Tanggal : ISOLASI SENYAWA KAFEIN DARI DAUN TEH
Kelompok : 1. 2. 3. 4. 5.
Dewi Kartika Sari Kurnia Afifah Risa Anggraini Yohana Rafiqah Fitri Martina
1. Tujuan Untuk mengisolasi senyawa kafein dari daun teh. 2. Dasar Teori Tanaman Teh Tanaman teh umumnya ditanam
diperkebunan, dipanen secara manual, dan dapat
tumbuh pada ketinggian 200-2.300 m dpl. Teh berasal dari kawasan india bagian Utara dan Cina Selatan. Ada dua kelompok varietas teh yang terkenal, yaitu Camellia sinensis var. Assamica yang berasal dari Assam dan camellia sinensis var. Sinensis yang berasal dari cina. Varietas assamica daunnya agak besar dengan ujung yang runcing, sedangkan varietas sinensis daunnya lebih kecil dan ujungnya agak tumpul. Pohon kecil, karena seringnya pemangkasan maka tampak seperti perdu. Bila tidak dipangkas, akan tumbuh ramping setinggi 5-10 m, dengan bentuk tajuk seperti kerucut. Batang tegak, berkayu, bercabang-cabang, ujung ranting dan daun muda berambut halus. Daun tunggal, bertangkai pendek, letak berseling, helai daun kaku seperti kulit tipis, bentuknya elips memanjang, ujung dan pangkal runcing, tepi bergerigi halus, pertulangan menyirip, panjang 6-18 cm, lebar 2-6 cm, warnanya hijau, permukaannya mengkilap. Bunga di ketiak daun, tunggal atau beberapa bunga bergabung menjadi satu, berkelamin dua, garis tengah 3-4 cm, warnanya putih cerah dengan kepala sari berwarna kuning, harum. Buahnya buah kotak, berdinding tebal, pecah menurut ruang, masih muda hijau, setelah tua cokelat kehitaman. Biji keras, 1-3. Pucuk dan daun muda yang digunakan untuk pembuatan minuman teh. Perbanyakan dengan biji, setek, sambungan atau cangkokan (Setiawan Dalimartha, 2002).
Komposisi kimia Teh Teh mengandung sejenis antioksidan yang bernama katekin. Pada daun teh segar, kadar katekin bisa mencapai 30 % dari berat kering. Teh hijau dan teh putih mengandung katekin yang tinggi, sedangkan teh hitam mengansung lebih sedikit katekin karena katekin hilang dalam proses oksidasi. Teh juga mengandung kafein (sekitar 3% dari berat kering atau sekitar 40 mg per cangkir), teofilin dan teobromin dalam jumlah sedikit. Daun mengandung kafein (2-3%), teobromin, tehofilin, tannin, xantin, adenine, minyak atsiri, kuersetin, narigenin, natural fluoride. Tabel kandungan komia dalam 100 g teh No
Komponen
Jumlah
1
Kalori
17 kj
2
Air
75-80%
3
Polifenol
25%
4
Karbohidrat
4%
5
Serat
27%
6
Pectin
6%
7
Kafein
2,5-4,5%
8
Protein
20%
(Setiawan Dalimmartha, 2002)
Kafein
Di alam terdapat beberapa senyawa alakaloid xantin, antara lain 1,3-dimetilsantin (teopilin), 3,7-dimetilsantin (teobromin) yang banyak terdapat dalam biji cokelat dan 1,3,7trimetilsantin (kafein) dalam kopi dan teh.
1,3,7-Trimetil xantin C8H10N4O2 Monohidrat
Kafein adalah basa sangat lemah dalam larutan air atau alcohol tidak terbentuk garam yang stabil. Kafein terdapat sebagai serbuk putih, atau sebagai jarum mengkilap putih, tidak berbau dan rasanya pahit. Kafein larut dalam air (1:50), alcohol (1:75) atau kloroform (1:6) tetapi kurang larut dalam eter. Kelarutan naik dalam air panas (1:6 pada 80o) atau alcohol panas (1:25 pada 60o) (Wilson and Gisvold, 1982). Kafein merupakan alkaloid yang terdapat dalam teh, kopi, cokelat, kola dan beberapa minuman penyegar lainnya. Kandungan kafein dalam teh relative berfungsi sebagai stimulant dan beberapa aktivitas biologi lainnya. Kandungan kafein dalam teh relative lebih besar dari pada yang terdapat dalam kopi, tetapi pemakaian teh dalam minuman lebih encer dibandingkan dengan kopi (Sudarmi, 1997).
