teknologi farmasi bahan alam

TECHNOLOGI FARMASI BAHAN ALAM

Suwijiyo Pramono

Achmad Fudholi

Pertemuan Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan Pustaka

Minggu 1 Pendahuluan 1. Perkembangan obat bahan alam2. Konsep dasar teknologi farmasi bahan alam3. Tebal lapisan batas4. Perbedaan konsentrasi5. Sifat fisiko-kimia kandungan tumbuhan

1, 3,4, 5

Minggu 2 Tahapan proses produksi ekstrak

1. Pengeringan bahan2. Pengecilan bahan dan pembuatan serbuk3. Pengaruh gugus hidroksi terhadap efektivitas pembasahan4. Mekanisme proses ekstraksi

5

Minggu 3

Jenis metode ekstraksi 1. Metode ekstraksi total2. Digesti dan infundasi3. Maserasi4. Perkolasi5. Pembuatan jus6. Freeze drying7. Karbon dioksida cair

5

Minggu 4 Cairan penyari dan optimasi ekstraksi

1. Jenis dan sifat melarutkan berbagaicairan penyari

2. Cairan penyari untuk industri 3. Penentuan komposisi cairan penyari

dengan simplex lattice design4. Optimasi penyarian dengan factorial

design

4, 5

Minggu 5 Produksi ekstrak terpurifikasi 1. Tujuan purifikasi2. Purifikasi berdasarkan perbedaan

polaritas 3. Metode pengendapan4. Distilasi 5. Eliminasi zat ballast dengan

adsorben

4, 5

Minggu 6 Pemisahan, penguapan sari dan pengeringan ekstrak

1. Pemisahan sari dengan pres mekanik, pres hidrolik, spinner/sentrifugasi, dan

pengurangan tekanan2. Penguapan sari dengan metode

penguapan terbuka, pipa melingkar, pengurangan

tekanan, spray dryer, freeze dryer3. Pengeringan ekstrak dengan oven,

fluidized bed dryer, bahan pengering

1, 3, 4, 5

Minggu 7 Standardisasi ekstrak 1. Tujuan standarisasi2. Parameter standar non spesifik : kadar

air, susut pengeringan, kadar abu, sisa pelarut, cemaran logam berat, residu pestisida, mikroba dan aflatoksin

3. Parameter standar spesifik : kadar sari dalam pelarut tertentu, kadar zat aktif, zat identitas dan profil kromatografi

2

Daftar Pustaka

1. Anonim, 1986, Sediaan Galenik, Departemen Kesehatan RepubliIndonesia, Jakarta

2. Anonim, 1998, Quality Control Methods for Medicinal Plant Materials, WHO Library Cataloguing in Publication Data, Geneva

3. Bruneton, J., 1999, Pharmacognosy, Phytochemistry, Medicinal Plants, Intercept Ltd., New York

4. Gaedcke, F., Steinhoff, B., Blasius, H., 2003, Herbal Medicinal Products, Medpharm Scientific Publisher, Stuttgart

5. List, P.H., Schmidt, P.C., 1989, Phytopharmaceutical Technology, CRC Press. Boston

PENYIAPAN BAHAN BAKU

PROSES PENGERINGAN

TANAMAN HIDUP ORGAN YANG DIPANEN BAHAN KERING FOTOSINTESIS SUPPLY NUTRISI KADAR AIR < 10% BIOSINTESIS BERHENTI

REAKSI KADAR AIR > 10% DENATURASI ENZIMATIK ENZIM MASIH AKTIF ENZIMBERLANGSUNG MIKROBA MIKROBA ALAMI HIDUP MATI BAHAN DAN DEKOMPOSISI STABILITAS BAHAN KANDUNGAN AKTIF KANDUNGAN AKTIF DAN KAND AKTIF STABIL DAN KONTAMINASI FISIS DAN FISIS DAN KIMIAWI MIKROBA KIMIAWI

PEMBUATAN SERBUK

TEBAL LAPISAN BATASJarak yang harus ditempuh oleh cairan penyari untuk mencapai zat

aktif didalam sel bahan

SEMAKIN HALUS SERBUKSEMAKIN PENDEK TEBAL LAPISAN BATAS

SEMAKIN MUDAH PENETRASI PENYARI UNTUK

MENCAPAI ZAT AKTIF DI DALAM BAHAN

SEMAKIN EFEKTIF PROES PENYARIAN

DALAM REALITASNYA

TIDAK SELALU DEMIKIAN

BERBAGAI KERUGIAN YANG MUNGKIN TERJADI JIKA BAHAN TERLALU HALUS

1. PENGUAPAN MINYAK ATSIRI KARENA BANYAK SEL YANG PECAH

2. ZAT BALLAST YANG SEBENARNYA TIDAK LARUT KELUAR SEL DAN MENGOTORI SARI

ZAT BALLAST LIPOFILIK : LEMAK,

KLOROFIL

RESIN

ZAT BALLAST HIDROFILIK: KARBOHIDRAT

PROTEIN

3. KECILNYA RUANG INTRA DAN INTER SELULAR MEMAMPATKAN BAHAN DAN MENYUMBAT PERKOLATOR

4. RIMPANG DAN BIJI DENGAN KANDUNGAN AMILUM TINGGI 　 => JIKA CAIRAN PENYARINYA AIR ATAU ALKOHOL BERKADAR RENDAH AKAN MENGGUMPAL JIKA ADA PEMANASAN

