadi karena adanya kandungan bahan kimia yaitu fosfat (PO3-). Suatu perairan disebut eutrofikasi jika konsentrasi total fosfat ke dalam air berada pada kisaran 35-100µg/L. Eutrofikasi banyak terjadi di perairan darat (danau, sungai, waduk, dll). Sebenarnya proses terjadinya Eutrofikasi membutuhkan waktu yang sangat lama (ribuan tahun), namun akibat perkembangan ilmu teknologi yang menyokong medernisasi dan tidak diiringi dengan kearifan lingkungan maka hanya dalam hitungan puluhan atau beberapa tahun saja sudah dapat terjadi Eutrofikasi.
Faktor penyebab eutrofikasi
Beberapa detergen mengandung phospat, oleh karana itu deterjen juga merupakan sumber pnyebab eutrofikasi yang perlu mendapatkan perhatian khusus. Walaupun banyak undang-undang dan peraturan yang membatasi atau melarang penggunaan detergen yang mengandung phospat, namun sampai saat ini belum berdampak pada eliminasi masalah eutrofikasi.
Selain P (fosfor) senyawa lain yang harus di perhatiakan adalah nitrogen. Distribusi penggunaan pupuk nitrogen terus meningkat dari tahun ke tahun. Komponen nitrogen sangat mudah larut dan mudah berpindah di dalam tanah, sedangkan tanaman kurang mampu menyerap semua pupuk nitrogen. Sebagai akibatnya, rembesan nitrogen yang berasal dari pupuk yang masuk kedalam tanah semakin meluas, rembesan nitrogen yang berasal dari pupuk yang masuk kedalam tanah semakin meluas, tidak terbatas pada area tanah berpasir. Sejumlah kelebihan nitrogen akan berakhir di air tanah. Konsentrasi nitrogen dalam bentuk nitrat secara bertahap meningkat di beberapa mata air di areal pertanian, yang akan menyebabkan terganggunya kesehatan manusia yang mengkonsumsi air tersebut sebagai air minum.
Dalam tanah, pupuk N akan dengan cepat melepas amonium dan nitrat. Nitrat sangat mudah larut (kelarutannya tinggi) sehingga mudah hilang melalui pelepasan. Hampir 30% N hilang melalui leaching (pencucian). Nitrat masuk kedalam air permuakaan melalui aliran air dibawah permukaan atau drainase dan masuk kedalam air tanah melalui penapisan lapisan tanah sebelah bwah. Pada umumnya konsentrasi N di perairan. Pada umumnya konsentrasi N di perairan meningkat (tinggi) pada saat pemupukan, terutama setelah hujan. Nitrogen dapat pula hilang sebagai amonia dari penggunaan sumber-sumber nutrien organik seperti pupuk, pupuk cair (slury). Adanya amonia di perairan dapat menjadi indikasi terjadinya kontaminasi oleh pemupukan yang berasal dari material organik. N tinggi juga berasal dari peternakan terbuka. Dari laporan penelitian di UK ditunjukkan bahwa area peternakan menghasilkan limbah N lebih dari 600 kg/ha/hari dan yang hilang/lepas ketanah dapat mencapai 200 kg/ha.
Dampak eutrofikasi
Efek dari eutrofikasi pada perairan yang kurang nutrien tidak bersifat negatif. Peningkatan pertumbuhan alga dan berbagai vegetasi dapat menguntungkan bagi kehidupan fauna akuatik. Salah satu contoh adalah produksi ikan meningkat. Jika eutrofikasi terus berlanjut, pertumbuhan plankton menjadi sangat lebat, sehingga menutupi perairan. Proses ini akan mengakibatkan gelap di bawah permukaan air, dan kondisi ini berbahaya bagi vegetasi bentik. Problem yang serius akibat eutrofikasi ditimbulkan oleh petumbuhan alga sel tunggal secara hebat, proses dekomposisi dari sel yang mati akan mengurangi oksigen terlarut. Tanaman akuatik (termasuk alga) akan mempengaruhi konsentrasi O2 dan pH perairan disekitarnya. Pertumbuhan alga yang pesat, akan menyebabkan fluktuasi pH dan oksigen terlarut menjadi besar pula. Hal ini akan menyebabkan terganggunya proses metabolik dalam organisme, yang akhirnya dapat menyebabkan kematian.
