ZERUMBONE "Zingiber amarican" (Lempuyang Emprit)

TUGAS MAKALAH FARMAKOGNOSI II

“ZERUMBON”

Oleh:

EKHWAN TRIS WANTO

K 100 110 176

KOREKTOR: RIMA MUNAWAROH, M.Sc., Apt.

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

SURAKARTA

2015

DESKRIPSI TANAMAN

A.     Struktur Zerumbon

(Murakami et al., 2002)

B.     Nama Umum Senyawa

Nama umum dari senyawa dengan gambar struktur diatas adalah Zerumbon.

C.     Nama IUPAC Senyawa

Nama IUPAC dari Zerumbon adalah 2, 6, 9, -humulatrein-8-one

D.     Sifat Fisika dan Sifat Kimia Senyawa

Zerumbon larut dalam metanol pro analisis (Hanwar, et al,. 2015), dalam etanol 70 %, dan etanol  96 % (Muhlas, 2013), sukar larut dalam air (Muhammad, 2013).

ASAL-USUL TUMBUHAN

A.     Nama Tanaman

Di Jakarta Zingiber amarican Bl. sering disebut dengan “Lempuyang emprit”, sedangkan di Sunda “Lempuyang pahit  (Heyne, 1987), lazimnya Zingiber amarican Bl. di Indonesia dinamakan lempuyang emprit dan lempuyang pahit (Sastroamidjojo, 2001).

B.     Taksonomi Tanaman

Kingdom           : Plantae

Divisi                 : Magnoliophyta

Kelas                 : Liliopsida

Bangsa              : Zingiberales

Suku                 : Zingiberaceae

Marga               : Zingiber

Jenis              : Zingiber amaricans Bl. (Tjitrosoepomo, 1994)

C.     Bagian Tanaman yang Digunakan

Bagian tanaman yang digunakan untuk mendapatkan senyawa zerumbon dalam lempuyang emprit adalah bagian rimpang.

BIOSINTESIS

A.     Termasuk Golongan Metabolit Apa?

Zerumbon merupakan salah satu senyawa yang masuk dalam golongan seskuiterpen teroksigenasi yang terdapat dalam minyak atsiri rimpang lempuyang emprit (Riyanto, 2007)

B.     Termasuk Senyawa Dengan Building Block Apa?

Zerumbon merupakan senyawa yang termasuk dalam building block C5 dengan total jumlah atom C sebanyak 15.

C.     Jalur Biosintesis

Pembentukan seskuiterpen dari difosfat farnesyl menggunakan mekanisme reaksi carbocationicbased sama seperti sintase monoterpene. Namun, kerangka yang lebih besar karbon farnesyl difosfat (FPP) dan adanya tiga, bukan dua, ikatan ganda sangat meningkatkan keragaman struktural dari produk. Reaksi siklisasi awal dapat dibagi menjadi dua jenis. Salah satu jenis melibatkan siklisasi dari farnesyl kation initiallyformed untuk menghasilkan 10-beranggota ((E, E) -germacradienyl kation) atau 11-beranggota ((E) -humulyl kation) cincin. Mengingat ukuran cincin ini besar, (E) -geometry dari ikatan ganda C2-C3 ada hambatan untuk siklisasi. Tipe kedua hasil siklisasi setelah isomerisasi awal dari C2-C3 ikatan rangkap ke nerolidyl kation tersier, dalam analogi langsung dengan isomerisasi GPP untuk kation linalyl dalam mekanisme Sintase monoterpene. Bukti untuk intermediasi dari nerolidyl intermediate dalam mekanisme sesquiterpene synthase berasal dari studi rinci dengan multiply-label FPP dan substrat nerolidyl difosfat. The Conformer cisoid dari kation nerolidyl dapat menjalani siklisasi baik ikatan ganda pusat atau distal membentuk 1,6- (kation bisabolyl), 1,7- (cycloheptanyl kation), 1,10 - ((Z, E) -germacradienyl kation ) atau 1,11 - ((Z) -humulyl kation) produk.

Cyclizations berikutnya dapat melibatkan serangan karbokation pada salah satu dari dua ikatan ganda yang tersisa memberikan berbagai kerangka karbon yang berbeda. Dengan begitu banyak kemungkinan, seringkali sulit untuk menentukan urutan penutupan cincin. Misalnya, d-cadinene yang memiliki kerangka cincin naftalena-jenis bisa timbul dari awal terbentuknya cincin beranggota 10 diikuti oleh partisi menjadi dua cincin beranggota enam, atau dari pembentukan berurutan cincin beranggota enam. Karakterisasi dari synthase kapas d-cadinene menunjukkan bahwa 1,10-siklisasi adalah langkah pertama diikuti oleh 1,6-penutupan untuk memberikan partisi cincin. Namun, urutan cyclizations mungkin berbeda untuk Sintase sesquiterpene membentuk naftalena-jenis kerangka lainnya. Contoh lain dari urutan penutupan cincin yang dikatalisis oleh Sintase 2-epi-cedrol dari Artemisia annua di mana pembentukan 1,6-cincin awal diikuti oleh 6,10- 2,11 dan kemudian penutupan. Selain siklisasi, mekanisme sesquiterpene synthase mencakup berbagai jenis reaksi yang berbeda mirip dengan yang ditemukan dalam mekanisme monoterpene synthase, termasuk 1,2-, 1,3- dan pergeseran 1,4-hidrida. Penyusunan ulang kerangka diamati meliputi kontraksi cincin.

Untuk pembentukan seskuiterpen tertentu adalah intermediasi spesies sesquiterpene netral. Misalnya, mekanisme dana synthase 5-epi-aristolochene melalui awal 1,10-siklisasi membentuk (E, E) -germacradienyl kasi ke germacrene A. olefin netral ini kemudian terprotonasi pada ikatan ganda C6-C7 di Markovnikov orientasi reformasi kation, yang kemudian mengalami 2,7-siklisasi membentuk kation eudesmane. Sebuah protonasi analog dari germacrene netral antara adalah bagian dari urutan mekanistik dari vetispiradiene synthase, valencene synthase dan b-selinene synthase (Degenhart, et al., 2009).

Berikut adalah salah satu contoh biosintesis seskuiterpen yang berasal dari trans-cis Famesol Pirofosfat.

(Usman, 2014).

(Usman, 2014).

EFEK FARMAKOLOGI

Rimpang lempuyang emprit berkhasiat sebagai obat demam, rematik, penambah nafsu makan, penurun nyeri, penambah tenaga, sakit perut (Syukur, 2005), antikanker, antioksidan, mencegah kehamilan, antibakteri terhadap E. coli (Karmia, 2007), memperbaiki fungsi lambung, pembersih darah, obat disentri, borok, obat cacing, malaria, sakit kepala (Sudarsono et al., 2002). Zerumbon efektif sebagai agen antikanker melalui induksi apoptosis dan antiproliferatif (Kirana et al., 2003; Murakami et al., 2002). Infus rimpang lempuyang emprit pada konsentrasi 10%, 20% dan 40% secara oral pada tikus memperlihatkan adanya efek antidiare (Nuratmi et al., 1999). Ekstrak lempuyang emprit terbukti secara ilmiah mempunyai aktivitas antikanker pada sel T47D (Hanwar et al., 2013), dan dapat menurunkan kadar gula darah dengan dosis 0,4 g/kgBB (Hanwar et al., 2014),

CARA ISOLASI

A.     Ekstraksi

 

 

(Muhlas, 2013).

B.     Fraksinasi dan Isolasi

1.    Dengan menggunakan maserasi pelarut ekstrak heksan

 

2.    Dengan menggunakan maserasi pelarut ekstrak diklorometan atau metanol

 

3.    Dengan menggunakan sokhletasi pelarut ekstrak heksan

 

4.    Dengan menggunakan maserasi pelarut ekstrak aseton

 

(Riyanto, 2007).

METODE IDENTIFIKASI

1.      Menggunakan Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

Sebanyak 100 mg ekstrak etanol rimpang lempuyang emprit dari 2 daerah masing-masing dilarutkan dalam 1 mL etanol Pa. Larutan sampel tersebut ditotolkan sebanyak 0,5 µL pada lempeng KLT. Lempeng KLT dielusi pada bejana yang telah jenuh dengan fase gerak heksana:etil asetat (8:2) dengan jarak pengembangan 5 cm. Bercak diamati pada UV_254nm dan UV_366nm. Deteksi komponen spesifik golongan minyak atsiri menggunakan anisaldehid-H₂SO₄. Deteksi komponen spesifik setiap golongan setelah dilakukan penyemprotan dimasukkan dalam oven selama 10 menit pada suhu 100°. Identifikasi senyawa minyak atsiri menunjukkan hasil yang positif ditandai dengan adanya bercak berwarna ungu (Muhlas, 2013).

2.      Menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)

Sebanyak 100 mg ekstrak lempuyang emprit dilarutkan dalam 10 ml etanol, kemudian disaring menggunakan filter dengan ukuran pori membran 0,22 µm. Sebanyak 10 µl sampel diinjeksikan dalam fase terbalik KCKT dengan fase diam silica C18 dan fase gerak campuran asetonitril:metanol: 0,01 M kalium dihidrogen ortofosfat. Optimasi fase gerak menggunakan beberapa sistem fase gerak. Optimasi pertama menggukan komposisi fase gerak asetonitril:metanol: 0,01 M kalium dihidrogen ortofosfat (25:50:20) dengan sistem elusi isokratik. Optimasi selanjutnya menggunkan sistem elusi dengan  Komposisi masing-masing sistem yang dielusi gradien:

                 Deteksi dibaca pada panjang gelombng 200-400 nm. Hasil yang diperoleh adalah data 3D dari kromatogram, yang kemudian dianalisis untuk mendapat λ_max dan purity masing-masing puncak. Rimpang lempuyang emprit masing-masing direplikasi dua kali (Melannisa et al., 2012).

METODE PENETAPAN KADAR

1.      Menggunkan KCKT

Alasan menggunkan KCKT karena metode ini mudah dipelajari dan tidak terbatas oleh volatilisasi atau stabilitas senyawa dari sampel. Secara umum kromatografi cair kinerja tinggi digunakan untuk menganalisis hampir semua senyawa dalam obat-obat  herbal.

Sebanyak 10 mg  zerumbon dilarutkan dalam 5 ml etanol, sehinggga didapat kadar 0,25%. Dibuat seri kadar zerumbon sebesar 0,0025%, 0,005%, 0,01%, 0,02%, 0,04%, 0,08 %, dan 0,16%. Lempuyang emprit yang berasal dari dua daerah ditimbang sebanyak 100 mg   kemudian seri kadar dan sempel disaring menggunakan filter dengan ukuran pori membran 0,22 µm. Sebanyak 10 µl standart dan sampel diinjeksikan dalam fase terbalik KCKT dengan fase diam silica C18 dan fase gerak campuran asetonitril:metanol: 0,01 M kalium dihidrogen ortofosfat. Elusi gradien dimulai dari menit 0 perbandingan (30:30:40), menit ke-2 (30:30:40), menit ke-6 (40:35:25), menit ke-8 (50:40:10), menit ke-10 (65:35:5) dengan kecepatan alir 1,0 ml/menit, Rt 15 menit, dan volume injeksi 10 µl. Peak dibaca pada panjang gelombang 251.5 nm. Sampel tiap daerah direplikasi 3 kali.

Gambar profil kromatogram ekstrak etanol lempuyang emprit

(Muhlas, 2013).

2.      Menggunakan GCMS

Alasan mengapa zerumbon ditetapkan kadarnya menggunkana GCMS karena telah lama digunakan sebagai metode metabolite profiling karena memiliki reprodusibilitas yang baik dan aplikasi yang luas untuk berbagai jenis kelas metabolit. Kandungan kimia dari minyak atsiri rimpang Zingiber amaricans Bl. dengan GC-MS didapatkan sesquiterpen teroksigenasi dengan komponen utamanya adalah zerumbon.

Pembuatan kurva baku zerumbon dibuat dengan MS program: waktu mulai 10 menit, waktu akhir 17 menit, metode: SIM (107, 135, 96, dan 41). Penetapan kadar zerumbon menggunakan persamaan regresi linier Y = bx + a dari 5 seri konsentrasi. Pembuatan sampel dilakukan dengan melarutkan 10 mg ekstrak dalam metanol p.a. Dilakukan pengenceran 2x, yaitu dengan mengambil larutan sebanyak 500 μL dengan mikro pipet ke dalam tabung ependrof, kemudia ditambahkan metanol p.a sampai 1mL.

Gambar kromatogram lempuyang emprit (zerumbon)

(Hanwar, et al., 2015).

LITERATUR

Degenhardt, J., Kollner, T. G., Gershenzon, J., 2009, Monoterpene and Sesquiterpene Synthases and the Origin of Terpene Skleletal Diversity in Plants, Phytochemistry, 70, 1621-1637.

Hanwar, D., Suhendi, A., Santoso, B., Trisharyanti, I., Santoso, B., Safitri, M., Haryoto, 2015, Analisis Profil Metabolit Sekunder Ekstrak Lempuyang Emprit dengan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa, University Research Colliquium

Heyne, K., 1987, Tumbuhan Berguna Indonesia, Jakarta Pusat: Departemen Kehutanan

Karmia, N, 2007, Profil Kromatogram dan Aktivitas Antibakteri Ekstrak Etanol Rimpang Lempuyang Emprit (Zingiber amarican) terhadap Bakteri Escherichia coli In Vitro, Skripsi, Fakultas Kedokteran, Universitas Diponegoro

Kirana,  C.,  McIntosh,  G.H.,  Record,  I.R.  and  Jones, G.P, 2003, Antitumor  Activity  of  Extract  of  Zingiber aromaticum  and  its Bioactive  Sesquiterpenoid  Zerumbone, Nutrition and Cancer, 45, 218-25

Melannisa, R., Suhendi, A., Muhlasin, A., 2012, Penentuan Profil Kromatogram Ekstrak Etanol Lempuyang Emprit (Zingiber amarican Bl.) dari Berbagai Daerah dan Penetapan Kadar Zerumbon dengan Metode Kromatografi Cair Kinerja Tinggi, Skripsi, Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Surakarta

Muhammad, H. S. R., 2013, Anti-Leukemic Effects Of Zerumbone Nanoparticle On Human Lymphoblastic Leukimia Cells (JURKAT) In Vitro and Murine Leukimia Model, Thesis,University Putra Malaysia

Muhlas, A., 2013, Profil Kromatogram Ekstrak Etanol Lempuyang Emprit (Zingiber amarican Bl.) dan Penetapan Kadar Zerumbon-nya dengan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi, Skripsi, Fakultas Farmasi, Universitas Muhammadiyah Surakarta

Murakami, A., Takahashita, D., Kinoshita, T., Koshimizu, K., Kim, H.W., Yoshihiro, A.,  Nakamura, Y., Jiwajinda, S.,  Tereo,  J.  and  Ohigashi,  H., 2002,  Zerumbone, a  Southeast  Asian  Ginger  Sesquiterpene,  Markedly Suppress  Free  Radical  Generation,  Proinflammatory Protein  Production,  and  Cancer  Cell  Proliferation Accompanied by Apoptosis, Carcinogenesis 23: 1961-1963

Nuratmi, B., Astuti, Y. U. N., & Sundari, D., 1999, Pengaruh Infus Lempuyang Pahit (Zingiber Amarican Bl) Terhadap Diare Buatan Pada Tikus Putih, Warta Tumbuhan Indonesia, 6–7

Riyanto, S. , 2007,  Identification Of Isolated Compounds From Zingiber amaricans BL. Rhizome, Indo. J. Chem., 7 (1) : 93 – 96

Sastroamidjojo, D. A. S., 2001, Obat Asli Indonesia, Jakarta: Dian Rakyat

Sudarsono, Gunawan, D., Wahyuono, S., Donatus, I. A., & Purnam, M., 2002, Tumbuhan Obat II (Hasil Penelitian, Sifat - Sifat, dan Penggunaan), Yogyakarta: Pusat Studi Obat Tradisional - Universitas Gadjah Mada

Syukur, C., 2005, Pembibitan Tanaman Obat, Jakarta: Swadaya

Tjitrosoepomo, G., 1994, Taksonomi Tumbuhan Obat - Obatan (Yogyakarta), Gadjah Mada University Press

Usman, H., 2014, Kimia Organik Bahan Alam Laut, Thesis, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin