TERPENOID

TERPENOID

1.      Pengertian Terpeniod

Dalam tumbuhan biasanya terdapat senyawa hidrokarbon dan hidrokarbon teroksigenasi yang merupakan senyawa terpenoid. Kata terpenoid mencakup sejumlah besar senyawa tumbuhan, dan istilah ini digunakan untuk menunjukkan bahwa secara biosintesis semua senyawa tumbuhan itu berasal dari senyawa yang sama. Jadi, semua terpenoid berasal dari molekul isoprene CH2==C(CH3)─CH==CH2 dan kerangka karbonnya dibangun oleh penyambungan 2 atau lebih satuan C5 ini. Kemudian senyawa itu dipilah-pilah menjadi beberapa golongan berdasarkan jumlah satuan yang terdapat dalam senyawa tersebut, 2 (C10), 3 (C15), 4 (C20), 6 (C30) atau 8 (C40).

Terpenoid merupakan salah satu jenis metabolit sekunder, dengan kerangka karbon yang terdiri dari dua atau lebih unit C5 yang disebut unit isoprena (Sjamsul, 1986:3). Oleh karena itu terpenoid disebut juga isoprenoid. Pada definisi yang lebih modern, terpenoid merupakan hidrokarbon dari tanaman dengan rumus umum (C₅H₈)n, termasuk juga derivat lainnya yang teroksigenasi, terhidrogenasi, dan terdehidrogenasi.

Sifat umum Terpenoid

v  Sifat fisika dari terpenoid adalah :

1) Dalam keadaan segar merupakan cairan tidak berwarna, tetapi jika teroksidasi warna akan berubah menjadi gelap

2) Mempunyai bau yang khas

3) Indeks bias tinggi

4) Kebanyakan optik aktif

5) Kerapatan lebih kecil dari air

6) Larut dalam pelarut organik: eter dan alcohol

v  Sifat Kimia

1) Senyawa tidak jenuh (rantai terbuka ataupun siklik)

2) Isoprenoid kebanyakan bentuknya khiral dan terjadi dalam dua bentuk enantiomer.

Keteraturan dan Asal Usul Terpenoid

Sejak dahulu kala orang mengetahui bahwa bunga, daun buah, dan akar dari berbagai tumbuhan mengandung bahan yang mudah menguap dan berbau wangi yang disebut minyak atsiri. Indonesia termasuk salah satu Negara penghasil minyak atsiri yang utama didunia. Beberapa diantara, seperti minyak nilam, minyak sereh, minyak cengkeh, minyak cendana dan minyak kayu putih.

Pada umumnya tumbuhan yang kaya akan minyak atsiri termasuk suku Labiatae : nilam, ruku-ruku, selasih, dan marga Metha; suku Myrtaceae : cengkeh, kayu putih, marga Eucalyptus; suku Pinaceae : Marga Pinus; suku Rutacea : marga Citrus; dan suku Umbelliferae : ketumbar, seledri dan adas.

Minyak atsiri bukanlah senyawa murni akan tetapi merupakan campuran senyawa organik yang kadang kala terdiri dari lebih besar dari 25 senyawa atau komponen yang berlainan. Sebagian 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.

Fraksi yang paling mudah menguap biasanya terdiri dari golongan terpenoid yang mengandung 10 atom karbon. Fraksi yang mempunyai titik didih lebih tinggi terdiri dari terpenoid yang mengandung 15 atom karbon.

2.      STRUKTUR MOLEKUL

Terpena memiliki rumus dasar (C₅H₈)n, dengan n merupakan penentu kelompok tipe terpena. Modifikasi terpena (disebut terpenoid, berarti "serupa dengan terpena") adalah senyawa dengan struktur serupa tetapi tidak dapat dinyatakan dengan rumus dasar. Kedua golongan ini menyusun banyak minyak atsiri.

 

a)      Monoterpenoid

Monoterpeoid merupakan senyawa essence dan memiliki dan memiliki bau yang spesifik yang dibangun oleh 2 unti isopren atau dengan jumlah atom karbon 10. Lebih dari 1000 jenis senyawa monoterpenoid telah diisolasi dari tumbuhan tingkat tinggi, binatang laut, serangga, dan jenis vertebrata dan struktur senyawanya telah diketahui. Struktur dari senyawa monoterpenoid yang telah dikenal merupakan perbedaan dari 38 jenis kerangka yang berbeda, sedangkan prinsip dasar penyusunannya tetap sebagai penggabungan kepala dan ekor dari 2 unit isoprene. Struktur monoterpenoid dapat berupa rantai terbuka dan tertutup atau siklik. Senyawa monoterpenoid banyak dimanfaatkan sebagai antiseptik, ekspektoran, spasmolotik, dan sedatif.

