MAKALAHKAPITA SELEKTA KIMIA ORGANIK
ISOLASI DAN IDENTIFIKASI SENYAWA FLAVONOID
DARI BAHAN ALAM DARAT Camellia japonica
OLEH:
NURUL IMAAMA SHABRANI H311 14 020
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat serta karunia-Nya kepada kita semua sehingga penulis berhasil
menyelesaikan makalah ini yang berjudul “Isolasi dan Identifikasi Senyawa
Flavonoid dari Bahan Alam Darat Camellia japonica”
Kita menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu kami harapkan
demi kesempurnaan makalah ini.
Akhir kata, kami sampaikan terima kasih. Semoga Allah SWT senantiasa
meridhai segala usaha kita. Amin.
Makassar, Agustus 2017
Penulis
2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.................................................................................................2
wBAB I PENDAHULUAN.........................................................................................4
A. Latar Belakang.........................................................................................................4
B. Rumusan Masalah....................................................................................................5
C. Tujuan Penulisan.....................................................................................................5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................................6
A. Tinjauan Umum Flavonoid......................................................................................6
B. Jenis Flavonoid........................................................................................................7
C. Karakteristik Flavonoid...........................................................................................9
D. Camellia japonica.................................................................................................11
E. Isolasi dan Identifikasi Flavonoid dari Camellia japonica...................................12
F. Bioaktivitas dari tumbuhan Camellia japonica...................................................15
BAB III.......................................................................................................................16
PENUTUP..................................................................................................................16
A. Kesimpulan......................................................................................................16
B. Saran................................................................................................................16
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................17
3
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Flavonoid adalah senyawa polifenol yang terdapat secara alami dan tersebar
luas pada tumbuhan. Flavonoid adalah metabolit sekunder, yang tidak memiliki
keterlibatan langsung terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Flavonoid adalah nutrien tumbuhan yang ketika dikonsumsi dalam bentuk buah atau
sayur tidak bersifat racun tetapi bermanfaat bagi tubuh manusia. Flavonoid tersebar
secara luas pada tumbuhan dan itulah yang membuat tumbuhan dan sayur memiliki
warna yang cerah. Flavonoid juga memainkan peran penting dalam melindungi
tumbuhan dari serangan mikroba dan serangga. Yang lebih pentingnya,
mengonsumsi makanan yang mengandung flavonoid bermanfaat bagi kesehatan.
Penelitian terakhir menunjukkan bahwa flavonoid dapat secara nutrisional
membantu memicu enzim yang menyembuhkan penyakit kanker tertentu seperti
gangguan hati dan penyakit degeneratif yang berhubungan dengan usia. Beberapa
penelitian juga menunjukkan flavonoid dapat mencegah kerusakan gigi dan
mengurangi terjadinya penyakit ringan seperti flu.
Camellia japonica adalah tumbuhan yang merupakan sumber material
minyak dan obat tradisional bagi masyarakat Jepang. Sejumlah studi telah
menunjukkan bahwa Camellia japonica memiliki aktivitas anti inflamasi, anti plak,
antimikroba, antioksidan dan antikanker dan dapat menghambat absorpsi etanol.
Keberadaan konstituen kimia seperti terpen, saponin, dan senyawa fenolik pada buah,
biji, bunga dan daun Camellia japonica juga telah dilaporkan.
4
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari makalah ini yaitu:
1. Apa yang dimaksud dengan flavonoid?
2. Bagaimana pembagian kelas flavonoid?
3. Bagaimana karakteristik flavonoid?
4. Bagaimana cara mengisolasi dan mengidentifikasi flavonoid dari Camellia
japonica?
5. Apa saja bioaktivitas yang dimiliki oleh tumbuhan Camellia japonica ?
C. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan makalah ini adalah:
1. Untuk mengetahui pengertian flavonoid
2. Untuk mengetahui jenis-jenis flavonoid
3. Untuk mengetahui karakteristik flavonoid
4. Untuk mengetahui cara mengisolasi dan mengidentifikasi flavonoid dari
tumbuhan Camellia japonica
5. Untuk mengetahui bioaktivitas dari tumbuhan Camellia japonica yang
berkaitan dengan kandungan flavonoidnya
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Tinjauan Umum Flavonoid
Flavonoid adalah sekelompok senyawa alam yang terdapat pada tumbuhan.
Pada tahun 1930, suatu senyawa baru diisolasi dari jeruk. Pada saat itu, dipercaya
bahwa senyawa tersebut adalah kelas baru dari vitamin dan diberi nama sebagai
vitamin P. Di kemudian hari, diperjelas bahwa senyawa tersebut adalah flavonoid
(rutin) dan sampai sekarang lebih dari 4000 macam flavonoid telah diidentifikasi.
Flavonoid merupakan salah satu kelompok senyawa metabolit sekunder yang
paling banyak ditemukan di dalam jaringan tanaman. Flavonoid termasuk dalam
golongan senyawa phenolik dengan struktur kimia C6-C3-C6. Kerangka flavonoid
terdiri atas satu cincin aromatik A, satu cincin aromatik B, dan cincin tengah berupa
heterosiklik yang mengandung oksigen dan bentuk teroksidasi cincin ini dijadikan
dasar pembagian flavonoid ke dalam sub-sub kelompoknya. Sistem penomoran
digunakan untuk membedakan posisi karbon di sekitar molekulnya.
Berbagai jenis senyawa, kandungan dan aktivitas antioksidatif flavonoid
sebagai salah satu kelompok antioksidan alami yang terdapat pada sereal, sayur-
sayuran dan buah, telah banyak dipublikasikan. Flavonoid berperan sebagai
antioksidan dengan cara mendonasikan atom hidrogennya atau melalui
kemampuannya mengkelat logam, berada dalam bentuk glukosida (mengandung
rantai samping glukosa) atau dalam bentuk bebas yang disebut aglikon.
6
Gambar 1. Struktur kerangka flavonoid (Kumar dan Pandey, 2013).
B. Jenis Flavonoid
Berdasarkan tingkat oksidasi dan pola substitusinya (posisi -2 atau -3) maka
flavonoid dibagi ke dalam beberapa kelas seperti pada tabel 1 di bawah ini.
Gambar 2. Jenis-jenis flavonoid (Xu, dkk., 2010)
Flavonoid terdapat dalam bentuk aglikon, glikosida dan yang mengandung
metil. Struktur dasar flavonoid adalah aglikon (bebas). Sedangkan apabila dalam
bentuk glikosida berarti rantai sampingnya adalah glukosa. Cincin yang
7
beranggotakan 6 terkondensasi dengan cincin aromatik adalah α-piran (flavonol dan
flavanon) atau turunan dihidronya (flavonol dan flavanon). Posisi substituen
benzenoid membagi kelas flavonoid ke dalam flavonoid (posisi 2) dan isoflavonoid
(posisi 3). Flavonol dibedakan dari flavanon oleh gugus hidroksil pada posisi 3 dan
pada ikatan rangkap C2-C3. Flavonoid sering terhidroksilasi pada posisi 3,5,7,2,3’,4’
dan 5. Metil eter dan asetil ester dari gugus alkohol diketahui terdapat dalam alam.
Ketika glikosida terbentuk, ikatan glikosida umumnya terletak pada posisi 3 atau 7
dan karbohidrat dapat berupa L-ramnosa, D-glukosa, glukoramnosa, galaktosa atau
arabinosa.
8
Gambar 3. Kelas Flavonoid dan contohnya (Pandey dan Kumar, 2013)
C. Karakteristik Flavonoid
Umumnya, flavonoid berupa padatan kristal dan hanya beberapa yang berupa
serbuk amorf. Flavon, flavonol dan glikosidanya umumnya berwarna kuning
keabuan sampai kuning. Khalkon berwarna kuning sampai kuning jingga., flavanon
dan flavanonol tidak memiliki sistem konjugasi silang sehingga, umumnya tidak
berwarna. Meskipun begitu, karakteristik warna dan fluoresens dapat dilihat di
bawah sinar ultraviolet dan warnanya akan berubah di bawah gas amonia. Isoflavon
hanya memiliki beberapa konjugasi, sehingga warnanya kuning muda. Warna
anthosianidin bergantung pada nilai pH, umumnya merah pada pH < 7, ungu pada
pH = 8,5 dan biru pada pH > 8,5.
Flavonoid aglikon yang memiliki karbon asimetri seperti flavanon,
flavanonol, isoflavanon dan turunannya memiliki aktivitas optis. Aglikon yang lain
tidak memiliki aktivitas optis, sedangkan semua flavonoid glikosida memiliki
aktivitas optis dan umumnya levorotatory (-) karena monosakarida atau oligosakarida
terikat pada strukturnya.
Flavonoid aglikon tidak larut dalam air, namun mudah larut dalam pelarut
organik seperti methanol, kloroform, dll. Sedangkan flavonoid glikosida mudah larut
dalam pelarut polar yang kuat seperti air dan sulit larut dalam pelarut organik seperti
benzena dan kloroform. Karena kebanyakan flavonoid memiliki gugus hidroksil
fenolik yang menunjukkan keasamannya, flavonoid dapat larut dalam larutan basa
(Na2CO3) dan pelarut organik basa (piridin, formilamin dan DMF). Karena dua
elektron bebas pada 1-oksigen dari cincin piron, flavonoid menunjukkan kebasaan
yang lemah dan dapat membentuk garam dengan asam kuat seperti HCl dan H2SO4
9
pekat. Namun, garam yang dihasilkan sangat tidak stabil dan akan segera terhidrolisis
dengan penambahan air.
Flavonoid dapat menunjukkan karakteristik warna ketika bereaksi dengan
bubuk Mg (atau bubuk Zn)/HCl, NaBH4, AlCl3, NaOH dan reagen lain yang dapat
digunakan untuk identifikasi.
Studi flavonoid dengan spektroskopi menunjukkan bahwa kebanyakan flavon
dan flavonol menunjukkan 2 pita absorpsi utama: pita I pada 320-285 nm
menunjukkan absorpsi cincin B, sedangkan pita II pada 250-285 nm menunjukkan
absorpsi cincin A. Gugus fungsional yang terikat pada rangka flavonoid dapat
menyebabkan pergeseran absorpsi seperti 367 pada kaempferol (3,5,7,4’-gugus
hidroksil) sampai 371 nm pada quercetin (3,5,7,3’,4’,5’-gugus hidroksil).
Keberadaan gugus hidroksil pada flavon membedakannya deengan flavonol.
Flavanon memiliki cincin C heterosiklik jenuh, tanpa konjugasi antara cincin A dan
B yang ditentukan melalui karakteristik spektrum UV nya. Flavanon menunjukkan
absorbsi kuat maksimum pada pita II yaitu antara 270 dan 295 nm, naringenin
(288 nm) dan 285 nm (taxifolin). Pita II muncul dalam 1 peak (270 nm) dalam
senyawa dengan cincin B monosubstitusi tetapi muncul sebagai 2 peak atau 1 peak
(258 nm) dengan tambahan (272 nm) ketika cincin B tersubstitusi di-, tri- atau o- ada.
Anthosianin menunjukkan peak berbeda pita I pada daerah 450-560 nm karena
adanya sistem hidroksil sinamoil dari cincin B dan pita II pada daerah 240-280 nm
karena adanya sistem benzoil pada cincin A, warna anthosianin yang beragam seiring
dengan jumlah dan posisi gugus hidroksil.
10
D. Camellia japonica
Camellia japonica adalah tumbuhan berbunga yang termasuk ke dalam famili
Theaceae. Tumbuhan ini ditanam di daerah selatan pesisir di Provinsi Jeolla dan
sering ditemukan di kebun di Korea dan Jepang. Bunga Camellia japonica telah
digunakan untuk perawatan muntah darah dan pendarahan, sedangkan daunnya telah
dikonsumsi sebagai minyak dan sumber kosmetik di Korea.
Tumbuhan ini mulai berbunga pada musim gugur dan berbunga hingga akhir
musim semi. Warna bunganya bermacam-macam, seperti merah, putih dan dua
warna. Bunganya telah digunakan sebagai bahan teh.
Gambar 4. Tumbuhan Camellia japonica
Tabel 1. Klasifikasi Tumbuhan Camellia japonica
Kingdom Plantae
Subdivisi Spermatophyta
Divisi Magnoliophyta
Kelas Magnoliopsida
Subkelas Dilleniidae
Ordo Theales
11
Famili Theaceae
Genus Camellia L.
Spesies Camellia japonica L.
E. Isolasi dan Identifikasi Flavonoid dari Camellia japonica
Daun segar dari Camellia japonica dikumpulkan kemudian dikeringkan di
udara panas dengan suhu 60 ºC selama 12 jam dan kemudian dihancurkan menjadi
bubuk. Sebanyak 63,3 g bubuk daun ditimbang kemudian diekstraksi dengan EtOH
70%. Ekstrak etanol 70% dipartisi dengan heksana dan MeOH. Lapisan MeOH
dibuang dari material yang tidak larut melalui dekantasi kemudian diuapkan. Residu
yang dihasilkan dikromatografi kolom Sephadex LH20 (396 cm3) dengan
menggunakan MeOH (2L) dan kemudian dengan kolom kromatografi ODS
(126 cm3), dielusi dengan MeOH:H2O (0:100, 20:80, 40:60, 60:40 dan 100:0: masing
masing 400 mL). Eluat MeOH 40% kemudian dimurnikan dengan HPLC
menghasilkan Camellianosida (senyawa 1, 6,2 mg) dan senyawa lain yang
berhubungan yaitu rutin (senyawa 2, 9,3 mg), hiperosid (senyawa 3, 8,9 mg) dan
isoquercitrin (senyawa 4, 5,5 mg) dengan membandingkan data spektroskopi dengan
sampel asli.
Dari isolasi dan identifikasi menggunakan didapatkan data berikut:
Untuk Senyawa 1 (Camellianosid): berupa bubuk kuning; [α]D2,5-8,1º (c 0,16,
MeOH); UV λmaks (MeOH) nm (ε): 259 (20000), 310 sh (8000) dan 358 (16000); IR
vmaks (film) cm-1: 3390, 2925, 1655, 1605, 1500, 1445, 1360, 1305, 1275, 1245, 1200,
1170 dan 1070; ESIMS (positif) m/z: 741,1893. Dari data MS menyatakan bahwa
12
rumus molekul senyawa ini adalah C32H38O20 atau quercetin-3-O-β-D-xylopiranosil-
(1→3)-O-α-L-rhamnopiranosil-(1→6)-O-β-D-glukopiranosida.
Spektrum IR menunjukkan keberadaan gugus hidroksil (3390 cm-1) dan gugus
karbonil (1655 cm-1). Pita absorbsi UV pada panjang gelombang 258 dan 358
nm menunjukkan bahwa senyawa 1 adalah senyawa flavonoid. Spektrum 1NMR
menunjukkan 5 proton aromatik pada δ = 7,68 (1H, d, J = 2 Hz), 7,62 (1H, dd,
J = 9,2 Hz), 6,87 (1H, d, J = 9 Hz), 6,39 (1H, d, J = 2 Hz) dan 6,21 (1H, d, J = 2Hz)
berasal dari bagian aglikon dari kerangka quercetin, bersama dengan tiga proton
anomerik pada δ = 5,10 (1H, d, J = 8 Hz, Glc H-1), 4,52 (1H, d, J = 1 Hz, Rha H-1)
dan 4,36 (1H, d, J = 8 Hz, Xyl H-1) dan metil proton doublet pada 1,10 (3H, d,
J = 6 Hz, Rha C-5-Me) berasal dari unit gula. Pada spektrum 13C NMR, 32 signal
diamati, 15 darinya yang berhubungan dengan kerangka quercetin dan 3 signal
karbon pada δ = 106,39 (Xyl C-1), 106,64 (Glc C-1) dan 102,36 (Rha C-1) ke karbon
anomerik dari bagian gula.
Gambar 5. Struktur Senyawa 1 (Camellianosid)
13
Gambar 6. Struktur Senyawa 1-6
Tabel 2. Data NMR untuk Senyawa 1 (Camellianosida) dalam CD3OD
14
F. Bioaktivitas dari tumbuhan Camellia japonica
1. Aktivitas antioksidan
Senyawa quercetin-3-O-β-D-xylopiranosil-(1→3)-O-α-L-rhamnopiranosil-
(1→6)-O-β-D-glukopiranosida yang diisolasi dari daun Camellia japonica
menunjukkan aktivitas antioksida yang lebih tinggi daripada antioksidan yang
biasa digunakan seperti L-sistein dan L-asam askorbat.
2. Aktivitas antimikroba
Penelitian menunjukkan bahwa ekstrak dari Camellia japonica ampuh
melawan bakteri Propionibacterium acnes yang menyebabkan jerawat. Pada uji
klinis terhadap kulit yang mengalami jerawat, dengan pemberian fraksi hidrofilik
Camellia japonica jerawat hilang dalam 4 minggu.
Selain ampuh melawan bakteri Propionibacterium acnes, ekstrak air dari
Camellia japonica menunjukkan potensi dalam menghambat bakteri patogen tidak
hanya pada media mikrobiologi tetapi juga pada keberadaan komponen makanan.
Juga ekstraknya dapat bermanfaat melwawan bakteri patogen gram negatif dan gram
positif.
3. Efek Inhibitor terhadap HIV-1 PR
Ekstrak metanol dari pericarp Camellia japonica menunjukkan aktivitas
inhibitor kuat melawan HIV-1-PR. Camelliatannin, senyawa yang diisolasi memiliki
aktivitas inhibitor paling berpotensi melawan HIV-1-PR dengan nilai IC50 = 0,9 μM.
15
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Flavonoid adalah senyawa fenolik yang tersebar luas di alam yang memiliki
struktur kerangka C6-C3-C6.
2. Berdasarkan tingkat oksidasi dan pola substitusinya (posisi -2 atau -3) maka
flavonoid dibagi ke dalam beberapa kelas yaitu flavon, flavanon, flavonol,
flavanonol, isoflavon, isoflavanon, homoisoflavon, khalkon, flavan-3-ol,
flavan-3,4-diol, anthosianidin, xanthon, auron, furanokromon, fenilkromon
dan dihidrokhalkon.
3. Flavonoid berupa padatan kristal dan hanya beberapa yang berupa serbuk
amorf. Karakteristik warna dan fluoresens dapat dilihat di bawah sinar
ultraviolet dan warnanya akan berubah di bawah gas amonia.
4. Sampel diisolasi dengan cara ekstraksi menggunakan etanol 70%, kemudian
dikromatografi kemudian diuji dengan instrumen, UV, MS dan NMR.
5. Flavonoid dalam buah citrus memiliki berbagai macam bioaktivitas seperti
antioksidan, anti mikroba dan inhibitor HIV-1 PR.
B. Saran
Karena penelitian tentang bioaktivitas dari tumbuhan ini masih sedikit, jadi
penelitian tentang bioaktivitas dari tumbuhan ini dapat dikembangkan lagi.
16
DAFTAR PUSTAKA
Azuma, C.M., Santos, F.C., dan Lago, J.H.G., 2011, Flavonoids and Fatty Acids of Camellia japonica Leaves extract, Brazilian Journal of Pharmacology, 21(6), 1159-1162.
Hyang-Hee, L., Jeong-Yong, C., Jae-Hak, M., dan Keun-Hyung, P., 2011, Isolation and Identification of Antioxidative Phenolic Acids and Flavonoid Glycosides from Camellia japonica Flowers, Horticulture Environment Biotechnology, 52(3), 270-277.
Jong-Cheol, P., Jong-Moon, H., Ju-Gwon, P., Hatano, S., Yoshida, T., Miyashiro, H., Byung-Sun, M., dan Hattori, M., 2002, Inhibitory Effects of Korean Medicinal Plants and Camelliatannin H from Camellia japonica on Human Immunodeficiency Virus Type 1 Protease, Phytotherapy Reserach, 16, 422-426.
Kim, K.Y., Davidson, P.M., dan Chung, H.J., 2001, Antibacterial Activity in Extracts of Camellia japonica L. Petals and Its Application to a Model Food System, Journal of Food Protection, 8(64), 1255-1260.
Kumar, S., dan Pandey, A.K., 2013, Chemistry and Biological Activities of Flavonoid, The Scientific World Journal, 2013, 1-16.
Moon-Hee, C., Eun-Mi, R., Deuk-Sil, O., dan Hyun-Jae, S., 2012, Improvement of Acne Condition in Skin Care Using Camellia japonica L. Extracts, Korean Journal of Aesthetic Cosmetology, 3(10), 661-672.
Onoderam, K., Hanashiro, K., dan Yasumoto, T., 2006, Camellianosida, a Novel Antioxidant Glycoside from the Leaves of Camellia japonica, Bioscience Biotechnology Biochemistry, 70(8), 1995-1998.
Redha, A., 2010, Flavonoid: Sruktur, Sifat Antioksidatif dan Peranannya dalam Sistem Biologis, Jurnal Belian, 2(9), 196-202.
Xu, R., Ye, Y., dan Zhao, W., 2010, Introduction to Natural Product Chemistry, CRC Press, Beijing.
17