RSS

Penentuan Kadar Kafein dalam Teh Menggunakan Spektrofotometer UV-Vis

04 Jun

Hari/tanggal mulai praktikum: Senin, 31 Oktober 2011

Hari/tanggal selesai praktikum: Rabu, 2 November 2011

A.    Tujuan Praktikum

Percobaan ini bertujuan untuk:

1)   Menentukan kurva serapan dan panjang gelombang maksimum untuk penentuan kadar kafein dalam teh.

2)   Menentukan kurva kalibrasi dan persamaan regresi dari larutan standar kafein.

3)   Menghitung kadar kafein dalam teh.

 B.     Dasar Teori

1.    Teh

Teh adalah minuman yang mengandung kafein, sebuah infusi yang dibuat dengan cara menyeduh daun, pucuk daun, atau tangkai daun yang dikeringkan dari tanaman Camellia sinensis dengan air panas. Istilah teh juga digunakan untuk minuman yang dibuat dari buah, rempah-rempah atau tanaman obat lain yang diseduh, misalnya, teh rosehip, camomile, krisan dan Jiaogulan. Teh yang tidak mengandung daun teh disebut teh herbal (http://id.wikipedia.org/wiki/Teh).

Teh yang berasal dari tanaman teh dibagi menjadi 4 kelompok: teh hitam, teh oolong, teh hijau, dan teh putih. Taksonomi tanaman teh adalah sebagai berikut :

Camellia_sinensis

  Kingdom                : Plantae

Divisio                    : Spermatophyta

Sub Divisio             : Angiospermae

Kelas                      : Dicotyledoneae

Ordo                       : Trantroemiaccae

Family                    : Tehaceae

Genus                     : Camellia

Spesies                    : Camellia sinensis (L)          (Djimandkk, 1996)

Teh merupakan sumber alami kafein, teofilin dan antioksidan dengan kadar lemak, karbohidrat atau protein mendekati nol persen. 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 mengandung 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 (http://id.wikipedia.org/wiki/Teh).

Teh bila diminum terasa sedikit pahit yang merupakan kenikmatan tersendiri dari teh. Konsumsi teh di Indonesia sebesar 0,8 kilogram per kapita per tahun masih jauh di bawah negara-negara lain di dunia, walaupun Indonesia merupakan negara penghasil teh terbesar nomor lima di dunia

Munculnya teh di Indonesia berawal ketika Dr. Andreas Cleyer, seorang berkebangsaan Belanda, yang membawa bibit tanaman teh untuk dijadikan tanaman hias pada tahun 1686. Mulai tahun 1728, bibit teh dari Cina mulai dibudidayakan di Pulau Jawa. Usaha tersebutbaru berhasil pada tahun 1824, saat Dr. Van Siebold, yang meneliti teh di Jepang, mempromosikan bibit teh asal Jepang. Sementara perkebunan teh di Indonesia baru dimulai tahun 1828 dan dipelopori oleh Jacobson.Teh kemudian menjadi komoditas yang menguntungkan. Tanaman teh umumnya ditanam di perkebunan, dipanen secara manual, dan dapat tumbuh pada ketinggian 200-2.300 m dpl.

 2.  Kafein

Kafein adalah basa sangat lemah dalam larutan air atau alkohol tidak terbentuk garam yang stabil. Kafein terdapat sebagai serbuk putih, atau sebagai jarum mengkilat putih, tidak berbau dan rasanya pahit. Kafein larut dalam air (1:50), alkohol (1:75) atau kloroform (1:6) tetapi kurang larut dalam eter. Kelarutan naik dalam air panas (1:6 pada 80°C) atau alkohol panas (1:25 pada 60°C) (Wilson and Gisvold, 1982). Berikut ini adalah struktur dari kafein :

caffeine

Gambar 1. Struktur Kafein

 Kafein merupakan alkaloid yang terdapat dalam teh, kopi, cokelat, kola, dan beberapa minuman penyegar lainnya. Kafein dapat berfungsi sebagai stimulant dan beberapa aktifitas biologis lainnya. Kandungan kafein dalam teh relative lebih besar daripada yang terdapat dalam kopi, tetapi pemakaian teh dalam minuman lebih encer dibandingkan dengan kopi (Sudarmi, 1997).

Kafein merupakan perangsang susunan saraf pusat yang dapat menimbulkan dieresis, merangsang otot jantung dan melemaskan otot polos bronchus. Secara klinis biasanya digunakan berdasarkan khasiat sentralnya, merangsang semua susunan saraf pusat mula-mula korteks kemudian batang otak, sedangkan medulla spinalis hanya dirangsang dengan dosis besar.