Di perairan yang sangat kaya akan nutrien, produksi plankton dapat menjadi sangat berlebihan. Spesies plankton tertentu muncul secara berkala dalam kuantitas yang sangat besar, yang sering dikenal sebagai “alga bloom”. Beberapa alga tertentu dapat menimbulkan bau dan rasa yang tidak sedap di perairan, dan mengakibatkan konsekuensi yang sama jika perairan menerima material organik dari sumber-sumber pencemar, yaitu sejumlah besar oksigen dalam air terkonsumsi ketika sejumlah besar plankton yang mati berpindah ke dasar perairan dan terdegradasi. Defisiensi oksigen dapat mengurangi kehiupan bentik dan ikan. Jika perairan bentik menjadi de-oksigenasi, hidrogen sulfid (H2S) akan meracuni semua bentuk kehidupan di perairan. Akhirnya eutrofikasi berat dapat menimbulkan pengurangan sejumlah spesies tanama dan hewan di perairan. Secara singkat dampak eutrofiaksi di perairan dapat dirangkum sebagai berikut:
1.Rusaknya habitat untuk kehidupan berbagai spesies ikan dan invertebrata. Kerusakan habitat akan menyebabkan berkurangnya biodiversitas di habitat akuatik dan spesies lain dalam rantai makanan. Konsentrasi oksigen terlarut turun sehingga beberapa spesies ikan dan kerang tidak toleran untuk hidup.
2.Rusaknya kualitas areal yang mempunyai nilai konservasi/ cagar alam margasatwa.
3.Terjadinya “alga bloom” dan terproduksinya senyawa toksik yang akan meracuni ikan dan kerang, sehingga tidak aman untuk dikonsumsi masyarakat dan merusak industri perikanan. Pada masa kini hubungan antara pengkayaan nutrien dengan adanya insiden keracunan kerang di perairan pantai/laut meningkat
4.Produksi vegetasi meningkat sehingga penggunaan air untuk navigasi maupun rekreasi menjadi terganggu. Hal ini berdampak pada pariwisata dan industri pariwisata.
Penanggulangan eutrofikasi
Penyisihan fosfat dalam fluidized bed reactor (FBR) menggunakan pasir kuarsa dapat menghasilkan kristal struvite (MgNH4PO4). Penyisihan dengan kristalisasi ini dilakukan dengan aerasi kontinyu dan dapat mencapai efisiensi 80% dalam waktu 120 – 150 menit (Battistoni, et al., 1997). Penyisihan fosfat dalam fluidized bed reactor (FBR) menggunakan pasir kuarsa dapat menghasilkan kristal struvite (MgNH4PO4). Penyisihan dengan kristalisasi ini dilakukan dengan aerasi kontinyu dan dapat mencapai efisiensi 80% dalam waktu 120 – 150 menit (Battistoni, et al., 1997).
Menurut Forsberg 1998, yang utama adalah dibutuhkan kebijakan yang kuat untuk mengontrol pertumbuhan penduduk (birth control). Karena sejalan dengan populasi warga bumi yang terus meningkat, berarti akan meningkat pula kontribusi bagi lepasnya fosfat ke lingkungan air dari sumber-sumber yang disebutkan di atas. Pemerintah juga harus mendorong para pengusaha agar produk detergen tidak lagi mengandung fosfat. Begitu pula produk makanan dan minuman diusahakan juga tidak mengandung bahan aditif fosfat. Di samping itu, dituntut pula peran pemerintah di sektor pertanian agar penggunaan pupuk fosfat tidak berlebihan, serta perannya dalam pengelolaan sektor peternakan yang bisa mencegah lebih banyaknya lagi fosfat lepas ke lingkungan air. Bagi masyarakat dianjurkan untuk tidak berlebihan mengonsumsi makanan dan minuman yang mengandung aditif fosfat.
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Dari tinjauan pustaka dan penjelasan di bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan bahwa:
<1. Fosfor dan nitrogen merupakan elemen kunci di dalam proses eutrofikasi, di antara nutrient utama yang terkandung dalam suatu perairan.
<2. Eutrofikasi dapat menyebabkan Terjadinya “alga bloom” dan terproduksinya senyawa toksik yang akan meracuni ikan dan kerang, sehingga tidak aman untuk dikonsumsi manusia dan merusak industri perikanan.
<3.Perlakuan-perlakuan yang cukup signifikan untuk mengontrol eutrofikasi adalah dengan melakukan perombakan phospat pada buangan kotoran, pengontrolan phospat yang tersifusi dari pertanian, perombakan phospat dari deterjen, pengalihan tempat pembuangan kotoran.
3.2 SARAN
Sebelum lebih jauh menangani masalah eutrofikasi dengan berbagai program pemerintah, hal yang paling utama dalam menangani masalah eutrofikasi adalah bagai mana cara menumbuhkan kesadaran lingkungan (green consumers) pada masyarakat Indonesia khususnya dan dunia pada umumnya. Apabila kesadaran lingkungan telah tertanam pada masyarakat, maka program yang berhubungan dengan penanggulangan masalah lingkungan akan berjalan dengan lancar karena adanya partisipasi dari masyarakat itu sendiri.
DAFTAR PUSTAKA
Gunung Kerinci
Gunung kerinci termasuk gunung berapi yang masih aktif, dengan ketinggian 3.805 mdpl. Gunung ini menjadi gunung tertinggi di Indonesia di luar pegunungan Irian Jaya. Di sebelah timur terdapat danau Bento, rawa berair jernih tertinggi di Sumatera.
· Pendakian Gunung Kerinci
Gunung ini dapat ditempuh melalui darat dari Jambi menuju Sungaipenuh melalui Bangko. Dapat juga ditempuh dari Padang, Lubuk Linggau, dan Bengkulu. Dengan pesawat terbang dapat mendarat di Padang atau Jambi.
Keindahan panorama yang natural dengan kekayaan flora dan fauna dapat di temui mulai dari dataran rendah hingga puncak gunung Kerinci, tidak hanya untuk dinikmati tetapi sangat baik untuk melakukan penelitian dan pendidikan. Pendakian ke puncak gunung Kerinci memakan waktu dua hari mulai dari Pos Kersik Tuo.
Desa Kersik Tuo, Kecamatan Kayu Aro berada pada ketinggian 1.400 mdpl dengan penduduk yang terdiri dari para pekerja perkebunan keturunan jawa, sehingga bahasa setempat adalah bahasa jawa. Dari Kersik Tuo kita menuju ke Pos penjagaan TNKS atau R10 pada ketinggian 1611 mdpi dengan berjalan kaki sekitar 45 menit melintasi perkebunan teh.
 |
Pondok R 10 adalah pondok jaga balai TNKS untuk mengawasi setiap pengunjung yang akan mendaki Gunung Kerinci. Dari R10 kita menuju ke Pintu Rimba dengan ketinggian 1800 mdpl, Jaraknya sekitar 2 km dengan waktu tempuh kurang lebih 1 jam perjalanan. Medannya berupa perkebunan/ladang penduduk, kondisi jalan baik (aspal) sampai ke batas hutan.
Pintu Rimba merupakan gerbang awal pendakian berada dalam batas hutan antara ladang dan hutan heterogen sebagai pintu masuk. Pintu Rimba berada pada ketinggian 1.800 mdpl. Di sini ada lokasi shelter dan juga lokasi air kurang lebih 200 meter sebelah kiri. Jarak tempuh ke Bangku Panjang 2 km atau 30 menit perjalanan, lintasannya agak landai memasuki kawasan hutan heterogen.
Pos Bangku Panjang dengan ketinggian 1909 mdpl, terdapat dua buah shelter yang dapat digunakan untuk beristirahat. Menuju Batu Lumut medan masih landai jarak 2 km dengan waktu tempuh sekitar 45 menit melintasi kawasan hutan. Pendaki dapat beristirahat di Pos Batu Lumut yang berada di ketinggian 2.000 mdpl, namun di sini tidak ada shelter-nya. Terdapat sungai yang kadang kala kering di musim kemarau.
Untuk menuju Pos 1 yang berjarak sekitar 2 km dari Batu Lumut kita membutuhkan waktu sekitar 1,5 jam. Jalur memasuki kawasan hutan yang lebat dan terjal dengan kemiringan 45 hingga 60 derajad.
Pos 1 ini berada di ketinggian 2.225 mdpl dan terdapat sebuah pondok yang dapat digunakan untuk beristirahat. Untuk menuju Pos 2 jarak yang harus ditempuh sekitar 3 km dengan waktu tempuh 2 jam. Di lintasan ini kadangkala dijumpai medan yang terjal dengan kemiringan hingga 45 derajat tetapi masih bertemu dengan medan yang landai.
Terdapat sebuah Pondok yang sudah tua di Pos 2 yang berada di ketinggian 2.510 mdpl, di sini pendaki dapat beristirahat. Untuk menuju Pos 3 jarak yang harus ditempuh adalah 2 km dengan waktu tempuh sekitar 3 jam. Di lintasan ini dapat kita jumpai tumbuhan paku-pakuan dengan kondisi hutan yang agak terbuka.
Terdapat Pondok yang sudah rusak tinggal kerangkanya di Pos 3 yang berada di ketinggian 3.073 mdpl. Di tempat ini pendaki dapat beristirahat dan masih nyaman untuk mendirikan tenda karena masih terlindung oleh pepohonan. Waktu tempuh untuk menuju puncak dari pos ini sekitar 4 jam.
Untuk menuju ke Pos 4 jarak yang harus ditempuh sekitar 1,5 km, memerlukan waktu sekitar 1,5 jam. Kondisi jalur berupa bekas aliran air sehingga akan berubah menjadi selokan bila turun hujan. Pos 4 berada pada ketinggian 3351 mdpl, tempat ini cukup lapang dan bisa untuk mendirikan beberapa tenda, namun cuaca di sini sering kali tidak bersahabat. Lintasan selanjutnya untuk menuju puncak berupa pasir dan batuan cadas. Jarak tempuh menuju puncak 2 km dengan waktu tempuh sekitar 3 jam. Di lintasan ini pendaki perlu ekstra hati-hati.
Refrensi :
NAMA : Slamat
NIM : A1C109019
MATA KULIAH : KIMIA BAHAN ALAM
SKS : 2
DOSEN : Dr. Syamsurizal, M.Si
WAKTU : 22-29 Desember 2012
PETUNJUK : Ujian ini open book. Tapi tidak diizinkan mencontek, bilamana ditemukan, maka anda dinyatakan GAGAL. Jawaban anda diposting di bolg masing-masing.
1.Jelaskan dalam jalur biosintesis triterpenoid, identifikasilah faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak.
Jawab:
Jalur biosintesis triterpenoid
jalur biosintetis dapat diartikan sebagai urutan atau proses yang di dalamnya terdiri atas tahap-tahap pembentukkan dari senyawa yang sederhana menjadi senyawa kompleks. Proses biosintesis akan berlangsung sangat kompleks, tergantung dari macam enzim yang tersedia sehingga tumbuhan sejenis yang tumbuh di daerah yang berbeda sangat memungkinkan untuk mempunyai jalur pembentukkan metabolit tertentu yang tidak identik (fenomena "vikarias:-Ras Kimia).
Triterpenoid adalah senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan isoprena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C-30 asiklik, yaitu skualena, senyawa ini tidak berwarna, berbentuk kristal, bertitik leleh tinggi dan bersifat optis aktif. Berdasarkan jumlah cincin yang terdapatdalam struktur molekulnya triterpen sebenarnya dapat dibagi atas:
1.Triterpen asiklik yaitu triterpen yang tidak mempunyai cincin tertutup, misalnya skualena.
2.Triterpen trisiklik adalah triterpen yang mempunyai tiga cincin tertutup pada struktur molekulnya,misalnya:ambrein.
3.Triterpen tetrasiklik adalah triterpen yang mempunyai empat cincin tertutup pada struktur molekulnya,misalnya:lanosterol.
4.Triterpen pentasiklik adalah triterpen yang mempunyai lima cincin tertutup pada struktur molekulnya, misalnya α-amirin.
2.Triterpen trisiklik adalah triterpen yang mempunyai tiga cincin tertutup pada struktur molekulnya,misalnya:ambrein.
