OPTIMASI JARAK ELEKTRODA DAN VOLTASE PADA DEKLOROFILASI SECARA ELEKTROKOAGULASI PADA EKSTRAK DAUN STEVIA (Stevia rebaudiana Bertonii M) DENGAN METODE DESAIN FAKTORIAL SKRIPSI

  

OPTIMASI JARAK ELEKTRODA DAN VOLTASE PADA

DEKLOROFILASI SECARA ELEKTROKOAGULASI

PADA EKSTRAK DAUN STEVIA (Stevia rebaudiana Bertonii M)

DENGAN METODE DESAIN FAKTORIAL

  

SKRIPSI

  Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :

  Ferri Ariya Yanu Pribadi NIM : 058114163

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2009

  

OPTIMASI JARAK ELEKTRODA DAN VOLTASE PADA

DEKLOROFILASI SECARA ELEKTROKOAGULASI

PADA EKSTRAK DAUN STEVIA (Stevia rebaudiana Bertonii M)

DENGAN METODE DESAIN FAKTORIAL

  

SKRIPSI

  Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :

  Ferri Ariya Yanu Pribadi NIM : 058114163

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2009

HALAMAN PERSEMBAHAN

  

PRAKATA

  Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “ Optimasi Jarak Elektroda dan Voltase pada Deklorofilasi secara Elektrokoagulasi pada Ekstrak Daun Stevia (Stevia rebaudiana Bertonii M) dengan Metode Desain Faktorial ”, sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S. Farm) pada program studi Farmasi di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Penelitian yang dilakukan ini merupakan bagian dari penelitian Payung yang dibiayai Hibah PHK A3 Dikti dengan judul “Optimasi Proses Ekstraksi dan Studi Preformulasi Steviosida sebagai Pemanis Pengganti Gula”.

  Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih sebanyak- banyaknya kepada berbagai pihak yang telah banyak memberi dukungan, bimbingan, dorongan, maupun sarana selama penulis melaksanakan dan menyusun skripsi. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Ibu Rita Suhadi, M.Si., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

  2. Bapak Yohanes Dwiatmaka. M.Si selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan, saran dan dukungan baik selama pelaksanaan maupun penyusunan skripsi.

  3. Ibu Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan saran, bimbingan dan dukungan baik selama pelaksanaan maupun penyusunan skripsi.

  4. Lucia Wiwid Wijayanti, M.Si selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan, kritik dan saran kepada penulis untuk menyempurnakan karya tulis ini.

  5. Drs. A. Tri Priantoro, M.For.Sc selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan, kritik dan saran kepada penulis untuk menyempurnakan karya tulis ini.

  6. Bapak dan ibuku yang tersayang, mas Wawan dan adikku Aji, dan om Tusia terima kasih atas doa, dukungan dan cinta yang besar yang telah diberikan selama ini.

  7. Teman-teman team Stevia Maniez: Tyas, Retha, Totok, Febrian, Diana, Nia, Natalia dan Siska terima kasih atas kerjasama, diskusi dan kebersamaannya selama penelitian ini.

  8. Mas Arian, terima kasih banyak atas segala bantuan, saran, dan dukungannya selama penelitian ini.

  9. Mas Wagiran, mas Sigit, mas Sarwanto, mas Bimo dan segenap laboran fakultas Farmasi yang telah membantu terlaksananya penelitian ini.

  10. Agus, Hendra, Vian, Yoyok, Berto, Donal, Bayu, Alfa dan teman-teman Farmasi Sains dan Teknologi (FST) angkatan 2005 yang tidak mungkin saya sebut satu per satu.

  11. Teman-teman KKN-ku kelompok 6 angkatan XXXVII yang selalu mendukung dan memberi semangat.

  12. Semua pihak yang telah membantu hingga tersusunnya skripsi ini.

  Penulis menyadari bahwa penelitian yang telah dilakukan untuk penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Walaupun demikian penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi masyarakat dan perkembangan ilmu pengetahuan.

  Penulis

  

INTISARI

  Penelitian ini merupakan optimasi metode deklorofilasi secara elektrokoagulasi pada ekstrak daun stevia (Stevia rebaudiana Bert.) dengan metode desain faktorial. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui faktor yang dominan diantara jarak elektroda, voltase, atau interaksi antara keduanya dalam menentukan deklorofilasi yang optimal, dan untuk memperoleh area optimum dari jarak elektroda dan voltase yang diteliti.

  Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental murni dengan aplikasi desain faktorial. Pada penelitian dilakukan proses ekstraksi, deklorofilasi dengan elektrokoagulasi, dan validasi metode. Optimasi metode elektrokagulasi dalam menghilangkan klorofil dilakukan dengan menggunakan desain faktorial dengan kombinasi perlakuan 1, a, b dan ab, dengan kombinasi jarak elektroda dan voltase yang berbeda-beda pada tiap perlakuan. Parameter optimasi dari metode elektrokoagulasi dapat diketahui dari % deklorofilasi yang diperoleh dengan pengukuran menggunakan metode spektrofotometri serapan atom. Analisis secara spektrofotometri serapan atom didasarkan pada kandungan magnesium di dalam klorofil. Analisis statistik yang digunakan dalam penelitian ini adalah Yate’s

  treatment dengan taraf kepercayaan 95%.

  Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa jarak elektroda, voltase dan interaksi keduanya tidak memberikan efek yang dominan dalam menentukan besar % deklorofilasi. Berdasarkan contour plot diperoleh area optimum yang diprediksi mampu menghasilkan % deklorofilasi yang optimal hingga lebih dari 90,90%. Kata kunci : deklorofilasi, elektrokoagulasi, ekstrak cair daun stevia, desain faktorial, spektrofotometer serapan atom

  ABSTRACT

  This research was about optimization of dechlorophyllation methode by electrocoagulation in stevia (Stevia rebaudiana Bert.) leaf extracts with factorial design methode. The aims of the research were to observe the dominant effect among electrode distance, voltage, and the interaction of both on determining the optimal dechlorophyllation, and to obtain the optimum area of electrode distance and voltage which observed.

  This research was pure experimental research based on factorial design application. The research involved some process, such as extraction, dechlorophyllation by electrocoagulation, and methode validation. Electrocoagulation methode optimization in eliminating chlorophyll using factorial design with combination of treatment 1, a, b, and ab, with different combination of electrode distance and voltage in each treatment. Optimization parameter of electrocoagulation methode was evaluated from % dechlorophyllation which it was obtained from the measurement by atomic absorption spectrophotometry methode. Analysis by atomic absorption spectrophotometry relied on magnesium in chlorophyll compound. Statistic analysis used in this research is Yate’s treatment with 95% level of confidence.

  The result showed that electrode distance, voltage and the interaction of both do not give the dominant effect in determining the % dechlorophyllation. Based on contour plot, the optimum area was obtained, it was predicted can yield the % dechlorophyllation more than 90,90%.

  Keyword : dechlorophyllation, electrocoagulation, liquid extract of stevia leaf, factorial design, atomic absorption spectrophotometry

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN SAMPUL ................................................................................. i HALAMAN JUDUL .................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... v PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .. vi PRAKATA ................................................................................................... vii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ....................................................... x

  INTISARI ..................................................................................................... xi

  

ABSTRACT .................................................................................................... xii

  DAFTAR ISI ................................................................................................. xiii DAFTAR TABEL ........................................................................................ xviii DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xix DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xx BAB I. PENDAHULUAN ..........................................................................

  1 A.

  1 Latar Belakang ......................................................................

  B.

  2 Perumusan Masalah ..............................................................

  C.

  3 Keaslian Penelitian ...............................................................

  D.

  3 Manfaat Penelitian ................................................................

  E.

  4 Tujuan Penelitian ..................................................................

  BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ..........................................................

  5 A. Stevia .................................................................................... 5

  1. Keterangan botani ...........................................................

  5 2. Kandungan kimia ............................................................

  5 B. Maserasi ................................................................................

  6 C. Isolasi Steviosida ...................................................................

  7 D. Ekstrak ..................................................................................

  8 E. Klorofil ..................................................................................

  8 F. Deklorofilasi .......................................................................... 10 G.

  Elektrokoagulasi .................................................................... 10 H. Spektrofotometri Serapan Atom ........................................... 14 1.

  Prinsip metode spektrofotometri serapan atom ............... 14 2. Bagian-bagian spektrofotometri serapan atom ............... 15 3. Interferensi pengukuran dengan menggunakan spektrofotometri serapan atom .......................................

  18 4. Kelebihan dan kekurangan metode spektrofotometri serapan atom .......................................

  18 5. Aplikasi spektrofotometri serapan atom untuk penetapan kadar klorofil dalam sampel ekstrak cair .................................................................................. 19 I. Validitas Metode .................................................................. 19 1.

  Akurasi ............................................................................ 19 2. Presisi .............................................................................. 20 3. Linearitas ........................................................................ 20

  4. Limit Of Detection (LOD) dan Limit Of

  Quantitation (LOQ) .……………………………………

  20 5. Range ………………………………………………….. 21 J.

  Desain Faktorial ................................................................... 22 K.

  Landasan Teori ...................................................................... 23 L. Hipotesis .............................................................................. 25

  BAB III. METODE PENELITIAN ............................................................ 26 A. Jenis dan Rancangan Penelitian ............................................ 26 B. Variabel dan Definisi Operasional ........................................ 26 1. Klasifikasi variabel ......................................................... 26 2. Definisi operasioanal ...................................................... 27 C. Bahan-bahan Penelitian ......................................................... 27 D. Alat-alat Penelitian ............................................................... 28 E. Tata Cara Penelitian .............................................................. 28 1. Determinasi tanaman ...................................................... 28 2. Pembuatan serbuk simplisia tanaman ............................. 28 3. Pembuatan ekstrak cair daun stevia ................................ 29 4. Deklorofilasi ekstrak cair daun stevia ............................. 29 5. Destruksi sampel ............................................................. 30 6. Analsis kualitatif dengan spektrofotometer serapan atom ..................................................................

  30 7. Penetapan kadar magnesium dalam ekstrak cair daun stevia ......................................................................

  31

  8. Validasi metode penetapan kadar magnesium dalam ekstrak cair daun stevia ........................................

  32 9. Optimasi metode elektrokoagulasi pada ekstrak cair daun stevia ...............................................................

  33 F. Analisis Data dan Optimasi .................................................. 34 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................

  36 A. Determinasi Tanaman ........................................................... 36 B. Pembuatan Serbuk Simplisa Daun Stevia ............................. 36 C. Pembuatan Ekstrak Cair Daun Stevia ................................... 37 D.

  Deklorofilasi Ekstrak Cair Daun Stevia ................................ 39 E. Destruksi Sampel .................................................................. 42 F. Analisis Kualitatif Menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom .......................................................................

  43 G. Penetapan Kadar Magnesium dalam Ekstrak Cair Daun Stevia ...........................................................................

  44 1. Optimasi kondisi spektrofotometer serapan atom ........... 44 2.

  Pembuatan kurva baku ................................................... 46 3. Validitas metode ............................................................. 47 4. Perhitungan % Deklorofilasi ........................................... 49 H. Optimasi Metode Elektrokoagulasi pada Ekstrak Cair Daun Stevia ..................................................................

  56 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................

  58 A. Kesimpulan .......................................................................... 58

  B.

  Saran .................................................................................... 58 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

  59 LAMPIRAN ................................................................................................. 62 BIOGRAFI PENULIS .................................................................................

  82

  

DAFTAR TABEL

  Tabel I. Parameter validitas metode yang dipersyaratkan untuk setiap kategori ..........................................................................

  22 Tabel II. Desain faktorial pada elektrokoagulasi ....................................

  30 Tabel III. Konsentrasi, absorbansi, dan koefisien korelasi dari kurva baku ...............................................................................

  46 Tabel IV. Kadar magnesium dalam ekstrak cair daun stevia awal .......................................................................................... 47 Tabel V. Hasil perhitungan recovery dan koefisien variasi ....................

  48 Tabel VI. Kadar magnesium dalam ekstrak cair daun stevia setelah deklorofilasi .................................................................

  50 Tabel

  VII. Persentase deklorofilasi setelah perlakuan elektrokoagulasi ....................................................................... 51 Tabel VIII. Efek jarak elektroda, voltase dan interaksi keduanya dalam menentukan % deklorofilasi .........................................

  53 Tabel IX. Analisis Yate`s Treatment % deklorofilasi ..............................

  55

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur Steviosida ................................................................

  Hollow cathode lamp .......

  54 Gambar 11. Contour plot % deklorofilasi secara elektrokoagulasi ..........

  47 Gambar 10. Hubungan pengaruh voltase (a) dan jarak elektroda (b) terhadap % deklorofilasi ..................................................

  9. Kurva hubungan antara kadar larutan baku magnesium dan absorbansi (replikasi I) ................................

  45 Gambar

  18 Gambar 8. Berkas sinar melewati interzonal combustion zone ...............

  ..................................................... 17 Gambar 7. Bagian-bagian alat spektrofotometer serapan atom ..............

  16 Gambar 6.

  6 Gambar 2. Struktur kimia klorofil a, b, c

  15 Gambar 5. Bagian-bagian dalam nyala ..................................................

  11 Gambar 4. Pengabut ................................................................................

  9 Gambar 3. Deskripsi metode elektrokoagulasi .......................................

  2 , dan d ..............................

  , c

  1

  57

  

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Surat keterangan determinasi ..............................................

  62 Lampiran 2. Penimbangan baku magnesium dan perhitungan seri larutan baku magnesium ......................................................

  64 Lampiran 3. Tabel perhitungan persamaan kurva baku ............................

  68 Lampiran 4. Hasil perhitungan kadar magnesium pada maserat awal, Recovery, Koevisien Variasi (KV) ..............................

  69 Lampiran 5. Tabel pengukuran dan perhitungan kadar magnesium sisa dalam ekstrak cair daun stevia setelah perlakukan elektrokoagulasi ......................................

  71 Lampiran 6. Tabel perhitungan % deklorofilasi pada ekstrak cair daun stevia setelah perlakukan elektrokoagulasi ..................

  72 Lampiran 7. Perhitungan efek ...................................................................

  73 Lampiran 8. Persamaan regresi .................................................................

  74 Lampiran 9. Data analysis of variance (ANOVA) Yate`s treatment ...............................................................................

  76 Lampiran 10. Spesifikasi Alat Elektrokoagulasi (modifikasi Farmasi USD) .......................................................................

  78 Lampiran 11. Dokumentasi .........................................................................

  79

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Stevia (Stevia rebaudiana Bert) telah lama digunakan sebagai pemanis

  alami. Ekstrak daun dari tanaman ini sering digunakan secara tradisional dalam

  

treatment diabetes. Senyawa yang bertanggung jawab terhadap sifat pemanis

  pada tanaman stevia adalah steviosida. Steviosida memiliki tingkat kemanisan 110-270 kali dibandingkan sukrosa (Phillips, 1989).

  Pada proses isolasi untuk mendapatkan kristal steviosida yang baik, terdapat satu langkah penting yang perlu dilakukan, yakni menghilangkan warna hijau atau pigmen daun (klorofil) dari ekstrak cair. Penghilangan klorofil ini ditujukan agar dapat diperoleh senyawa steviosida yang murni. Selain itu juga dimaksudkan supaya warna hijau dari klorofil daun nantinya tidak mempengaruhi warna kristal steviosida yang diperoleh, sehingga visualisasi dari kristal steviosida akan menjadi baik (Moraes dan Machado, 2001).