 3. Spektrofotometer UV-Vis

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spectrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energy secara relative jika energy tersebut ditransmisikan atau direfleksikan sebagai fungsi dari panjang gelombang.

Prinsip dasar dari suatu spektrofotometer adalah penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu. Jenis-jenis spektrofotometer :

  • berdasarkan pada  daerah spektrum yang akan   dieksporasi, terdiri dari :

a. Spektrofotometer sinar tampak (Vis).

b. Spektrofotometer sinar tampak (Vis) dan ultraviolet (UV).

  • berdasarkan teknik optika sinar, terdiri dari :

a. Spektrofotometer optika sinar ganda (double beams optic).

b. Spektrofotometer optika sinar tunggal (single beams optic).

Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spectrum tampak kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbansi antara sampel dan blanko ataupun pembanding (Khopkar, S.M, 2002)

Skema konstruksi spektrofotometer :

Ketika cahaya putih dilewatkan dalam suatu substansi maka setiap warna cahaya yang dipantulkan akan memiliki panjang gelombang yang berbeda. Berkas cahaya tersebut diasumsikan sebagai warna komplemen dari panjang gelombang yang diserap. Hal tersebut dapat dilihat dari diagram lingkaran berikut:

                               Diagram 1. Diagram Lingkaran Warna Komplementer

 Mekanisme kerja dari spektrofotometer pada dasarnya adalah memencilkan cahaya menjadi monokromatik, yang kemudian cahaya tersebut dilewatkan pada suatu sampel yang akan diukur kekuatan radiasinya. Jika P merupakan banyaknya sinar – sinar yang diteruskan oleh larutan sampel dan Po merupakan banyaknya sinar yang diserap, maka ratio P/Po dapat kita sebut sebagai transmitansi. % Transmitansi dapat dituliskan sebagai berikut:

 Selain mengukur transmitansi, spektrofotometer pada dasarnya adalah untuk mengukur absorbansi sampel karena adanya interaksi atom, molekul, dan ion pada sampel tersebut. Secara matematis kita dapat menuliskan hubungan antara Transmitansi sebagai berikut:

A = Log (1/T) = -Log T

Panjang gelombang yang diserap oleh sampel dari sejumlah cahaya yang diberikan akan sebanding dengan konsentrasi sampel dan ketebalan larutan sampel. Secara matematis hubungan ini diberikan oleh hokum Lambert – beer:

A = £bc

Dimana: £ = absorptivitas molar (L.cm-1.mol-1)

b = ketebalan kuvet (cm)

c = konsentrasi (molL-1)

Metode Percobaan

1.      Alat dan Bahan

Alat :

Pipet volumetrik 10 ml                                                      1 buah

Pipet volumetrik 5 ml                                                        1 buah

Mikropipet 1 ml                                                                1 buah

Corong kaca kecil                                                             1 buah

Kaca arloji                                                                         1 buah

Gelas ukur 25 ml                                                               1 buah

Labu takar 500 ml                                                             1 buah

Labu takar 250 ml                                                            1 buah

Labu takar 100 ml                                                             1 buah

Labu takar 10 ml                                                               6 buah

Gelas kimia kapasitas 25 ml                                              1 buah

Gelas kimia kapasitas 100 ml                                            2 buah

Gelas kimia kapasitas 250 ml                                            1 buah

Botol Semprot                                                                   1 buah

Corong Pisah                                                                     1 buah

Bola Karet                                                                         1 buah

Hot Plate                                                                           1 buah

Ultrasentrifuge                                                                  1 set

Neraca analitis                                                                   1 set

Spektrofotometer UV-Vis            Mini                                        1 set

Bahan :

Bubuk teh merk 2Tang                                                     1 gram

CaCO3 p.a                                                                         1,5 gram

Kafein p.a                                                                         0,5 gram

Kloroform p.a                                                                   100 mL

Kertas Whattman                                                              1 buah

Aquades                                                                            secukupnya

2.      Diagram Alir

1)      Pembuatan Larutan

a)      Pembuatan larutan Blanko

Sebagai larutan blanko digunakan aquades

b)     Larutan Stándar Kafein 1000 ppm

           dimasukkan ke dalam gelas beaker

–          dilarutkan dengan aquades secukupnya

–          atau digunakan ultrasentrifus jika susah larut

–          dimasukkan ke dalam labu takar 500 mL

–          ditambahkan aquades hingga tanda batas

–          dihomogenkan

Larutan Standar Kafein 1000 ppm

 

 

 

c)      Larutan Stándar Kafein 100 ppm

 

 

–          dipipet 5 mL.

–          dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL.