Contoh:

 

b)     Seskuiterpenoid

Seskuiterpenoid merupakan senyawa terpenoid yang dibangun oleh 3 unit isoprene yang terdiri dari kerangka unit asiklik atau bisiklik dengan kerangka naphtalen. Senyawa terpenoid mempunyai boiaktifitas yang cukup besar, diantaranya sebagai antifeedant, hormone, antimikroba, antibiotic dan toksin sebagai regulator pertumbuhan tanaman dan pemanis. Senyawa-senyawa seskuiterpen diturunkan dari cis-farnesil pirofosfat dan trans farnesil piropospat melaului reaksi siklisasi dan reaksi sekunder lain. Kedua isomer farnesil piropospat ini dihasilkan dari melalui mekanisme yang sama seperti isomerisasi abtara geranil dan nerol.

Contoh:

c)      Diterpenoid

Diterpenoid merupakan senyawa yang mempunyai 20 atom karbon yang dibangun oleh 4 unti isoprene. Senyawa ini mempunyai bioaktifitas yang cukup luas yaitu sebagai hormone pertumbuhan tanaman, podolakton inhibitor pertumbuhan tanaman, antifeedant serangga, inhibitor tumor, senyawa pemanis, abtifouling dan anti karsinogenik. Senyawa diterpenoid dapat membentuk asiklik, bisiklik, trisiklik, dan tetrasiklik. Tata nama yang digunakan merupakan tata nama trivial.

Contoh:

 

d)     Triterpenoid

Lebih dari 4000 jenis triterpenoid, telah diisolasi dengan lebih dari 40 jenis kerangka dasar yang sudah dikenal dan pada prinsipnya merupakan proses siklisasi dan sekualen. Tritepenoid terdiri dari kerangka dengan 3 siklik 6 yang bergabung dengan siklik 5 atau berupa 4 siklik 6 yang mempunyai fungsi siklik pada siklik tertentu.

e)      Tetraterpenoid

Merupakan senyawa dengan senyawa C yang berjumlah 40. Rumus molekul tetraterpenoid adalah C40H64. Terdiri dari 8 unit isoprene. Sedangkan biosintesisnya berasal dari geranyl-geraniol. Tetraterpenoid lebih dikenal dengan nama karotenoid. Terdiri dari urutan panjang ikatan rangkap terkonjugasi sehingga memberikan warna kuning, oranye dan merah. Karotenoid terdapat pada tanaman akar wortel, daun bayam, buah tomat, dan biji kelapa sawit.

f)       Polyterpenoid

Disintesis dalam tanaman dari asetal melalui pyroposfat isopentil (C5)dan dari konjugasi jumlah unit isoprene. Ditemukan dalam latek dari karet. Plyterpenoid merupakan senyawa penghasil karet.

Contoh:

                        

3.      BIOSINTESIS TERPENOID

Terpenoid merupakan derivat dehidrogenasi dan oksigenasi dari senyawa terpen. Terpen merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan oleh tumbuhan dan sebagian kelompok hewan. Rumus molekul terpen adalah (C5H8)n. Terpenoid disebut juga dengan isoprenoid. Hal ini disebabkan karena kerangka karbonnya sama seperti senyawa isopren. Secara struktur kimia terenoid merupakan penggabungan dari unit isoprena, dapat berupa rantai terbuka atau siklik, dapat mengandung ikatan rangkap, gugus hidroksil, karbonil atau gugus fungsi lainnya.

Usaha untuk menemukan senyawa isopren biologis yang sesungguhnya digunakan oleh organisme untuk sintesa terpenoid dilakukan oleh banyak peneliti selama bertahun-tahun. Masalah ini akhirnya dapat diselesaikan oleh J.W. Cornforth pada tahun 1959 dari penyelidikan-penyelidikannya dibidang steroid. Conforth menemukan dua bentuk isoprene yang aktif, yakni isopentenil pirofosfat (IPP) dan dimetilalil pirofosfat (DMAPP). Kedua isopren aktif ini harus ada untuk keperluan sintesa terpenoid oleh organisme.