Sifat Kafein Kofein berbentuk anhidrat atau hidrat yang mengandung satu molekul air. Mengandung
tidak kurang dari 98,5% dan tidak lebih dari 101,0% C8H10N4O2, dihitung terhadap zat anhidrat. Pemerian serbuk putih atau berbentuk jarum mengkilat putih; bisaanya menggumpal; tidak berbau;rasa pahit. Larutan bersifat netral terhadap kertas lakmus. Bentuk hidratnya mekar di udara. Kelarutan agak sukar larut dalam air, dalam etanol; mudah larut dalam kloroform; sukar larut dalam eter. Identifikasi a. Spectrum serapan inframerah zat yang telah dikeringkan dan didispersikan dalam minyak mineral P menunjukkan maksimum hanya pada panjang gelomnbang yang sama seperti pada kofein BPFI. b. Larutan kurang lebih 5 mg dalam 1 ml asam klorida P, uapkan diatas tangas uap hingga kering. Balikkan cawan di atas bejana berisis beberapa tetes ammonium hidroksida 6 N: sisa berwarna lembayung yang hilang dengan penambahan larutan alkali kuat. Jarak lebur antara 235o dan 237,5o; lakukan penetapan menggunakan zat yang telah dikeringkan pada suhu 80o selama 4 jam.
Farmakologi Kafein
Kafein merupakan perangsang susunan saraf pusat dapat menimbulkan diuresis, merangsang otot jantung dan melemaskan otot polos bronchus. Secara klinis bisaanya digunakan berdasarkan khasiat sentralnya, merangsang semua susunan saraf pusat mula-mula
korteks kemudian batang otak, sedangkan medulla spinalis hanya merangsang dengan dosis besar (Sudarmi, 1997). Dalam dosis standar antara 50-200 mg. kafein utamanya mempengaruhi lapisan luar otak. Pengaruh ini bisa mengurangi kelelahan. Dalam dosis yang lebih besar, pusat vasomotor dan pernafasan terpengaruh. Fakta menunjukkan hal ini pun tidak mempengaruhi tekanan darah karena pembuluh darah jantung dan pembuluh darah yang ada di kulit dan ginjal terbuka secara stimultan. Tekanan darah tinggi hanya disebabkan oleh konsumsi dengan dosis yang sangat tinggi. Dosis yang berlebihan menyebabkan rasa gelisah, pikiran tidak tenang dan detak jantung yang tidak normal. Keracunan yang semata-mata disebabkan oelh kafein sangat jarang terjadi. Tetapi, rangkaian medis telah membenarkan behead berarti bahwa mengkonsumsi sekitar 80 cangkir kopi atau 140 cangkir teh dalam waktu yang sangat singkat (seketika) dapat menyebabkan kematian. Selama masa hamil, jika terlalu sering overdosis kafein, lebih dari 600 mg perhari, bisa berakibat gugurnya kandungan. Tetapi, jumlah kafein yang setara dengan angka diatas maka harus mengkonsumsi teh sidikit 14 cangkir setiap hari dengan kandungan kafein setinggi mungkin (Stepen Fulder, 2004).