TAHAPAN PROSES EKSTRAKSI

１． PENETRASI CAIRAN PENYARI KEDALAM SEL

Tebal lapisan batas

Keras lunaknya sel bahan :

Daun, bunga, rimpang Lunak

　　　　　　　　　 Kayu dan beberapa jenis buah Keras

　　 Cairan penyari – Semakin besar persentase gugus OH

semakin kuat daya penetrasinya

Air > Gliserol > Metanol > Etanol > Eter

2. MENGEMBANGNYA RUANG INTRA AND INTER SELULAR KARENA NTERISI CAIRAN PENYARI

TAHAPAN PROSES EKSTRAKSI (Lanjutan)

3. KONTAK ANTARA CAIRAN PENYARI DENGAN KANDUNGAN KIMIA BAHAN

4. PELARUTAN KANDUNGAN AKTIF DALAM CAIRAN PENYARI Kesesuaian polaritas – Like and Dislike Kejenuhan sari – Perkolasi (supply penyari baru) > Maserasi Pemanasan – Penurunan viskositas – Peningkatan kemampuan untuk melarutkan kandungan aktif Pengadukan dan pengojogan– Peningkatan pelarutan kandungan

aktif 5. DIFUSI KANDUNGAN AKTIF KELUAR SEL Perbedaan konsentrasi antara cairan di dalam dan di luar sel – Concentration equilibrium – Percolation > Maceration Tekanan – Perkolasi (aliran cairan) > Maserasi Bisa ditambah tekanan dari atas atau vakum dari bawah

SOLVENTS DISSOLVED CHEMICAL CONSTITUENT GROUPS

HEXANE , PETR ETHER Terpenoids (volatile oil), Triterpenes, Steroids, Coumarins, Benzene, Toluene Polymethoxy flavones, Lipid, Resin, Chlorophylls, Xanthophylls

CHLOROFORM All above mentioned groups, Anthraquinones, Free alkaloids, Dichloromethane Curcuminoids, Free phenols

DIETHYL ETHER All above mentioned groups, Flavonoid aglycones, Phenolic acids

ETHYL ACETATE All above mentioned groups, Flavonoid monoglycosides, Acetone Quasinoids, Other glycosides

ETHANOL All above mentioned groups, Flavonoid diglycosides, Tannin, Amino And other alcohols acids

HOT WATER All above mentioned groups starting from those dissolved in diethyl ether, Alkaloid salts, Flavonoid polyglycosides, Mono- and Disaccharides, and Proteins

STABILITAS KANDUNGAN AKTIF

• Hidrolisis Ester : Metil salisilat

Daun gondopura

Gaultheria fragrantissima Wall

Komponen balsam

Bensil asetat

Bunga melati

Jasminum officinale L.

Parfum dan Aromaterapi

OC

OH3C

C

O

OCH3

OH

ESTER (lanjutan)

Kencur (Kaempferia galanga L.)

Etil p-metoksi sinamat

Ekspektoran

Analgetik

Selasih (Ocimum basilicum L.)

Linalil asetat

Parfum dan

Aromaterapi

O

C CH3

O

OCH3

C CH

CO

OC2H5

H

HIDROLISIS GLIKOSIDA

SELEDRI (Apium graveolens L.)

Apigenin-7-O-apiosil-glukosida

Apiin Apigenin

Polar Semipolar

larut dalam air larut dalam alkohol

Apiosil-glukosil-O O

O

OH

OH

O

O

OH

OH

HO

HIDROLISIS POLISAKHARIDA

Biji Sangkobak (Plantago major L.)Daun Jati blanda (Guazuma ulmifolia Lamk.)POLISAKHARIDA MONO/DISAKHARIDA- Water soluble fiber - Glukosa, galaktosa- Musilago - Sakharosa, laktosa- Molekul besar - Molekul kecil- Sulit diabsorpsi - Mudah diabsorpsi

- Memperlancar defekasi - Sumber kalori - Menekan nafsu makan - Menambah berat - Pelangsing badan

ENZIM OKSIDASE & POLIMERASE

Mono dan seskuiterpen

(penyusun minyak atsiri)

oksidasi

Menjadi lebih gelap

polimerisasi

Resin

Tidak larut, toksik

PENGARUH SINAR ULTRAVIOLET

Azulen - Temuhitam (Curcuma aeruginosa)

Chamazulen – Bunga kamomila (Matricaria chamomilla)

Sesquiterpen dg banyak ikatan rangkap

Berwarna biru kehitaman

Memucat oleh sinar matahari langsung

Kurkuminoid – Memucat oleh sinar UV

Klorofil daun – Menjadi abu-abu

Pengeringan dg ditutup kain hitam

Menghindari desinfektasi dg sinar radiasi

FAKTOR PEMANASAN

Minyak atsiri - Terpenoid hidrokarbon bertitik didih rendah

menguap, hilang- Seskuiterpen lakton tidak stabil oleh panas

Senyawa dg banyak ikatan rangkap- Karotenoid- Kurkuminoid

FAKTOR pH

• Pada MMI III th 1979

- Nonaktivasi enzim dg pendidihan irisan

temulawak segar coklat kuning menyala

- Eksportir Yogya mendidihkan dg air kapur

- Kesalahan besar

- Minyak atsiri menguap bersama uap air

- Kurkumin terurai menjadi asam ferulat

KERUSAKAN FISIK SIMPLISIA

Kelembaban tinggi (Daerah tropis) - Bahan higroskopik (agar-agar)

mengempal, basah, mencair

Diberi bahan penyerap air

Kelembaban rendah (Timur tengah, Eropa) - Simplisia kehilangan air secara perlahan

- Menjadi kisut

Pengepakan kedap udara

PENTINGNYA STANDARDISASI BERKAITAN DG KANDUNGAN KIMIA DAN EFEK TERAPI

KANDUNGAN SIMPLISIA : - Zat aktif – kadar berkaitan dg efek terapi

- Zat ballast - karbohidrat, protein, lemak, klorofil, resin, tanin - tidak terkait dg efek terapi - membuat jenuh cairan penyari - mempengaruhi kadar zat aktif yang tersari

- Harus distandardisasi

PRODUCTION OF PURIFIED EXTRACT

- DELIPIDATION and FRACTIONATION

- SAPONIFICATION

- RESIN ELIMINATION

- DISTILLATION

- PRECIPITATION BY :

- Different solvent polarities

- Heavy metal – Poly phenol reaction

- Protein – Tannin reaction- ALKALOID SEPARATION- ELECTROCOAGULATION

DELIPIDATION AND FRACTIONATION

PLANT POWDER PLANT POWDER PETROLEUM ETHANOL ETHER RESIDUE EXTRACTNON POLAR RESIDUE ETHANOLSUBSTANCES Chloroform Evaporation; /Ether + Hot

Water SUSPENSIONRESIDUE EXTRACT CHCl3 Ether: Ethanol /ETHER Ethylacetate: Butanol

EXTRACT ETHANOL DIFFERENT FRACTIONS

SAPONIFICATION

NON POLAR / LIPID EXTRACT KOH Solution

SOAP WATER FRACTION

Ether

WATER ETHER FRACTION FRACTION (TRITERPENE

STEROID CAROTENOID)

RESIN ELIMINATION

ETHANOLIC EXTRACT ETHANOLIC EXTRACT

Petroleum ether KOH ethanolic

/Hexane

PE/Hexanic INSOLUBLE PRECIPITATE SOLUBLE

FRACTION FRACTION (RESIN) FRACTION

CURCUMIN PIPERINE

DISTILLATION

NON POLAR/ LIPID EXTRACT

+ WATER DISTILLATION

ESSENTIAL OIL NON VOLATILE FRACTION

PRODUKSI EKSTRAK

• PENGECILAN BAHAN – Grinder, Penyerbuk• EKSTRAKSI – Maserasi, Perkolasi, Digesti,

Destilasi

DESTILASI

AIR UAP DAN AIR UAP

PEMISAHAN SARI DARI AMPAS

PRESS PRESS SPINNER PRESS DG

MEKANIK HIDROLIK (SENTRIFUGASI) PENGURANGAN

TEKANAN

PENGUAPAN SARI

PANCI PENGUAP PENGUAP DENGAN

TERBUKA PENGURANGAN TEKANAN

PENGERINGAN EKSTRAK

• PERALATAN : • Oven Harus sering diaduk/dihomogenkan• Fluidized Bed Dryer Temperatur sering terlalu tinggi• Pengeringan terbuka Cemaran mekanik atau gosong

• BAHAN PENGERING• Aerosil Sering terjadi interaksi mis. kurkuminoid• Laktosa Kalah efektif dibanding Aerosil• Amilum Kalah efektif dibanding laktosa• Maltodekstrin Khusus untuk produk instan