3.Triterpen tetrasiklik adalah triterpen yang mempunyai empat cincin tertutup pada struktur molekulnya,misalnya:lanosterol.
4.Triterpen pentasiklik adalah triterpen yang mempunyai lima cincin tertutup pada struktur molekulnya, misalnya α-amirin.
Biosintesis Triterpenoid
Pada biosintesis triterpenoid ini banyak sekalii tahap-tahapnya, dan reaksi-reaksi yang terjadi diantaranya yaitu:
a.fosforilasi
b.eliminasi asam fosfat
c.dekarboksilasi
adapun senyawa yang dihasilkan pada biosiintesis ini berasal dari asetil koenzim A yang dapat membentuk kondensasi aldol pada asam mevalinat. Setelah terbentuk asam mevalinat ini akan mengalami dekarboksilasi yang menghasilkan isopentenil pirofosfat (IPP) dan berisomerisasi membentuk dimetil alil pirofosfat (DMAPP) yang dilakukan dengan enzim isomerase.
Pada gambar biosintesis triterpenoid terlihat bahwa adanya penggabungan isoprene yang aktif antara isopentil pirofosfat dengan dimetil alil pirofosfat secara teratur (kepala ke ekor) akan menghasilkan geranil pirofosfat (GPP).
Geranil pirofosfat ini merupakan senyawa antara bagi senyawa monoterpenoid, jika dilanjutkan lagi penggabungan dengan isopentil pirofosfat dengan mekanisme yang sama maka akan membentuk Farnesil pirofosfat (FPP). Sedangkan farnesil pirofosfat ini merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpenoid.
Untuk membentuk suatu triterpenoid sebelumnya ada penggabungan 2 buah farnesil pirofosfat membentuk squalene yang sebelumnya mengalami siklisasi bersama oksigen dan masuk menghasilakan 2,3 oxsidosqualene.
Faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak yaitu :
Pada saat Isolasi Triterpenoid:
Metode isolasi yang digunakan harus sesuai dengan senyawa bahan alam yang akan kita isolasi. Selanjutnya Pelarut yang digunakan dalam proses pengambilan senyawa alam adalah Pelarut yang sesuai dan baik akan menghasilkan senyawa hasil yang baik juga. Jika kita ingin mengisolasi golongan senyawa triterpenoid pelarut yang digunakan adalah n-heksan dan etil asetat.
pada saat biosintesis triterpenoid:
Enzim yang bekerja, pH dan temperatur menjadi faktor penting keberhasilan terbentuknya senyawa hasil proses biosintesis senyawa triterpenoid. Selanjutnya yaitu Pada saat penggabungan unit isoprene yang aktif,maka penggabungan harus dilakukan secara teratur yaitu (kepala ke ekor).
Jawab:
Flavonoid merupakan zat polyphenol yang banyak ditemukan dalam buah-buahan, sayuran dan rempah-rempah (misalnya teh, jahe). Flavonoid diproduksi hanya pada tumbuhan. Terdapat kelompok yang beragam bentuk dari phytochemical, lebih dari empat ribu macam jumlahnya. Di antara jenis antioksidan kuat flavonoid adalah quercetin, catechin dan xanthohumol.
Struktur flavonoid:
A. Kekhasan signal dan itensitas serapan dengan Septrum IR
Spektra IR memberikan informasi tentang jenis gugus fungsional yang terdapat dalam suatu senyawa sehingga dapat di perkirakan gugus apa saja yang terkandung di dalamnya. Inframerah mempunyai λ yang lebih panjang dibanding UV–Vis, sehingga tenaga radiasinya lebih kecil. Tenaga infra merahnya dapat menyebabkan vibrasi ikatan pada molekul. Energi vibrasi dari kebanyakan molekular adalah berhubungan dengan infra merah dari elektro magnetic. Bila sinar infra merah dilewatkan melalui senyawa organik maka sebagian dari frekuensi sinar diserap, dan yang lain diteruskan ataupun ditransmisikan. Frekuensi adsorbsi IR dilaporkan sebagai bilangan gelombang atau wave number yaitu jumlah gelombang per-cm.