Ekstraksi Ekstraksi merupakan suatu metode pemisahan kimia yang paling lama. Penyediaan
secangkir kopi atau teh termasuk rasa dari ekstraksi dan komponen bau dari masalah bahan kering dengan air panas. Demikian juga dengan bahan-bahan wewangian dan banyak obat diisolasi secara ekstraksi dengan menggunakan pelarut organic. Pelarut yang digunakan untuk ekstraksi sebaiknya memiliki banyak sifat pengekstraksian yang memuaskan. Pelarut yang digunakan sebaikknya tidak memecah substansi yang akan diekstraksi, memiliki titik didih yang rendah sehingga mudah dihilangkan, tidak bereaksi dengan pelarut, tidak mudah terbakar dan berbahaya, dan relative tidak mahal (Fieser Wiliamson, 1983). 1) Refluks Refluks merupakan ekstraksi dengan pelarut pada temperature titik didihnya, selama waktu tertentu dan jumlah pelarut terbatas yang relative konstan dengan adanya pendingin balik. Umunya dilakukan pengulangan proses pada residu pertama sampai 2-3 kali sehingga dapat termasuk proses ekstraksi sempurna. Tujuan dilakukan pengulangan untuk mengetahui kapan ekstraksi dihentikan yaitu dengan melihat pelarut yang sudah jernih saat ekstraksi
dilakukan pada residu yang pertama. Refluks juga bisaa dikenal sebagai penyarian berkesinambungan karena proses pengulangan tadi. Prinsip dari metode refluks adalah pelarut volatile yang digunakan akan menguap pada suhu tinggi, namun akan didinginkan dengan kondensor sehingga pelarut yang tadinya dalam bentuk uap akan mengembun pada kondensor, lalu turun lagi ke dalam wadah reaksi melewati bahan yang akan diekstrak sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung. Kelebihan metode refluks
: dapat digunakan untuk zat yang tahan panas
Kekurangan metode refluks
: memerlukan pelarut yang cukup banyak
2) Evaporasi Rotary vakum evaporator adalah instrument yang menggunakan prinsip destilasi. Prinsip utama dalam instrument ini terletak pada penurunan tekanan pada labu alas bulat dan pemutaran labu alas bulat hingga berguna agar pelarut dapat menguap lebih cepat dibawah titik didihnya. Teknik yang digunakan dalam rotary vekum evaporator ini bukan hanya terletak pada pemanasannya tapi dengan menurunkan tekanan pada labu alas bulat dan memutar labu alas bulat dengan kecepatan tertentu. Karena teknik itulah, sehingga suatu pelarut akan menguap dan senyawa yang larut dalam pelarut tersebut tidak ikut menguap namun mengendap. Dan dengan pemanasan dibawah titik didih pelarut, sehingga senyawa yang terkandung dalam pelarut tidak rusak oleh suhu tinggi. 3) Pemisahan/Ekstraksi cair-cair Metode dasar pada ekstraksi cair-cair adalah ekstraksi bertahap, ekstraksi kontinyu. Ekstraksi bertahap merupakan cara yang paling sederhana. Caranya cukup dengan menambahkan pelarut pengekstraksi yang tidak bercampur dengan pelarut semula kemudian dilakukan pengocokan sehingga terjadi kesetimbangan konsentrasi yang akan diekstraksi pada dua lapisan, setelah ini tercapai lapisan didiamkan dan dipisahkan. Kesempurnaan ekstraksi tergantung pada banyaknya ekstraksi yang dilakukan. Hasil yang baik diperoleh jika jumlah ekstraksi yang dilakukan berulang kali dengan jumlah pelarut sedikit-sedikit. Ekstraksi ini merupakan metode yang baik dan popular, alas an utamanya adalah bahwa pemisahan ini dapat dilakukan dalam tingkat mekro maupun mikro dan tidak memerlukan alat yang khusus atau canggih kecuali corong pisah (Khopkar, S.M, 2002). Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur seperti benzene, karbon tetraklorida aatau kloroform. Batasannya, adalah zat terlarut yang dapat ditransfer pada jumlah yang berbeda dalam kedua fase pelarut (Underwood, 1992).