–          ditambahkan aquades hingga garis tanda batas.

Larutan Standar Kafein 100 ppm

dihomogenkan.

d)    

Larutan Standar Kafein 100 ppm

Larutan Stándar Kafein 10 ppm

 

                                           

–          dipipet 5 mL.

–          dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL.

–          ditambahkan aquades hingga garis tanda batas.

Larutan Standar Kafein 10 ppm

dihomogenkan.

2)      Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Larutan Kafein (Penentuan Kurva Serapan)

 

–          dipipet 6 mL

–          dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL.

–          diencerkan dengan aquades hingga garis tanda batas.

–          dihomogenkan

Panjang gelombang maksimum

diukur dengan spektrofotometer UV-Visible pada panjang gelombang 266-280 nm.

3)      Penentuan Kurva Kalibrasi

–          dipipet masing-masing 2, 4, 6, 8, dan 10 mL

–          dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL

–          diencerkan dengan aquades hingga garis tanda batas.

–          Dihomogenkan

–          diukur dengan  spektrofotometer UV-Visible pada panjang gelombang tertentu

Kurva Kalibrasi

4)      a. Pemisahan Kafein secara Ekstraksi dari Bubuk Teh

1 gram bubuk

–          Ditambahkan 1,5 gram CaCO3

–          Diekstraksi masing-masing dengan penambahan 25 mL kloroform sebanyak 4 kali

–          Dipisahkan

Lapisan Atas

–          ditambahkan150 ml air panas

–          diseduh selama 2 menit sambil diaduk

–          disaring

Residu

Filtrat

Lapisan bawah

–          Diuapkan kloroform dengan hotplate dalam lemari asam

Ekstrak kafein bebas

–          Didiamkan 3 hari

Ekstrak kafein

b.      Penentuan Kadar Kafein dari Bubuk Teh Merk 2Tang

Ekstrak kafein

–          Dimasukkan kedalam labu takar 25 mL

–          Diencerkan dengan akuades hingga garis tanda batas dan dihomogenkan

–          Dipipet 1 mL dan diencerkan kedalam labu takar 25 mL sebanyak 2 kali.

–          Diukur absorbansi kafein dengan sprektofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimum

–          Ditentukan konsentrasi dan kadar (%) kafein dalam teh kafein dalammenggunakan perhitungan

Kadar Kafein dalam Teh

  1. 3.   Perhitungan

1)      Pengenceran Larutan Standar

 =

2)      Penentuan Konsentrasi Kafein dalam Teh

Dapat ditentukan dengan persamaan regresi untuk kurva kalibrasi dari persamaan :

Dimana :  a          = slope

b          = intersep

Y         = absorbansi

X         = Konsentrasi

3)      Penentuan Kadar Kafein dalam Teh

Konsentrasi yang didapat dlam bentuk ppm. Kemudian ppm diubah dalam bentuk persentase (%) dengan cara:

% kafein =  . 100%

X merupakan konsentrasi sampel

  1. D.    HASIL PENGAMATAN

Berikut adalah hasil pengamatan percobaan.

No

Kegiatan

Pengamatan

1.

Pembuatan standar kafein 1000 ppm:
  • Ditimbang sebanyak 0,5 gram kafein dan dimasukkan ke dalam gelas beker, dilarutkan dengan akuades panas secukupnya. Jika kafein sukar larut maka digunakan ultrasentrifuge.

 

  • Dimasukkan ke dalam labu takar 500 mL kemudian ditambahkan akuades hingga garis tanda batas dan dihomogenkan.

–    Serbuk kafein berwarna putih.

–    Larutan tidak berwarna

2.

Pembuatan larutan standar 100 ppm:

  • Dipipet larutan standar kafein 1000 ppm sebanyak 5 mL.
  • Dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL.
  • Ditambahkan aquades hingga garis tanda batas dan dihomogenkan.

3.

Pembuatan larutan standar kafein 10 ppm.

  • Dipipet larutan standar kafein 100 ppm sebanyak 5 mL.
  • Dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL.
  • Ditambahkan aquades hingga garis tanda batas dan dihomogenkan.

Larutan tidak berwarna

4.

Pembuatan larutan standar kafein 2, 4, 6, dan 8 ppm.

  • Dipipet larutan standar kafein 100 ppm sebanyak 5 mL.
  • Dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL.
  • Ditambahkan aquades hingga garis tanda batas dan dihomogenkan.

Larutan tidak berwarna

5.

