• Dr Che Puteh Osman

SIRI 3: BENARKAH HERBA BEBAS BAHAN KIMIA? BAHAGIAN 3

Kemaskini: 18 Mei 2019

Pada bahagian pertama dahulu saya membincangkan jenis-jenis proses metabolisme yang berlaku dalam tumbuh-tumbuhan.


Pada bahagian kedua saya membincangkan tentang biosintesis tumbuh-tumbuhan dan jenis-jenis sebatian semula jadi yang terbentuk dari proses biokimia dalam tumbuh-tumbuhan.


Pada bahagian ketiga ini saya akan membincangkan kaedah pengekstrakan sebatian semula jadi dari tumbuh-tumbuhan.



Peringkat pertama : Proses memilih tumbuh-tumbuhan


Terdapat beberapa pendekatan yang digunakan dalam pemilihan tumbuhan herba untuk kajian.


1. Perubatan tradisional (ethnomedicine/ehtnopharmacology)


Tumbuhan yang dipilih untuk kajian adalah berdasarkan penggunaan tumbuhan tersebut dalam perubatan tradisional. Contohnya kacip Fatimah atau nama saintifiknya Labisia pumila yang kerap digunakan dalam perubatan tradisional.


2. Saringan secara rawak (random screening)


Tumbuh-tumbuhan dipilih secara rawak dan disaring menggunakan dua pendekatan.


Pendekatan pertama: Berdasarkan potensi yang ditunjukkan tumbuhan tersebut terhadap pengujian piring petri. Contohnya, saringan 100 jenis tumbuhan dari Taman Negari Endau Rompin menggunakan ujian piring petri antioksidan atau antimikrobiologi. Tumbuhan yang menunjukkan potensi antioksidan atau anti-mikrobiologi akan dipilih untuk kajian. Kaedah ini juga dikenali sebagai ‘bioassay-guided isolation of natural products’ atau pemisahan sebatian semulajadi berpandukan bioaktiviti.


Pendekatan kedua: Berdasarkan jenis sebatian kimia semula jadi (secondary metabolites) di dalam tumbuhan tersebut. Contohnya, saringan kandungan flavonoid, alkaloid atau terpenes di dalam 100 pokok dari contoh pertama. Pokok yang menunjukkan kandungan sebatian kimia yang dikehendaki akan dipilih untuk kajian.


3. Chemotaxanomy


Ini bukan chemotherapy rawatan kanser ya tuan puan. Chemotaxonomy adalah satu pendekatan menggunakan maklumat literatur (literature review) untuk mengenalpasti jenis sebatian kimia di dalam sesuatu spesis berdasarkan family, genus dan spesis tumbuh-tumbuhan. Contohnya akar tumbuhan dari family Rubiaceae seperti Morinda citrifolia (mengkudu), Morinda elliptica (mengkudu kecil) dan Rennellia elliptica (mengkudu hutan) mengandungi antrakuinon dari jenis Rubia.


Peringkat kedua: Pemencilan (purification) dan pengenalpastian (characterization) sebatian kimia semula jadi di dalam tumbuhan.


Setelah pemilihan tumbuh-tumbuhan, purification dan characterization sebatian kimia akan dilakukan ke atas pokok-pokok yang dipilih. Proses pada peringkat kedua ini dapat dibahagikan kepada 4 bahagian.


1. Pengekstrakan (plant extraction)

Pada bahagian ini bahagian pokok yang dipilih (contoh daun dan buah), akan dikeringkan dan dikisar halus. Serbuk ini akan diekstrak menggunakan pelbagai kaedah antaranya pengekstrakan menggunakan larutan organik atau air, pengekstrakan menggunakan soxhlet extractor, pengekstrakan menggunakan mesin seperti ASE (accelerated solvent extraction), microwave. Namun, penggunaan ASE dan microwave adalah tidak praktikal pada skala besar di makmal. Proses mengektrak akan mengambil masa beberapa jam ke beberapa hari. Setelah selesai, larutan akan ditapis untuk membuang serbuk-serbuk tumbuhan tadi dan larutan akan dipekatkan menggunakan rotary evaporator. Hasil pemekatan ini maka ekstrak tumbuhan berjaya dihasilkan.


2. Rawatan awal ekstrak (Samle pre-treatment)

Pada bahagian ini, ekstrak tumbuhan yang diperoleh dari bahagian 1 akan dirawat menggunakan pelbagai kaedah untuk membuang bahan-bahan lain yang wujud dalam ekstrak tersebut. Antara bahan yang dibuang adalah tanin dan klorofil. Kedua-dua bahan ini akan mengganggu proses pemencilan di samping mengganggu pengujian bioaktiviti di dalam piring petri.


3. Pemencilan sebatian kimia semula jadi

Pada bahagian ini, barulah ekstrak terawat akan dipencilkan. Pemencilan dilakukan pada dua peringkat, fraksinasi (fractionation) dan purification (pemurnian). Kaedah fraksinasi yang biasa digunakan adalah Vaccum liquid chromatography (VLC), medium pressure liquid chromatography (MPLC), solvent-solvent extraction dan lain-lain. Konsep yang digunapakai dalam pemisahan ini adalah partitioning dan ‘like dissolves like’.


Pada peringkat pemurnian sebatian kimia, pelbagai kaedah kromatografi digunakan. Antanya high performance liquid chromatography (HPLC), column chromatography, radial chromatography, recycling HPLC dan lain-lain.


Untuk memudahkan pemahaman orang awam saya ingin memberi analogi guli. Katakan di dalam bekas ada 10 biji guli pelbagai bentuk di dalam tepung. Ketika proses rawatan awal, saya membuang tepung tersebut kerana ia akan mengganggu pengujian seterusnya. Ketika proses fraksinasi, saya membahagikan guli mengikut bentuk (bulat, leper, petak). Ketika proses isolation, saya memisahkan sebiji—sebiji guli dari dan setiap guli yang dimurnikan ini akan digunakan pada peringkat ketiga.


4. Pengenalpastian struktur kimia sebatian semulajadi

Sebatian kimia yang dipencilkan dari peringkat kedua mempunyai pelbagai tekstur dan warna. Namun begitu, kita tidak tahu apa sebatian tersebut dan apakah struktur kimianya. Jadi pada peringkat ketiga sebatian itu akan dianalisis menggunakan Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Mass spectrometry (MS), Infrared spectroscopy (IR) dan lain-lain bagi membantu mengenalpasti apakah sebatian tersebut. Setiap teknik yang disebutkan memberikan sebahagian maklumat mengenai struktur kimia sebatian tersebut. Apabila kita menyusun menyusun tersebut (bayangkan macam jigsaw puzzle), kita akan mengetahui apakah sebatian tersebut. Kedengaran seperti mudah, tetapi mana-mana individu yang pernah melanjutkan pengajian dalam bidang ini akan memberitahu anda betapa mencabarnya untuk sampai ke peringkat ketiga.

Peringkat ketiga: Pengujian sebatian kimia pra-klinikal (pre-clinical study)



Pada peringkat ini, sebatian kimia semula jadi yang tulen dan sudah dikenalpasti struktur kimianya akan diuji dengan pelbagai jenis ujian pra klinikal seperti anti-kanser, anti-oksidan, anti-mikrobiologi, anti-inflamasi, anti-malaria, dan pelbagai lagi bioaktiviti yang lain.


Harus diingatkan sekiranya sebatian itu menunjukkan hasil tindakbalas yang positif bukan bermakna yeay saya jumpa ubat kanser. Sebaliknya banyak lagi pengujian piring petri. Kesilapan yang sering dilakukan oleh orang ramai apabila mereka membaca artikel berkenaan bahan kimia dari sesuatu pokok itu aktif terhadap sesuatu penyakit, mereka beranggapan ia sudah memadai untuk menggantikan ubat-ubatan hospital yang sudah terbukti dengan kajian ke atas manusia.

Sekiranya sebatian kimia ini aktif terhadap pengujian piring petri, ia akan dinilai kesan toksiknya ke atas sel hati dan sel buah pinggang manusia. Jika ia tidak toksik dan berpotensi, barulah ia diuji ke atas tikus. Sebenarnya peringkat ini masih panjang dan bukan kepakaran saya, maka saya tinggalkan ia di sini.


Peringkat keempat: Pengujian klinikal ke atas manusia


Setelah melepasi ujian pra-klinikal dan sekiranya penyelidik mempunyai data yang memuaskan, barulah pengujian ke atas manusia dimulakan. Pengujian klinikal ke atas manusia ada tiga fasa. Setelah pengujian melepasi fasa ketiga iaitu double blind randomized control trial dan didokumentasikan, barulah sebatian kimia ini boleh dijadikan ubat. Laporan lengkap perlu disediakan kepada pihak berkuasa tempatan yang bertanggungjawab terhadap kelulusan dan penggunaan ubat seperti NPRA (Malaysia), BPOM (Indonesia) dan FDA (Amerika syarikat).


Untuk sesuatu ubat itu dihasilkan, ia mengambil masa 20-30 tahun bermula dari discovery (sama ada dari tumbuhan atau combinatorial chemistry atau in silico study) sehinggalah ia boleh dijual dan dipreskripsi oleh doctor. Kos penyelidikan dan penghasilan sesuatu ubat boleh mencecah berbilion ringgit. Jadi sebab itulah syarikat asal yang mempunyai hak paten ubat di beri hak ekslusif untuk menghasilkan ubat untuk sesuatu tempoh masa (ubat inovatif) sebelum hak paten tersebut berakhir. Selepas hak paten berakhir, maka syarikat farmaseutikal tempatan boleh menghasilkan ubat yang sama dengan harga jauh lebih rendah (ubat generic). Ia bukan bermaksud ubat tipu atau ubat tiruan, tetapi ia dihasilkan oleh syarikat berbeza dengan syarikat asal yang melabur dan penyelidikan dan pembuatan ubat tersebut.


Di dalam siri KENALI HERBA ANDA, saya akan memperincikan kajian-kajian yang dilakukan terhadap tumbuhan herba tempatan seperti kunyit, halia, pegaga, mas cotek, daun belalai gajah, peria, kacip Fatimah, tongkat ali dan sebagainya, secara berfasa.



Che Puteh Osman

PhD in Natural Product Chemistry



Rujuan:

Steven M. Colegate, Russell J. Molyneux (2007) Bioactive Natural Products: Detection, Isolation, and Structural Determination, 2nd ed., CRC Press

138 lihatan

Blog ini membawakan artikel ilmiah tentang tumbuhan dan sebatian kimia semulajadi dalam bahasa yang mudah difahami.