Kristalisasi
Kristalisasi adalah larutan pekat yang didinginkan sehingga zat terlarut mengkristal. Hal itu terjadi karena kelarutan berkurang ketika suhu diturunkan. Apabila larutan tidak cukup pekat, dapat dipekatkan lebih dahulu dengan jalan penguapan, kemudian dilanjutkan dengan pendinginan melalui kristalisasi diperoleh zat padat yang lebih murni karena komponen larutan yang lainnya yang kadarnya lebih kecil tidak ikut mengkristal. Pembentukan Kristal digunakan dalam teknik untuk memperoleh suatu bahan murni dari suatu campuran. Kristal juga dapat terbentuk bila uap dari partikel yang sedang mengalami sublimasi menjadi dingin. Selama proses kristalisasi hanya partikel murni yang dapat mengkristal. Sublimasi sendiri didefinisikan sebagai salah atu perubahan wujud yang dapat digunakan untuk pemisahan campuran yaitu perubahan wujud zat dari padat menjadi gas atau sebaliknya. Bila partikel penyususn suatu zat padat diberikan kenaikan suhu sebesar tertentu, maka partikel tersebut akan menyublim menjadi gas. Sebaliknya, bila gas tersebut diturunkan, maka gas akan segera berubah wujudnya menjadi padat.
3. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan untuk membuat serbuk teh diantaranya blender dan mesh atau ayakan. Alat yang digunakan untuk mengekstraksi teh dan pemurnian ekstrak dari teh yaitu seperangkat alat refluks, kompor listrik, tehrmometer dan gelas ukur 100 ml, corong Buchner, kertas saring, beaker glass, evaporator, cawan penguap dan alumunium foil, lemari pendingin/freezer, corong, kaki tiga dan lampu spiritus. Bahan-bahan yang digunakan antara lain serbuk teh, air panas, kapas dan CaCO3. 4. Prosedur Kerja 1. Pembuatan serbuk teh dan ekstraksi serbuk teh 1) Teh yang kering dihaluskan dengan menggunakan blender, kemudian 2) Disaring serbuk menggunakan ayakan 3) Ditimbang serbuk teh sebanyak 30 g 4) Masukkan ke dalam labu dasar alat refluks yang telah dipersiapkan 5) Buat pelarut etanol sebanyak 300 ml 6) Masukkan pelarut ke dalam labu dasar bulat 7) Ekstraksi sampai titik didih pelarut 100o selama 3 jam 8) Setelah ekstraksi selesai dilakukan, tunggu dingin kemudian pisahkan serbuk yang diekstraksi dari pelarut dengan cara disaring menggunakan corong Buchner, ambil ekstrak dengan pelarutnya kemudian 9) Masukkan 1,5 g serbuk CaCO3 dan aduk 10) Diamkan sampai memisah antara endapan ekstrak bening
11) Kemudian pisahkan, ambil ekstrak bening yang terbebas dari endapan kapur 12) Hasil penyaringan dipekatkan menggunakan rotary evaporator 13) Hasil yang didapatkan dari evaporasi di tuang di cawan petri dan ditutup menggunakan alumunium foil kemudian direkristalisasi 2. Pemurnian ekstrak kafein teh 1) Hasil dari evaporasi yang ditutup alumunium foil dimasukkan ke dalam lemari pendingin/Freezer sampai terbentuk Kristal padat 2) Padatan yang terbentuk dari hasil kristalisasi kemudian 3) Di rekristalisasi dengan cara disublimasi 4) Pertama disiapkan corong yang didalamnya dibungkus kertas saring, 5) Siapkan juga kawat kasa, kaki tiga dan lampu spiritus 6) Letakkan Kristal yang terbentuk dalam cawan penguap di atas kaki tiga 7) Tutup cawan dengan corong yang telah dibungkus kertas saring, dan 8) Siapkan kapas yang telah dibasahi dengan air dingin 9) Letakkan kapas disamping dinding-dinding corong 10) Lakukan sublumasi sampai terbentuk Kristal kafein.
5. Skema Kerja Pembuatan Serbuk Teh
Teh
Dihaluskan (diblender)
Ditimbang 15 g
Ekstraksi
15 g serbuk
Masukkan ke dalam labu dasar refluks + air panas sebanyak 300 ml
Ekstraksi sampai 3 jam dengan suhu 100o
Disaring (Corong buchner)
Ampas
Filtrate Hasil + 1,5 g CaCO3 aduk ada endapan
Dibuang Saring
Uapkan menggunakan evaporator
Hasil direkristalisasi dengan cara disublimasi
Hasil evaporasi didiamkan dalam almari es sampai terbentuk kristal
6. Hasil Pengamatan 7. Pembahasan 8. Kesimpulan
