ASID HUMIK: STRUKTUR, SIFAT, PENGELUARAN, KEGUNAAN - KIMIA - 2026

Asid humik adalah nama generik bagi sebatian organik yang merupakan sebahagian daripada bahan humik. Mereka mempunyai pelbagai kumpulan berfungsi, termasuk karboksilik, fenolik, cincin seperti gula, kuinon, dan turunan asid amino.

Bahan humik, di antaranya adalah asam humik, tersebar di tanah, perairan semula jadi dan sedimen, kerana ia adalah hasil penguraian sisa tumbuhan, haiwan dan semula jadi.

Bahan organik yang akan berubah menjadi bahan seperti asid humik. Pengarang: Pisauikan. Sumber: Pixabay.

Asid humik adalah sebahagian daripada humus dan mempunyai kemampuan untuk meningkatkan pertumbuhan dan pemakanan tanaman, kerana membiarkan nutrien disimpan lebih lama di dalam tanah sehingga tersedia untuk tanaman.

Mereka adalah sebatian amfifilik, iaitu, mereka mempunyai bahagian yang berkaitan dengan air dan bahagian yang menolak air, semuanya dalam molekul yang sama.

Oleh kerana kumpulan –OH dan –COOH, mereka dapat membentuk kompleks dengan ion logam atau kation.

Berkat rantai hidrokarbon atau bahagian aromatiknya, mereka dapat melarutkan dan mengunci molekul aromatik poliklik yang beracun. Selain itu, mereka berpotensi digunakan dalam perubatan barah dan dalam penyediaan ubat-ubatan yang lebih berkesan.

Struktur

Asid humik mengandungi kumpulan berfungsi yang berbeza, jumlahnya bergantung pada asal geografi asid humik, usia, keadaan persekitaran dan biologi, dan iklim di mana molekul dihasilkan. Atas sebab ini, penciriannya yang tepat menjadi sukar.

Kumpulan fungsinya yang utama adalah fenolik, karboksilik, enolik, quinone, eter, gula dan peptida.

Kumpulan berfungsi yang memberikan ciri utamanya ialah kumpulan fenolik, karboksilik dan kina.

Struktur hebat asid humik terdiri daripada bahagian hidrofilik yang dibentuk oleh kumpulan -OH dan bahagian hidrofobik yang terdiri daripada rantai alifatik dan cincin aromatik.

Contoh molekul asid humik, di mana kumpulan -OH fenolik, -COOH, quinone, residu gula dan peptida (-NH) dapat diperhatikan. Yikrazuul. Sumber: Wikimedia Commons.

Tatanama

- Asid humik.

- HA atau HA (Asid Humik).

Hartanah

Keadaan fizikal

Pepejal amorf.

Berat molekul

Berat molekul mereka berkisar antara 2.0 hingga 1300 kDa.

Satu Da atau Dalton berharga 1,66 x 10 ^-24 gram.

Keterlarutan

Asid humik adalah pecahan bahan humik yang larut dalam medium berair alkali. Mereka larut sebahagiannya di dalam air. Tidak larut dalam medium asid.

Pembubarannya dalam air adalah kompleks kerana asid humik bukanlah komponen individu tetapi campuran komponen, di mana hanya sebilangannya yang larut dalam air.

Kelarutannya boleh berbeza-beza bergantung pada komposisinya, pH dan kekuatan ion pelarut.

Sifat kimia dan biologi

Molekul asid humik umumnya mempunyai bahagian hidrofilik, atau berkaitan dengan air, dan bahagian hidrofobik, yang menolak air. Itulah sebabnya mereka dikatakan amfifilik.

Oleh kerana sifat amfifiliknya, asid humik terbentuk, dalam medium neutral atau berasid, struktur yang serupa dengan miksel, yang disebut pseudo-micelles.

Mereka adalah asid lemah, yang disebabkan oleh kumpulan fenolik dan karboksilik.

Kumpulan jenis quinone bertanggungjawab untuk pembentukan spesies oksigen reaktif, kerana ia dikurangkan menjadi semiquinones dan kemudian menjadi hidrokuinon, yang sangat stabil.

Kehadiran kumpulan fenolik dan karboksilik dalam molekul asid humik memberi mereka keupayaan untuk meningkatkan pertumbuhan dan pemakanan tumbuhan. Kumpulan seperti ini juga dapat mempromosikan kompleks dengan logam berat. Dan mereka juga menerangkan aktiviti antivirus dan anti-radangnya.

Sebaliknya, kehadiran kumpulan quinone, fenol dan karboksilik berkaitan dengan keupayaan antioksidan, fungisida, bakterisida dan antimutagenik atau demutageniknya.

Kelakuan dalam medium berair mengikut pH

Dalam medium alkali, kumpulan karboksilik dan fenolik mengalami kehilangan proton H ⁺ , yang menyebabkan molekul tersebut dikenakan secara negatif pada setiap kumpulan ini.

Oleh kerana itu, cas negatif ditolak dan molekul meregangkan.

Ketika pH menurun, kumpulan fenolik dan karboksilik sekali lagi diprotonasikan dan kesan tolakan berhenti, menyebabkan molekul mengadopsi struktur padat, serupa dengan mikel.

Dalam kes ini, bahagian hidrofobik dicuba untuk mencari di dalam molekul dan bahagian hidrofilik bersentuhan dengan medium berair. Struktur ini dikatakan sebagai pseudo-micelles.

Oleh kerana tingkah laku ini dinyatakan bahawa asid humik mempunyai ciri-ciri detergen.

Selanjutnya, mereka membentuk agregat intramolekul (dalam molekul mereka sendiri), diikuti oleh agregasi intermolekul (antara molekul yang berbeza) dan pemendakan.

Pelarutan molekul bukan kutub besar

Asid humik dapat melarutkan hidrokarbon aromatik polisiklik yang beracun dan karsinogenik dan relatif tidak larut dalam air.

Hidrokarbon ini larut dalam jantung hidrofobik pseudo-micelles asid humik.

Pembentukan kompleks dengan kation logam

Asid humik berinteraksi dengan ion logam dalam persekitaran alkali di mana kation atau ion positif bertindak untuk meneutralkan muatan negatif molekul asid humik.

Semakin tinggi muatan kation, semakin besar keberkesanannya dalam membentuk pseudo-micelles. Kationnya terletak di lokasi yang lebih disukai secara termodinamik dalam struktur.

Proses ini menghasilkan kompleks asid-logam humik yang memperoleh bentuk sfera.

Interaksi ini bergantung pada logam dan asal, berat molekul dan kepekatan asid humik.

Mendapatkan

Asid humik dapat diperoleh dari bahan organik di dalam tanah. Walau bagaimanapun, struktur pelbagai molekul asid humik berbeza-beza mengikut lokasi tanah, umurnya, dan keadaan iklim.

Terdapat beberapa kaedah memperoleh. Salah satunya dijelaskan di bawah.

Tanah diperlakukan dengan larutan berair NaOH 0,5 N (0,5 setara per liter) di bawah atmosfer nitrogen selama 24 jam pada suhu bilik. Keseluruhannya disaring.

Ekstrak alkali diasamkan dengan HCl 2N hingga pH 2 dan dibiarkan selama 24 jam pada suhu bilik. Bahan pembekuan (asid humik) dipisahkan dari supernatan dengan sentrifugasi.

Permohonan

- Dalam bidang pertanian

Penggunaan asid humik dalam pertanian telah diketahui secara praktikal sejak awal aktiviti pertanian kerana ia adalah sebahagian daripada humus.

Tanah kaya dengan humus, oleh itu kaya dengan asid humik, baik untuk tumbuh-tumbuhan. Pengarang: Markus Baumeler. Sumber: Pixabay.

Asid humik meningkatkan pertumbuhan dan pemakanan tanaman. Mereka juga bertindak sebagai bakteria tanah dan racun kulat, melindungi tanaman. Asid humik menghalang kulat fitopatogenik dan beberapa kumpulan fungsinya telah berkorelasi dengan aktiviti ini.

Tumbuhan yang dijangkiti oleh jamur Alternaria solani yang dapat diperangi dengan asid humik. AfroBrazilian. Sumber: Wikimedia Commons.

Kehadiran sulfur (S) dan kumpulan karbonil C = O dalam molekul asid humik menyokong aktiviti fungistatik. Sebaliknya, kandungan oksigen, kumpulan CO aromatik yang tinggi dan atom karbon tertentu yang tergolong dalam gula menghalang kekuatan fungistatik asid humik.

Baru-baru ini (2019), kesan penggunaan baja nitrogen pelepasan perlahan terhadap penstabilan asid humik yang terdapat di tanah dan pengaruhnya terhadap tanaman telah dikaji.

Didapati bahawa urea yang dilapisi biokarbon meningkatkan struktur dan kestabilan asid humik yang terdapat di dalam tanah, memihak kepada pengekalan nitrogen dan karbon oleh tanah dan meningkatkan hasil tanaman.

- Untuk pemulihan pencemaran

Oleh kerana kemampuannya membentuk pseudo-micelles dalam medium neutral atau asid, kegunaannya dalam penyingkiran bahan pencemar dari air sisa dan tanah telah diterokai selama bertahun-tahun.

Logam adalah salah satu bahan pencemar yang dapat dikeluarkan oleh asid humik.

Beberapa kajian menunjukkan bahawa kecekapan penyerapan logam asid humik dalam larutan berair cenderung meningkat dengan peningkatan kepekatan pH dan asid humik dan dengan penurunan kepekatan logam.

Ia juga ditentukan bahawa ion logam bersaing untuk lokasi aktif molekul asid humik, yang pada amnya merupakan kumpulan fenolik –COOH dan –OH di dalamnya.

- Dalam industri farmaseutikal

Telah terbukti berguna dalam meningkatkan kelarutan air ubat hidrofobik.

Nanopartikel perak (Ag) yang dilapisi dengan asid humik disediakan, yang berjaya kekal stabil sekurang-kurangnya satu tahun.

Nanopartikel perak dan asid humik ini, bersama dengan sifat antibakteria yang terakhir, berpotensi tinggi untuk penyediaan ubat.

Begitu juga, kompleks karbamazepin, ubat antiepileptik, dengan asid humik telah dicuba untuk meningkatkan kelarutannya, dan ternyata ubat itu menjadi lebih larut dan berkesan.

Kesan yang sama untuk meningkatkan kelarutan dan ketersediaan bio dicapai dengan kompleks asid humik dan β-karotena, pendahulu vitamin A.

- Dalam perubatan

Asid humik adalah sekutu kuat dalam rawatan pelbagai penyakit.

Terhadap beberapa virus

Aktiviti antivirus asid humik telah diperhatikan terhadap sitomegalovirus dan virus imunodefisiensi manusia HIV-1 dan HIV-2, antara lain.

Molekul asid humik dapat menghalang replikasi virus dengan mengikat muatan negatifnya dalam medium alkali ke laman kationik tertentu pada virus, yang diperlukan agar virus itu terikat ke permukaan sel.

Melawan barah

Asid humik didapati mempunyai sifat penyembuhan lesi karsinogenik. Ini disebabkan oleh kehadiran quinones dalam strukturnya.

Struktur quinone, kumpulan yang terdapat dalam molekul beberapa asid humik. Pengarang: Marilú Stea.

Quinones menghasilkan spesies oksigen reaktif yang menghasilkan tekanan oksidatif dan mendorong apoptosis sel barah melalui pemecahan DNA mereka.

Melawan mutagenesis

Asid humik adalah penghambat mutagenesis di dalam dan di luar sel. Mutagenesis adalah perubahan stabil bahan genetik sel yang dapat disebarkan ke sel anak perempuan.

Keupayaan untuk menghalang mutagenesis didapati berbeza dengan komposisi asid humik dan kepekatannya.

Sebaliknya, mereka memberikan kesan desmutagenik pada bahan mutagenik seperti benzopyrene (hidrokarbon poliaromatik yang terdapat dalam beberapa makanan), 2-nitrofluorena (produk pembakaran hidrokarbon poliaromatik) dan 2-aminoanthracene.

Kesan mutagenik benzopyrene pada DNA. Oleh Richard Wheeler (Zephyris) 2007. Struktur penyelesaian penambahan trans-dibuka (10S) -dA +) - (7S, 8R, 9S, 10R) -7,8-dihydroxy-9,10-epoxy-7,8 , 9,10-tetrahydrobenzopyrene dalam DNA dupleks. Dihasilkan dari {{PDB-1JDG}}. == Pelesenan == {{GFDL- Sumber: Wikimedia Commons.

Mekanisme kesan ini terletak pada penjerapan mutagen, yang mana asid humik dengan struktur yang lebih besar adalah yang paling berkesan. Mutagen diserap oleh asid humik dan kehilangan aktiviti mutageniknya.

Dipercayai bahawa ini mungkin penting untuk perlindungan terhadap karsinogenesis.

- Dalam industri kosmetik

Oleh kerana kemampuannya menyerap sinar UV dan sinar, asid humik telah dicadangkan untuk digunakan dalam penyekat sinar matahari, krim anti-penuaan, dan produk perawatan kulit.

Mereka juga boleh digunakan sebagai pengawet dalam produk kosmetik.

- Dalam industri makanan

Oleh kerana sifat antioksidan, penggunaannya sebagai pengawet makanan dan sebagai makanan tambahan nutrisi telah disarankan.

Rujukan

1. Gomes de Melo, BA et al. (2016). Asid humik: Sifat struktur dan pelbagai fungsi untuk perkembangan teknologi baru. Sains dan Kejuruteraan Bahan C 62 (2016) 967-974. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
2. Wei, S. et al. (2018). Aktiviti Fungistatik Asid Humik Multio Origin yang Berkaitan dengan Struktur Kimia Mereka. Jurnal Kimia Pertanian dan Makanan 2018, 66, 28, 7514-7521. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
3. Kerndorff, H. dan Schnitzer, M. (1980). Penyerapan logam pada asid humik. Geochimica et Cosmochimica Acta Vol 44, hlm 1701-1708. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
4. Sato, T. et al. (1987). Mekanisme kesan desmutagenik asid humik. Penyelidikan Mutasi, 176 (1987) 199-204. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
5. Cheng, M.-L. et al. (2003). Asid Humik Menginduksi Kerosakan DNA Oksidatif, Penundaan Pertumbuhan, dan Apoptosis pada Fibroblas Primer Manusia. Exp Biol Med (Maywood) 2003 Apr; 228 (4): 413-23. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
6. Li, M. et al. (2019). Pengasingan karbon organik dalam bahan humik tanah dipengaruhi oleh penggunaan baja nitrogen yang berlainan dalam sistem tanaman penggiliran sayur. Jurnal Kimia Pertanian dan Makanan, 2019, 67, 11, 3106-3113. Dipulihkan dari pubs.acs.org.