Penyelidikan-penyelidikan selanjutnya oleh para ahli menunjukan bahwa IPP dan DMAPP berasal dari asam mevanolat. Selanjutnya diketahui pula bahwa satu-satunya sumber karbon bagi asam mevanolat, begitu pula IPP dan DMAPP ialah asam asetat atau turunannya yang aktif, yakni asetil pirofosfat. Mekanisme dari tahap-tahap reaksi biosintesa terpenoid, pada waktu ini sudah diketahui dengan baik dan tercantum pada Gambar

Mekanisme dari tahap-tahap reaksi biosintesa terpenoid, pada waktu ini sudah diketahui dengan baik dan tercantum pada Gambar

Mekanisme dari tahap-tahap reaksi biosintesis terpenoid adalah asam asetat setelah diaktifkan oleh koenzim A melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan asam asetoasetat. Senyawa yang dihasilkan ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi jenis aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevalinat, reaksi-reaksi berikutnya adalah fosforialsi,eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasimenghasilkan isopentenil (IPP) yangselanjutnya berisomerisasi menjadi dimetil alil piropospat (DMAPP) oleh enzimisomeriasi.

·                    Secara umum biosintesa dari terpenoid terjadi 3 reaksi dasar yaitu:
Pembentukan isoprene aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

·                    Penggabungan kepala dan ekor dua unit isoprene akan membentuk mono-,seskui-, di-. sester-, dan poli-terpenoid.

·                    Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.

4.      ISOLASI DAN IDENTIFIKASI TERPENOID

Ekstraksi senyawa terpenoid dilakukan dengan dua cara yaitu: melalui sokletasi dan maserasi. Sekletasi dilakukan dengan melakukan disokletasi pada serbuk kering yang akan diuji dengan 5L n-hexana. Ekstrak n-hexana dipekatkan lalu disabunkan dalam 50 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktifitas bakteri. Teknik maserasi menggunakan pelarut methanol. Ekstrak methanol dipekatkan lalu lalu dihidriolisis dalam 100 mL HCl 4M.hasil hidrolisis diekstraksi dengan 5 x 50 mL n-heksana. Ekstrak n-heksana dipekatkan lalu disabunkan dalam 10 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktivitas bakteri. Uji aaktivitas bakteri dilakukan dengan pembiakan bakteri dengan menggunakan jarum ose yang dilakukan secara aseptis. Lalu dimasukkan ke dalam tabung yang berisi 2mL. Meller-Hinton broth kemudian diinkubasi bakteri homogen selama 24 jam pada suhu 35°C.suspensi baketri homogeny yang telah diinkubasi siap dioleskan pada permukaan media Mueller-Hinton agar secara merata dengan menggunakan lidi kapas yang steril. Kemudian tempelkan disk yang berisi sampel, standar tetrasiklin serta pelarutnya yang digunakan sebagai kontrol. Lalu diinkubasi selama 24 jam pada suhu 35°C. dilakukan pengukuran daya hambat zat terhadap baketri.

Uji fitokimia dapat dilakukan dengan menggunakan pereaksi Lieberman-Burchard. Perekasi Lebermann-Burchard merupakan campuran antara asam setat anhidrat dan asam sulfat pekat. Alasan digunakannya asam asetat anhidrat adalah untuk membentuk turunan asetil dari steroid yang akan membentuk turunan asetil didalam kloroform setelah. Alasan penggunaan kloroform adalah karena golongan senyawa ini paling larut baik didalam pelarut ini dan yang paling prinsipil adalah tidak mengandung molekul air. Jika dalam larutan uji terdapat molekul air maka asam asetat anhidrat akan berubah menjadi asam asetat sebelum reaksi berjalan dan turunan asetil tidak akan terbentuk.

5.      Bioaktivitas

Senyawa terpenoid pada alga merah, Alga hijau, alga merah ataupun alga coklat merupakan sumber potensial senyawa bioaktif yang bermanfaat bagi pengembangan industri farmasi seperti sebagai anti bakteri, anti tumor, anti kanker dan industri agrokimia (Putra, 2006). Jenis-jenis rumput laut dari ketiga golongan tersebut mempunyai potensi ekonomis penting, karena kandungan senyawa kimia yang merupakan hasil metabolisme primer (Jasuda.net, 2008). G.verrucosa termasuk alga merah (Rhodophyta) yang berpotensi mengandung senyawa metabolit primer. Riset-riset terutama diperlukan untuk mencari bahan baku industri, senyawa bioaktif, pengembangan produk-produk turunan berbasis alga, dan mempelajari misteri dan keunikan-keunikan alga dalam hubungannya sebagai bagian dari ekosistem. Salah satu pengembangan dari pemanfaatan jenis alga merah G.verrucosa antara lain adalah penggunaan ekstrak-nya sebagai agent antibakteri, yaitu suatu zat yang mencegah terjadinya pertumbuhan dan reproduksi bakteri karena terdapat kandungan senyawa bioaktif terpenoid. Penyakit udang yang disebabkan oleh bakteri Vibrio sp. masih menjadi fokus perhatian utama dalam produksi budidaya udang. Vibrio alginoliticus dan Vibrio anguillarum merupakan agen penyebab penyakit vibriosis yang menyerang hewan laut seperti ikan, udang, dan kerang-kerangan. Ekstrak G.verrucosa diduga bersifat antibakteri dan dapat mampu menekan pertumbuhan bakteri patogen Vibrio alginoliticus dan Vibrio anguillarum.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk untuk mengekstrak bahan aktif ekstrak alga merah G.verrucosa sebagai agent antibakteri. Metode yang digunakan pada penelitian ini yaitu metode metode eksperimen yaitu yaitu mengadakan percobaan untuk melihat hasil. Hasil yang didapat akan menegaskan bagaimana hubungan kausal antara variabel - variabel yang diselidiki dan berapa besar hubungan sebab akibat tersebut dengan cara memberikan perlakuan tertentu pada beberapa kelompok eksperimental dan menyediakan kontrol untuk perbandingan (Nazir ,1988). Penelitian ini mengunakan metode eksperimen, sedangkan rancangan yang diunakan adalah Rancanan Acak lenkap (RAL) dengan 6 perlakuan masing-masing diulang konsentrasi 0%, 30%, 35%, 40%, 45%, dan 50% untuk bakteri Vibrio alginoliticus dan konsentrasi 30%, 35%, 40%, 45%, dan 50%.

Ekstraksi bahan aktif dengan metode maserasi menggunakan pelarut etanol menghasilkan ekstrak G.verrucosa yang diuji aktivitas antibakterinya terhadap bakteri Vibrio alginoliticus dan Vibrio anguillarum dengan metode dilusi. Hasil uji dilusi menunjukkan ekstrak G.verrucosa bersifat bakteriostatik menghambat pertumbuhan V. alginoliticus pada konsentrasi 40% dan V.anguillarum pada konsentrasi 30% (MIC V.alginoliticus 40%;MIC V.anguillarum 30%). Ekstrak G.verrucosa bersifat bekterisidal membunuh bakteri V.alginoliticus pada konsentrasi 45% dan V.anguillarum pada konsentrasi 35%. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi ekstrak G.verrucosa, maka semakin sedikit jumlah koloni bakteri yang tumbuh. Hal ini disebabkan oleh meningkatnya zat antibakteri yang menghambat dan mematikan bakteri uji seiring dengan meningkatnya konsentrasi dari setiap perlakuan. Jawetz dan Aldelbergs, (1982) menjelaskan bahwa semakin tinggi konsentrasi antibakteri yang digunakan, maka kemampuan untuk membunuh bakteri semakin cepat. Hal ini menunjukkan bahwa ekstrak G.verrucosa dapat dikategorikan sebagai agent antibakteri dan bersifat antimikrobial. Kemampuan ekstrak G.verrucosa sebagai senyawa antibakteri dalam menghambat pertumbuhan kedua bakteri Vibrio adalah karena terdapatnya senyawa terpenoid. Simanjuntak (1995) menyatakan bahwa analisa kimia alga merah mengandung senyawa terpenoid, asetogenik maupun senyawa aromatik. Umumnya senyawa yang ditemukan pada alga merah bersifat anti mikroba, anti inflamasi, anti virus dan bersifat sitoksis. Terpen atau terpenoid aktif terhadap bakteri, fungi, virus, dan protozoa. Mekanisme kerja terpen belum diketahui dengan baik dan dispekulasi terlibat dalam perusakan membran sel oleh senyawa lipofilik (Indobic,2009). Mekanisme kerja antibakteri pada umumnya menghambat pertumbuhan bakteri dengan cara mengiritasi dinding sel, menggumpalkan protein bakteri sehingga terjadi hidrolisis dan difusi cairan sel yang disebabkan karena perbedaan tekanan osmose.

Permasalahan:

1.       Bagaimana cara mengetahui bahwa tumbuhan itu mengandung terpenoid?

2.      Mekanisme kerja antibakteri pada umumnya menghambat pertumbuhan bakteri dengan cara mengiritasi dinding sel, menggumpalkan protein bakteri sehingga terjadi hidrolisis dan difusi cairan sel yang disebabkan karena perbedaan tekanan osmose. Yang menjadi permasalahannya, bagaimana keterlibatan terpenoid dalam perusakan membran sel?

3.      Lalu bagaimana pula kita megetahui bahwa sebuah tumbuhan tergolong dalam struktur terpeniod? Apakah termasuk dalam iso, di, tri dll