Panjang Gelombang Maksimum Larutan Kafein (Penentuan Kurva Serapan) digunakan larutan standar dengan konsentrasi 6 ppm diukur dengan spektrofotometer UV-Visible pada panjang gelombang 266-280 nm.-   λmax. 273 nm dengan absorbansi 0,377, dan regresi (r2) = 0,9998

6

Penentuan Kurva Kalibrasi

  • Dari larutan standar kafein 10 ppm dipipet dengan tepat masing-masing 2, 4, 6, 8, dan 10 mL kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL
  • Diencerkan dengan aquades hingga garis tanda batas dan dihomogenkan.
    • Besarnya absorbansi dari masing-masing larutan diukur dengan  spektrofotometer UV-Visible pada panjang gelombang tertentu.
    • Sebagai uji blanko digunakan akuades

–   Larutan tidak berwarna.

–   Larutan tidak berwarna

4.

Pemisahan Kafein secara Ekstraksi dari Bubuk Teh:

  • Sebanyak 1 gram bubuk teh dimasukkan ke dalam beaker glass
  • Ditambahkan 150 mL air panas ke dalamnya
  • Diseduh selama 2 menit sambil diaduk
  • Larutan teh panas disaring melalui corong dengan kertas saring ke dalam erlenmeyer
  • 1,5 gram CaCO3 dan filtrat larutan teh tadi dimasukkan ke dalam corong pisah lalu diekstraksi sebanyak 4 kali, masing-masing dengan penambahan 25 mL kloroform
  • Lapisan bawahnya diambil, kemudian ekstrak (fase kloroform) ini diuapkan menggunakan hot plate di lemari asam.
  • Ekstrak kafein yang didapat didiamkan selama 3 hari.

–    Bubuk teh berwarna hitam kecoklatan.

–    Terdapat endapan dan campuran berwarna coklat kemerahan.

–    Serbuk CaCO3 berwarna putih.

–    Setelah penambahan CaCO3 campuran menjadi keruh.

–    Kloroform tidak berwarna dan berbau menyengat.

–    Setelah penambahan kloroform dan dikocok terbentuk 2 fasa, yaitu fasa atas keruh dan fasa bawah tidak berwarna.

–    Setelah diuapkan terbentuk Kristal kafein berwarna putih.

5.

Penentuan kadar kafein dari bubuk teh 2Tang:

  • Ekstrak kafein bebas pelarut dimasukkan ke dalam labu takar 25 mL, diencerkan dengan akuades hingga garis tanda dan dihomogenkan.
  • Diencerkan kembali sebanyak 50 kali.
  • Ditentukan kadarnya dengan spektrofotometri UV-Visible pada panjang gelombang maksimum.

–    Ekstrak kafein berwarna putih

–    Larutan tidak berwarna

–    λ  = 273 nm

–    konsentrasi kafein 2,4826 ppm dengan absorbansi 0

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (2011). Teh. Tersedia [Online] : http://id.wikipedia.org/wiki/teh. Diakses Tanggal 14 September 2011

Dalimartha, S. (2002). Atlas Tumbuhan Obat Indonesia. Jilid I. Jakarta: Trubus Agriwijaya

De Bartolot, Merrit. (2002). Experiment 5 – Extraction of Caffeine from Tea. Tersedia [Online]:  http://ochemonline.pbworks.com/f/05_caffeine.pdf. Diakses tanggal 11 september 2011.

Djiman, Soehardjo. Hartati, S. (1996). Teh. Sumateras Utara : PT. Perkebunan Nusantara IV

Fitri, N.S. (2008). Pengaruh berat dan waktu penyeduhan terhadapkadar kafein dari bubuk teh. Tersedia [Online]: http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/ 13968.pdf. Diakses tanggal 14 sepetember 2011

Fulder, S. (2004). Khasiat Teh Hijau. Jakarta: PT. Prestasi Pustakarya.

Hendayana, S.(1994).Kimia Analitik Instrumen Edisi Kesatu.Semarang:IKIP Semarang.

Khopkar, S, M. (2002). Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press

Kumalaningsih, S. (2007). Tersedia [Online]:  http://antioxidantcentre.com/index2.php. diakses tanggal 14 sepetember 2011

Sudarmi. (1997). Kafein Dalam Pandangan Farmasi. Medan : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara (USU).

Syafitri, N. (2009). Pengaruh berat dan waktu penyeduhan terhadap kadar kafein dari bubuk teh. Tersedia [Online]: http://repository.usu.ac.id/bitstream/ 123456789/13968/1/09E00992.pdf. Diakses tanggal 13 september 2011.

Wilson, and Gisvold. (1982.) Textbook of Organic Medical and Pharmaceutical Chemistry. Philadelphia: JB Lippincolt Company

 
Leave a comment

Posted by on June 4, 2012 in KIMIA INSTRUMEN

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: