BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Uraian Tumbuhan 2.1.1
Habitat Tanaman patah tulang merupakan salah satu dari 8000 tumbuhan yang
berasal dari suku Euphorbiaceae.Tanaman patah tulang merupakan tanaman yang hidup di daerah tropis, menyukai tempat terbuka dan banyak sinar matahari langsung.Tanaman patah tulang di Indonesia biasanya banyak ditanam di halaman rumah, di pot atau sebagai tanaman pagar (Setiorini dkk., 2014). 2.1.2 Morfologi tumbuhan Tanaman patah tulang berbentuk perdu yang tumbuh tegak, mempunyai tinggi 2-6 meter dengan pangkal berkayu, bercabang bayak, dan bergetah seperti susu yang bersifat toksik terhadap kulit, mata, dan beberapa serangga. Patah tulang mempunyai ranting yang bulat silindris berbentuk pensil, beralur halus membujur dan berwarna hijau. Ranting patah tulang setelah tumbuh sekitar satu jengkal akan segera bercabang dua yang letaknya melintang demikian seterusnya, sehingga tampak seperti percabangan yang terpatah-patah (Dalimartha, 2007). Tanaman patah tulang mempunyai daun yang jarang yang terdapat pada ujung ranting yang masih muda, kecil-kecil, dan bentuknya lanset, panjang 7-25 mm, dan cepat rontok.Patah tulang memiliki buah dan bunga, tetapi di Indonesia tanaman patah tulang jarang memiliki bunga dan buah, karena penyinaran dan faktor tanah yang berbeda (Setiorini dkk., 2014).
4
2.1.3 Sistematika tumbuhan Menurut Herbanium Medanense Universitas Sumatera Utara (2014), tanaman patah tulang diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisio
: Spermatophyta
Kelas
: Dicotyledoneae
Ordo
: Euphorbiales
Famili
: Euphorbiaceae
Genus
: Euphorbia
Spesies
: Euphorbia tirucalli L.
2.1.4 Nama daerah Patah tulang memiliki nama daerah kayu urip di Jawa, kayu tabar dalam bahasa Madura, susuru dalam bahasa Sunda, dan di luar negeri seperti Tiongkok disebut sebagai Lu San Hu (Dalimartha, 2007). 2.1.5 Kandungan kimia Fitokimia dari semua bagian tanaman patah tulang telah di uji dalam berbagai penelitian .Tanaman patah tulang adalah sumber triterponoid dan steroid (Setiorini dkk., 2014)).Getahnya mengandung lebih banyak triterpenoid sedangkan rantingnya mengandung steroid.Menurut Absor, tanaman patah tulang memilikin dua bagian tanamannya yang sangat bermanfaat yaitu getah dan rantingnya. Getah tanaman patah tulang yang bersifat asam mengandung senyawa damar, zat karet, dan zat pahit.Ranting tanaman patah tulang yang dilarutkan dengan menggunakan aseton memiliki kandungan senyawa metabolit sekunder
5
yaitu alkaloid, tannin, steroid, flavonoid, triterpenoid, dan hidroquinon.Dengan pelarut etanol metabolit sekunder yang terdapat pada ranting tanaman patah tulang adalah alkaloid, steroid, flavonoid, triterpenoid, saponin dan hidroquinon (Setiorini dkk., 2014). 2.2 Uraian Kimia 2.2.1 Triterpenoid/steroid Triterpenoid adalah senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan isoprena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C30 asiklik, yaitu skualen.Senyawa tersebut mempunyai struktur siklik yang relatif kompleks, kebanyakan merupakan suatu alkohol, aldehid atau asam karboksilat. Triterpenoid adalah senyawa tanpa warna, berbentuk kristal, sering kali bertitik leleh tinggi dan aktif optik, dapat dibagi atas 4 kelompok senyawa yaitu triterpen sebenarnya, steroid, saponin dan glikosida jantung (Harborne, 1987). Struktur kimia isopren dapat dilihat pada gambar.
Struktur kimia isopren Pembagian triterpenoid berdasarkan jumlah cincin yang terdapat pada struktur molekulnya (Robinson, 1995), antara lain: a. Triterpenoid asiklik, yaitu triterpenoid yang tidak mempunyai cincin tertutup dalam cincin molekulnya, contohnya skualen.
6
b. Triterpenoid trisiklik, yaitu triterpenoid yang mempunyai tiga cincin tertutup dalam cincin molekulnya, contohnya ambrein. c. Triterpenoid tetrasiklik, yaitu triterpenoid yang mempunyai empat cincin tertutup dalam cincin molekulnya, contohnya lanosterol. d. Triterpenoid pentasiklik, yaitu triterpenoid yang mempunyai lima cincin tertutup dalam cincin molekulnya, contohnya α-amirin. Contoh struktur kimia triterpenoid dapat dilihat pada gambar
struktur dasar triterpen
OH
skualen `
ambrein H
H OH OH
lanosterol
α-amirin
Contoh struktur kimia triterpenoid
Steroid adalah triterpen yang kerangka dasarnya sistem cincin siklopentana perhidrofenanten (Harborne, 1987).
7
22 21 23
20 12 11 19 1
C
18 13
17
D
9
A
3
B
10 5
4
25 27
15
14 2
24 16
26
8
7 6
Struktur dasar steroid dan sistem penomorannya Senyawa steroid dahulu dianggap sebagai senyawa yang hanya terdapat pada hewan tetapi sekarang ini makin banyak senyawa steroid yang ditemukan dalam tumbuhan (fitosterol).Fitosterol merupakan senyawa steroid yang berasal dari tumbuhan.Senyawa fitosterol yang biasa terdapat pada tumbuhan tinggi yaitu sitosterol, stigmasterol dan kampesterol (Harborne, 1987). 2.2.2 Alkaloid Menurut Harborne, alkaloid adalah senyawa bersifat basa yang mengandung satu atau lebih atom nitrogen yang terletak dalam sistem siklik. Alkaloid mempunyai aktivitas fisiologi yang menonjol sehingga digunakan secara luas dalam bidang pengobatan. Ada tiga pereaksi yang sering digunakan dalam skrining fitokimia untuk mendeteksi golongan senyawa alkaloid sebagai pereaksi pengendapan yaitu pereaksi Mayer, Bouchardat dan Dragendroff (Farnsworth, 1966). Manfaat alkaloid dalam bidang kesehatan antara lain adalah memicu sistem saraf, menaikkan atau menurunkan tekanan darah, dan melawan infeksi mikroba (Aldhani, E., 2014).
8
2.2.3 Glikosida Glikosida adalah senyawa organik yang bila dihidrolisis menghasilkan satu atau lebih gula yang disebut glikon dan bagian bukan gula disebut aglikon.Gula yang paling sering dijumpai dalam glikosida adalah glukosa.Sacara kimia dan fisiologi, glikosida alam cenderung dibedakan berdasarkan bagian aglikonnya (Robinson, 1995). Berdasarkan ikatan antara glikon dan aglikon (Sirait, 2007), glikosida dapat dibedakan menjadi : a. Tipe O-glikosida, ikatan antara bagian glikon dengan aglikon melalui jembatan O. Contoh: Kuersetin
b. Tipe S-glikosida, ikatan antara bagian glikon dengan aglikon melalui jembatan S. Contoh: sinigrin
Gambar 2.5 Sinigrin
c. Tipe N-glikosida, ikatan antara bagian dari glikon dengan aglikon melalui jembatan N. Contoh: nikleosidin
9
d. Tipe C-glikosida, ikatan antara bagian glikon dengan aglikon melalui jembatan C. Contoh: aloin.
