Jawaban UTS Kimia Organik III no. 3
Struktur Senyawa khiral dari l-gliseraldehida dan d-gliseraldehida

Karakteristik Senyawa Organik Bahan Alam (2)

Pada blog yang sebelumnya saya telah membahas mengenai keunikan senyawa organik bahan alam, nah dalam kesempatan ini saya akan membahas mengenai keunikan dari gugus fungsi turunan senyawa organik bahan alam (metabolit sekunder) khusus pada senyawa flavonoid dan alkaloid.

Flavonoid

Flavonoid merupakan salah satu senyawa metabolit sekunder yang tergolong kedalam senyawa phenolik. Struktur kimia dari flavonoid adalah C₆-C₃-C₆ yang tersusun dari dua cincin benzene (C₆) terikat pada rantai propane (C₃).

Turunan senyawa flavonoid 

Quercetin merupakan salah satu jenis flavonol yang banyak ditemukan pada buah dan sayur. quercetin ini memiliki lima gugus hidroksi (-OH) yang menyebabkan senyawa ini memiliki kepolaran tinggi. Quercetin ini bisa dimanfaatkan sebagai bahan suplemen, makanan ataupun minuman.

Derivate quercetin

Berdasarkan derivate quercetin kita bisa melihat bahwa gugus fingsi pada struktur quercetin yang paling unik atau yang berperan penting terletak pada gugus hidroksi (-OH) no. 3 karena pada gugus tersebut quercetin ini bisa mengalami substitusi atau berikatan dengan senyawa lain untuk membentuk senyawa baru yang mempunyai manfaat yang lebih spesifik. Quercetin-3-O-glukosida disebut juga dengan rutin yang memiliki fungsi sebagai agen terapi suatu penyakit.
Quercetin dikategorikan oleh struktur kerangka pyrone benzo- (g) dengan bentuk karbon C6-C3-C6, yang terdiri dari dua cincin benzena, A dan B, dihubungkan oleh tiga karbon cincin pyrone C seperti yang ditunjukkan pada Gambar diatas. Quercetin disebut dengan  pentahidroksi flavonol karena adanya lima gugus hidroksil pada kerangka kerangka flavonolnya pada 3, 30, 40, 5, dan 7 karbon 29-31.
Kisaran luas sifat biokimia dan farmakologis dari kuersetin dan turunannya adalah karena substitusi gugus fungsional molekul flavonol 32. Namun, glikosilasi dari gugus hidroksil lain juga telah ditemukan dari tanaman 33, 34. Gula gula dapat berupa  monosakarida, disakarida, atau polisakarida.  Substituen monosakarida yang paling umum adalah glukosa, galaktosa, rhamnosa, dan xilosa.  Isoquercetin glikosida juga telah dilaporkan memiliki sifat pemulungan radikal 35, 36.
 Quercetin (3,31,41,5,7-pentahydroxy flavone) adalah flavonoid alami dan turunan umumnya sebagai flavon (2-phenylchromen-4-one).  Quercetin mengandung lima gugus hidroksil yang bertanggung jawab atas aktivitas biologis dan diversifikasi turunannya.  Flavonoid umumnya terdiri dari dua cincin benzena yang dihubungkan oleh cincin pyran atau pyrone30, 32.
 Selain itu, analisis konformasi quercetin menunjukkan adanya 12 konformasi dari molekul ini yang memiliki energi Gibbs dalam kisaran 0 hingga 5,33 kkal / mol 37,38.  Selain itu, quercetin menunjukkan interaksi ikatan Hidrogen intramolekul yang kuat, yang menampilkan aktivitas multifungsi biologisnya dan menjadikannya mampu membentuk interaksi kompleks yang kuat, termasuk dengan logam, yang memengaruhi ketersediaan hayati dan sistem transportasi dalam sel (39-41).  Di antara ikatan-H ini, dua ikatan dengan gugus karbonil dan yang ketiga adalah antara gugus hidroksil (42, 43).  Selain itu, turunan dari glikosida kuersetin juga dapat mengandung substitusi asil dan sulfur menjadi bagian gula.  Dalam kasus turunan kuersetin, gugus hidroksil kuersetin dilekatkan dengan alkohol melalui ikatan eter.  Meskipun quercetin bersifat lipofilik, glikosilasi turunan kuersetin dapat meningkatkan hidrofilisitas dan memungkinkan molekul untuk mengangkut seluruh bagian tanaman (44, 45).
 Sifat farmakofor dari kuersetin dan turunannya menunjukkan berbagai sifat menurut aturan Lipinski lima (Ro5).  Ro5 terdiri dari nilai HBA / HBD masing-masing hingga 10 dan 5;  MW kurang dari 500, nilai Log P kurang dari 5 dan nilai total polar surfaceareare (TPSA) kurang dari 140 Å (46).  Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak ada pelanggaran Ro5 untuk quercetin;  Quercetin, 3-sulfate;  Quercetin, 3-sodium sulphate;  Quercetin, 3'-methyl ether;  dan Quercetin, 3-ethyl ether, sedangkan 4 turunan lainnya menunjukkan 3 pelanggaran Ro5 seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.
 Analisis docking molekuler dilakukan dengan menggunakan Autodock Vina.  Docking terbaik adalah Quercetin, 3-sodium sulfate dengan Affinity binding -11.2 kcal / mol.  Pengikatan yang baik ini dikontribusikan oleh interaksi hidrofobik dari empat residu asam amino dari protein HGMB1 termasuk Ala69, Glu72, Arg73, dan Lys76 (Gbr.2).  Konstanta hambatan (Ki) dari Quercetin, 3-sodium sulfate adalah 6.04 × 10-9 M. Hasil interaksi docking, nilai Ki, dan residu HGMB1 yang terlibat dalam interaksi hidrofobik ditunjukkan pada Tabel 2.
 Prediksi sifat ADME dari quercetin dan turunannya dilakukan dengan menggunakan platform ACD / I-Lab seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3. Absorpsi pasif maksimum Quercetin, Quercetin, 3'-metil eter dan Quercetin, 3'-metil eter ditemukan 100%  .  Sementara itu, turunan kuersetin lainnya ditemukan kurang dari 15%. Laju distribusi volume kuersetin dan turunannya kami temukan dalam 0,25 - 0,65 L / kg.  Tingkat kemampuan protein pengikat plasma dalam prediksi metabolisme dari kuercetin dan turunannya berada dalam kisaran 85,36 ​​- 99,82.  Probabilitas ekskresi dengan melibatkan spesifisitas P-gp (AB / logP) dari quercetin dan turunannya memiliki nilai antara 2,5-5 kemungkinan adalah inhibitor, sedangkan nilai spesifisitas P-gp kurang dari 2,5 mengindikasikan bukan inhibitor juga.

