Sintesis Senyawa Monoasilgliserol Sebagai Bahan Antibakteri dan Imunostimulan dari Minyak Kelapa (Cocos nucifera L.)Sintesis Senyawa Monoasilgliserol Sebagai Bahan Antibakteri dan Imunostimulan dari Minyak Kelapa (Cocos nucifera L.)

FEBRI ODEL NITBANI, Prof. Drs. Jumina, Ph.D.; Drs. Dwi Siswanta, M.Eng., Ph.D.; Dr. dr. Eti N. Sholikhah, M.Kes., M.Med.Ed.

2017 | Disertasi | S3 Kimia

Telah dilakukan sintesis beberapa senyawa monoasilgliserol sebagai bahan antibakteri dan 1-monolaurin sebagai bahan imunostimulan dari minyak kelapa. Optimasi sintesis 2-monolaurin dilakukan melalui reaksi transesterifikasi parsial trigliserida minyak kelapa, etanolisis trigliserida minyak kelapa dan etanolisis trilaurin. Sintesis 1-monolaurin dilakukan melalui isolasi asam laurat diikuti dengan esterifikasi asam laurat dan gliserol, transesterifikasi metil laurat dan etil laurat dengan 1,2-asetonida gliserol yang diikuti deproteksi dengan Amberlyst-15. Sintesis 1-monomiristin, 1-monokaprin, 1-monokaprilin dan 1-monoolein dilakukan melalui reaksi transesterifikasi masing-masing etil miristat, etil kaprat, etil kaprilat dan etil oleat dengan senyawa 1,2-asetonida gliserol yang diikuti deproteksi masing-masing produk menggunakan Amberlyst-15. Senyawa 2-monoolein disintesis melalui reaksi esterifikasi asam laurat menjadi triolein diikuti etanolisis triolein menggunakan enzim Lipozym TL IM. Senyawa Asam laurat, 1-monolaurin, 2-monoasilgliserol, 2-monolaurin, 1-monomiristin, 1-monokaprin, 1-monokaprilin, 1-monoolein dan 2-monoolein diujikan aktivitasnnya sebagai senyawa antibakteri pada bakteri S. aureus, B. cereus, S. thypimurium, dan E. coli. Uji sitotoksisitas 1-monolaurin dilakukan terhadap sel vero. Uji imunostimulan 1-monolaurin meliputi uji fagositosis makrofag dan uji proliferase limfosit pada hewan coba. Reaksi netralisasi minyak kelapa murni dengan larutan Na2CO3 30% (b/v) dapat mengurangi nilai bilangan asam minyak kelapa sampai <1 mg KOH/g. Reaksi transesterifikasi parsial minyak kelapa dapat menghasilkan senyawa 2-monolaurin dengan rendemen 26% dan kemurnian 100%. Reaksi etanolisis trigliserida minyak kelapa dengan etanol dan enzim Lipozyme TL IM dapat menghasilkan senyawa 2-monolaurin dengan rendemen 30% dan kemurnian 100%. Asam laurat berhasil diisolasi dari minyak kelapa melalui tahapan transesterifikasi penuh, isolasi metil laurat secara distilasi fraksinasi dan hidrolisis basa terhadap metil laurat dengan rendemen 84%. Senyawa 1-monolaurin dengan rendemen 60% dan kemurnian 100% berhasil disintesis dari reaksi asam laurat dan gliserol. Senyawa 1,2-asetonida gliserol dapat disintesis dari gliserol dan aseton dengan kemurnian 99,07%. Reaksi etanolisis trilaurin dengan etanol dan enzim Lipozyme TL IM dapat menghasilkan senyawa 2-monolaurin dengan rendemen 44%. Senyawa 1-monolaurin dengan rendemen 75% dan kemurnian 100% telah berhasil disintesis melalui tahapan reaksi transesterifikasi metil laurat dan 1,2-asetonida gliserol diikuti reaksi deproteksi senyawa 1,2-asetonida-3-lauril gliserol menggunakan Amberlyst-15. Senyawa 1-monolaurin, 1-monomiristin, 1-monokaprin, 1-monokaprilin, dan 1-monoolein telah berhasil disintesis masing-masing dengan rendemen 87%, 88%, 78%, 74%, 59% dan masing-masing dengan kemurnian 100% dari reaksi etil laurat, etil miristat, etil kaprat, etil kaprilat dan etil oleat dengan 1,2-asetonida gliserol diikuti deproteksi menggunakan Amberlyst-15. Senyawa 2-monoolein juga dengan rendemen 55% dan kemurnian 95% dapat dihasilkan melalui reaksi etanolisis triolein menggunakan katalis enzim Lipozyme TL IM. Senyawa 1-monolaurin mampu menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus, B. cereus, S. thypimurium, dan E. coli pada konsentrasi 500 mikrogram/mL sedangkan senyawa lain seperti asam laurat, 2-monoasilgliserol, 2-monolaurin, 1-monomiristin, 1-monokaprin,1-monokaprilin, 1-monoolein dan 2-monoolein memberikan efek penghambatan pada konsentrasi yang lebih tinggi dari 500 mikrogram/mL. Nilai konsentrasi hambat minimum dari senyawa 1-monolaurin dalam menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus, B. cereus, S. thypimurium, dan E. coli berturut-turut adalah 50, 400 mikrogram/mL, >400 dan >1000 mikrogram/mL. Nilai konsentrasi hambat minimum dari senyawa 1-monolaurin dalam menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus, B.s cereus, S. thypimurium, dan E. coli adalah 50 mikrogram//mL, 400 mikrogram//mL, > 400 mikrogram//mL dan > 1000 mikrogram//mL. Nilai IC50 dari uji sitotoksisitas senyawa 1-monolaurin terhadap sel Vero adalah 277,583 mikrogram/mL. Mencit Swiss yang diberi senyawa 1-monolaurin dengan dosis 156 mg/kg menunjukkan aktivitas fagositosis makrofag yang lebih besar dibandingkan kontrol pada hari ke-2 pasca pemberian sediaan 1-monolaurin. Mencit Swiss yang diberi sediaan 1-monolaurin tidak menunjukkan peningkatan jumlah limfosit baik dengan penambahan PHA maupun tanpa penambahan PHA.

Synthesis of several compounds of monoacylglycerol as antibacterial agent and 1-monolaurin as immunostimulant agent from coconut oil (Cocos nucifera L.) has been carried out. Optimization of the synthesis of 2-monolaurin was carried through partial transesterification and ethanolysis reaction of triglycerides from coconut oil, and ethanolysis of trilaurin using Lipozym TL IM enzyme. Synthesis of 1-monlaurin was carried out through isolation of lauric acid followed by esterification of lauric acid and glycerol, transesterification of each methyl laurate and ethyl laurate with 1,2-acetonide glycerol followed by deprotection using Amberlyst-15. Synthesis of 1-monomyristin, 1-monocaprin, 1-monocaprylin and 1-monoolein was conducted through transesterification reaction of each ethyl myristate, ethyl caprate, ethyl caprylate and ethyl oleate with 1,2-acetonide glycerol followed by deprotection of each product using Amberlyst-15. 2-Monoolein was synthesized by esterification of oleic acid into triolein followed by ethanolysis of triolein using Lipozym TL IM enzyme. Lauric acid, 1-monolaurin, 2-monoacylglycerol, 2-monolaurin, 1-monomyristin, 1-monocaprin, 1-monocaprylin, 1-monoolein and 2-monoolein were tested their activities as antibacterial compounds using S. aureus, B. cereus, S. typhimurium, and E. coli bacteria. The immunostimulant test of 1-monolaurin consisted of cytotoxicity assay on vero cells, macrophage phagocytosis and lymphocytes proliferation test on experimental animals. The neutralization reaction of pure coconut oil with a solution of Na2CO3 30% (w/v) reduced the acid value of oil until <1 mg KOH/g. Partial transesterification reaction of coconut oil produced 2-monolaurin with yield of 26% and purity of 100%. Ethanolysis reaction of coconut oil using ethanol and Lipozyme TL IM enzyme produced 2-monolaurin with yield of 30% and purity of 100%. Lauric acid was isolated from coconut oil through transesterification reaction. Methyl laurate was isolated by fractionation distillation and alkaline hydrolysis of the methyl laurate in 84% yield. Ethanolysis reaction of trilaurin using ethanol and Lipozyme TL IM enzyme produced 2-monolaurin with yield of 44%. 1-Monolaurin with a yield of 60% and purity of 100% was synthesized from the reaction of lauric acid and glycerol. The compound glycerol 1,2-acetonide can be synthesized from glycerol and acetone with a purity of 99.07%. 1-Monolaurin with yield of 75% and purity of 100% has been synthesized through transesterification reaction of methyl laurate and 1,2-acetonide glycerol followed by deprotection reaction of 1,2-acetonide-3-lauryl glycerol using Amberlyst-15. 1-Monolaurin, 1-monomyristin, 1-monocaprin, 1-monocaprylin, and 1-monoolein each with yield of 87%, 88%, 78%, 74%, 59% respectively and 100% purity can be produced from reaction of ethyl laurate, ethyl myristate, ethyl caprate, and ethyl caprylate each with 1,2-acetonide glycerol followed by deprotection reaction of 1,2-acetonide-3-lauryl glycerol, 1,2-acetonide-3-myristyl glycerol, 1,2-acetonide-3-capryl glycerol, 1,2-acetonide-3-caprylyl glycerol and 1,2-acetonide-3-oleyl glycerol each using Amberlyst-15. 2-Monoolein also with yield of 55% and purity of 95% can be produced through ethanolysis reaction of triolein using Lipozyme TL IM enzyme. The 1-monolaurin could inhibit the growth of all tested bacteria i.e. S. aureus, B. cereus, S. typhimurium, and E. coli at concentration of 500 mikrogram/mL while other compounds i.e. 2-monoacylglycerol, 2-monolaurin, 1-monomiristin, 1-monocaprin, 1-monocaprylin, 1-monoolein and 2-monoolein showed the effect of inhibition at concentration higher than 500 microgram/mL. The value of the minimum inhibitory concentration of 1-monolaurin in inhibiting the growth of S. aureus, B. cereus, S. typhimurium, and E. coli was 50, 400, >400 and >1000 microgram/mL, respectively. The IC50 value of cytotoxicity assay of 1-monolaurin against Vero cells was 277.583 microgram/mL. The 1-monolaurin was tested towards Swiss mice and this compound could increase macrophage phagocytic activity at dose of 156 mg/kg on second day after the addition of 1-monolaurin when compared to control. Swiss mice fed 1-monolaurin dosage showed no increase in lymphocyte count either with PHA addition or without addition of PHA.

Kata Kunci : minyak kelapa, monoasilgliserol, antibakteri, imunostimulan / coconut oil, monoacylglycerol, antibacteria, immunostimulant