Dari struktur diatas dapat diketahui bahwa flavonoid terdiri dari ikatan-ikatan sebagai berikut:
a). C=C (aromatik)
ikatan rangkap C=C daerah serapan 1500 – 1600 cm-1 dengan intensitas serapan sedang dan tajam.
b). C=O (keton)
C=O : merupakan salah satu penyerapan yang sangat berguna, yang bisa ditemukan pada daerah sekitar 1705 – 1725 cm-1 dengan intensitas serapan kuat dan tajam.
c). C–O (eter)
C–O : mempunyai penyerapan dalam 'daerah sidik jari', yang yang bisa ditemukan pada daerah sekitar antara 1000 – 1300cm-1,dengan intensitas serapan lemah dan melebar.
d). C – H (aromatik)
C – H : mempunyai penyerapan cahaya yang terjadi pada daerah serapan 3050-3150 cm-1, dengan intensitas serapan lemah dan tajam akibat rentangan C – H aromatik.
e). O – H (fenol)
O – H : menyerap sinar yang berbeda-beda, tergantung pada kondisi lingkungannya. Ikatan O – H ini akan sangat mudah dikenali dalam sebuah asam karena akan menghasilkan intensitas serapan lebar atau lembah yang sangat luas pada daerah sekitar 3200-3500 cm-1.
B. Kekhasan signal dan itensitas serapan dengan Septrum NMR
Resonansi Magnetik Inti (NMR) spektroskopi adalah alat yang tersedia untuk menentukan struktur senyawa organik. Teknik ini bergantung pada kemampuan inti atom berperilaku seperti sebuah magnet kecil dan menyesuaikan diri dengan medan magnet eksternal. Biasanya dihunakan untuk mengidentifikasi atau menjelaskan informasi struktur rinci tentang senyawa kimia.
Dua (2) Contoh struktur yang berbeda
a.Apegenin
Apigenin merupakan senyawa flavonoid yang termasuk ke dalam golongan flavon. Secara kimia apigenin didefinisikan sebagai senyawa 4 5,7- ,׳ trihidroksiflavon. Secara umum apigenin memiliki aktivitas anti inflamasi dan merupakan senyawa yang dapat digunakan sebagai obat penyakit hati serta sebagai antispamodik.
Struktur Apegenin
Spectrum IR Apigenin
Spektrum NMR Apigenin
b.Genestein
Genistein adalah sebuah isoflavonoid dari produk kedelai yang memiliki sifat antitumor. Genistein dibentuk dari biochanin A dan dimetabolisme menjadi p-etilfenol esterogen inaktif.
Struktur Genistein
Spectrum IR Genistein
Spectrum NMR Genistein
3.Dalam isolasi alkaloid, pada tahap awal dibutuhkan kondisi asam atau basa. Jelaskan dasar penggunaan reagen tersebut, dan berikan contohnya sekurang-kurangnya tiga macam alkaloid.
Jawab:
Alkaloid
adalah sebuah golongan senyawa basa bernitrogen yang kebanyakan heterosiklik dan terdapat di tumbuhan (tetapi ini tidak mengecualikan senyawa yang berasal dari hewan). Asam amino, peptida, protein, nukleotid, asam nukleik, gula amino dan antibiotik biasanya tidak digolongkan sebagai alkaloid. Dan dengan prinsip yang sama, senyawa netral yang secara biogenetik berhubungan dengan alkaloid termasuk digolongan ini.
Isolasi Alkaloid
Alkaloid diekstrak dari tumbuhan yaitu daun, bunga, buah, kulit, danakar yang dikeringkan lalu dihaluskan. Cara ekstraksi alkaloid secara umumadalah sebagai berikut :
a.Alkaloid diekstrak dengan pelarut tertentu, misalnya dengan etanol,kemudian diuapkan.
b.Ekstrak yang diperoleh diberi asam anorganik untuk menghasilkan garamamonium kuartener kemudian diekstrak kembali.
c.Garam amonium kuartener yang diperoleh direaksikan dengan natriumkarbonat sehingga menghasilkan alkaloid–alkaloid yang bebas kemudiandiekstraksi dengan pelarut tertentu seperti eter dan kloroform.
d.Campuran – campuran alkaloid yang diperoleh akhirnya dipisahkan melalui berbagai cara, misalnyametode kromatografi (Tobing, 1989).
Ada beberapa cara lain untuk mendapatkan alkaloid dari larutan asam yaitu dengan penyerapan memakai pereaksi Lloyd, kemudian alkaloid dielusi dengan basa encer. Alkaloid yang bersifat hidrofob diserap dengan damar XAD-2 lalu dielusidengan asam atau campuran etanol-air. Banyak alkaloid yang dapat diendapkandengan pereaksi Mayer (kalium raksa (II) iodida) atau garam Reineccke.Dalam penelitian ini digunakan cara isolasi alkaloid secara umum yaitumengekstrak dengan pelarut organik, pengasaman, pembentukan garamamonium kuartener dengan basa, ekstraksi dengan pelarut organik, dan pemurnian menggunakan kromatografi kolom, kromatografi lapis tipis, ataupuninstrumen-instrumen elektronik (IR,GC-MS,UV-Vis).
Keadaan sama dan basa pada isolasi alkaloid:
Berdasarkan penjelasan diatas maka kegunaan asam dan basa pada awal proses isolasi alkaloid adalah apabila pada saat sampel-sampel diekstrak dilakukan pengasaman terlebih dahulu dengan diberikan nya asam organik dengan tujuan agar dapat menghasilkan garamnya. Akan tetapi setelah diperoleh garam dilakukan dengan dibasakan agar memperoleh alkaloid yang bebas. Larutan yang gunakan ini terlebih dahulu dibasakan juga, agar senyawa alkaloid ini akan mengalami terdekomposisi diudara.
Dasar pada penggunaan reagen:
Penggunaan reagent bekerja secara spesifik dengan senyawa yang akan diuji, dalam hal ini yang akan diuji adalah senyawa alkaloid.
Contoh:
Reagent Wagner
Hasil positif alkaloid pada uji Wagner ditandai dengan terbentuknya endapan coklat muda sampai kuning. Diperkirakan endapan tersebut adalah kalium-alkaloid. Pada pembuatan pereaksi Wagner, iodin bereaksi dengan ion I- dari kalium iodida menghasilkan ion I3- yang berwarna coklat. Pada uji Wagner, ion logam K+ akan membentuk ikatan kovalen koordinat dengan nitrogen pada alkaloid membentuk kompleks kalium-alkaloid yang mengendap.
Tiga contoh senyawa Akaloid:
a.Nikotine
Nikotin adalah suatu alkaloid dengan nama kimia 3-(1-metil-2-pirolidil) piridin. Saat diekstraksi dari daun tembakau, nikotin tak berwarna, tetapi segeramenjadi coklat ketika bersentuhan dengan udara. Nikotin dapat menguap dandapat dimurnikan dengan cara penyulingan uap dari larutan yang dibasakan.
Struktur nicotine:
b. Atropin
Atropin adalah senyawa berbentuk kristal putih,rasa sangat pahit,titik lebur 115° dan terdiri dari amine antimuscarinic tersier. Atropin merupakan antagonis reseptor kolinergik yang diisolasi dari Atropa belladona L, Datura stramonium L dan tanaman lain dari family Solanaceae
Struktur atropine:
c.Morfin
Morfin adalah alkaloid analgesik yang sangat kuat dan merupakan agen aktif utama yang ditemukan pada opium. Morfin bekerja langsung pada sistem saraf pusat untuk menghilangkan rasa sakit.
Struktur Morfin:
4.Jelaskan keterkaitan diantara biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur senyawa bahan alam . Berikan contohnya.
Jawab:
Biosintesis
Biosintesis merupakan pembentukkan molekul alami yang terjadi di dalam sel dari molekul lain yang kurang rumit strukturnya, melalui reaksi endeorganik. Sedangkan jalur biosintetis dapat diartikan sebagai urutan atau proses yang di dalamnya terdiri atas tahap-tahap pembentukkan dari senyawa yang sederhana menjadi senyawa kompleks. Proses biosintesis akan berlangsung sangat kompleks, tergantung dari macam enzim yang tersedia sehingga tumbuhan sejenis yang tumbuh di daerah yang berbeda sangat memungkinkan untuk mempunyai jalur pembentukkan metabolit tertentu yang tidak identik.