  Metode konvensional yang biasanya digunakan untuk deklorofilasi adalah dengan ekstraksi pelarut atau dengan kromatografi kolom. Namun pada dasarnya kedua metode ini menggunakan satu atau lebih pelarut organik yang toksik dan pada umumnya dalam jumlah yang banyak. Pada penggunaan metode kromatografi, selain mahal, juga mempergunakan zat penjerap (adsorbent) dalam jumlah banyak. Disamping itu, deklorofilasi dengan menggunakan kedua metode tersebut pada umumnya dapat dikatakan kurang efisien (Jumpatong et al, 2006).

  Oleh karena nantinya serbuk kristal steviosida digunakan secara oral sebagai pemanis, maka penggunaan pelarut organik yang toksik harus diminimalkan atau bahkan tidak dipergunakan sama sekali dalam proses isolasinya sehingga metode yang tepat untuk deklorofilasi pada ekstrak cair daun stevia adalah dengan metode elektrokoagulasi. Proses deklorofilasi secara elektrokoagulasi ini dilakukan dengan cara menempatkan ekstrak cair tanaman stevia ke dalam bejana elektrolisis yang didalamnya terdapat dua lempeng elektroda aluminium, yang selanjutnya dialirkan arus listrik searah. Faktor-faktor yang dapat berpengaruh pada proses elektrokoagulasi antara lain jarak elektroda, voltase, suhu, waktu proses, luas permukaan elektroda dan jenis elektroda.

  Meskipun metode elektrokoagulasi untuk deklorofilasi pada ekstrak cair telah diteliti pertama kali oleh Miwa pada tahun 1978, namun belum terdapat data yang memadai mengenai pengaruh jarak elektroda dan voltase pada metode elektrokoagulasi untuk deklorofilasi pada ekstrak cair daun stevia. Melalui penelitian ini diharapkan dapat diperoleh optimasi jarak elektroda dan voltase pada metode elektrokoagulasi yang dapat menghilangkan klorofil dalam ekstrak cair daun stevia secara optimal dengan desain faktorial.

B. Perumusan Masalah

  Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:

  1. Diantara jarak elektroda, voltase dan interaksi antara keduanya, faktor manakah yang dominan dalam menentukan % deklorofilasi yang optimal ?

  2. Apakah dapat ditemukan area optimum pada contour plot yang diprediksi menghasilkan % deklorofilasi yang optimal ?

  C.

  

Keaslian Penelitian

  Sejauh penelusuran yang dilakukan oleh peneliti, penelitian mengenai optimasi jarak elektroda dan voltase pada deklorofilasi secara elektrokoagulasi pada ekstrak daun stevia dengan metode desain faktorial belum pernah dilakukan sebelumnya.

D. Manfaat Penelitian

  Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini :

  1. Manfaat Teoritis

  Penelitian ini diharapkan dapat menambah khasanah ilmu pengetahuan di bidang farmasi dan fitokimia, khususnya mengenai optimasi jarak elektroda dan voltase pada deklorofilasi secara elektrokoagulasi pada ekstrak daun stevia dengan metode desain faktorial.

  2. Manfaat Praktis

  Hasil penelitian ini dapat digunakan untuk mengetahui jarak elektroda dan voltase untuk memperoleh proses deklorofilasi yang optimal.

E. Tujuan Penelitian

  Penelitian ini bertujuan untuk : 1.

  Mengetahui faktor yang dominan dalam menentukan % deklorofilasi yang optimal.

2. Mengetahui area optimum pada contour plot yang diprediksi menghasilkan % deklorofilasi yang optimal.

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Stevia 1. Keterangan botani Stevia (Stevia rebaudiana Bert) merupakan salah satu anggota dari 154

  jumlah spesies stevia dan salah satu dari dua yang menghasilkan glikosida steviol (Soejarto, Douglas, Farnsworth, 1982).

  Tanaman stevia telah sukses ditanam di Jepang, Korea, Taiwan dan di negara-negara lain di dunia. Ketika tanaman ini tumbuh maksimal maka tingginya mencapai 80 cm dan mengandung 9 jenis senyawa pemanis yang umumnya diklasifikasikan sebagai gula steviosida (Nabors, 1986).

2. Kandungan kimia

  Dua macam glikosida utama dalam tanaman stevia adalah steviosida, sekitar 5-10% dari berat kering daun, dan rebaudiosida A, sekitar 2-4%; keduanya merupakan komponen termanis. Selain itu juga ada komponen lain termasuk rebaudiosida C (1-2%) dan dulkosida A & C, glikosida minor termasuk glikosida flavonoid, kumarin, asam sinamat, fenilpropanoid dan beberapa minyak esensial (Midmore dan Rank, 2002).

  Steviosida merupakan pemanis utama (60-70%) dari pemanis total dalam tanaman stevia dan diketahui mempunyai tingkat kemanisan 110-270 kali kemanisan gula. Steviosida inilah yang bertanggung jawab terhadap after taste yang seringkali dilaporkan (licorice after taste) (Midmore dan Rank, 2002).

  Gambar 1. Struktur Steviosida (Srimaroeng, 2005) Impurities yang terdapat pada ekstrak daun stevia merupakan ciri khas

  dari material tanaman, seperti pigmen dan sakarida. Senyawa-senyawa non fraksi glikosida dari ekstrak daun stevia terdiri dari : spathulenol; decanoic acid;

  

8,11,14-ecosatrienoic acid; 2-methyloctadecane; pentacosane; octacosane;

stigmasterol; bsitosterol; a- and b-amyrine; lupeol; b-amyrin acetate; and

pentacyclic triterpene . Senyawa-senyawa tersebut merupakan substansi non polar

  mewakili 56% dari total ekstrak non glikosida, 44% lainnya masih belum teridentifikasi (Kuznesof, 2007).

  B.

  

Maserasi

  Maserasi merupakan cara penyarian yang sederhana. Maserasi dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari. Cairan penyari akan menembus dinding sel dan masuk ke dalam rongga sel yang mengandung zat aktif, zat aktif akan larut dan karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dengan yang diluar sel, maka larutan terpekat didesak keluar. Peristiwa tersebut berulang sehingga terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan diluar sel dan didalam sel (Anonim, 1986).

  Keuntungan cara penyarian dengan maserasi adalah pengerjaan dan peralatan yang digunakan sederhana dan mudah diusahakan. Penyarian dengan cara maserasi perlu dilakukan pengadukan. Pengadukan diperlukan untuk meratakan konsentrasi larutan di luar butir serbuk simplisia, sehingga dengan pengadukan tersebut tetap terjaga adanya derajat perbedaan konsentrasi antara larutan di dalam dengan di luar sel (Anonim, 1986).

  C.

  

Isolasi Steviosida

  Secara umum, tahapan untuk mengisolasi steviosida dari daun stevia adalah sebagai berikut:

  1. Ekstraksi atau penyarian, bertujuan untuk mendapatkan ekstrak yang mengandung glikosida steviol dari daun stevia

  2. Purifikasi, bertujuan untuk menghilangkan impurities. Permasalahan utama dalam proses isolasi produk alam dari tanaman adalah material organik yang tidak diinginkan (impurities) yang juga ikut terekstraksi dari tanaman, seperti bermacam pigmen tanaman (klorofil, karoten), tannin, dan biopolymer (karbohidrat dan protein) dan senyawa non polar lainnya. Material organik seperti ini menyebabkan isolat produk menjadi tidak murni. Purifikasi merupakan proses penghilangan impurities dalam ekstrak. Proses purifikasi dapat dilakukan dengan cara filtrasi, ekstraksi solven, fraksinasi dan elektrokoagulasi (Jumpatong et al, 2000).

3. Kristalisasi steviosida dan pengeringan (Midmore dan Rank, 2002).

  D.

  

Ekstrak

  Ekstrak merupakan sediaan sari pekat tumbuh-tumbuhan atau hewan yang diperoleh dengan cara melepaskan zat aktif dari masing-masing bahan obat, menggunakan penyari yang cocok, kemudian semua atau hampir semua dari penyarinya diuapkan dan sisa endapan atau serbuk diatur untuk ditetapkan standarnya (Ansel, 1989).

  E.

  

Klorofil

  Klorofil ditemukan di dalam kloroplas tanaman hijau dan membuat tanaman berwarna hijau. Struktur dasar molekul klorofil adalah cincin porfirin, koordinat dengan atom sentral. Strukturnya sangat mirip dengan heme yang terdapat pada hemoglobin, kecuali atom sentral pada heme adalah besi, sedangkan pada klorofil adalah magnesium (May, 2002).

  Ada 4 macam tipe klorofil yaitu a, b, c (1, 2) dan d. Namun kandungan klorofil yang paling banyak dalam tanaman adalah klorofil a dan klorofil b.

  Antara klorofil a dan klorofil b perbedaannya tipis, pada komposisis rantai camping (pada klorofil a adalah –CH , dan klorofil b adalah CHO). Kedua tipe

  3

  klororfil ini merupakan fotoreseptor yang sangat efektif karena mereka mengandung jaringan ikatan tunggal dan rangkap yang bergantian. Poliena yang terlokalisir memiliki absorpsi yang sangat kuat pada spektrum visible, sehingga tanaman dapat mengabsorpsi energi dari cahaya matahari. Klorofil memiliki sifat tidak larut di air, larut di etanol, dietil eter, kloroalkana, hidrokarbon dan fixed oil (May, 2002).

  Klorofil d Klorofil a

  Klorofil b Klorofil c Klorofil c

  1

  2 Gambar 2. Struktur Kimia Klorofil a, b, c , c , dan d (May, 2002)

  1

  2

  F.

  

Deklorofilasi

  Pada produk alam dari tanaman, terutama dari bagian daun, juga akan mengandung klorofil yang merupakan pigmen tanaman. Secara umum, klorofil ini harus dihilangkan dari ekstrak agar metabolit sekunder yang diperoleh dalam bentuk murni. Proses penghilangan klorofil disebut dengan deklorofilasi (Jumpatong, 2006).

  Proses deklorofilasi dapat dilakukan dengan cara ekstraksi pelarut, kromatografi kolom dan elektrokoagulasi (Jumpatong, 2006).

  G.

  

Elektrokoagulasi

  Elektrokoagulasi merupakan suatu teknik elektrokimia dimana dapat menghilangkan secara efektif berbagai partikel terlarut dan bahan tersuspensi, baik organik maupun anorganik, dari suatu larutan dengan cara elektrolisis (Jumpatong et al, 2006).

  Elektrokoagulasi adalah teknik elektrokimia yang akan meningkatkan koagulasi, dengan pembentukan ion metal secara in-situ oleh reaktor kimia, yang akan membentuk kompleks metal oksida atau hidroksida yang disertai elektrofloatation untuk menghilangkan impurities (Ghosh et al, 2008).

  Elektrokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara energi listrik dengan reaksi kimia. Proses elektrokimia adalah proses yang mengubah reaksi kimia menjadi energi listrik (sel galvani) atau energi listrik menjadi reaksi kimia (sel elektrolisis). Semua proses elektrokimia adalah reaksi redoks. Dalam reaksi redoks, elektron-elektron dipindahkan dari zat yang dioksidasi ke zat yang direduksi. Proses elektrokimia terjadi di dalam sel elektrokimia (Petrucci, 1999).

  Elektrolisis berasal dari kata elektro (listrik) dan lisis (penguraian) yang berarti penguraian suatu senyawa oleh arus listrik. Alat yang digunakan untuk menghasilkan reaksi elektrolisis adalah sel elektrolisis. Sel elektrolisis ini memerlukan energi listrik untuk mengeluarkan elektron. Dalam sel ini harus ada partikel (ion, molekul, atom) yang dapat menerima elektron dan melepaskan elektron (Marta, 2007).

  Bila dalam suatu elektrolit ditempatkan dua elektroda dan dialiri arus listrik searah, maka akan terjadi reaksi elektrokimia. Reaksi ini merupakan gejala dekomposisi elektrolit, yaitu ion positif (kation) bergerak ke katoda dan menerima elektron yang direduksi dan ion negatif (anion) bergerak ke anoda dan menyerahkan elektron yang dioksidasi (Sunardi, 2007).

  

Gambar 3. Deskripsi metode elektrokoagulasi (Ni`am et al, 2007)

3+

  Pada proses elektrokimia akan terjadi pelepasan Al dari plat elektroda (anoda) sehingga membentuk flok Al(OH) yang mampu mengikat senyawa yang

  

3

  mengandung logam. Proses elektrokoagulasi dilakukan pada bejana elektrolisis yang di dalamnya terdapat dua penghantar arus listrik searah yang disebut elektroda, yang tercelup dalam larutan sebagai elektrolit (Sunardi, 2007).

  Arus listrik dilewatkan pada elektroda logam, kemudian logam akan teroksidasi menjadi bentuk kationnya. Secara bersamaan, air direduksi membentuk gas hidrogen dan ion hidroksil. Elektrokoagulasi menghasilkan kation logam in-situ secara elektrokimia, dengan “mengorbankan” anoda. Kation akan bereaksi dengan ion hidroksil membentuk logam hidroksida. Ada berbagai variasi cara penghilangan impurities dalam larutan :

  1. Terjadi penetralan muatan polutan dan membentuk agregasi.

  2. Kation logam berinteraksi dengan ion hidroksil membentuk logam hidroksida yang memiliki sifat adsorpsi yang tinggi dan mengikat polutan.

  3. Reaksi oksidasi polutan menjadi kurang toksik.

  4. Penghilangan polutan dengan electrofloatation dan terikat pada gelembung gas (Holt, Barton, dan Mitchell, 1999).

  Kelebihan elektrokoagulasi : 1.

  Penggunaan peralatan yang sederhana dan mudah untuk dijalankan.

  2. Flok hasil elektrokoagulasi berukuran lebih besar daripada pembentukan flok dengan bahan kimia, lebih stabil, tahan terhadap asam sehingga dapat dipisahkan dengan cepat menggunakan filtrasi.

  3. Elektrokoagulasi dapat menghilangkan partikel koloidal terkecil.

  4. Penggunaan elektrokoagulasi menghindari pemakaian bahan kimia, sehingga tidak menimbulkan limbah yang berbahaya.

  5. Pembentukan gelembung gas selama proses elektrokoagulasi dapat mengapungkan polutan sehingga mudah untuk dikumpulkan dan dihilangkan (Holt, Barton, dan Mitchell, 1999).

  Proses elektrolisis merupakan proses yang tidak spontan. Untuk berlangsungnya reaksi elektrolisis digunakan arus listrik dari luar. Hubungan antara besarnya energi listrik yang dialirkan dengan banyaknya zat yang dihasilkan dalam sel elektrolisis dirumuskan oleh Michael Faraday.

  Hukum Faraday I berbunyi: “ Jumlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan besarnya muatan listrik yang melewati suatu sel elektrolisis .“

  e . i . t W = F Dengan: W = massa zat yang dihasilkan (gram).

  e = bobot ekivalen = Ar atau Mr / n. n = jumlah elektron yang diikat atau dilepaskan. i = arus dalam amper. t = waktu dalam satuan detik. F = tetapan Faraday, 1F = 96500 C. i.t/F = arus dalam satuan Faraday. Hukum Faraday II berbunyi: “Sejumlah tertentu arus listrik menghasilkan jumlah ekivalen yang sama dari benda apa saja dalam suatu elektrolisis” (Petrucci,1999).

  Tahanan R dalam ohm dari setiap penghantar logam uniform atau penghantar listrik sebanding dengan panjang l dalam cm dan berbanding terbalik

  2 dengan luas penampang A dalam cm .

  

l

R

  = ρ

  A

  dimana ρ adalah tahanan antar permukaan penghantar yang berhadapan dengan

  3 volume 1 cm dan disebut tahanan spesifik (tahanan jenis) (Martin et al, 1990).

  Menurut Martin (1990), besarnya tegangan suatu sel bergantung pada besarnya tahanan sel terhadap arus yang menurut hukum Ohm adalah :

  V = R.. I

  Keterangan : V = tegangan (v) I = arus (ampere) R = tahanan sel (ohm) H.

  

Spektrofotometri Serapan Atom

1. Prinsip metode spektrofotometri serapan atom

  Spektrofotometri serapan atom merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk analisis logam dan mineral, secara kualitatif dan kuantitatif.

  Metode ini dapat digunakan untuk mengukur kadar logam dan mineral yang sangat kecil dalam sampel, mencapai kadar ppb.

  Prinsip yang mendasari analisis kuantitatif menggunakan spektrofotometri serapan atom adalah dengan mengukur besarnya serapan sinar dari transmitan. Dimana besarnya serapan yang diberikan sebanding dengan jumlah atom yang terdapat di dalam sampel. Sampel yang berbentuk cairan diubah ke dalam bentuk kabut, kemudian diubah ke dalam bentuk atom di dalam nyala api. Di dalam spektrofotometer serapan atom terdapat sumber sinar berupa lampu katoda (Hollow Cathode Lamp), yang memiliki panjang gelombang tertentu untuk setiap unsur (Khopkar, 1990).

  Atom-atom keadaan dasar mampu menyerap energi cahaya yang panjang gelombang resonansinya khas untuk setiap atom, pada umumya panjang gelombang radiasi yang akan dipancarkan atom-atom itu bila tereksitasi dari keadaan dasar. Jadi jika cahaya dengan panjang gelombang resonansi itu dilewatkan nyala yang mengandung atom-atom logam, maka sebagian cahaya itu akan diserap, dan jauhnya penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom keadaan dasar yang berada dalam nyala. Inilah prinsip yang mendasari spektrofotometri serapan atom (Khopkar, 1990).

2. Bagian-bagian spektrofotometri serapan atom

  Instrumentasi dari spektrofotometri serapan atom terdiri dari bagian- bagian sebagai berikut : a.

  Pengabut. Fungsi pengabut adalah untuk menghasilkan kabut atau

  

aerosol larutan uji. Larutan yang akan dikabutkan ditarik ke dalam pipa kapiler

oleh kerja venture dari semprotan udara yang bertiup melintasi ujung kapiler.

  Untuk mengkabutkan sampel yang berupa cairan diperlukan gas bertekanan tinggi untuk menghasilkan aerosol yang halus. Aerosol kemudian dibawa ke dalam nyala, dimana logam-logam di dalam larutan sampel akan diubah ke dalam bentuk atom.

  

Gambar 4. Pengabut (Khopkar, 1990) b.

  Pembakar. Terdapat dua tipe pembakar, yaitu pembakar pracampur dan pembakar konsumsi total. Pada pembakar pracampur, aerosol yang dihasilkan dalam bilik penguap tidak langsung menuju nyala. Aerosol yang besar akan jatuh dan dibuang. Campuran gas-gas dan aerosol itu mengalir ke bagian atas pembakar (nyala). Pada pembakaran tipe konsumsi total larutan sampel disalurkan lewat pipa kapiler langsung ke dalam nyala. Gas pembakar dan oksidan disalurkan lewat pipa-pipa terpisah sehingga mereka bercampur hanya pada ujung pembakar.

  Ketika sampel yang telah berubah menjadi uap dibawa menuju api, pelarut menguap di primary combustion zone. Hasil dari tahap ini adalah pemisahan partikel padat yang dibawa menuju interzonal region. Daerah ini merupakan daerah dengan suhu tertinggi, disini gas atom dan ion akan terbentuk dari partikel padat. Exitasi dari spectra emisi atom juga terjadi di daerah ini. Tahap terakhir atom dan ion akan dibawa menuju lapisan terluar atau secondary

  

combustion zone, dimana akan terjadi oksidasi sebelum hasil atomisasi dibuang

menuju atmosfer (Khopkar, 1990).

  

Gambar 5. Bagian-bagian dalam nyala (Khopkar, 1990)

c.

  Gas pembakar. Gas pembakar terdiri dari propana, asetilena dan hidrogen. Oksidan adalah zat yang digunakan untuk mengoksidasi bahan bakar sebesar 2026,85°C. Temperatur yang dihasilkan cukup tinggi untuk membuat atomisasi yang baik (Price, 1972).

  d.

  Sumber radiasi. Sumber radiasi yang digunakan pada SSA adalah lampu katoda berongga (hollow cathode lamp) yang memiliki 2 elektroda. Salah satunya berbentuk silinder dan terbuat dari unsur yang sama dengan unsur yang dianalisis. Lampu ini diisi dengan gas mulia bertekanan rendah. Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar dan atom-atom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan. Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu. Suatu garis yang diinginkan dapat diisolasi dengan suatu monokromator (Khopkar, 1990).

  

Gambar 6. Hollow Cathode Lamp (Khopkar, 1990)

e.

  Monokromator. Fungsi monokromator adalah untuk memilih garis dan memencilkan garis resonansi tertentu dari garis-garis lain yang tidak diserap, yang dipancarkan oleh sumber radiasi. Ada dua jenis monokromator, yaitu monokromator celah dan kisi difraksi. Kebanyakan instrument komersil menggunakan kisi difraksi karena sebaran yang dilakukan oleh kisi dapat memelihara daya pisah yang lebih tinggi sepanjang rentang panjang gelombang yang lebih lebar. f.

  Detektor. Detektor berguna untuk mendeteksi adanya perubahan akibat adanya unsur dalam sampel yang memberikan serapan tersendiri. Hasil perubahan tersebut akan diteruskan untuk diinterpretasikan, sehingga dapat digunakan untuk mengukur jumlah logam daolam sampel.

  

Gambar 7. Bagian-bagian alat

spektrofotometer serapan atom (Khopkar, 1990)

  3. Interferensi pengukuran dengan menggunakan spektrofotometri serapan atom

  Interferensi dalam metode spektrofotometri serapan atom meliputi interferensi kimia dan fisika. Interferensi kimia meliputi pembentukan komponen yang stabil dari unsur-unsur yang akan dianalisis. Gangguan ini mengakibatkan penurunan nilai serapan. Interferensi fisika meliputi volatilisasi yang tidak sempurna dari sampel yang juga menyebabkan penurunan nilai serapan karena jumlah atom pada keadaan ground state sedikit (Price, 1972).

  4. Kelebihan dan kekurangan metode spektrofotometri serapan atom

  Metode ini mempunyai kelebihan dan kekurangan. Kelebihan metode ini adalah tidak perlu adanya pemisahan dari sampel. Hal ini berarti unsur yang terdapat dalam sampel dapat dianalisis tanpa memisahkan dengan unsur lain, sebab digunakan sumber radiasi yang khusus sesuai dengan unsur yang akan dianalisis. Kekurangan metode ini adalah kurang sensitif untuk penentuan sampel bukan logam (Mulja dan Suharman, 1995).

5. Aplikasi spektrofotometri serapan atom untuk penetapan kadar klorofil dalam sampel ekstrak cair Pada molekul senyawa klorofil mengandung atom sentral magnesium.

  Oleh karena senyawa klorofil memiliki atom pusat yang merupakan suatu atom logam, yakni magnesium (Mg) maka penetapan kadarnya dapat dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri serapan atom. Satu molekul klorofil mengandung 1 atom magnesium. Dari dasar inilah maka indikasi pengukuran kandungan klorofil dapat juga dilakukan dengan mengukur kandungan magnesiumnya (Khader dan Rama, 2003).

I. Validitas Metode

  Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu, berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita, 2004). Parameter-parameter validasi dari metode analisis yaitu : 1.

   Akurasi

  Akurasi adalah ketelitian suatu metode analisis atau kedekatan antara nilai terukur dengan nilai yang diterima baik nilai konvensi, nilai sebenarnya atau nilai rujukan. Akurasi dapat ditunjukkan dengan persen perolehan kembali

  

(recovery). Akurasi untuk zat analit sebesar 1 ppm dalam sampel matriks hingga

  80-120% masih bisa diterima (Harmita, 2004). Kriteria recovery ini harus ditentukan, semakin kompleks dan semakin sulit metode analisis yang digunakan maka recovery diperbolehkan semakin rendah atau kisarannya semakin lebar (Rohman, 2007).

  2. Presisi

  Presisi merupakan ukuran keterulangan metode analisis dan biasanya dinyatakan dalam simpangan baku relatif atau koefisien korelasi (KV) dari sejumlah sampel yang berbeda signifikan secara statistik (Rohman, 2007). Suatu metode dapat dinyatakan memiliki presisi yang bagus bila memilki KV < 2 % (Mulja dan Hanwar, 2003). Kriteria ini harus ditentukan tergantung dari kondisi analit yang diperiksa. Pada kadar 1% atau lebih, KV antara laboratorium adalah sekitar 2,5%, untuk satu per seribu adalah 5%. Sedangkan untuk kadar satu per satu juta (ppm) dan untuk kadar part per billion secara berturut – turut yaitu 16% dan 32% (Harmita, 2004).

  3. Linearitas

  Linearitas suatu metode analisis merupakan kemampuan untuk mendapatkan hasil uji yang secara langsung proporsional dengan konsentrasi analit pada kisaran yang diberikan (Rohman, 2007). Persyaratan data linearitas yang biasa diterima jika memenuhi nilai koefisien korelasi (r) > 0,99 (Christian, 2004).

  4. Limit Of Detection (LOD) dan Limit Of Quantitation (LOQ)