Alkaloid 

alkaloid memiliki kerangka dasar polisiklik termasuk cincin heterosiklik nitrogen dan mempunyai substituen yang tidak banyak. Dimana atom nitrogennya secara umum berada dalam gugus amin (-NR₂) atau gugus amina (-CO-NR₂) serta tidak pernah dalam bentuk gugus nitro ataupun diazo. Sedangkan gugus oksigennya ditemukan dalam bentuk gugus fenol (-OH), metoksi (-CH₃) atau gugus metilendioksi (-OCH₂-O).

Senyawa alkaloid

Caffeine merupakan salah satu jenis dari senyawa alkaloid xantin yang termasuk golongan senyawa purine. Caffeine ini berbentuk seperti kristal dan memiliki rasa yang pahit dan dapat dimanfaatkan sebagai perangsang psikoaktif dan obat deuretik ringan. Selain itu caffeine juga dapat digunakan sebagai obat perangsang saraf pada manusia sehingga kita bisa menahan rasa kantuk.

Struktur umum caffeine 

synthesis caffeine

Derivate caffeine

Berdasarkan derivate caffeine kita bisa melihat bahwa pada struktur caffeine, gugus fungsi yang paling unik dan berperan penting terletak pada gugus fungsi cincin heterosiklik lingkar 5 diantara gugug dua N, karena pada gugus ini senyawa caffeine dapat berikatan dengan senyawa lain membentuk senyawa baru yang mempunyai fungsi tertentu. 

kafein dan 8-klorokafein lebih sedikit ampuh.  8-chlorocaffeine memusuhi A1 reseptor adenosin pada tikus phrenic-hemidiaphrargm.  8-akyloxycaffeine juga digunakan sebagai fosfodiesterase (PDE) inhibitor dan menyebabkan DNA unwinding, di mana potensi kafein unwinding kurang dari 8-methoxycaffeine.  8-alkoxycaffeine sangat peka terhadap oksigenasi berfotosensitisasi dalam MeOH, oleh karena itu menyebabkan kerusakan oksidatif DNA dan asam amino, tetapi dalam hal kafein mudah mengalami oksigenasi yang peka dalam media alkali. Meskipun potensinya, sangat sedikit metode untuk mensintesis turunan 8-akyloxycaffeine 

 

Permasalahan:

1.      Jelaskan apa yang membedakan dua derivate quercertin berikut, yaitu isoquercertin glucosa dan isoquercertin galactosa. Bagaimana pula cara biosintesis kedua senyawa tersebut?

2.      Apakah semua derivate dari caffeine dapat berfungsi sebagai perangsang psikoaktif dan deuretik ringan ? jelaskan alasannya.

3.      Mengapa caffeine sering kali dihubungkan dengan senyawa morfin, padahal dari strukturnya saja sudah berbeda ? jelaskan!

Karakteristik Senyawa Organik Bahan Alam (1)

Gugus fungsi senyawa organik

Pada blog ini saya akan membahas mengenai karakteristik dan keunikan dari gugus fungsi senyawa organik bahan alam (metabolit sekunder) khususnya senyawa alkaloid.

Alkaloid 
Alkaloid memiliki kerangka dasar polisiklik termasuk cincin heterosiklik nitrogen dan mempunyai substituen yang tidak banyak. Dimana atom nitrogennya secara umum berada dalam gugus amin (-NR₂) atau gugus amina (-CO-NR₂) serta tidak pernah dalam bentuk gugus nitro ataupun diazo. Sedangkan gugus oksigennya ditemukan dalam bentuk gugus fenol (-OH), metoksi (-CH₃) atau gugus metilendioksi (-OCH₂-O).
Struktur alkaloid

Salah satu jenis alkaloid adalah kafeina

Kafein merupakan salah satu jenis dari senyawa alkaloid xantin yang termasuk golongan senyawa purine. Kafein atau dengan nama lain 1,3,7-trimetilxantin bisa kita temukan didalam daun teh, kopi, coklat, dan beberapa minuman seperti coca cola. Kafein ini berbentuk seperti kristal dan memiliki rasa yang pahit dan dapat dimanfaatkan sebagai perangsang psikoaktif dan obat deuretik ringan. Didalam tubuh kafein dalam darah berfungsi sebagai stimulan. Selain itu, kafein juga dapat digunakan sebagai obat perangsang saraf pada manusia sehingga kita bisa menahan rasa kantuk. 

Struktur kafein:

Gugus-gugus fungsi pada struktur kafein mempunyai fungsi masing-masing, dalam hal ini gugus CH nomor 5 merupakan gugus yang paling reaktif yang dapat mengalami substitusi oleh senyawa lain sehingga dapat membentuk senyawa baru. gugus nitrogen yang terdapat dalam cincin aromatis merupakan nitrogen tersier bersifat jenuh yang mengikat tiga atom karbon lainnya.

permasalahan:
1. mengapa pada gugus nomor lima bersifat reaktif? jelaskan!
2. apakah yang membuat kafein ini lebih banyak ditemukan pada daun teh?
3. selain pada gugus CH nomor lima, apakah bisa terjadi proses substitusi oleh senyawa lain?

Karakteristik Senyawa Organik Bahan Alam

Senyawa bahan alam merupakan hasil metabolisme organisme hidup baik tumbuhan, hewan, dan sel. Senyawa bahan alam dapat dibagi menjadi kedua kelompok, yaitu  berupa metabolit primer dan sekunder.

Metabolit primer merupakan senyawa yang terlibat dalam proses metabolisme makhluk hidup atau senyawa yang memang terdapat pada setiap makhluk hidup, diantaranya yaitu, karbohidrat, protein, asam amino, dan lipid yang mempunyai fungsi tertentu didalam proses makhluk hidup tersebut. Sedangkan metabolit sekunder merupakan hasil samping dari reaksi metabolisme makhluk hidup dan tidak sama dalam setiap organisme hidup. Pada tumbuhan, metabolit sekunder ini dapat berfungsi untuk menjaga tumbuhan dari serangan hama dan berfungsi sebagai pelindung . Contohnya yaitu terpenoid, steroid, flavonoid, dan alkaloid.

Karakteristik senyawa metabolit primer yaitu:

a)      Tersebar merata dalam tiap organisme hidup

b)      Memiliki fungsi universal, sebagai sumber energi,enzim perkembangbiakan, serta bahan struktur

c)      Memiliki perbedaan struktur kimia yang tidak banyak

d)     Produk yang dihasilkan sama pada setiap organisme

e)      Fisiologisnya berkaitan dengan struktur kimia

Karakteristik senyawa metabolit sekunder yaitu:

a)      Tidak semua tumbuhan mempunyai metabolit sekunder, hanya tumbuhan khas

b)      Berfungsi sebagai pertahanan diri bagi tumbuhan

c)      Mempunyai struktur kimia yang berbeda

d)     Produk dari proses metabolismenya tergantung pada tumbuhan atau hewan itu sendiri.

e)      Fisiologisnya tidak berkaitan dengan struktur kimianya.

Senyawa bahan alam lebih diidentikkan atau lebih banyak membahas senyawa metabolit sekunder, karena senyawa metabolit sekunder tidak hanya bermanfaat bagi tumbuhan atau hewan, namun juga memiliki pengaruh yang penting bagi kehidupan manusia. contohnya alkaloid banyak di manfaatkan dalam bidang industri dan obat-obatan. Di kehidupan sehari-hari kita seringkali menemukan tanaman yang mempunyai senyawa metabolit sekunder. Untuk mengisolasi kandungan metabolit sekunder dalam suatu bahan alam agar bisa dimanfaatkan dalam kehidupan, dapat dilakukan dengan cara skrining fitokimia.

Permasalahan:

1. Mengapa senyawa metabolit sekunder ini sangat penting bagi kehidupan, jika tidak ada apa yang akan terjadi?
2. Didalam kehidupan sehari-hari ada banyak tumbuh-tumbuhan yang mempunyai kandungan metabolit sekunder. Uji fitokimia bagaimana yang bisa kita lakukan untuk mengetahui khasiat metabolit sekunder yang ada dalam tumbuhan tersebut?
3. Mengapa senyawa metabolit sekunder lebih banyak ditemukan pada tumbuhan dibandingkan hewan?

Biomolekul Metabolisme Karbohidrat Didalam Tubuh

Karbohidrat didalam tubuh berperan untuk menghasilkan glukosa bagi sel-sel tubuh yang akan diubah menjadi energi. Karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Contoh karbohidrat sederhanan adalah Monosakarida (C₆H₁₂O₆), Disakarida (C₁₂H₂₂O₆), Polisakarida (C₆H₁₁O₅), dan Oligosakarida. Sedangkan  karbohidrat kompleks terbentuk dari banyak molekul monosakarid yang dikenal dengan glukosa.

Karbohidrat dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemukan pada ubi, kentang, gandum, singkong, beras merah, singkong, roti, jeruk, semangka, jagung, pisang, kacang-kacangan, sayuran hijau, melon, apel mangga, mie, sereal, gula, susu, dan jambu biji. 

1. 

Secara umum, proses metabolisis karbohidrat didalam tubuh dapat dijelaskan sebagai berikut:

Pada saat kita mengkonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat, terjadi proses pencernaan makanan yang menghasilkan glukosa, glukosa ini kemudian dibawa  darah menuju sel-sel tubuh untuk kebutuhan metabolisis. Glukosa akan masuk kedalam sitoplasma dan mengalami proses glikolisis yang akan memecah gula menjadi energi dalam bentuk ATP. Jalur glikolisis terbagi menjadi 2, yaitu jalur biasa untuk aktifitas yang normal yang menghasilkan ATP dan jalur cepat (jalur Embden Meterhoff) yang menghasilkan ATP dengan cepat pada manusia yang melakukan aktifitas berlebih seperti berlari, selain itu juga dapat menghasilkan asam laktat. Setelah mengalami proses glikolisis diteruskan ke mitokondria untuk mengalami siklus krebs. Didalam siklus krebs, asam piruvat diubah dulu menjadi CO₂ dan zat yang mempunyai  atom C. senyawa tersebut akan bergabung dengan koenzim A membentuk asetil koenzim A. asetil KoA akan bergabung dengan asam oksalo asetat yang menghasilkan asam sitrat. Satu molekul asetil KoA akan menghasilkan 12 ATP dan satu molekul glukosa yang masuk kedalam tubuh akan menghasilkan 38 ATP.

Metabolisme karbohidrat dapat dibagai menjadi 4, yaitu sebagai berikut:

1.        Glikogenesis.

Glikogenesis merupakan proses pembentukan glikogen dari glukosa. Proses yang terjadi yakni pada tahap awal glukosa diubah menjadi glukosa-6-fosfat dengan bantuan enzim glukokinase dan energi dari fosfat dan ATP. Kemudian glukosa-6-fosfat ini bereaksi dengan enzim glikomutase menghasilkan glukosa-1-fosfat, glukosa-1-fosfat akan bereaksi dengan UTP membentuk UDP-glukosa dan Pirofosfat. Selanjutnya, glukosa dan UDP glukosa mengalami kondensasi didalam rantai glikogen yang membentuk rantai glikogen baru dan glukosa.

2.        Glikogenolisis

Glikogenolisis adalah kebalikan dari glikogenesis yang merupakan proses pembentukan glukosa-6-fosfat dari glikogen.

3.        Glikolisis

Glikolisis merupakan proses dimana glukosa diuraikan menjadi piruvat. Karbohidrat yang terdapat didalam usus yaitu glukosa yang sebagian akan diubah menjadi glikogen.

4.        Glukoneogenesis

Glukoneogenesis adalah kebalikan dari glikolisis yang merupakan proses pembentukan glukosa dari piruvat.

Permasalahan:

1.      Salah satu sumber karbohidrat yang utama adalah nasi. Nasi merupakan makanan pokok yang dikonsumsi setiap hari oleh manusia. Mengapa jika dikonsumsi dalam jumlah yang banyak dapat menimbulkan rasa panas atau gerah sesaat setelah mengkonsumsinya? Bagaimana proses metabolisme karbohidrat yang terjadi didalam tubuh pada kondisi tersebut?

2.      Pada orang yang sedang berpuasa ia tidak mengkonsumsi karbohidrat selama 12 jam, namun tetap memiliki energi untuk melakukan aktifitas seperti biasanya. Mengapa hal tersebut bisa terjadi dan bagaimana pula metabolisme yang berlangsung didalam tubuh pada saat puasa?

3.      Mengapa jika setelah mengkonsumsi karbohidrat dan langsung melakukan aktivitas berat seperti lari perut akan terasa sakit dan nyeri. Bagaimana hal tersebut bisa terjadi?

Konsep Teoritis Biomolekul yang Meliputi Gula dan Karbohidrat, Asam Amino dan Protein

Biomolekul merupakan senyawa-senyawa kimia hanya ditemukan pada tubuh makhluk hidup ataupun pada organisme yang sudah mati. Atau dengan kata lain biomolekul merupakan molekul yang ditemukan pada tubuh makhluk hidup. Suatu biomolekul tersusun atas atom-atom C,H,O,N,S,P yang mempunyai gugus fungsional. Biomolekul ini terbagi menjadi 2, yaitu biomolekul sederhana dan makromolekul.  

Gula dan karbohidrat

Karbohidrat terbentuk dari monomer yang dikenal dengan monosakarida. Karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil keton yang mengandung gugus karbonil (aldehida atau keton) dan gugus hidroksil. Karbohidrat berdasarkan kompleksitasnya dapat dibedakan menjagi gula sederhana (monosakarida dan disakarida) dan gula kompleks (polisakarida).

A.    Monosakarida

Monosakarida dapat dibagi menjadi 2 berdasarkan perbedaan gugus fungsinya, yaitu:

a.       Aldosa yakni monosakarida yang mempunyai gugus aldehida (-CHO). Contohnya gliseraldehid: glukosa (C₆H₁₂O₆), galaktosa, dan deoksiribosa (C₆H₁₂O₄).

b.      Ketosa yakni monosakkarida yang mempunyai gugus keton (-CO-). Contohnya dihidroksiaseton: fruktosa (C₆H₁₂O₆).

Glukosa: dapat ditemukan dalam buah anggur dan didalam darah yang merupakan komponen utama gula darah.

Galaktosa: Merupakan gula yang sering ditemukan dalam susu dan youghurt dan termasuk bagian laktosa.

Fruktosa: Merupakan gula alami yang ditemukan dalam madu dan buah-buahan, sehingga dikenal sebagai gula paling manis.

B.     Disakarida (C₁₂H₂₂O₁₁)

Maltosa: Gula ini dapat diperoleh dari hidrolisis pati dengan persamaan reaksi: Glukosa + glukosa = maltosa.

Sukrosa: Merupakan jenis gula yang umum dikonsumsi dalam kehidupan sehari-hari yaitu gula pasir yang berasal dari tebu. Dengan persamaan reaksi: Glukosa + fruktosa = sukrosa.

Laktosa: Dalam kehidupan sehari-hari disebut dengan gula susu yang terdapat dalam air susu sapi dan manusia. Persamaan reaksi pembentukan laktosa: Glukosa + galaktosa = laktosa.

C.     Polisakarida (C₆H₁₀O₅)_n

Berfungsi sebagai penyusun struktur tubuh dan merupakan bentuk gula penyimpanan energi didalam tubuh manusia. Sebagai penyusun tubuh yaitu selulosa, sedangkan sebagai bentuk energi didalam tubuh yaitu amilum dan glikogen.

Amilum: Merupakan cadangan gula yang terdapat pada tumbuhan sebagai produk dari fotosintesis.

Glikogen: Merupakan cadangan gula yang terdapat pada hewan dan manusia yang tersimpan di hati dan otot. Glikogen bisa terbentuk dari 30.000 molekul glukosa.

Selulosa: Merupakan penyusun utama dinding sel dan tumbuhan dan tidak dapat dihidrolisis oleh sistem pencernaan manusia.

Asam Amino dan Protein

Asam amino merupakan senyawa penyusun protein yang membentuk sel tubuh manusia, hewan dan tumbuhan. Terdapat dua jenis asam amino, yaitu asam amino esensial dan asam amino nonesensial. Perbedaan antara kedua asam amino ini yatu asam amino esensial tidak dapat diproduksi oleh tubuh sedangkan asam amino nonesensial dapat diproduksi oleh tubuh makhluk hidup. Asam amino pada umumnya berbentuk serbuk dan sukar larut dalam air, namun tidak pada pelarut organik nonpolar. Asam amino mempunyai titik cair yang tinggi dan kelarutan yang rendah dalam pelarut organik nonpolar.

Ada 3 jenis asam amino, yaitu:

1.      Jika gugus amino dan dan gugus hidroksil asam amino bergabung membentuk ikatan peptida, dinamakan dengan residu asam amino.

2.      Jika suatu peptida terdiri dari 2 residu asam amino dinamakan dipeptida, tiga residu asam amino, tripeptida.

3.      Jika suatu peptida mengandung banyak residu asam amino dnamakan dengan polipeptida (protein).

Protein adalah molekul yang tersusun dari asam amino. Asam amino bergabung dan membentuk protein melalui ikatan peptida melalui sintesis dehidrasi menghasilkan polipeptida (protein).

 Terdapat 20 asam amino standar, dimana masing-masing molekul tersusun dari gugus karboksil, sebuah asam amino dan rantai samping. Protein berperan dalam sistem imunitas tubuh sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak dapat memproduksi asam amino, sebagai sumber gizi. Adapun reaksi pembentukan ikatan peptida protein sebagai beriku:

Reaksi pembentukan ikatan peptida antar asam amino untuk meghasilkan protein merupakan reaksi kondensasi, yang dicirikan dengan lepasnya satu molekul air ketika jalannya reaksi. Hasil dari ikatan ini yakni maida (CO-NH). Asam amino yang letaknya berdampingan dapat membentuk ikatan peptida jika satu kelompok asam karboksil bergabung dengan gugus lain.

Permasalahan:

1.      Karbohidrat sangat berperan penting dalam tubuh manusia, salah satunya yaitu polisakarida yang berfungsi sebagai penyusun struktur tubuh dan merupakan bentuk gula penyimpanan energi didalam tubuh manusia. Lalu bagaimana cara memperoleh polisakarida jika seseorang tidak memakan nasi? Apakah ada perbedaan mekanisme karbohidrat yang terjadi pada tubuhnya?

2.      Dalam uraian di atas dijelaskan bahwa asam amino mempunyai titik cair yang tinggi dan kelarutan yang rendah dalam pelarut organik nonpolar. Apa yang menyebabkan hal tersebut bisa terjadi?

3.      Salah satu sumber protein adalah telur. Pada saat memasak telur terjadi perubahan bentuk dari cair menjadi padat, mengapa hal tersebut bisa terjadi dan apakah struktur protein yang terdapat didalam telur juga berubah?

Zat Warna dan Kaitannya dengan UV-Vis

Pada blog sebelumnya kita sudah membahas mengenai poliena dan zat warna, dimana terdapat berbagai zat warna yang berasal dari poliena yaitu alfa-karoten, beta- karoten dan beta karotenoid. pada blog ini saya akan membahas kaitannya dengan spektroskopi UV-Vis. Spektrometer adalah alat untuk mengukur panjang gelombang yang merupakan gabungan dari alat optic dan elektrik. Spektrometer dapat menghasilkan sinar dari spektrum berdasarkan panjang gelombang tertentu dan fotometer merupakan alat ukur intensitas cahaya yang diadsorbsi. Spektrofotometer biasanya digunakan untuk menganalisa senyawa kimia dan praktis dalam preparasi sampel. Spektrometer UV-Vis menggunakan lampu deuterium untuk UV menghasilkan cahaya dari 170-375 nm serta lampu filamen tungsten untuk menghasilkan cahaya dari 350-2.500 nm. Saat foton mengenai molekul lalu diserap, maka molekul dipromosikan menjadi keadaan energi yang lebih tinggi. Dimana sinar tampak UV mempunyai energi yang cukup untuk mendorong elektron ke keadaan elektronik yang lebih tinggi dari orbital molekul tertinggi (HOMO) sampai orbital terendah (LUMO). Perbedaan energi antara keduanya disebut celah pita.

Roda warna sangat membantu untuk menentukan warna apa yang diserap oleh suatu senyawa dan berapa kisaran λmax. Mata manusia hanya dapat melihat dengan baik pada beberapa bagian kecil spektrum elektromagnetik totol yaitu antara 380 dan 780 dalam area ini dari warna ungu sampai merah.

Terdapat hubungan yang erat antara warna suatu zat dan struktur elektroniknya. Molekul atau ion akan menunjukkan penyerapan didaerah yang terlihat atau pada ultraviolet saat radiasi mengakibatkan transisi elektronik dalam strukturnya. Sehingga pada proses ini keadaan elektronik dalam sampel mengalami perubahan. Energi yang dipakai oleh cahaya akan mempromosikan elektron dari keadaan dasar hingga energi yang lebih tinggi. Adapun hubungan antara penyerapan warna dan panjang gelombang adalah:

 Salah satu contoh zat warna adalah beta-karoten.

Berdasarkan diagram, menunjukkan struktur beta-karoten yang memiliki ikatan ganda dan tunggal bolak balik ditunjukkan dalam warna merah. Semakin banyak delokalisasi semakin kecil jarak antara orbital pi energi tertinggi dengan orbital anti-ikatan pi energi terendah. Sehingga untuk mempromosikan elektron pada beta-karotem diperlukan energi yang sedikit karena jarak antar level lebih sedikit. Atau dapat disimpulkan bahwa semakin sedikit energi berarti frekuensi cahaya yang lebih rendah akan diserap dan mempunyai panjang gelombang yang lebih panjang. 

Permasalahan:

1. Pada buah tomat terjadi perubahan warna yaitu mulai dari warna hijau, jingga, hingga merah. Pada kasus ini apa berarti struktur dari tomat tersebut juga berubah?
2. Mengapa pada saat melihat pantulan cahaya warna yang cerah misalnya warna kuning dari proyektor, mata kita menjadi terganggu tau silau, adakah pengaruhnya dengan panjang gelombang warna tersebut?

3. spektrofotometri berkaitan dengan panjang gelombang, lalu bagaimana spektrofometribini bisa dihubungkan dengan poliena?