Metode isolasi
isolasi senyawa kimia dari bahan alam itu adalah sebuah usaha bagaimana caranya memisahkan senyawa yang bercampur sehingga kita dapat menghasilkan senayawa tunggal yang murni. Kita ambil saja sebuah contoh, bagaimana cara mengisolasi senyawa dari tumbuhan.
Penentuan struktur
Setelah kita memperoleh senyawa murni dari hasil isolasi maka tahap selanjutnya yaitu penentuan struktur. Penentuan struktur dapat dilakukan denga spektrum NMR atau spektrum IR.
Dari gambar diatas dapat terlihat bahwa adanya saling keterkaitan antara Biosintesis, Isolasi, Penentuan struktur. Pada biosintesis mengalami pembentukkan molekul natural yang terjadi di dalam sel dari molekul lain yang kurang rumit strukturnya, melalui reaksi endeorganik. Sedangkan jalur biosintetis dapat diartikan sebagai urutan atau proses yang di dalamnya terdiri atas tahap-tahap pembentukkan dari senyawa yang sederhana menjadi senyawa kompleks. Proses biosintesis akan berlangsung sangat kompleks, tergantung dari macam enzim yang tersedia sehingga tumbuhan sejenis yang tumbuh di daerah yang berbeda sangat memungkinkan untuk mempunyai jalur pembentukkan metabolit tertentu yang tidak identik. Dari biosintesis tersebut maka kita akan mengetahui sifat dan karekteristik dari senyawa tersebut. Jika sudah teridentifikasi senyawanya maka kita akan mudah untuk melakukan metode isolasinya, yang pelarut nya kita sesuaikan dengan sifat dari senyawa bahan alam tersebut. Adapun cara mengisolasi tanaman ini melalui bebrapa tahap yaitu:penyiapan sampel ,Diekstraksi,fraksinasi,kromatografi, dan purifikasi .Dari hasil isolasi ini diperoleh senyawa murni, senyawa murni inilah yang selanjutnya akan kita gunakan untuk penentuan struktur yang dilakukan menggunakan spectrum 1H NMR,13C-NMR atau dengan spectrum IR.
Contohnya:
Nikotin
Nikotin adalah suatu alkaloid dengan nama kimia 3-(1-metil-2-pirolidil) piridin. Saat diekstraksi dari daun tembakau, nikotin tak berwarna, tetapi segera menjadi coklat ketika bersentuhan dengan udara. Nikotin dapat menguap dan dapat dimurnikan dengan cara penyulingan uap dari larutan yang dibasakan.
Struktur nikotin:
Biosintesis nikotin
Isolasi nikotin
Adapun cara mengisolasi tanaman ini melalui beberapa tahap yaitu:
Tahap pertama, penyiapan sampel pada tahap ini sampel dari tanaman yang akan disintesis perlu dilakukan pengeringan bila perlu dihaluskan lagi.
Tahap ke-2, diekstraksi pada saat mengekstraksi ini kita harus menggunakan pelarut yang sesuai dengan kriteria atau ciri dari senyawa yang terdapat dalam sampel yang akan disintesis.
Tahap ke-3, fraksinasi pada tahap ini merupakan proses pemisahan komponen berdasarkan fraksi-fraksinya. Misalnya fraksi yang bersifat polar dan non polar.
Tahap ke-4, kromatografi pada tahap ini yaitu memisakan molekul yang berdasarkan pola pergerakan antara fase gerak dan fase diam yang berada dalam larutan.
Tahap ke-5, purifikasi pada tahap ini yaitu suatu metode pemurnian untuk mendapatkan komponen bahan alam yang murni dari komponen lain yang tidak dibutuhkan.
Berdasarkan prinsip isolasi ini maka dalam penelitian ini dilakukan isolasi nikotin dari daun tembakau kering dengan cara soxhletasi menggunakan pelarut metanol kemudian dilakukan penggaraman dengan asam dan ekstraksi alkaloid dengan basa. Ekstrak yang diperoleh kemudian dimurnikan dengan KLT, dan kromatografi kolom. Setelah itu dianalisis menggunakan spectrum IR dan NMR.
Spektrum IR Nikotin
Spektrum 13C-NMR Nikotin