2.2.4 Flavonoid Golongan flavonoid dapat digambarkan sebagai deretan senyawa C6-C3C6, artinya kerangka karbonya terdiri atas dua gugus C6 (cincin benzena tersubstitusi) disambungkan oleh rantai alifatik tiga karbon (Robinson, 1995).Flavonoid mencangkup banyak pigmen yang banyak terdapat pada tumbuhan mulai dari jamur sampai angiospermae.Pada tumbuhan tinggi, flavonoid terdapat baik dalam bagian vegetatif maupun dalam bunga. Fungsi flavonoid pada tumbuhan adalah dapat menarik burung dan serangga yang membantu proses penyerbukan, pengatur tumbuh, pengatur fotosintesis, kerja antimikroba dan antivirus (Robinson, 1995). Senyawa
flavonoida
memiliki
aktifitas
antioksidan,
antibiotik
(Roslizawatydkk., 2013) antikoagulan, antimikrobadan antiinflamasi(Lata dan Dubey, 2010). Makanan yang kaya flavonoid digunakan untuk mengobati penyakit-penyakit seperti kanker dan penyakit jantung (Robinson,1995). 2.2.5 Saponin
10
Saponin adalah sekelompok senyawa dengan struktur triterpenoid yang mengikat satu atau lebih gula sehingga memiliki sisi hidrofil dan lipofil dengan penggocokan akan menimbulkan buih (Saifudin dkk., 2011). Saponin merupakan senyawa aktif permukaan yang kuat, dapat menimbulkan busa jika dikocok dalam air, pada konsentrasi rendah sering menyebabkan hemolisis sel darah merah (Robinson, 1995). Uji saponin sederhana adalah dengan mengocok ekstrak alkohol air dari tumbuhan dalam tabung reaksi, maka akan terbentuk busa yang bertahan lama pada permukaan cairan (Harborne, 1987).
2.2.6 Tanin Tanin merupakan salah satu senyawa metabolitme sekunder yang termasuk kedalam golongan polifenol yang terdapat dalam tumbuhan, yang mempunyai rasa sepat dan memiliki kemampuan menyamakan kulit.Tanin terdapat luas dalam tumbuhan berpembuluh, dalam angiospermae terdapat khusus dalam jaringan kayu (Harborne, 1987).
2.3 Metode Ekstraksi Ekstraksi adalah proses penarikan zat aktif yang terdapat dalam tumbuhan dengan pelarut yang sesuai. Metode ekstraksi terdiri dari maserasi, perkolasi, Soxhlet, refluks, dan destilasi uap. Maserasi dan perkolasi merupakan metode yang paling sederhana dan ekonomis (Sarker dkk., 2006). Maserasi adalah ekstraksi simplisia dengan menggunakan pelarut beberapa kali pengadukan pada suhu kamar sedangkan perkolasi adalah ekstraksi dengan
11
pelarut yang selalu baru sampai terjadi penyarian sempurna yang umumnnya dilakukan pada suhu kamar (Depkes RI., 2000).
2.4 Kromatografi International Union Of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) (1993) mendefinisikan kromatografi adalah metode pemisahan secara fisika yang mana komponen-komponen yang akan dipisahkan terbagi diantara dua fase, yang satu fase diam sementara yang lain adalah fase gerak yang bergerak kearah tertentu (Gandjar dan Rohman, 2012). Cara-cara kromatografi dapat digolongkan sesuai dengan sifat-sifat dari fase diam, yang berupa zat padat atau cair.Jika fase diam berupa zat padat disebut kromatografi serapan, jika berupa zat cair disebut kromatografi partisi. Karena fase gerak berupa zat cair atau gas maka terdapat 4 macam sistem kromatografi, yaitu: 1. Fase gerak zat cair - fase diam padat (kromatografi serapan): - Kromatografi lapis tipis - Kromatografi kolom 2. Fase gerak gas - fase diam padat - Kromatografi gas - padat 3. Fase gerak zat cair - fase diam zat cair (kromatografi partisi) - Kromatografi kertas 4. Fase gerak gas - fase diam cair - Kromatografi gas - cair
12
- Kromatografi kolom kapiler Pemisahan dengan kromatografi tergantung pada kenyataan bahwa senyawa-senyawa yang dipisahkan terdistribusi diantara fase gerak dan fase diam dalam perbandingan yang sangat berbeda-beda dari satu senyawa terhadap senyawa yang lain (Sastrohamidjojo, 1991). 2.4.1 Kromatografi lapis tipis Kromatografi
lapis
tipis
(KLT)
adalah
metode
pemisahan
fisikokimia.Lapisan yang memisahkan, yang terdiri atas bahan berbutir-butir (fase diam), ditempatkan pada penyangga berupa pelat gelas, logam, atau lapisan yang cocok. Campuran yang akan dipisahkan, berupa larutan, ditotolkan berupa bercak atau pita. Setelah plat atau lapisan diletakkan dalam bejana tertutup rapat yang berisi larutan pengembang yang cocok (fase gerak), pemisahan terjadi selama perambatan
kapiler.Senyawa
yang
tidak
berwarna
harus
ditampakkan
(Stahl,1985). Pendeteksian bercak hasil pemisahan dapat dilakukan dengan beberapa cara, untuk senyawa tak berwarna cara yang paling sederhana adalah dilakukan pengamatan dengan sinar ultraviolet. Beberapa senyawa organik bersinar atau berfluorosensi jika disinari dengan sinar ultraviolet gelombang pendek (254 nm) atau gelombang panjang (366 nm), jika dengan cara itu senyawa tidak dapat dideteksi maka harus dicoba disemprot dengan pereaksi yang membuat bercak tersebut tampak yaitu pertama tanpa pemanasan, kemudian bila perlu dengan pemanasan (Gritter dkk., 1991; Stahl, 1985). a. Fase diam (lapisan penyerap)
13
Kromatografi lapis tipis, fase diam berupa lapisan tipis yang terdiri atas bahan padat yang dilapiskan pada permukaan penyangga datar yang biasanya terbuat dari kaca, plat polimer atau logam. Lapisan melekat pada permukaan dengan bantuan bahan pengikat, biasanya kalsium sulfat atau amilum. Penyerap yang umum dipakai untuk kromatografi lapis tipis adalah silika gel, alumina, kieselgur dan selulosa (Gritter dkk., 1991). Dua sifat yang penting dari fase diam adalah ukuran partikel dan homogenitasnya, karena adesi terhadap penyokong sangat tergantung pada kedua sifat tersebut.Ukuran partikel yang biasa digunakan adalah 1-25 mikron. Partikelyang butirannya sangat kasar tidak akan memberikan hasil yang memuaskan dan salah satu cara untuk memperbaiki hasil pemisahan adalah dengan menggunakan fase diam yang butirannya lebih halus. Butiran yang halus memberikan aliran pelarut yang lebih lambat dan resolusi yang lebih baik (Sastrohamidjojo, 1985). b. Fase gerak (pelarut pengembang) Fase gerak ialah medium angkut yang terdiri atas satu atau beberapa pelarut, jika diperlukan sistem pelarut multi komponen, harus berupa suatu campuran sesederhana mungkin yang terdiri atas maksimum tiga komponen (Stahl, 1985). Pemisahan senyawa organik selalu menggunakan pelarut campur yang bertujuan untuk memperoleh pemisahan senyawa yang baik. Kombinasi pelarut adalah berdasarkan atas polaritas masing-masing pelarut, sehingga dengan demikian akan diperoleh sistem pengembang yang cocok. Pelarut pengembang yang digunakan dalam kromatografi lapis tipis antara lain: n-heksana,
14
karbontetraklorida, benzen, kloroform, eter, etilasetat, piridian, aseton, etanol, metanol dan air (Gritter dkk., 1991).
c. Harga Rf Mengidentifikasi noda-noda dalam kromatografi lapis tipis sangat lazim menggunakan harga Rf (Retordation Factor) mulai dari 0 sampai 1. 𝑅𝑅𝑅𝑅 =
Jarak titik pusat bercak dari titik awal Jarak garis depan pelarut dari titik awal
Faktor-faktor yang mempengaruhi harga Rf yaitu struktur kimia dari senyawa yang dipisahkan, sifat penjerap, tebal dan kerataan dari lapisan penjerap, pelarut dan derajat kemurniannya, derajat kejenuhan uap pengembang dalam bejana, teknik percobaan, jumlah cuplikan yang digunakan, suhu dan kesetimbangan (Sastrohamidjojo, 1985). 2.4.2 Kromatografi lapis tipis preparatif Kromatografi lapis tipis (KLT) preparatif merupakan salah satu metode pemisahan dengan menggunakan peralatan sederhana. Ketebalan penjerap yang sering dipakai adalah 0,5-2 mm, ukuran plat kromatografi biasanya 20 x 20 cm. Pembatasan ketebalan lapisan dan ukuran plat sudah tentu mengurangi jumlah bahan yang dapat dipisahkan dengan KLT preparatif. Penjerap yang paling umum digunakan adalah silika gel (Gritter dkk., 1991). Penotolan cuplikan dilakukan dengan melarutkan cuplikan dalam sedikit pelarut.Cuplikan ditotolkan berupa pita dengan jarak sesempit mungkin karena pemisahan tergantung pada lebar pita.Penotolan dapat dilakukan dengan pipet tetapi lebih baik dengan penotol otomatis.Pelarut yang baik untuk melarutkan
15
cuplikan adalah pelarut yang atsiri. Pengembangan plat KLT preparatif dilakukan dalam bejana kaca yang dapat menampung beberapa plat. Bejana dijaga tetapjenuh dengan pelarut pengembang dengan bantuan kertas saring yang diletakkan berdiri disekeliling permukaan bagian dalam bejana. Pita ditampakkan dengan cara yang tidak merusak maka senyawa yang tidak berwarna dengan penjerap dikerok dari plat kaca. Cara ini berguna untuk memisahkan campuran beberapa senyawa sehingga diperoleh senyawa murni (Gritter dkk., 1991).
2.4.3 Kromatografi lapis tipis dua arah KLT dua arah atau KLT dua dimensi ini bertujuan untuk meningkatkan resolusi sampel ketika komponen-komponen solut mempunyai karakteristik kimia yang hampir sama, karena nilai Rf juga hampir sama, selain itu dua sistem fase gerak yang sangat berbeda dapat digunakan secara berurutan pada suatu campuran tertentu sehingga memungkinkan untuk melakukan pemisahan analit yang mempunyai tingkat polaritas yang hampir sama (Rohman, 2009). KLT dua arah dilakukan dengan melakukan penotolan sampel disalah satu sudut lapisan lempeng tipis dan mengembangkannya sebagaimana biasa dengan eluen pertama.Lempeng kromatografi selanjutnya dipindahkan dari chamber yang menggunakan eluen kedua sehingga pengembangan dapat terjadi pada arah kedua yang tegak lurus dengan arah pengembangan yang pertama.Suksesnya pemisahantergantung pada kemampuan untuk memodifikasi selektifitas eluen kedua dibandingkan dengan selektifitas eluen pertama (Rohman, 2009).
2.5 Spektrofotometri Ultra Violet
16
Spektrofototmetri Ultra Violet merupakan suatu analisis berdasarkan atas pengukuran serapan radiasi monokromatis oleh molekul zat terlarut dalam suatu larutan.Penyerapan sinar ultra violet sering dikenal sebagai spektroskopi elektronik (Aksara dkk., 2013). Spektrofotometer UV pada umumnya digunakan untuk menentukan jenis kromofor, ikatan rangkap yang terkonjugasi dan auksokrom dari suatu senyawa organik, menjelaskan informasi dari struktur berdasarkan panjang gelombang maksimum suatu senyawa dan mampu menganalisis senyawa organik secara kuantitatif dengan menggunakan hukum Lambert-Beer (Dachriyanus, 2004). Elektron yang terlibat dalam beberapa molekul organik pada penyerapan sinar UV adalah electron sigma (δ), elektro phi (π) dan non bonding electron (n).Elektron δ merupakan electron yang membentuk ikatan tunggal dan electron π terdapat ikatan rangkap (Gandjar dan Rohman, 2012).
2.6 Spektrofotometri Infra Merah Spektra infra merah mengandung banyak serapan yang dihubungkan dengan sistem vibrasi yang berinteraksi dalam molekul, dan karena mempunyai karakteristik yang unik untuk setiap molekul maka dalam spektrum memberikan pita-pita serapan yang karakteristik juga (Sastrohamidjojo, 1985). Spektrofotometer
infra
merah
pada
umumnya
digunakan
untuk
menentukan gugus fungsi yang tedapat dalam suatu senyawa organik dan untuk mengetahui
informasi
tentang struktur suatu
senyawa organik
dengan
membandingkan daerah sidik jarinya.Daerah spektra infra merah dibagi dalam tiga kisaran yaitu IR dekat (12500-4000 cm-1), IR tengah (4000-400 cm-1) dan IR
17
