Isolasi Nikotin

Laporan Praktikum Kimia Organik Bahan Alam

Isolasi dan Penentuan Kadar Nikotina Tembakau

Pendahuluan

            Alkaloid merupakan golongan metabolit sekunder tumbuhan yang terbesar. Pada umumnya alkaloid mencakup senyawa bersifat basa yang mengandung satu atau lebih atom nitrogen baik sebagai bagian dari sistem heterosiklik atau bukan bagiannya. Alkaloid biasanya tanwarna, sering kali bersifat optis aktif, kebanyakan berbentuk kristal, tetapi hanya sedikit yang berupa cairan (misalnya nikotina) pada suhu kamar (Harborne 2006). Alkaloid dapat dikelompokan menjadi alkaloid sesungguhnya, protoalkaloid, pseudoalkaloid. Alkaloid sesungguhnya adalah racun, menunjukan aktivitas fisiologi yang luas, dan biasanya terdapat dalam tanaman sebagai garam asam organik. Protoalkaloid merupakan asam amino yang relatif sederhana dengan nitrogen asam amino tidak terdapat dalam cincin heterosiklik. Pseudoalkaloid tidak diturunkan dari prekursor asam amino. Senyawa ini biasanya bersifat basa. Ada dua seri alkaloid yang penting dalam kelas ini, yaitu alkaloid stereoidal dan purin (Pranata 1997).

            Nikotina merupakan suatu cairan alkaloid berwarna kuning pucat hingga coklat tua yang ditemukan dalam tanaman Solanaceae. Kadar nikotin merupakan kunci untuk menentukan kualitas tembakau. Banyak faktor yang memengaruhi kadar nikotin ini, yaitu jenis tembakau, jenis tanah, kadar nitrogen tanah, tingkat kematangan tembakau, dan masa penguningan (Tassew 2007). Senyawa ini terdapat sekitar 0.6-3 % dalam tembakau kering. Senyawa ini dibentuk selama biosintesis yang berlangsung di akar dan terakumulasi di daun (Chitra dan Sivaranjani 2012).  Nikotina bersifat higroskopis, dapat bercampur dengan air pada suhu di bawah 60 °C, sangat larut dalam alkohol, kloroform, eter, kerosin, dan sejenisnya (Tassew 2007). Keberadaan nikotina ini dapat diuji dengan menggunakan berbagai pereaksi seperti pereaksi Mayer, Dragendorf, dan Wagner. Struktur dari nikotina adalah sebagai berikut.

Gambar 1 Struktur nikotina

Tujuan Praktikum

Praktikum bertujuan mengekstrak nikotina dari daun tembakau kering, menguji kualitatif keberadaannya dengan pereaksi Mayer, Dragendorf, dan Wagner, serta mengukur kandungannya dalam contoh.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan di antaranya gelas piala, tabung reaksi, hot plate, neraca analitik, dan penguap putar. Bahan yang digunakan di antaranya daun tembakau kering, petroleum eter, NaOH 20%, pereaksi Mayer, Dragendorf, dan Wagner, boraks, H₂SO₄ 2 M, dan HCl 0.01 N.

Prosedur

Isolasi nikotina

            Mula-mula 20 g tembakau kering dimasukan ke dalam erlenmeyer bertutup asah. Kemudian sebanyak 20 mL NaOH 20% ditambahkan ke dalamnya dan diaduk merata. Setelah itu, 300 mL petroleum eter ditambahkan, ditutup rapat, dan dikocok. Kemudian residu tembakau dipisahkan dari filtratnya dengan penyaringan gravitasi. Setelah itu, Na₂SO₄ anhidrat ditambah ke dalam filtrat yang diperoleh dan didiamkan sebentar. Kemudian ektrak petroleum eter tersebut dipekatkan dan dihitung kadar nikotinanya.

Uji kualitatif untuk alkaloid

            Mula-mula sebanyak 0.3 g ekstrak dilarutkan ke dalam 10 mL kloroform-amonia dan disaring. Kemudian beberapa tetes H₂SO₄ 2 M ditambah ke dalam filtrat dan dikocok hingga terbentuk 2 lapisan. Lapisan asam yang tidak berwarna dipipet ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan pereaksi Mayer, Dragendorf, atau Wagner. Jika terdapat endapan putih, endapan merah jingga, atau endapan coklat ketika berturut-turut pereaksi Mayer, Dragendorf, atau Wagner ditambah ke dalam filtrat maka terdapat alkaloid dalam ekstrak tersebut.

Penetapan nikotina

            Mula-mula sebanyak 1 g tembakau yang telah dihaluskan dimasukan ke dalam erlenmeyer 50 mL bertutup asah, ditambahkan 1 mL NaOH 20%, dan diaduk rata. Kemudian sebanyak 20 mL petroleum eter ditambahkan, ditutup rapat, dikocok, dan didiamkan beberapa saat. Setelah batas lapisan petroleum eter terlihat jelas, sebanyak 10 mL cairan petroleum eter diambil dan dipindahkan ke erlenmeyer lain. Kemudian cairan petroleum eter tersebut diuapkan di atas penangas air hingga hanya tersisa sekitar 2 mL. Setelah itu 10 mL akuades dan 2 tetes indikator merah metil ditambahkan ke dalam erlenmeyer. Kemudian larutan tersebut dititrasi dengan 0.01 N HCl hingga warna hijau kekuningan berubah menajdi merah muda. Penetapan ini dilakukan duplo.

Standardisasi HCl

            Mula-mula sebanyak 50 mL larutan boraks 0.01 N dibuat. Sebanyak 10 mL larutan ini kemudian diambil ke dalam erlenmeyer dan dititrasi dengan HCl yang akan distandardisasi dengan menggunakan indikator merah metil. Stadardisasi dilakukan triplo.

Hasil dan Perhitungan

Isolasi nikotina

Bobot tembakau      = 20.60 g

Bobot labu kosong   = 184.95 g

Bobot ekstrak          = 0.3572 g

Uji kualitatif alkaloid

Tabel 1 Hasil uji kualitatif alkaloid

Penetapan kadar nikotina

Tabel 2 Hasil penentuan kadar nikotina

Standardisasi HCl

Pembuatan larutan boraks 0.01 N

Tabel 3 Hasil standardisasi HCl

Pembahasan

Nikotina yang merupakan alkaloid diekstraksi dari tembakau kering. Mula-mula basa NaOH ditambahkan ke tembakau kering. Penambahan basa ini bertujuan menggaramkan asam yang tergabung dengan nikotina yang terdapat dalam tembakau karena nikotina umumnya tergabung dengan asam yang terdapat dalam tumbuhan. Nikotina sendiri merupakan basa (basa Lewis) yang ditandai dengan adanya pasangan elektron bebas pada atom nitrogen. Kemudian penambahan basa ini dilanjutkan dengan penambahan petroleum eter. Penambahan petroleum eter ini bertujuan mengekstrak nikotina dari tembakau kering yang sudah diadakan sebelumnya. Seharusnya terbentuk dua lapisan antara petroleum eter dan basa NaOH. Batas antara dua senyawa tersebut tidak terlihat mungkin disebabkan oleh ketidakmurnian senyawa yang digunakan sehingga kedua senyawa tersebut dapat tercampur. Petroleum eter berfungsi melarutkan nikotina yang telah terbebas dari asam karena nikotina dapat larut dalam pelarut seperti petroleum eter. Ekstrak yang diperoleh dari ekstraksi nikotina ini adalah sebesar 0.3572 g dari 20.60 g tembakau kering yang digunakan.

Kadar Nikotina dalam 1 g tembakau kering terdeteksi sebesar  31.8157 mg/g atau setara dengan 3.1816%. Hasil ini sesuai dengan kadar nikotina yang telah dinyatakan sebelumnya. Penetapan kadar nikotina dilakukan dengan titrasi menggunakan HCl yang telah di standardisasi sebelumnya dengan boraks. Standardisasi ini perlu dilakukan karena HCl berbentuk larutan dan HCl tidak stabil di udara terbuka. Boraks dipilih sebagai standar primer karena kemurniannya yang tinggi, stabil dalam keadaan biasa, dan memiliko bobot ekivalen yang tinggi (Harjadi 1986).

Gambar 1 Hasil uji kualitatif alkaloid (a) pereaksi Mayer (b) pereaksi Dragendorf (c) pereaksi Wagner

Keberadaan alkaloid khususnya nikotina dalam ekstrak yang diperoleh diuji secara kualitatif dengan menggunakan pereaksi Mayer (sol kalium tetra iodo merkurat), Dragendorf ( sol kalium bismut iodida), dan Wagner (I₂ dalam Kalium iodida). Uji kualitatif yang dilakukan hanya menunjukkan hasil positif keberadaan alkaloid pada penambahan pereaksi Dragendorf dan Wagner (gambar 1). Ini ditunjukan dengan munculnya endapan merah jingga pada penambahan pereaksi Dragendorf dan endapan coklat pada penambahan pereaksi Wagner. Tidak munculnya endapan putih pada penambahan pereaksi Mayer mungkin terutama disebabkan oleh tidak segarnya pereaksi Mayer yang digunakan. Bagaimana pun, hasil uji ini menunjukan keberadaan alkaloid dalam tembakau kering yang diuji.

Simpulan

            Nikotina dapat diekstrak dan ditentukan kadarnya dari daun tembakau kering dengan menggunakan petroleum eter karena kemampuannya untuk larut dalam solven ini. Keberadaanya dalam ekstrak yang diperoleh dapat diketahui dengan menggunakan pereaksi Mayer, Dragendorf, atau Wagner. Hasil uji akan sesuai jika pereaksi yang digunakan masih baik dan segar.

DAFTAR PUSTAKA

Chitra S, Sivaranjani K. 2012. A comparative phytochemical analysis of tobacco and its natural extract-an eccentric approach. International Journal of Pharmacy and Pharmaeutical Sciences 4: 1-2

Harborne JB. 2006. Metode Fitokimia. Padmawinata K, Soediro I, penerjemah; Niksolihin S, editor. Bandung: ITB. Terjemahan dari: Phytochemical Methods.

Harjadi W. 1986. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT Gramedia.

Pranata FS. 1997. Isolasi alkaloid dari bahan alam. Biota 2: 96-99

Tassew Z. 2007. Levels of nicotine in Ethiopian tobacco leaves [disertasi] Addis Ababa: Addis Ababa University.