PENENTUAN KANDUNGAN ALKALOID KAFEIN DALAM DAUN TEH SECARA EKSTRAKSI PELARUT

A.  Tujuan  

Tujuan dalam percobaan ini adalah untuk menentukan kandungan alkaloid kafein dalam daun teh secara ekstraksi pelarut.

B.  Landasan teori

Tumbuhan menghasilkan bermacam-macam golongan senyawa organik yang melimpah yang sebagian besar dari senyawa itu tidak Nampak secara langsung dalam pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan tersebut. Zat-zat kimia ini dirujuk secara sederhana sebagai metabolit sekunder yang keberadaannya terbatas pada spesies tertentu dalam tumbuhan. Metabolisme sekunder juga dikenal sebagai hasil alamiah metabolisme.  Berdasarkan asal biosintetiknya, metabolit sekunder dapat dibagi dalam tiga kelompok besar yakni terpenoid, alkaloid dan senyawa-senyawa fenol (Simbala, 2009).

Alkaloid merupakan golongan terbesar senyawa metabolit sekunder pada tumbuhan. Telah diketahui, sekitar 5.500 senyawa alkaloid yang terbesar di berbagai famili. Alkaloid merupakan senyawa kimia bersifat basa yang mrngandung satu atau lebih atom nitrogen, umumnya tidak berwarna, dan berwarna jika mempunyai struktur kompleks dan bercincin aromatic. Alkaloid seringkali beracun bagi manusia dan banyak mempunyai kegiatan fisiologis yang menonjol sehingga banyak digunakan dalam pengobatan (Harbone, 1987).

Kafein merupakan senyawa kimia alkaloid terkandung secara alami pada lebih dari 60 jenis tanaman terutama teh (1- 4,8 %), kopi (1-1,5 %), dan biji kola(2,7-3,6 %) (Misra et al, 2008). Kafein (1,3,7-Trimethylxanthine) adalah kerabat mehylxantin yang secara luas tersebar di banyak jenis tumbuhan. Kafein juga dimanfaatkan manusia sebagai produk makanan dan minuman seperti teh, kopi dan coklat. Dalam bidang farmasi, kafein biasanya digunakan untuk pengobatan jantung, stimulant pernapasan dan juga sebagai peluruh kencing    (Yu dkk, 2009).

Kafein berbentuk serbuk atau hablur bentuk jarum mengkilat biasanya menggumpal, putih, tidak berbau dan rasa pahit. Agak sukar larut dalam air dan dalam etanol (95%) p, mudah larut dalam kloroform p, sukar larut dalam eter p (Dirjen POM, 1979). Memiliki rumus struktur sebagai berikut:

 

.

                                           Struktur kimia kofein

Ekstraksi merupakan salah satu teknik analisis yang bertujuan untuk memisahkan berbagai senyawa dalam sampel berdasarkan kepolarannya (Nurhayati dkk, 2004). Ekstraksi dengan pelarut organik lebih efektif dan dapat dilakukan secara perkolasi, soxhletasi dan maserasi (Cakrawati, 2005). Maserasi merupakan metode ekstraksi dengan cara perendaman tanpa melibatkan panas (Astuti, 2012). Maserasi memiliki beberapa keuntungan, diantaranya yaitu cara kerja dan alat yang digunakan cukup sederhana dan cocok untuk senyawa yang tidak tahan panas (Purwantini dkk, 2007).

C.  Alat dan Bahan

1.      Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

-       Alat maserasi

-       Corong pisah

-       Batang pengaduk

-       Labu takar

-       Gelas kimia

-       Erlenmeyer

-       Corong biasa

-       Buret

-       Pipet volume

-       Penangas air  (Waterbath)

-       Timbangan

2.      Bahan

Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah:

-       Daun teh

-       Larutan baku  NaOH 0,2 N

-       Larutan baku H₂SO₄

-       Amonium hidroksida conc.

-       Amonia 10%

-       Larutan  H₂SO₄ 0,2 N

-       Etanol 95%

-       Dietileter

-       Kloroform

-       Indikator metil Red

-       Akuades 

D.  Prosedur Kerja

1.      Metode I (Ammonia + Kloroform)

 

2.      Metode II (Kloroform)

E.     Pembahasan

Pada percobaan ini sampel yang digunakan berupa daun teh dimana pada daun teh senyawa metabolit sekunder yang dimiliki yaitu senyawa kafein (golongan alkaloid). Sebagaimana diketahui metabolit sekunder adalah senyawa-senyawa hasil biosintetik turunan dari metabolit primer yang umumnya diproduksi oleh organisme yang berguna untuk pertahanan diri dari lingkungan maupun dari serangan organisme lain. Sedangkan substansi yang dihasilkan oleh organisme melalui metabolisme dasar, digunakan untuk pertumbuhan dan perkembangan organisme yang bersangkutan disebut dengan metabolit primer. Salah satu hasil metabolit sekunder dari tumbuhan yaitu golongan alkaloid, yang merupakan produk alam yang sering digunakan sebagai bahan baku dalam obat-obatan.

Dalam istilah kekerabatan dunia tumbuh-tumbuhan, teh digolongkan kedalam:

Kingdom         : Plantae

Divisio             : Spermatophyta

Sub Divisio     : Angiospermae

Class                : Dicotiledoneae

Ordo                : Guttiferales

Famili              : Tehaceae

Genus              : Camelia

Spesies            : Camelia sinensis

Alkaloid merupakan golongan senyawa metabolit sekunder terbesar dan secara kimia heterogen dimana ia berkisar dari senyawa sederhana seperti konilin sampai pada senyawa dengan cincin pentasiklik seperti strikhinin. Senyawa metabolit sekunder ini dapat ditemukan pada tumbuhan tingkat tinggi, insekta, amphibi, jamur dan kadang-kadang pada mamalia. Banyak senyawa alkaloid yang memiliki aktivitas farmakologis yang penting seperti d-tubbocurrarin sebagai relaksasi obat dalam anastesi, reserpin sebagai antihipertensi dan obat bersifat psikotropik.

Reaksi utama yang mendasari biosintesis senyawa alkaloid adalah reaksi mannich antara suatu aldehida dan suatu amina primer dan sekunder, dan suatu senyawa enol atau fenol. Biosintesis alkaloid juga melibatkan reaksi rangkap oksidatif fenol dan metilasi. Jalur poliketida dan jalur mevalonat juga ditemukan dalam biosintesis alkaloid. Kemudian reaksi yang mendasari pembentukan alkaloid membentuk basa. Basa kemudian bereaksi dengan karbanion dalam kondensasi hingga terbentuklah alkaloid. Disamping reaksi-reaksi dasar ini, biosintesa alkaloida melibatkan reaksi-reaksi sekunder yang menyebabkab terbentuknya berbagai jenis struktur alkaloida. Salah satu dari reaksi sekunder ini yang terpenting adalah reaksi rangkap oksidatif fenol pada posisi orto atau para dari gugus fenol. Reaksi ini berlangsung dengan mekanisme radikal bebas.

          Reaksi-reaksi sekunder lain seperti metilasi dari atom oksigen menghasilkan gugus metoksil dan metilasi nitrogen menghasilkan gugus N-metil ataupun oksidasi dari gugus amina. Keragaman struktur alkaloid disebabkan oleh keterlibatan fragmen-fragmen kecil yang berasal dari jalur mevalonat, fenilpropanoid dan poliasetat. Dalam biosintesa higrin, pertama terjadi oksidasi pada gugus amina yang diikuti oleh reaksi Mannich yang menghasilkan tropinon, selanjutnya terjadi reaksi reduksi dan esterifikasi menghasilkan hiosiamin. Biosintesisnya dapat digambarkan sebagai berikut:

1. Biosintesis alkaloid dari asam amino L-Tirosine

2. Biosintesis alkaloid terpenoid

3. Biosintesis alkaloid dari asam amino L-Triptopan

        

          

       Kafein merupakan salah satu alkaloid yang terkandung dalam daun teh selain teobromin. Kandungannya dalam daun teh 2-3 %. Efek kafein terhadap tubuh bervariasi pada setiap orang. Kafein bekerja dengan menstimulasi sistem saraf pusat. Apabila adenosine dihasilkan di otak, kafein akan berikatan dengan reseptor adenosine. Pengikatan adenosine akan menyebabkan rasa mengantuk disebabkan oleh penurunan aktivitas sel saraf. Di otak, pengikatan adenosine pada reseptornya menyebabkan vasodilatasi pembuluh darah. Pada sel saraf, kafein dan adenosine mempunyai struktur yang sama. Oleh itu, kafein berikatan pada reseptor adenosine dan meningkatkan aktivitas sel saraf. Kafein juga menyebabkan vasokonstriksi pembuluh darah dengan menghambat kerja adenosine untuk mendilatasi pembuluh darah. Efek ini adalah sebab utama mengapa sesetengah obat penghilang nyeri kepala mengandungi kafein

Pada tahun 2004, Badan POM mengeluarkan Surat Keputusan Kepala Badan POM No. HK.00.05.23.3644 tentang Ketentuan Pokok Pengawasan Suplemen Makanan. Dalam keputusan ini, disebutkan bahwa batas konsumsi kafein maksimum adalah 150 mg/hari dibagi minimal dalam 3 dosis. Kopi dapat mengandung 50-200 mg kafein per cangkir tergantung penyeduhan. Untuk teh dapat mengandung 40-100 mg kafein per cangkir. Dosis letal kafein secara oral adalah 10 gram (150-200 mg/kg), meskipun dilaporkan terdapat individu yang mampu bertahan setelah menelan 24 g kafein. Pada anak-anak menelan 35 mg/kg kafein dapat menyebabkan keracunan tingkat sedang. Jika individu mengonsumsi kopi dan minuman lain yang mengandung kafein pada hari yang sama, maka individu tersebut dapat mengonsumsi kafein melebihi dosis yang direkomendasikan sehingga dapat menimbulkan risiko terjadinya efek keracunan kafein yang bersifat akut.

Secara kimia senyawa kafein dihasilkan dari reaksi metilasi antara teofilin dengan beberapa larutan metil. Kafein disintesis dalam tumbuhan dengan prekursor asam amino urasil. Biosintesis kafein dapat diterangkan melalui bagan berikut.

Berikut katabolisme kafein pada tumbuhan dan bakteri

Kafein dimetabolisme di hati oleh sistem enzim sitokrom P450 oksidase (untuk lebih spesifik, yang isozim 1A2) menjadi tiga dimethylxanthines metabolik, yang masing-masing memiliki efek sendiri pada tubuh:

• Paraxanthine (84%): Efek lipolisis meningkat, yang mengarah ke gliserol tinggi dan kadar asam lemak bebas dalam plasma darah.
• Theobromine (12%): Dilatasi pembuluh darah dan volume urin meningkat. Theobromine juga merupakan alkaloid utama dalam biji kakao, dan karena itu coklat.
• Teofilin (4%): Melemaskan otot-otot polos dari bronki, dan digunakan untuk mengobati asma. Dosis terapi teofilin, bagaimanapun, adalah kali lebih besar dari tingkat diperoleh dari metabolisme kafein

F.     Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan ini adalah :

·         Alkaloid merupakan golongan senyawa metabolit sekunder terbesar dan secara kimia heterogen dimana ia berkisar dari senyawa sederhana seperti konilin sampai pada senyawa dengan cincin pentasiklik seperti strikhinin.

·         Reaksi utama yang mendasari biosintesis senyawa alkaloid adalah reaksi mannich antara suatu aldehida dan suatu amina primer dan sekunder, dan suatu senyawa enol atau fenol

·         Kafein merupakan salah satu alkaloid yang terkandung dalam daun teh yang bekerja dengan menstimulasi sistem saraf pusat.

·         Kafein dimetabolisme di hati oleh sistem enzim sitokrom P450 Paraxanthine (84%), Theobromine (12%) dan Teofilin (4%).

DAFTAR PUSTAKA

Cakrawati, D. 2005. Pengaruh Pra Fermentasi dan Suhu Maserasi Terhadap Beberapa Sifat Fisikokimia Minyak Kasar Kluwak. Universitas Padjajaran. Surabaya.

Dirjen POM. 1979. Farmakope Indonesia Edisi III. Departemen Kesehatan: Jakarta.

Nurhayati, Y., Gebi D., Iqbal M. 2004. “Pemisahan dan Pemurnian Senyawa Metabolit Sekunder Turunan Flavonoid dari Kulit Batang Ficus virens Ait. (Moraceae)”. Seminar Nasional dan Penelitian dan Pendidikan Kimia. Bandung

Purwantini, I., Rima M., Naniek D. 2007. Kombinasi Daun Teh dan Mangkokan Sebagai Penumbuh Rambut. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta

Simbala, Herny. E.i., 2009. Analisis Senyawa Alkaloid Beberapa Jenis Tumbuhan Obat Sebagai Bahan Aktif  Fitofarmaka. Pacific Journal. Vol. 1(4)

Yu Chi Li, Tai Man Louie, Ryan Summers, Yogesh Kale, Sridhar Gopishetty, and Mani Subramanian, Two Distinct Pathways for Metabolism of Theophylline and Caffeine Are Coexpressed in Pseudomonas putida CBB5, JOURNAL OF BACTERIOLOGY, July 2009, p. 4624–4632 Vol. 191, No. 14. Center for Biocatalysis & Bioprocessing and Department of Chemical & Biochemical Engineering,The University of Iowa, Iowa City, Iowa 52242 Received 26 March 2009/Accepted 7 May 2009.