Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
BAB III
BAHAN DAN METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Alat-alat
- Alat – alat gelas
Pyrex
- Neraca Analitis
Mettler Toledo
- Rotarievaporator
Heidolph
- Spektrofotometer 1240
Shimadzu
- Hot plate
Bibby
- Corong pisah
- Bola Karet
- Botol akuades
- Pipet Volumetri
3.2. Bahan-bahan
- Bubuk teh sariwamgi
- Bubuk teh bendera
- CaCO
3
p.a. E.Merck
- Akuades
- Kloroform
p.a. E.Merck
- Kafein
p.a. E.MercK
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1. Pembuatan Larutan
3.3.1.1. Larutan Standar Kafein 1000 mgL
Ditimbang sebanyak 1,0000 gram kafein, dimasukkan ke dalam beaker glass, dilarutkan dengan akuades panas secukupnya, dimasukkan ke dalam labu takar 1000
mL kemudian diencerkan dengan akuades hingga garis tanda, dan dihomogenkan.
3.3.1.2. Larutan Standar Kafein 100 mgL
Dipipet larutan standar kafein 1000 mgL sebanyak 10 mL, dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL kemudian diencerkan dengan akuades hingga garis tanda, dan
diomogenkan.
3.3.1.3. Larutan Standar Kafein 10 mgL
Dipipet larutan alikuot standar kafein 100 mgL sebanyak 25 mL, dimasukkan ke dalam labu takar 250 mL kemudian diencerkan dengan akuades hingga garis tanda,
dan dihomogenkan.
3.3.2. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Larutan Kafein
Sebanyak 20 mL larutan standar kafein 10 mgL dipipet, lalu dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL, diencerkan dengan akuades hingga garis tanda, dihomogenkan,
besarnya absorbansi yang diperoleh dari larutan diukur dengan spektrofotometer UV-
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
Visible pada panjang gelombang 266 – 280 nm. Sebagai uji blanko digunakan akuades.
3.3.3. Pembuatan Kurva Kalibrasi
Dari larutan standar kafein 10 mgL dipipet dengan tepat masing-masing 10, 15, 20, 25, 30, dan 35 mL kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL, diencerkan
dengan akuades hingga garis tanda, dihomogenkan, besarnya absorbansi dari masing- masing larutan diukur dengan spektrofotometer UV-Visible dengan panjang
gelombang 273,5 nm. Pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali, sebagai uji blanko digunakan akuades.
3.3.4. Pemisahan Kafein Secara Ekstraksi dari Bubuk Teh
Sebanyak 1 gram bubuk teh dimasukkan ke dalam beaker glass kemudian
ditambahkan 150 mL air panas kedalamnya, selanjutnya diseduh selama 2 menit sambil diaduk. Larutan teh panas disaring melalui corong dengan kertas saring ke
dalam erlenmeyer, kemudian 1,5 gram CaCO
3
dan 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 dengan rotarievaporator hingga kloroform menguap
seluruhnya. Ekstrak kafein bebas pelarut dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL, diencerkan dengan akuades hingga garis tanda dan dihomogenkan, kemudian
ditentukan kadarnya dengan spektrofotometri UV-Visible pada panjang gelombang 273,5 nm. Perlakuan yang sama dilakukan untuk tiap-tiap penyeduhan 2, 4, dan 6
menit masing-masing dengan variasi berat 1, 2, dan 3 gram.
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
3.4. Bagan penelitian
3.4.1. Pemisahan Kafein Secara Ekstraksi dari Bubuk Teh
Ditambahkan 150 mL air panas Diseduh selama 2 menit sambil diaduk
Disaring
Ditambahkan 1,5 gram CaCO
3
Diekstraksi masing – masing dengan penambahan 25 mL kloroform
sebanyak 4 kali Dipisahkan
Diuapkan kloroform dengan rotarievaporator
Dimasukkan kedalam labu takar 100 mL
Diencerkan dengan akuades hingga garis tanda
Dihomogenkan
Diukur konsentrasi kafein dengan spektrofotometer
1 gram bubuk
Residu Filtrat
Lapisan Lapisan
Ekstrak kafein bebas
Ekstrak kafein
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
UV- Vis pada = 273,5 nm
Catatan : Dilakukan hal yang sama untuk berat sebanyak 1 gram dengan waktu
penyeduhan selama 4 dan 6 menit serta berat sebanyak 2 dan 3 gram dengan waktu penyeduhan selama 2, 4, dan 6 menit.
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil dan Pengolahan Data
4.1.1. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum
Penentuan panjang gelombang maksimum dari kafein dilakukan dengan menggunakan larutan kafein standar dengan kadar 4 mgL dan diukur absorbansinya pada panjang
gelombang 266 – 280 nm. Data dari absorbansi pengukuran panjang gelombang dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Data Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Larutan Standar Kafein 4 mgL
Panjang Gelombang nm Absorbansi
266 0,3655
266,5 0,3712
267 0,3751
267,5 0,3823
268 0,3867
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
268,5 0,3933
269 0,3964
269,5 0,3964
270 0,3977
270,5 0,4008
271 0,4011
271,5 0,4065
272 0,4063
272,5 0,4073
273 0,4087
273,5 0,4095
274 0,4060
274,5 0,4065
275 0,4045
275,5 0,4010
276 0,3965
276,5 0,3956
277 0,3893
277,5 0,3849
278 0,3810
278,5 0,3752
279 0,3665
279,5 0,3606
280 0,3512
4.1.2. Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Kafein
Pengukuran absorbansi larutan standar kafein dibuat dengan kisaran 2 mgL sampai 7 mgL dan diukur pada panjang gelombang 273,5 nm yang dapat dilihat pada tabel 4.2.
Pengukuran absorbansi larutan standar kafein digunakan untuk pembuatan kurva kalibrasi Kurva Absorbansi Vs Panjang Gelombang dapat dilihat pada lampiran
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
gambar 2. Persamaan garis kurva kalibrasi dapat dihitung dari persamaan garis regresi.
Tabel 4.2. Data Absorbansi Larutan Standar Kafein Berbagai Konsentrasi Pada Panjang Gelombang 273,5 nm
Konsentrasi Kafein mgL Absorbansi
2,0 0,174
3,0 0,283
4,0 0,384
5,0 0,458
6,0 0,547
7,0 0,640
4.1.3. Penurunan Persamaan Garis Regresi
Setelah diperoleh hasil pengukuran absorbansi dari larutan standar kafein maka absorbansi dialurkan terhadap konsentrasi larutan standar untuk mendapatkan kurva
kalibrasi berupa garis linier. Selanjutnya persamaan garis regresi kurva kalibrasi dihitung menggunakan metode Least Square sebagai berikut :
No Xi
Yi Xi - X
Yi – Y Xi – X
2
Yi – Y
2
Xi – X Yi – Y
1 2,0
0,174 -2,5
-0,2403 6,25
0,0577 0,6008
2 3,0
0,283 -1,5
-0,1313 2,25
0,0172 0,1970
3 4,0
0,384 -0,5
-0,0303 0,25
0,0009 0,0152
4 5,0
0,458 0,5
0,0437 0,25
0,0019 0,0219
5 6,0
0,547 1,5
0,1327 2,25
0,0176 0,1991
6 7,0
0.640 2,5
0,2257 6,25
0,0509 0,5643
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
∑ 27,0
2,486 0,0002
17,5 0,1462
1,5983
Dimana harga X rata – rata :
X = =
= 4,5
Dimana harga Y rata – rata :
Y = =
= 0,4143
Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat diturunkan dari persamaan : Y = aX + b
Dimana : a = slope b = intersept
Nilai dapat ditentukan dengan : a =
sehingga diperoleh nilai a : a =
= 0,0913
Nilai diperoleh melalui substitusi nilai a ke dalam persamaan berikut : Y = aX + b
b = Y – aX = 0,4143 – 0,09134,5
= 0,0034
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
Maka persamaan garis regresi yang diperoleh : Y = 0,0913X + 0,0034
4.1.4. Perhitungan Koefisien Korelasi
Koefisien korelasi r dari persamaan kurva kalibrasi dapat ditunjukkan sebagai berikut :
r =
r = = 0,9993
4.1.5. Perhitungan Standar Deviasi
Dengan mensubstitusikan nilai konsentrasi larutan standar Xi ke persamaan garis regresi maka diperoleh nilai Y yang baru
, seperti yang tercantum pada tabel :
No Xi
Yi Xi
2
|Yi - |
Yi –
2
1 2,0
0,174 0,1860
4 0,0120
0,0001 2
3,0 0,283
0,2773 9
0,0057 0,0000
3 4,0
0,384 0,3686
16 0,0154
0,0002 4
5,0 0,458
0,4599 25
0,0019 0,0000
5 6,0
0,547 0,5512
36 0.0042
0,0000 6
7,0 0,640
0,6425 49
0.0025 0,0000
∑ 27,0
2,486 2,4855
129 0,0417
0,0003
Dari tabel di atas maka dapat ditentukan standar deviasi untuk intersept sb yaitu :
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
Sb =
Dimana, =
= = 0,0086
Sehingga diperoleh : Sb =
= 0,0005
4.1.6. Penentuan Batas Deteksi
Batas deteksi dapat dihitung dengan persamaan : 3 Sb = Y – Yb
Y = 3 Sb + Yb Dimana :
Y = sinyal pada batas kadar deteksi Sb = standar deviasi
Yb = intersept kurva kalibrasi
Persamaan kurva kalibrasi : Y = 0,0913X + 0,0034 , dimana Yb = 0,0034 dan Sb = 0,0005
Maka dengan mensubstitusi Yb dan Sb pada persamaan Y = 3 Sb + Yb diperoleh nilai batas deteksi :
Y = 3 Sb + Yb = 3 0,0005 + 0,0034
= 0,0015 + 0,0034
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
= 0,0049
Dengam mensubstitusi nilai Y pada persamaan : Y = 0,0913X + 0,0034 maka : 0,0049 = 0,0913X + 0,0034
X =
= 0,0164 mgL
Jadi batas deteksi pengukuran kafein untuk penelitian ini adalah 0,0164 mgL
4.1.6. Penentuan Konsentrasi Kafein Pada Bubuk Teh
Konsentrasi kafein dalam bubuk teh dapat ditentukan dengan menggunakan metode kurva kalibrasi dengan mensubstitusi nilai Y absorbansi yang diperoleh dari
pengukuran tabel 4.3 terhadap persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi.
Untuk bubuk teh Bendera dengan berat 1 gram dan waktu penyeduhan 2 menit
Y = 0,5344
Dengan mensubstitusi Y terhadap persamaan garis regresi beri Y = 0,0913X + 0,0034, maka diperoleh :
X = = 5,8160
Konsentrasi kafein bb =
=
=
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
Persentase kafein dalam 1 g bubuk teh bendera = x 100 = 0,582
Dengan cara yang sama dapat dihitung persentase kafein di dalam bubuk teh Bendera dan Sariwangi untuk variasi berat 1; 2; 3 gram dan waktu penyeduhan 2;
4; 6 menit, dimana berat bubuk teh 1 gram dilakukan dengan pengenceran 10 kali dan berat bubuk teh 2 dan 3 gram dilakukan dengan pengenceran 50 kali. Data hasil
pengukuran absorbansi larutan sampel bubuk teh dapat dilihat pada tabel 4.3 dan data hasil perhitungan kadar kafein dari bubuk teh dengan variasi berat dan waktu
penyeduhan dapat dilihat pada tabel 4.4.
Tabel 4.3. Absorbansi Larutan Sampel Bubuk Teh
No. Merek
Bubuk Teh
Berat g
Waktu Penyeduhan
menit Ulangan
Rata- rata
I II
III
1. Bendera
1 2
0,5344 0,5376
0,5312 0,5344
4 0,5490
0,5460 0,5417
0,5456 6
0,5673 0,5647
0,5683 0,5667
2 2
0,3402 0,3431
0,3422 0,3418
4 0,3576
0,3525 0,3577
0,3559 6
0,3760 0,3739
0,3720 0,3740
3 2
0,4718 0,4747
0,4796 0,4720
4 0,4821
0,4864 0,4851
0,4845 6
0,5036 0,5045
0,5038 0,5040
2. Sariwangi
1 2
0,5189 0,5162
0,5174 0,5175
4 0,5407
0,5426 0,5396
0,5408 6
0,5591 0,5578
0,5545 0,5571
2 2
0,3209 0,3229
0,3197 0,3211
4 0,3391
0,3318 0,3349
0,3353 6
0,3544 0,3574
0,3535 0,3551
2 0,4679
0,4665 0,4647
0,4664
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
Tabel 4.4. Kadar Kafein Dari Bubuk Teh Dengan Variasi Berat Dan Waktu Penyeduhan
No. Merek Bubuk Teh
Berat g Waktu
Penyeduhan menit
Kadar Kafein Dalam
Bubuk Teh
mg bb
1. Bendera
1 2
5,8160 0,5816
4 5,9386
0,5939 6
6,1698 0,6170
2 2
18,5325 0,9266
4 19,3045
0,9652 6
20,2955 1,0147
3 2
25,6625 0,8554
4 26,3470
0,8782 6
27,4150 0,9138
2. Sariwangi
1 2
5,6309 0,5631
4 5,8861
0,5886 6
6,0646 0,6065
2 2
17,3985 0,8699
4 18,1765
0,9088 6
19,2935 0,9647
3 4
0,4810 0,4832
0,4869 0,4837
6 0,4995
0,4954 0,4986
0,4978
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
3 2
25,3560 0,8452
4 26,3035
0,8768 6
27,0755 0,9025
4.2. