Category Archives: Pertanian

Sediaan Obat Tradisional di Indonesia

Seiring dengan semakin meningkatnya pengetahuan masyarakat akan jenis dan manfaat tanaman obat (herbal), pelan namun pasti telah membuka jalan bagi tumbuh dan berkembangnya obat dan pengobatan tradisional. Setelah sekian lama kita menggunakan cara pengobatan modern berbasis bahan kimia sintetis, konsumsi obat yang berasal dari bahan baku tumbuhan atau hewan menjadi salah satu alternatif metode penyembuhan dengan berbagai keunggulan. Selain itu gaya hidup modern yang cenderung kembali ke alam (back to nature) turut mendorong semakin meningkatnya eksplorasi, penelitian senyawa bioaktif, dan produksi obat herbal baik secara tradisional ataupun modern.

Menurut Undang-undang No 23 Tahun 1992 tentang Kesehatan, yang dimaksud dengan obat tradisional adalah bahan ataupun ramuan bahan yang berupa bahan tumbuhan, hewan, bahan mineral, sediaan galenik, atau campuran dari bahan tersebut yang secara turun-temurun telah digunakan untuk pengobatan dan telah diterapkan sesuai dengan norma yang berlaku di masyarakat.

Obat tradisional yang awalnya diproduksi oleh pengobat tradisional untuk pasiennya dalam lingkungan terbatas, kemudian berkembang menjadi industri rumah tangga, dan kini bahkan telah diproduksi oleh bukan hanya industri obat kecil tradisional, bahkan telah berkembang pada industri obat tradisional (IOT) dalam skala besar.

Berbagai macam varian obat tradisional telah diproduksi, untuk mempermudah pengawasan dan perizinan maka BPPOM telah mengklasifikasikan obat tradisional ke dalam tiga bentuk sediaan yaitu jamu, obat herbal terstandar dan produk fitokimia.Berikut ini adalah perbedaan antara jamu, obat herbal erstandar, dan fitofarmaka :

Logo IOT

Jamu merupakan  obat tradisional Indonesia yang berasal dari pengetahuan masyarakat (fakta empiris) dan diwariskan secara turun-temurun. Oleh karena itu dalam kemasan jamu sering kita temukan kata “dipercaya berkhasiat untuk mengobati…..” Klaim khasiat ramuan jamu diperoleh bukan dari kegiatan percobaan atau penelitian yang bersifat ilmiah, namun diperoleh dari pengetahuan yang berkembang di masyarakat dan diwariskan secara turun temurun.  Contoh produk jamu yang sudah kita kenal adalah jamu sido muncul, bintang toejoeh, air mancur dan lain-lain.

Obat herbal terstandar adalah sediaan obat bahan alam yang telah telah dibuktikan kemanan dan khasiatnya secara ilmiah dengan praklinis serta telah dilakukan standarisasi pada bahan baku yang digunakan. Uji praklinis yang dilakukan diantara adalah uji eksperimental in vitro, uji eksperimental in vivo, uji toksisitas akut, uji toksisitas subkronik, dan uji toksisitas khusus. Obat herbal terstandar memiliki ciri logo tertentu yang berbeda dengan logo produk jamu dan fitofarmaka, contoh produk yang beredar di masyarakat diantaranya tolak angin, diapet, lelap, reumaker, dan lain-lain.

Fitofarmaka merupakan sediaan bahan alam yang telah dibuktikan keamanan dan khasiatnya secara ilmiah dengan uji klinis dan praklinis. Uji klinis tanaman obat dilakukan untuk memperoleh bukti klinis bahwa obat tersebut bermanfaat, sehingga konsumen yakin akan klaim obat tersebut dari awal. Sebagai contoh produk X mengklaim bahwa produknya mampu menyembuhkan gejala sakit hepatitis, maka uji klinis yang dirancang dengan menghadirkan penderita hepatitis pada stadium dan persyaratan kesehatan tertentu untuk diuji menggunakan produk  X. Pada obat herbal terstandar selain standarisasi bahan baku,  produk jadinya pun distandarisasi untuk memastikan kualitas produk yang diharapkan. Logo pada produk fitofarmaka berbeda dengan logo produk jamu dan obat herbal terstandar. Produk fitofarmaka yang terdapat di Indonesia diantaranya : Stimuno, Nodiar, X-gra, Tensigard, dan lain-lain.

Bagaimana dengan sediaan obat herbal di Eropa ?

Produk obat herbal di Eropa berbasis pada produk ekstrak terstandar. Produk ekstrak terstandar dihasilkan oleh industri ekstrak sebagai industri bahan baku obat herbal (industri antara). Produk ekstrak terstandar sendiri dilindungi oleh hak paten dan merk sehingga menjamin perusahaan tersebut memiliki hak guna atas metode ekstraksi yang digunakan dan produk yang dihasilkan nantinya. Biasanya untuk satu tanaman obat terdapat 2-4 brand yang berbeda dan setiap brand bersaing di pasaran atas dasar kelengkapan data uji klinik atas klaim khasiat. Produk obat herbal di Eropa setara dengan produk fitofarmaka di Indonesia. Regitrasi yang digunakan hampir sama dengan pendaftaran obat pada umumnya yakni melalui NDA (new drug application). Oleh sebab itu maka tidak mengherankan apabila produk obat herbal di luar negeri mudah diperoleh karena bersaing secara seimbang dengan obat berbahan kimia sintetis.

Bagaimana proses ekstraksi yang digunakan pada tanaman obat akan saya sampaikan pada tulisan selanjutnya.

Bioteknologi Tanaman Genus Curcuma (1)

Tanaman genus Curcuma menjadi sangat penting bagi perkembangan dunia pengobatan secara global karena memiliki potensi penghambatan terhadap berbagai macam gejala penyakit seperti anti peradangan, hypoclorestaemik, kolera, anti biotik, anti diabetes, anti kanker, anti virus, dan anti rheumatik. Tanaman genus Curcuma telah digunakan sebagai bahan obat  untuk mengatasi penyakit Alzheimer’s serta penggunaan lain sebagai anti serangga, aroma terapi, dan industri parfum.

Beberapa spesies dari tanaman Curcuma juga telah digunakan sebagai bahan baku pada industri karbohidrat, dan bunga potong. Beberapa nilai ekonomi genus curcuma diterangkan pada tabel 1.

Slide7
Sumber : Parthasarathy et al. 2006

Bioteknologi sebagai salah satu ilmu terapan telah lama digunakan pada beberapa penelitian tanaman genus Curcuma sejak 3-4 dekade yang lalu. Curcuma longa L. atau dikenal dengan kunyit merupakan tanaman temu-temuan yang digunakan sebagai bahan baku berbagai jenis masakan. Tanaman kunyit telah menjadi fokus beberapa peneliti khususnya dalam bidang bioteknologi. Ada beberapa kegiatan yang berhubungan dengan bioteknologi yang telah dilakukan dan mencakup dalam tiga kegiatan besar diantaranya : kultur jaringan, marka molekuler, dan transformasi genetik. Marka molekuler dan transformasi genetik akan disampaikan pada tulisan selanjutnya, Bioteknologi Tanaman Genus Curcuma (2)

Kultur Jaringan

Penelitian kultur jaringan telah banyak dilakukan hingga menghasilkan beberapa protokol untuk propagasi tanaman genus Curcuma secara in vitro, kultur suspensi sel sebagai penapisan varietas dengan sifat unggulan dan digunakan pula untuk konservasi tanaman.

Pengaruh eksplan dan media. Diantara berbagai macam eksplan yang telah dicoba, tunas rimpang merupakan material yang paling banyak digunakan pada propagasi tanaman  genus Curcuma. Media MS (Murashige and Skoog) secara luas telah dikembangkan dengan penambahan zat pengatur tumbuh tanaman benzil adenin (BA) atau benzil amino purin (BAP) untuk memberikan pengaruh terhadap proliferasi tunas pada propagasi klonal secara in vitro. Hasil penelitian menunjukan respon yang beragam terhadap pengaruh BAP, artinya setiap spesies memiliki respon yang berbeda-beda. Selain penggunaan sitokinin secara tunggal, kombinasi sitokinin dengan auksin seperti NAA, kinetin, IBA, 2,4D, TDZ dan IAA pada media solid maupun cair memberikan pengaruh terhadap berkurangnya jumlah kalus, multiplikasi tunas dari tunas rimpang, dan pembungaan pada beberapa tanaman genus Curcuma. Hasil penelitian pada Curcuma zedoaria menunjukan terbentuknya kalus dari hypertropheid cortical sel parenkim pada eksplan akar. Penggunaan sukrosa telah digunakan sebagai sumber karbon terbaik bagi eksplan tanaman genus Curcuma.

This slideshow requires JavaScript.

Induksi Mutasi in Vitro. Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Meskipun secara biologi sebagian terbesar mutasi menyebabkan gangguan pada kebugaran (fitness) individu, bahkan kematian, mutasi sebenarnya adalah salah satu kunci bagi kemampuan beradaptasi suatu jenis (spesies) terhadap lingkungan baru atau yang berubah. Sisi positif ini dimanfaatkan oleh sejumlah bidang biologi terapan. Induksi mutasi tanaman kunyit telah dilakukan pada beberapa varietas “Suvarna” dan “Prabha” dengan menggunakan bahan kimia EMS (ethil methane sulfonat), dan secara fisik menggunakan iradiasi sinar gamma yang menghasilkan cytotypes dengan mengubah sejumlah kromosom.

Produksi Microrhizome secara In Vitro. Microrhizome memiliki keunggulan dibandingkan dengan rimpang pada umumnya, karena memiliki keuntungan dalam hal pengemasan dan transportasi, disamping konservasi plasma nutfah. Induksi microrhizome telah dilakukan dan memperoleh hasil yang menggembirakan. Dengan penggunaan media MS dan zat pengatur tumbuh BAP, NAA dan ancymidol dengan penambahan hingga 10% sukrosa telah bisa dihasilkan microrhizome pada minggu ke 8, dan cukup baik saat diaklimatisasi ke lapangan. Secara teknis induksi microrhizome dilakukan dengan menghambat kinerja BAP dan meningkatkan konsentrasi glukosa maka akan menghasilkan microrhizome yang lebih baik. Percobaan dilakukan pada media cair dengan penambahan BA dan mengurangi fotoperiodisitas yang diamati selama 30 hari.

This slideshow requires JavaScript.

MSG dan Pertumbuhan Tanaman

Perlakuan penambahan AJI-NO-MOTO® pada tanaman telah dilakukan oleh banyak orang. Pada beberapa hari yang lalu saya membaca blog Siti Fatimah Ahmad yang berasal dari Serawak, Malaysia.Blog tersebut mengulas bagaimana AJI-NO-MOTO® diaplikasikan pada tanaman hias. Hasilnya sungguh menggembirakan, terdapat banyak keunggulan tanaman dengan diaplikasikan AJI-NO-MOTO®. Seperti kita ketahui bersama AJI-NO-MOTO® adalah merek dagang untuk produk yang di dalam komposisinya terdapat senyawa monosodium glutamat atau sodium glutamat (MSG). Produsen industri makanan memasarkan dan menggunakan MSG sebagai penguat cita rasa karena zat ini meningkatkan cita rasa makanan. Nama dagang untuk monosodium glutamat selain AJI-NO-MOTO®, adalah Vetsin, dan Ac’cent.

download (1)
Kristal Monosodium Glutamat (sumber : wikipedia)

Kristal MSG

Monosodium glutamat merupakan garam natrium dari asam glutamat yang merupakan salah satuasam amino non-esensial paling berlimpah yang terbentuk secara alami. Bahkan pengawasan obat dan makanan Amerika serikat atau Food and Drug Administration A.S. mengklasifikasikan MSG sebagai Generally Recognized as Safe (GRAS) atau secara umum diakui aman, bahkan Uni Eropa mengklasifikasikannya sebagai zat tambahan makanan yang diberi kode HS 29224220 dan Nomor EC E621. Selain itu Food Standards Australia New Zealand (FSANZ) menyatakan MSG juga aman dengan pemakaian pada dosis tertentu.

 

Bagaimana asal muasal MSG ?

Profesor Kikunae Ikeda (1908) mengisolasi asam glutamat sebagai bahan baku rasa baru dari ganggang laut Laminaria japonica. Untuk memverifikasi bahwa glutamat yang terionisasi merupakan penyebab rasa umami (rasa baru hasil ekstrak ganggang laut), Profesor Ikeda mempelajari kombinasi sifat rasa garam glutamat seperti kalsium, kalium, dan magnesium glutamat. Semua garam menghasilkan rasa umami. Di antara penggunaan garam-garam tersebut, sodium glutamat adalah yang paling mudah larut, sedap, dan mudah dikristalkan. Profesor Ikeda menamai produk ini monosodium glutamat dan mengajukan paten untuk membuat MSG. Suzuki bersaudara memulai produksi MSG komersial pada tahun 1909 sebagai AJI-NO-MOTO® yang artinya intisari rasa.

Sifat Kimia Asam Glutamat

Asam glutamat termasuk asam amino yang bermuatan polar. Ini terlihat dari titik isoelektriknya yang rendah, yang menandakan ia sangat mudah menangkap elektron  atau bersifat asam menurut Lewis. Tentunya masih ingat penggolongan asam basa menurut lewis. Asam adalah spesi yang mampu menerima pasangan elektron.

Asam glutamat dapat diproduksi sendiri oleh tubuh manusia dan bersifat essensial. Asam glutamat adalah salah satu asam amino yang dianggap sebagai neurotoksin, Hal ini karena ketika asam glutamat diberikan sebagai asupan melalui mulut kepada hewan menunjukan pengaruh pada bagian otak hipotalamus. Ion glutamat merangsang beberapa tipe saraf yang ada di lidah manusia. Sifat kimia ini yang dimanfaatkan oleh industri makanan khususnya penyedap. Garam turunan dari asam glutamat, yaitu MSG  sangat dikenal sebagai penyedap makanan baik di Indonesia maupun Asia Timur.

download
Struktur kimia asam glutamat, glutamat, dan monosodium glutamat

Produksi MSG sebagai bahan penguat cita rasa

Dari awal ditemukannya MSG telah diproduksi dengan tiga metode, yaitu :

  1. reaksi hidrolisis protein nabati dengan asam hidroklorida untuk memutuskan ikatan peptida (1909 -1962). Reaksi ini dilakukan pada gluten gandum. Namun karena permintaan akan MSG semakin meningkat maka dikembangkanlah proses lainyya yaitu sintesis kimia dan fermentasi.
  2. sintesis kimia langsung dengan akrilonitril (1962 – 1973) dikenal dengan sintesis pertama MSG yang dilakukan industri makanan.
  3. fermentasi bakteri merupakan metode yang palin banyak digunakan saat ini. Reaksi fermentasi yang dilakukan sebenarnya sama dengan reaksi fermentasi pada anggur, cuka, yoghurt dengan penambahan natrium (Na) pada tahap netralisasi. Bakteri yang digunakan dari jenis coryneform bacteria. Produksi glutamat dilakukan dengan mengkonversi bahan yang mengandung gula seperti gula bit, gula tebu, tapioka atau molase.

Wujudnya akhir dari MSG yang dibuat berupa serbuk kristal berwarna putih dan tidak berbau yang dalam larutan terdisosiasi menjadi glutamat dan natrium. Bahan ini sangat mudah larut dalam air, tetapi tidak bersifat higroskopis dan tidak larut dalam pelarut organik.

Bagaimana MSG berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman?

Seperti penjelasan sebelumnya MSG sangat mudah larut dan terdisasosiasi menjadi natrium dan glutamat. Natrium memang bukan merupakan elemen penting bagi tanaman, akan tetapi  dalam jumlah kecil dapat berfungsi sebagai mikronutrien khususnya dalam membantu metabolisme dan sintesis klorofil. Dalam beberapa tanaman, Natrium sebagai unsur alkali dapat digunakan pula sebagai pengganti kalium dan membantu dalam pembukaan dan penutupan stomata, yang membantu mengatur keseimbangan air internal.

Bagaimana jika tanaman kekurangan Natrium? kekurangan natrium tampaknya tidak menunjukkan gejala apapun karena bukan merupakan elemen penting, dan fungsinya bisa digantikan oleh Kalium. Bagaimana jika tanaman mendapatkan natrium yang berlebih? Apabila kita memberikan natrium dalam jumlah yang cukup besar maka akan menjadi lebih toksis bagi tanaman dan berakibat pada timbulnya gejala nekrosis, hampir sama dengan toksisitas yang disebabkan oleh  mikronutrien lainnya.

Asam glutamat merupakan senyawa organik golongan yang mengandung komponen nitrogen, dikenal sebagai salah satu jenis asam amino yang berfungsi sebagai hormon pertumbuhan yang mengontrol keseimbangan nutrisi sehingga terdapat keseimbangan dalam pertumbuhan organ pada tanaman. Asam glutamat dikenal dapat menstimulasi pertumbuhan pada tanaman tingkat tinggi dengan terlibat dalam sintesis klorofil. Sehingga tanaman akan tampak lebih hijau. Klorofil sangat berperan penting dalam reaksi fotosinttesis pada tanaman.

Penelitian yang telah dilakukan oleh Mazher et al. 2011 menunjukan bahwa penambahan asam glutamat hingga 200 ppm pada tanaman Codiaeum variegatum L. dapat meningkatkan bebeapa parameter pertumbuhan seperti tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, jumlah cabang, dan bobot kering dan basah tanaman yang dapat diamati pada tabel  3 di bawah ini.

Slide1

Hasil tersebut tidak mengherankan karena ternyata penambahan asam glutamat pun dapat meningkatkan penyerapan hara khususnya nitrogen, posfor, dan kalsium baik pada organ daun, batang maupun akar. Unsur unsur tersebut sangat pening dalam pertumbuhan tanaman yang dapat diamati pada tabel 6 di bawah ini.

Slide2

Selain berdampak pada pertumbuhan tanaman, penambahan asam glutamat juga dipercaya mampu menginduksi bunga. Gambar di bawah ini adalah padi yang telah diaplikasikan dengan asam glutamat (kanan) dan tidak (kiri). Asam glutamat dicampurkan ke dalam pupuk organik sehingga lebih mudah dalam pengaplikasiannya. Jelas terdapat perbedaan, pada tanaman dengan penambahan asam glutamat akan merangsang terbentuknya malai padi lebih cepat bila dibandingkan dengan tanaman padi yang tidak diberikan perlakuan. Hal ini sangat bermanfaat untuk mengoptimalkan karakter hasil beberapa tanaman budidaya.

Slide3
Tanaman padi yang telah diaplikasikan dengan asam glutamat (kanan) dan yang tidak (kiri)

Pada tanaman pukul 8 pagi yang diaplikasikan MSG oleh Mba Siti Fatimah Ahmad, kita dapat melihat perbedaannya. Tanaman dengan penambahan MSG menunjukan ukuran dan jumlah daun yang lebih banyak, tinggi tanaman dan lebar daun yang lebih besar serta bunga yang lebih indah. Hasil ini sejalan dengan penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Namun penggunaan MSG tidak untuk ditambahkan sebagai pupuk utama, karena sebagai hormon pertumbuhan, asam glutamat bekerja hanya dalam jumlah sedikit. Kebutuhan nutrisi baik makro maupun mikro tetap dibutuhkan layaknya tanaman normal pada umumnya. Sehingga jangan sampai karena ingin memperoleh tanaman yang baik hanya ditambahkan MSG tanpa penggunaan pupuk dasar merupakan hal yang percuma.

msgfatima8kembang8pagi7
Taanaman pukul 8 pagi yang diberikan perlakuan MSG (kiri) dan tidak (kanan) oleh Siti Fatimah Ahmad. Sumber : Siti Fatimah Ahmad

Curcuma, ornamental plant

Genus Curcuma merupakan anggota famili Zingiberaceae yang memiliki lebih dari 50 spesies yang tersebar di asia dan Australia. Beberapa spesies Curcuma digunakan sebagai tanaman obat dan aromatik.  Genus Curcuma memiliki potensi lain yang belum dioptimalkan yaitu sebagai tanaman hias (ornamental plant). Tanaman genus Curcuma memiliki warna bunga yang luas dan morfologi yang berbeda-beda saat mekar. Sebagai contoh Curcuma alismatifolia Gagnep tanaman endemik di Thailand bagian utara sudah diperkenalkan sebagai tanaman hias sejak tahun 1990. Bahkan sejak ditemukannya teknologi kultur jaringan, usaha bunga potong tanaman tersebut menjadi lebih ekonomis. Penelitian yang berhubungan dengan pertumbuhan dan fisiologi pembungaan masih terus berkembang untuk mendapatkan produksi bunga yang berkualitas.

Ada banyak potensi sumber daya genetik kita yang belum termanfaatkan dengan baik. Pencinta bunga lebih banyak memanen bunga dan tanaman dari alam daripada membudidayakannya. Memang secara ekonomi memanen bunga langsung dari alam memiliki ongkos/biaya yang lebih kecil, namun tanpa disadari mereka telah mempercepat kepunahan jenis-jenis tertentu yang memiliki laju pertumbuhan yang lambat.

Di bawah ini beberapa contoh bunga genus Curcuma yang telah berhasil diidentifikasi.  Sangat Indah bukan ?

Slide4

Slide2
Zaveska et al. 2012

Slide3Slide4Slide5

Slide7

Kita bisa melihat berbagai kombinasi bunga yang tumbuh dengan ragam warna dan bentuknya. Peluang pengembangan tanaman genus Curcuma sebagai bunga  potong cukup besar. Kita bisa memanen bagian rimpang sebagai bahan baku tanaman obat dan sekaligus bunganya secara bersamaan. Gambar yang saya lampirkan adalah sebagian kecil sumber genetik yang kita miliki. Kita bisa menemukannya sekarang, namun kita tidak tahu keberadaanya nanti. Teknik budidaya mutlak diperlukan untuk mendomestikasi jenis jenis yang komersial sehingga stok/ cadangan tanaman induknya masih bisa kita lihat di alam.

Metabolit sekunder pada tanaman

1437988730688526Penelitian dengan topik kimia bahan alam telah banyak dilakukan oleh peneliti di seluruh dunia dan objeknya meliputi senyawa-senyawa yang berasal dari sumber daya alam hayati seperti mikroorganisme, tanaman maupun hewan. Beragamnya senyawa yang berhasil ditemukan  telah mendorong dikelompokannya senyawa-senyawa tersebut ke dalam dua kelompok besar berdasarkan fungsi dan proses metabolisme pembentukan senyawa tersebut. Secara garis besar senyawa-senyawa tersebut dikelompokkan  menjadi dua kelompok yaitu metabolit primer dan metabolit sekunder. Metabolit primer diperoleh dari proses metabolisme primer  yang sifatnya esensial bagi metabolisme tersebut dan dikelompokan ke dalam 4 kelompok senyawa yaitu karbohidrat, protein, lemak, dan asam amino. Fungsi karbohidrat, protein, asam amino, dan lemak pada makhluk hidup sudah jelas, antara lain karbohidrat sebagai sumber energi dan protein untuk pertumbuhan. Hal tersebut  berlaku secara umum pada semua makhluk hidup. Namun pada tumbuhan diketahui terdapat metabolit sekunder yang memiliki fungsi non esensial. Sebagai contoh, apabila ada ancaman manusia bisa berlari untuk menghindarinya. Hal ini berbeda dengan tumbuhan yang tidak bisa berlari, digunakannya senyawa metabolisme sekunder untuk melindungi dari ancaman yang berasal dari luar.

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, terdapat ribuan bahan metabolit sekunder yang meliputi antibiotik, hormon pertumbuhan, mikotoksin, dan lain-lain. Penelitian telah dilakukan dan menunjukan bahwa metabolisme sekunder yang dihasilkan pada fase akhir pertumbuhan, baik pada media kultur atau pada media yang substratnya dibatasi pada media continouse cultur memproduksi metabolit sekunder  dengan bantuan enzim- enzim khusus yang dikode oleh gen tertentu.

Pada metabolisme sekunder hasil reaksi fotosintesis CO2 membentuk senyawa karbon metabolit primer yang kemudian digunakan pada pembentukan senyawa metabolik sekunder. Terdapat 5 lintasan metabolit sekunder yang diturunkan dari metabolit primer yaitu :

  1. Jalur asam sikhimat yaitu pembentukan senyawa dari eritrosa-4-fospat dan PEP yang dihasilkan asam amino aromatik selanjutnya akan diubah menjadi senyawa N sekunder dan senyawa fenol.
  2. Jalur siklus asam trikarboksilat terhadi perubahan asetil Co A menjadi asam amino alifatik selanjutnya dibentuk senyawa N sekunder
  3. Jalur asam malonat terjadi perubahan asetil CoA menjadi senyawa fenol
  4. Jalur asam mevalonat terjadi perubahan asetil CoA menjadi senyawa fenol atau terpen. Pada lintasan ini 3-PGA  diubah menjadi 2-PGA dengan bantuan enzim fosfogliseromutase dan melepaskan molekul air selanjutnya akan diubah menjadi phosphophenol piruvat dengan bantuan enolase. Phosphophenol piruvat akan diubah menjadi piruvat dengan pembentukan ATP dan ADP dengan bantuan enzim piruvat kinase. Piruvat hasil glikolisis ini akan diubah menjadi acetil CoA dengan menggabungkan 2 acetil CoA dan mengeluarkan 2CoASH terbentuklah HMG-CoA. HMG-CoA akan diubah menjadi asam mevalonic dengan oksidasi 2 NADPH menjadi 2 NAD+. Selanjutnya mevalonic acid akan diubah menjadi asam mevalonic.
  5. Pada jalur MEP terjadi perubahan 3-PGA menjadi terpen.

Beberapa kelompok metabolit sekunder hanya dihasilkan oleh beberapa spesies tumbuhan saja, bahkan spesifik untuk genus, bahkan spesies dan stain tertentu. Sebagai contoh :

  1. Azadirachta indica menghasilkan azadirachin
  2. Polypodium vulgare menghasilkan phytoecdysones
  3. Peppermint L menghasilkan menthol
Slide6
Azadirachta indica

Slide7

Polypodium vulgare

Slide8
Peppermint L

Karena memiliki fungsi ekologis metabolit sekunder disebut juga sebagai alelokimia yang didefinisikan sebagai senyawa kimia non nutrisional yang diproduksi oleh spesies yang dapat mempengaruhi atau  menghambat pertumbuhan, perilaku, dan biologi spesies lain. Fungsi ekologis metabolit sekunder adalah sebagai perlindungan tumbuhan dari herbivora dan patogen, atraktan terhadap polinator (menarik perhatian hewan sehingga membantu menyerbukan bunga dan menyebarkan biji).

Metabolit sekunder terbagi dalam 3 kelompok besar yaitu :

Terpenoid 

Terpenoid atau isoterpenoid merupakan penggabungan struktur dasar rangka isopentan suatu molekul berkarbon 5 yang disebut isoprene strukturnya bervariasi mulai dari turpentine. Umumnya larut dalam lemak dan terdapat dalam sitoplasma sel tumbuhan. Sebagian senyawa terpenoid disintesis melalui jalur mevalonat dengan keragaman struktur yang besar dalam produk alami yang diturunkan dan isoprena yang yang bergandengan dalam bentuk head to tail, sedangkan isoprena diturunkan dari metabolisme asam asetat,  pola struktur terpenoid dapat dijelaskan menjadi 3 bentuk, yaitu :

  1. Head to head : pembentukan ikatan polimer terpenoid melalui monomer isoprena yang terbentuk melalui struktur kepala (C1) dengan kepala (C1) terpenoid lain.
  2. Head to tail : pembentukan ikatan polimer terpenoid melalui monomer isoprene yang terbentuk melalui strukur kepala (C1) dengan bagian ekor (C5) terpenoid yang lain.
  3. Head to middle : pembentukan ikatan polimer terpenoid melalui monomer isoprena yang terbentuk melalui struktur kepala (C1) dengan atom C selain atom C1 dan C5.

Terpenoid terbagi menjadi beberapa kelas diantaranya :

  1. Hemiterpen : 1 unit isoprene (C5) contohnya volatil product organ fotosintesis
  2. Monoterpen : dua unit isoprene (C10) dengan pola head to tail contohnya minyak terpentin, volatil product dari bunga dan minyak dari beberapa herba, mircen, limonen, dan ocimen.
  3. Sesquiterpen : tiga unit isopren (C15) dengan pola head to tail contohnya phytoalexin, antibiotik, antifeedan, dan ABA.
  4. Diterpen : empat unit isoprene (C20) contohnya cembren, phytol, GA, resin, taxol, dan forskolin
  5. Triterpen : enam unit isoprene (C30) gabungan dari dua C15 dengan pola head to head contohnya skualena, brassinosteroid, phytosterol, phytoalexin, toxin, oleanolic acid pada anggur.
  6. Tetraterpen : delapan unit isoprene (C40) dengan pola head to head contoh likopen, karoten, carotenoid,
  7. Polyterpen : lebih dari 8 gugus isoprene contoh karet dan getah perca, plastoquinon, dan ubiquinon
  8. Meroterpen : campuran antara terpen dan metabolit lain

Terpen disintesis pada sitosol dan retikulum endoplasma melalui lintasan acetate/mevalonate contohnya sesquiterpen, triterpen, dan polyterpen. Pada plastid terpen dibenuk melalui lintasan MEP, contohnya isopren, monoterpen, diterpen, dan tetraterpen.

Fenol

Fenol merupakan senyawa dengan ciri senyawa aromatik yang memiliki atau pernah memiliki gugus hidroksil pada cincin phenyl, mudah larut dalam air umumnya berikatan dengan glikosida dan terdapat dalam vakuola tumbuhan. Senyawa fenol merupakan bagian dari evolusi tumbuhan dari lingkungan air ke lingkungan darat karena tumbuhan darat menghasilkan senyawa fenol yang ternyata dimiliki oleh tumbuhan air. Asumsi yang berkembang selanjutnya adalah tanaman darat berevolusi dari lingkungan air dan senyawa fenolik disintesis sebagai cara adaptasi tumbuhan air terhadap lingkungan darat. Senyawa fenol sebagian besar diturunkan dari phenylpropanoid dan phenyl propanoid acetate, dan memiliki struktur senyawa aromatik yang memiliki atau pernah memiliki gugus hidroksil (OH) pada cincin phenyl.

Fenol disintesis melalui jalur lintasan asam shikhimat dan hanya terjadi hanya pada tumbuhan karena lintasan asam sikhimat membutuhkan bahan dasar Erytrosa-4-phosfat yang merupakan hasil dari metabolisme primer (fotosintesis) yang hanya dapat berlangsung pada organisme berklorofil.

Peran senyawa fenol pada tumbuhan adalah untuk memperkuat dingding sel (lignin), pertahanan terhadap patogen (lignan), pigmen bunga, protectan/racun terhadap serangga (tanin), favor (rasa/odor), perlindungan terhadap bakteri dan fungi (isoplavonoid), dan menghambat perkecambahan (stilbene).

Alkaloid

Alkaloid dan senyawa N dengan ciri strkturnya selalu memiliki nitrogen, bersifat basa, umumnya berbentuk kristal, namun ada yang berbentuk cair pada suhu kamar dan larut dalam air. Alkaloid adalah kelompok senyawa basa nitrogen yang kebanyakan heterosiklik dan terdapat pada tumbuhan. Pada beberapa kasus alkaloid dapat melindungi tumbuhan dari gangguan parasit atau pemangsa tumbuhan. Beberapa senyawa alkaloid berfungsi sebagai zat pengatur tumbuh karena dari segi struktur alkaloid menyerupai zat pengatur tumbuh tertentu.

Slide5

Senyawa alkaloid merupakan senyawa yang terdapat pada tumbuhan atau dapat disintesis oleh tumbuhan alkaloid. Hampir seluruh alkaloid berasal dari tumbuhan dan tersebar luas dalam berbagai jenis tumbuhan. Secara organoleptik daun tanaman yang mengandung senyawa alkaloid berasa sepat dan pahit sehingga biasanya langkah awal untuk mengidentifikasi mengandung alkaloid bisa digunakan uji organoleptik. Selain pada daun senyawa alkaloid juga terdapat pada akar, biji, ranting dan kulit kayu.

Alkaloid dibagi menjadi beberapa kelas yaitu : kelas alkaloid  pyrrolidine contohnya nikotin yang dihasilkan oleh tumbuhan Nicotina tabacum berperan sebagai racun, insektisida, dan obat. Kelas alkaloid Tropane contohnya atropine dihasilkan oleh tanaman Hyoscyamus niger. Kelas alkaloid Piperedine contohnya Coniine dihasilkan oleh tanaman Conium maculatum berperan sebagai racun, dan dikenal sebagai alkaloid yang disintesis untuk pertama kali.

Yang paling menarik perhatian adalah senyawa alkaloid yang dikenal sebagai “the gold of dream” yaitu morfin yang berasal dari kata morpheus yang berarti suatu istilah yang menggambarkan suasana halusinasi bagi pemakai opium, morfin atau madat.