metsek

SENYAWA ORGANIK BAHAN ALAM
Dra. Evi Mintowati Kuntoini, M.Si.
Karakteristik Senyawa OBA
Metabolit Primer
Tersebar merata dalam tiap organisme
Fungsi universal, sumber energi, enzim, pengemban keturunan bahan struktur
Perbedaan struktur kimia kecil
Keaktifan fisiologis berkaitan dengan struktur kimia
Metabolit Sekunder
Tidak merata
Fungsi ekologis adl penarik serangga, pelindung diri, alat bersaing, hormon
Struktur kimia berbeda-beda
Keaktifan fisiologis berkaitan dengan struktur kimia

METABOLIT SEKUNDER (SENYAWA OBA)
Menurut Herbert (1995), metabolit sekunder mempunyai kriteria sebagai berikut :
Penyebarannya lebih terbatas.
Terdapat pada tanaman dan mikroorganisme tertentu serta mempunyai karakteristik untuk setiap genera, spesies atau suatu strain tertentu.
Metabolit tersebut dibentuk melalui jalur yang khusus dari metabolit primer.

Fungsi senyawa metabolit sekunder secara umum yaitu.
Pertahanan diri dari serangan herbivora : insekta, moluska dan vertebrata.
Pertahanan diri terhadap mikroorganisme : bakteri, fungi dan virus.
Berfungsi sebagai proteksi terhadap sinar ultra violet, atraktan terhadap polinator dan untuk proses penyebaran biji.

Biosintesis senyawa bioaktif atau metabolit sekunder sangat beragam tergantung golongan senyawa yang bersangkutan.

Prazat atau senyawa awal pembentuk metabolit sekunder berasal dari metabolisme primer
Pada gambar ditunjukkan bagaimana metabolit (prazat) terbentuk dari proses dasar yaitu fotosintesis, glikolisis, daur krebs yang menghasilkan energi pada metabolisme antara. Sejumlah prazat diperlukan, namun jenisnya terbatas, sehingga metabolisme dapat berlangsung dari hanya beberapa prazat yang terbatas.


prazat yang sangat penting digunakan dalam biosintesis metabolit sekunder diturunkan dari zantara asetil koenzim A (acetyl-CoA), asam sikimat, asam mevalonat. Zantara ini diperlukan secara berturutan dalam jalur asetat, sikimat dan mevalonat, yang merupakan dasar biosintesis metabolit sekunder (Dewick, 2002).
1. SENYAWA ISOPRENOID (JALUR MEVALONAT)
Berbagai produk tumbuhan yg memiliki beberapa sifat umum lipid membentuk beraneka golongan senyawa, golongan ini dinamakan isoprenoid, terpenoid atau terpen (untuk isoprenoid tanpa oksigen & merupakan hidrokarbon murni).

Yang termasuk isoprenoid antara lain adalah : hormon seperti giberelin dan asam absisat, farnesol (sebagai pengatur stomata pada gandum), xantoksin (prazat hormon asam absisat), sterol, karotenoid, turpentin,

Banyak isoprenoid bersifat mempengaruhi tumbuhan lain atau hewan sehingga menguntungkan tumbuhan yg mengandungnya.
Senyawa kimia (tidak termasuk makanan) yg mempengaruhi spesies lain disebut ZAT ALELOKIMIA.

ALELOPATI adalah keadaan khusus alelokimia yang melibatkan interaksi kimiawi negatif antara spesies tumbuhan yang berbeda

STEROL
Semua sterol (alkohol steroid) adalah triterpenoid. Sterol yg paling banyak di ganggang hijau dan tumbuhan tingkat tinggi adalah sitosterol, stigmasterol, kampesterol, kolesterol, ergosterol (umumnya di fungi yg diubah oleh radiasi UV matahari menjadi vit. D) dan anteridiol (senyawa penarik sexual yg dikeluarkan oleh galur betina fungi air Achlya bisexual).
Sterol terdapat di semua membran dari semua organisme kecuali bakteri, yg memiliki fungsi utama dalam stabilitas membran, selain itu juga memilki aktivitas alelokimia.

KAROTENOID
Karotenoid adalah kelompok isoprenoid yg berhubungan fungsinya dalam fotosintesis. Karotenoid adalah pigmen berwarna kuning, jingga atau merah yang terdapat di berbagai macam plastid berwarna (kromoplas) di akar, batang, daun, bunga dan buah berbagai tumbuhan.

β-karoten merupakan karotenoid yg paling banyak dijumpai pada tumbuhan tingkat tinggi dan menyebabkan akar wortel berwarna jingga. Likopen merupakan jenis karoten yg memberi warna merah pada buah tomat. Lutein merupakan suatu xantofil yg terdapat banyak di daun.

Fungsi karotenoid di daun yaitu karotenoid di kloroplas berperan dalam fotosintesis, dan karoten lainnya mencegah fotooksidasi klorofil.
β-karoten bertindak sebagai antioksidan melindungi dari kanker
ANEKA ISOPRENOID DAN MINYAK ESENSIAL
Unit isoprenoid yg dipadatkan menjadi senyawa cincin yg umumnya mengandung jumlah atom karbon 10 (monoterpenoid), 15 (sesquiterpenoid), 20 (diterpenoid) atau 30 (triterpenoid).

Minyak esensial adalah terpenoid yg mengandung 10 atau 15 karbon, bersifat mudah menguap (bersifat atsiri) dan menyebabkan aroma (bau) pada spesies terntentu, antara lain 71 senyawa atsiri di kulit jeruk merupakan sebagian besar monoterpenoid, terutama limonen.
Nama sinonim: Minyak penguap, volatile oils, essentiale oils.
Definisi: Minyak atsiri adalah produk yang kompleks komponennya, yang berasal dari tumbuhan tertentu.

Salah satu minyak esensial adalah turpentin yg terdapat di sel khusus genus Pinus. Senyawa ini dan sejenisnya misalnya mirsen dan limonen merupakan terpenoid paling beracun bagi kumbang kayu yg mematikan pohon. Pada Pinus senyawa limonen merupakan penolak serangga.

Turunan terpenoid lainya yi glaukolida A yg sebagian besar hanya dijumpai pd Asteraceae, rasanya pahit sehingga mengganggu berbagai serangga dan mamalia pengunyah

Resin yg umum terdapat pada pohon konifer dan beberapa Angiospermae tropis bersifat melindungi pohon terhadap berbagai macam serangga.
DISTRIBUSI MINYAK ATSIRI
Minyak atsiri tersebar dlm tumbuhan tinggi sekitar 17.500 jenis. Beberapa marga a.l. Myrtaceaea, Lauraceae, Rutaceae, Lamiaceae, Asteraceae, Apiaceae, Cupressaceae, Poaceae, Zingibera-ceae, dan Piperaceae.

Minyak atsiri terkumpul pada bunga (bergamot, kenanga, melati, mawar), daun (kayuputih, eukaliptus, sereh, pandan wangi, minyak daun cengkeh), buah (anisi, foeniculi, staranise), kulit kayu (kayu manis jangan, mesoyi), akar (akar wangi), kayu (cendana, gaharu), rimpang (jahe, temulawak, kunyit), dan biji (pala).

AKUMULASI MINYAK ATSIRI
Minyak atsiri terkumpul dalam organ tanaman tertentu, misalnya: dalam sel minyak (Lauraceae dan Zingberaceae), rambut kelenjar (Lamiaceae=Labiatae), ruang sekrit (Rutaceae dan Myrtaceae), saluran sekrit (Apiaceae dan Asteraceae).

FUNGSI
Secara biologi fungsi minyak atsiri bagi tumbuhan belum jelas benar, namun kemungkinan berperan dlm segi ekologi. Misalnya dalam alelopati, minyak atsiri dapat menghambat pertumbuhan tumbuhan di sekelilingnya; menghambat perkecambahan; pelindung terhadap predator, dan penarik hewan (insekta, burung, kelelawar) untuk penyerbukan
MANFAAT MINYAK ATSIRI
Farmasi, m.a. digunakan sebagai aromaterapi, dapat tersedia dlm berbagai bentuk.

Parfumeri, sebagai pengharum dalam berbagai bentuk dan tergantung keperluan. Juga dalam kosmetika.

Teknologi makanan, sebagai bumbu (spices), pengawet, penyedap rasa (flavoring agent).

Prazat untuk sintesis. Misalnya eugenol menjadi vanilin.

2. SENYAWA FENOL (JALUR SIKIMAT)
Senyawa yg termasuk fenol antara lain : asam sinamat, p-kumarat, kafeat, ferulat, klorogenat, galat dan protokatekuat.

Asam protokatekuat dan klorogenat mempunyai fungsi khusus dalam resistensi penyakit pada tumbuhan tertentu. Asam protokatekuat merupakan salah satu senyawa yg mencegah corengan pada varietas bawang berwarna tertentu yg disebabkan oleh fungi Colletotrichum circinans.
Pada tanama kultivar tertentu yg tahan penyakit, asam klorogenat dan senyawa yg serupa tertentu segera terbentuk dan teroksidasi menjadi quinon yg bersifat fungistatis kuat. Sehingga infeksi terlokalisasi dg baik pada tumbuhan yang resisten.

Asam ferulat berperan dalam perlindungan tumbuhan dengan membentuk bagian dari fraksi fenol pada suberin.

Asam galat yang dirubah menjadi galotanin merupakan senyawa yg sangat menghambat pertumbuhan tanaman. Galotanin bertindak sebagai senyawa alelopati, menghambat pertumbuhan spesies lain yg tumbuh di sekitar tumbuhan yg mengandung dan melepaskannya.
FITOALEKSIN, ELISITOR DAN PERLINDUNGAN PENYAKIT TANAMAN
Kelompok senyawa antimikroba yang disintesis tumbuhan bila terinfeksi oleh mikroba disebut sebagai fitoaleksin. Pada umumnnya fitoaleksin jauh lebih beracun terhadap fungi daripada bakteri.

Senyawa yg bertindak sebagai fitoaleksin antara lain :
Gliseoin di akar kedelai, pisatin di polong kapri, faseolin di polong buncis, lipomeamaron di akar umbi jalar, arkinol di umbi anggrek.
Sebagian besar fitoaleksin adalah fenilpropanoid fenol, beberapa senyawa merupakan isoprenoid dan poliasetilen.

Beraneka macam senyawa, bahkan virus, dapat meningkatkan produksi fitoaleksin.
Senyawa yang menyebabkan diproduksinya fitoaleksin disebut elisitor, walaupun elisitor jg mendorong tumbuhan untuk mengaktifkan reaksi pertahanan lainnya.
Beberapa elisitor merupakan polisakarida yg dihasilkan bila fungi atau bakteri patogenik menyerang dinding sel tumbuhan, sedangkan elisitor lainnya adalah polisakarida yg dihasilkan dari perombakan dinding sel fungi oleh enzim tumbuhan yg dikeluarkan oleh tumbuhan karena fungi.
3. ALKALOID (JALUR SIKIMAT)
Tumbuhan yg menggandung senyawa nitrogen aromatik dikenal dg alkaloid (berasal dr turunan as. Amino tertentu a.l. fenilalanin, tirosin, triptofan, lisin, ornitin dll)

Alkaloid menarik krn aktivitas fisiologis dan psikologisnya yg dramatis pd manusia dan hewan lain serta karena dipercaya bahwa banyak di antaranya yg juga mempunyai peranan penting dalam tumbuhan (a.l. melindungi tumbuhan).

Lebih dr 3000 alkaloid telah ditemukan dlm 4000 spesies tumbuhan, paling sering pada dikotil herba. Hanya beberapa monokotil dan Gimnospermae yg mengandung alkaloid

Alkoloid pertama yg diisolasi dan dikristalkan adalah obat bius morfin, diisolasi pd th 1805 dr Papaver somniverum
Alkaloid yang terkandung dalam opium, yaitu dengan mendaras getah yang diambil dari buah yang tua tetapi belum masak dari tanaman Papaver somniferum L. (suku Papaveraceae)

4. FLAVONOID (JALUR SIKIMAT)
Terdapat 3 kelompok flavonoid yg menarik dalam fisiologi tumbuhan yaitu : antosianin, flavonol dan flavon
Sebagian besar flavonoid terhimpun di vakuola tengah, meskipun disintesis di luar vakuola

Antosianin
Merupakan pigmen berwarna yg umumnya pd bunga merah, ungu dan biru. Tp terdapat jg pada bagian tumbuhan lain mis. buah, batang, daun dan akar. Antosianin umumnya tdk terdapat pd lumut hati, ganggang dan tumbuhan rendah lainya.
Fungsi antosianin a.l. utk membantu penyerbukan pd bunga dg menarik perhatian lebah dan burung yg membawa serbuk sari
Flavonol dan flavon
Berhubungan dekat dg antosianin tp berbeda dlm struktur cincin tengah yg mengandung oksigen
Sebagian besar flavon dan flavonol merupakan pigmen berwarna kekuningan atau gading pada bunga
Molekul flavon & flavonol jg tersebar di daun, berperan sebagai pencegah pemakan daun krn menyerap radiasi UV, berperan sebagai pelindung terhadap cahaya UV gelombang panjang