Ekstraksi

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 24-08-2009

Ekstraksi adalah pemisahan suatu zat dari campurannya dengan pembagian sebuah zat terlarut antara dua pelarut yang tidak dapat tercampur untuk mengambil zat terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut yang lain. Seringkali campuran bahan padat dan cair (misalnyabahan alami)tidak dapat atau sukar sekali dipisahkan dengan metode pemisahan mekanis atau termis yang telah dibicarakan. Misalnya saja,karena komponennya saling bercampur secara sangat erat, peka terhadap panas,beda sifat-sifat fisiknya terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang terlalu rendah.

Dalam hal semacam. itu, seringkali ekstraksi adalah satu-satunya proses yang dapat digunakan atau yang mungkin paling ekonomis. Sebagai contoh pembuatan ester (essence) untuk bau-bauan dalam pembuatan sirup atau minyak wangi, pengambilan kafein dari daun teh, biji kopi atau biji coklat dan yang dapat dilihat sehari-hari ialah pelarutan komponen-komponen kopi dengan menggunakan air panas dari biji kopi yang telah dibakar atau digiling.

Penyiapan bahan yang akan diekstrak dan plarut

Selektivitas
Pelarat hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan komponen-komponen lain dari bahan ekstraksi. Dalam praktek,terutama pada ekstraksi bahan-bahan alami, sering juga bahan lain (misalnya lemak, resin) ikut dibebaskan bersama-sama dengan ekstrak yang diinginkan. Dalam hal itu larutan ekstrak tercemar yang diperoleh harus dibersihkan, yaitu misalnya diekstraksi lagi dengan menggunakan pelarut kedua.

Kelarutan
Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang besar (kebutuhan pelarut lebih sedikit).

Kemampuan tidak saling bercampur
Pada ekstraksi cair-cair, pelarut tidak boleh (atau hanya secara terbatas) larut dalam bahan ekstraksi.

Kerapatan
Terutama pada ekstraksi cair-cair, sedapat mungkin terdapat perbedaan kerapatan yang besar antara pelarut dan bahan ekstraksi. Hal ini dimaksudkan agar kedua fasa dapat dengan mudah dipisahkan kembali setelah pencampuran (pemisahan dengan gaya berat). Bila beda kerapatannya kecil, seringkali pemisahan harus dilakukan dengan
menggunakan gaya sentrifugal (misalnya dalam ekstraktor sentrifugal).

Reaktivitas
Pada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada komponenkornponen bahan ekstarksi. Sebaliknya, dalam hal-hal tertentu diperlukan adanya reaksi kimia (misalnya pembentukan garam) untuk mendapatkan selektivitas yang tinggi. Seringkali Ekstraksi juga disertai dengan reaksi kimia. Dalam hal ini bahan yang akan dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan.

Titik didih
Karena ekstrak dan pelarut biasanya harus dipisahkan dengan cara penguapan, destilasi atau rektifikasi, maka titik didit kedua bahan itu tidak boleh terlalu dekat, dan keduanya tidak membentuk ascotrop.Ditinjau dari segi ekonomi, akan menguntungkan jika pada proses ekstraksi titik didih pelarut tidak terlalu tinggi (seperti juga halnya dengan panas penguapan yang rendah).

Distilasi (penyulingan)

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 20-08-2009

Distilasi (penyulingan) adalah proses pemisahan komponen dari suatu campuran yang berupa larutan cair-cair dimana karakteristik dari campuran tersebut adalah mampu-campur dan mudah menguap, selain itu komponen-komponen tersebut mempunyai perbedaan tekanan uap dan hasil dari pemisahannya menjadi komponen-komponennya atau kelompokkelompok komponen. Karena adanya perbedaan tekanan uap, maka dapat dikatakan pula proses penyulingan merupakan proses pemisahan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan titik didihnya.

Sebagai contoh, proses penyulingan dari larutan garam yang dilakukan di laboratorium, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 4.60.Pada gambar tersebut, terlihat, larutan garam (NaCl) dimasukkan pada labu, dimana pada bagian atas dari labu tersebut dipasang alat pengukur suhu atau thermometer. Larutan garam di dalam labu dipanasi dengan menggunakan pembakar Bunsen. Setelah beberapa saat, larutan garam tersebut akan mendidih dan sebagian akan menguap. Uap tersebut dilewatkan kondensor, dan akan terkondensasi yang ditampung pada erlemeyer.Cairan pada erlemeyer merupakan destilat sebagai air murni.

Pada operasi distilasi, terjadinya pemisahan didasarkan pada gejala bahwa bila campuran cair ada dalam keadaan setimbang dengan uapnya,komposisi uap dan cairan berbeda. Uap akan mengandung lebih banyak komponen yang lebih mudah menguap, sedangkan cairan akan mengandung lebih sedikit komponen yang mudah menguap. Bila uap dipisahkan dari cairan, maka uap tersebut dikondensasikan, selanjutnya akan didapatkan cairan yang berbeda dari cairan yang pertama, dengan lebih banyak komponen yang mudah menguap dibandingkan dengan cairan yang tidak teruapkan. Bila kemudian cairan dari kondensasi uap tersebut diuapkan lagi sebagian,akan didapatkan uap dengan kadar komponen yang lebih mudah menguap lebih tinggi. Untuk menunjukkan lebih jelas uraian tersebut,berikut digambarkan secara skematis:

1.Keadaan awal
Mula-mula, pada cairan terdapat campuran A dan B, dimana karakteristik dari komponen-komponen tersebut adalah komponen A lebih mudah menguap (volatil) dibanding komponen B.Komposisi dari kedua komponen tersebut dinyatakan dengan fraksi mol.Untuk fase cair komponen A dinyatakan dengan xA, sedangkan komponen B dinyatakan dengan xB.

2. Campuran diuapkan sebagian, uap dan cairannya dibiarkan dalam keadaan setimbang.

3.Uap dipisahkan dari cairannya dan dikondensasi; maka didapat dua cairan,cairan I dan cairan II. Cairan I mengandung lebih sedikit komponen A (lebih mudah menguap) dibandingkan cairan II

Pada kondisi diatas, dari campuran dua komponen cairan (campuran biner) akan didapat dua cairan yang relatif murni.Hal ini dapat terlaksana,apabila beda titik didih dari kedua komponen tersebu relatif besar.Apabila perbedaan titik didih dari kedua komponen tersebut tidak terlalu jauh,maka perlu dilakukan proses penyulingan sebagaimana ditunjukkan pada gambar 4.62.

Pada gambar 4.62 merupakan contoh alat penyuling (distillation) kontinyu (sinambung). Pada gambar tersebut terlihat pendidih ulang (reboiler) yang mendapat umpan berupa zat cair secara kontinyu yang merupakan komponen yang akan dipisahkan. Karena adanya panas yang masuk (pemanasan) pada pendidih-ulang, maka zat cair masuk akan diubah sebagian menjadi uap, dalam hal ini uap akan kaya dengan komponen yang volatil (mudah menguap).

Apabila perbedaan titik didih dari komponen tersebut relatif tinggi, maka uapnya hampir merupakan komponen murni.Akan tetapi apabila perbedaan titik didih dari komponen tersebut,tidak terlalu besar,maka uap merupakan campuran dari beberapa komponen.Kemudian uap campura tersebut dikondensasikan, kemudian zat cair hasil kondensasi,sebagian dikembalikan kedalam kolom, yang disebut dengan refluks.

Cairan yang dikembalikan tersebut (refluks) diusahakan agar dapat kontak secara lawan arah dengan uap, sehingga diharapkan hasil atas (over head) akan meningkat kemurniannya. Untuk mendapatkan kondisi tersebut (kemurnian meningkat),diperlukan uap yang banyak agar dapat digunakan sebagai refluks dan hasil atas. Kondisi tersebut harus diimbangi dengan panas yang masuk pada reboiler harus besar (ditingkatkan). Hal ini perlu dipertimbangkan, khususnya dalam rangka penghematan energi.

Dalam distilasi, fase uap yang terbentuk setelah larutan dipanasi, dibiarkan kontak dengan fase cairannya sehingga transfer massa terjadi baik dari fase uap ke fase cair maupun dari fase cair ke fase uap sampai terjadi keseimbangan antara kedua fase. Setelah keseimbangan tercapai,kedua fase kemudian dipisahkan. Fase uap setelah dikondensasikan dalam kondensor disebut sebagai distilat sedangkan sisa cairannya disebut residu.Distilat mengandung lebih banyak komponen yang volatil (mudah menguap) dan residu mengandung lebih banyak komponen yang kurang volatil.

Obesitas dan Diabetes

Ditulis oleh Wikan Pribadi pada 21-08-2009

Akhir-akhir ini, para peneliti telah menemukan cara untuk mengatasi obesitas dan diabetes, dua penyakit yang disebabkan karena terlalu banyak mengkonsumsi makanan yang manis- manis atau yang mengandung glukosa. Dengan menggunakan lemak coklat yang berasal dari kulit untuk pembakaran kalori, maka setidaknya dapat mengurangi kalori yang berlebihan di dalam tubuh penderita obesitas.

Seperti yang dipublikasikan pada Nature Report tanggal 29 Juli, para peneliti tersebut mempublikasikan bahwa satu cara untuk mengatasi obesitas dan ketidakteraturan metabolisme seperti diabetes dengan cara membakar sekumpulan dari kalori pembakaran sel-sel lemak coklat.

Francesco Celi, seorang Endokrinologist di Institut Nasional Diabetes dan Digestive serta sakit ginjal di Bethesda, Maryland., mengatakan, “Jaringan lemak coklat datang di garis terdepan untuk mengatasi masalah obesitas karena dapat melakukan pembakaran kalori”

Dia juga menuturkan, penelitian mungkin saja mengungkap kemungkinan pengaktifan lemak coklat, namun tubuh juga bisa saja mencari cara untuk mengkompensasikan agar makan lebih banyak.

Seperti yang diketahui selama ini, lemak coklat digunakan untuk menghangatkan bayi saat baru lahir pada suhu dingin. Dengan temuan ini membuat peneliti berpikir bahwa untuk melawan kegemukan adalah dengan cara meningkatkan jumlah dan aktivitas dari penyimpanan lemak bewarna coklat dalam badan dewasa.

Awal penelitian dilakukan terhadap myoblast tikus. Myoblast merupakan sel-sel sebelum otot. Peneliti mengetahui bahwa satu protein bernama PRDM16 penting untuk memproduksi sel-sel lemak coklat. Peneliti mencangkok sebagian dari sel-sel hidup tikus. kemudian sel-sel lemak coklat membentuk gumpalan yang berbeda di lokasi injeksi, dekat hati/jantung tikus-tikus. Myoblasts ini membagi seperti biasanya. Tetapi ketika peneliti meningkatkan sejumlah protein keduanya, sel-sel dibagi untuk menciptakan pembakaran energi fungsional sel-sel lemak, selain dari pada menggandakan diri mereka.

“Menggunakan lemak coklat untuk membantu mengobati obesitas telah dibicarakan selama lebih dari 30-40 tahun. Tapi, biasanya orang akan menyerang. Banyak yang mengatakan lemak itu tidak dimiliki orang dewasa, yang lain menyebutkan lemak tersebut tidak memiliki hubungan dengan obesitas dan berat badan. Penelitian terakhir membuktikan, setiap manusia dewasa memiliki lemak coklat yang fungsional dalam tubuh,” jelasnya.

Jadi, dengan pembuktian dari peneliti yang menyatakan bahwa obesitas dan diabetes dapat diatasi dengan menggunakan lemak coklat. Maka, tidak salahnya bagi Anda yang mempunyai penyakit obesitas ataupun diabetes dapat menggunakan cara yang telah dibuktikan oleh para peneliti tersebut.

Kekurangan Gizi di Otak secara perlahan akan memicu Alzheimer

Kekurangan gizi pada otak dalam jangka panjang adalah satu dari faktor biokimia yang menyebabkan beberapa bentuk Alzhemier, demikia menurut kajian baru yang bertujuan untuk memecahkankan misteri dari asal-usul penyakit tersebut.

Penyakit tersebut akan dimulai pada umur 60, dan resiko meningkat dengan umur. Robert Vassar dari Universitas Northwestern, pengarang utama kajian, menemukan bahwa ketika otak tidak memiliki cukup glukosa, yang bisa terjadi ketika penyakit kardiovaskular membatasi aliran darah dari arteri ke otak. Ini adalah proses yang akan menstimulasi produksi agregat protein yang berpotensi menjadi penyebab Alzheimer.

Setelah bekerja dengan otak manusia dan tikus, Vassar menemukan bahwa protein utama di otak terganggu ketika pasokan energi ke otak berkurang. Protein tersebut, yang disebut sebagai eIF2alpha, meningkatkan produksi enzim, yang pada akhirnya meproduksi agregat protein. ‘Penemuan ini signifikan, sebab ia menganjurkan bahwa meningkatkan aliran darah ke otak dapat menjadi pendekatan terapetik efektif untuk mencegah dan merawat Alzheimer’, Demikian kata Vassar.

Cara terbaik untuk meningkatkan aliran darah ke otak, dan mengurangi resiko untuk terkena alzheimer adalah mengurangi asupan kolestrol, mengatur tekanan darah tinggi, dan olah raga, terutama pada usia paruh baya. ‘Jika dimulai dari sejak awal, maka penyakit ini dapat dihindari.’ kata Vassar. Untuk orang yang sudah mendapatkan gejala, vasodilator (pelebaran pembuluh darah), dapat meningkatkan asupan oksigen dan glukosa ke otak, demikian tambahan dari dia. Kajian ini sudah dipublikasi pada jurnal Neuron.

Kontrol apa yang dimakan

Ketika berbicara pencegahan Alzheimer, memakan permen bukanlah solusi untuk meningkatkan aliran glukosa darah ke otak, demikian kata Vassar. Berkurangnya aliran darah ke otak terjadi dengan berjalannya proses penuaan, dan secara perlahan menyebabkan otak kekurangan glukosa. Ini adalah fenomena penuaan secara umum, kata Vassar. Juga, penurunan aliran darah diasosiasikan dengan atherosclerosis, atau pengerasan arteri, dan hipertensi, juga tekanan darah tinggi.

‘Kita harus meningkatkan kesehatan kardiovaskular, bukan mengasup gula berlebihan’, kata Vassar. ‘Apa yang didapat dari kajian epidemiologi adalah olah raga saat paruh baya adalah salah satu strategi pencegahan terbaik terhadap penyakit Alzheimer, maka orang harus tetap aktif secara fisik, dan mereka harus menjaga diet dan mengurangi asupan kolestrol, sebab kolestrol berkontribusi pada artherosclerosis’. Menurut Vassar, adalah mungkin mendesain obat untuk memblok protein elF2alfa yang memulai formasi agregat protein, yang dinamakan plak amiloid.

Penemuan awal

Sepuluh tahun yang lalu, Vassar menemukan enzim, BACE1, yang bertanggung jawab untuk membuat agregat protein lengket yang terbentuk diluar neuron, dan mengganggu kemampuan mereka untuk mengirim pesan. Namun penyebab tingginya tingkat protein pada orang dengan penyakit tersebut sama sekali tidak diketahui. Kajian Vassar yang terbaru juga menunjukkan bahwa kekurangan energi di otak dapat memacu proses pembentukan plak di Alzheimer. Vassar berkata bahwa kerjaan dia menunjukkan bahwa penyakit Alzheimer dapat diakibatkan dari beberapa tipe kekurangan energi yang terjadi pada stroke. Sel otak bereaksi dengan meningkatkan BACE1, yang dapat menjadi respon protektif jangka pendek, namun merusak di jangka panjang.

“Stroke adalah penahan yang mencegah aliran darah dan memproduksi kematian sel pada saat yang akut dan dramatis”, kata Vassar. “Apa yang kita bicarakan disini adalah proses lamban yang terjadi bertahun-tahun, dimana orang memiliki kecenderungan rendah terhadap penyakit kardiovaskular atau artherosclerosisi. Ia sangat tidak terasa, namun memiliki efek jangka panjang, sebab ia memproduksi reduksi kronis pada aliran darah.’ Vassar juga menekankan, bahwa jika orang sudah mencapai umur tertentu, sebagian akan mendapatkan peningkatan level enzim yang menyebabkan plak tersebut.

Diterjemahkan dari http://www.livescience.com/health/081224-starvation-alzheimers.html

Kristal DNA

Ahli kimia fisika Rosalind Franklin melakukan studi pemecahan dasar pada struktur kristal DNA, molekul kehidupan, yang mengandung kode genetik tiap manusia.

Rosalind Franklin dilahirkan di London, Inggris pada tanggal 25 Juli 1920, anak kedua dari lima bersaudara. Orangtuanya bernama Ellis dan Muriel Waley Franklin. Bersekolah di kampus putri St. Paul, ia memutuskan untuk menjadi ahli ilmu sains. Pada usia 18 tahun, ia mulai meneliti di Kampus Newham, sebuah universitas keputrian di Cambridge, dan lulus pada tahun 1941. Tahun berikutnya, ia bekerja dengan Ronal Norrish, seorang ahli kimia fisika yang belakangan mendapatkan hadiah Nobel Kimia pada tahun 1967.

Dari tahun 1942 hingga 1946, Franklin bekerja untuk Asosiasi Penelitian Penggunaan Batubara Inggris, di mana ia menemukan perubahan struktur yang terjadi ketika batubara dan arang dipanaskan, yang menjelaskan mengapa sejumlah karbon membentuk grafit dengan kondisi yang sama. Untuk hasil ini, ia mendapatkan gelar Ph.D. dari Cambridge pada tahun 1945, melengkapi reputasinya sebagai ahli kimia peneliti dan bekerja di bawah tanah untuk sebuah daerah baru – serat karbon yang sangat kuat.

Dari tahun 1947 hingga 1950, Franklin mengunjungi Laboratoire Central des Services Chimiques de l’Etat di Paris dan mempelajari kristalografi sinar X. Pada tahun berikutnya, ia kembali ke Inggris dan bekerja di Kampus King di Universitas London dengan ahli fisika John Randalldalam sebuah grup antar cabang ilmu. Tugasnya adalah untuk mempelajari DNA menggunakan kristalografi sinar X. Pada tahun 1951-1952, ia menemukan dua bentuk DNA dan salah satunya adalah berstruktur heliks. Ia dan murid pascasarjana Raymond Gosling mempublikasikan sebuah paper pada tahun 1953 tentang DNA berheliks ganda. Paper itu diterima leh jurnal Nature, 11 hari setelah hal yang sama diajukan oleh Watson dan Crick. Keduanya dipublikasikan pada waktu yang beersamaan. Watson dan Crick yang menerima hadiah Nobel pada tahun 1962.

Franklin lalu bergabung dengan grup John Desmond Bernal di kampus Birkbeck. Ia tidak melanjutkan penelitian DNA tapi mengetuai grup penelitiannya, yang kemudian menjadi pemimpin dalam menetapkan struktur molekul virus menggunakan kristalografi sinar X. Grupnya diminta untuk membangun model molekul dua virus pada Pameran Dunia tahun 1958.

Rosalind Franklin didiagnosis dengan kanker rahim pada tahun 1956 dan wafat pada tanggal 16 April 1958, beberapa bulan sebelum model virusnya dipamerkan pada pameran Dunia di Brussels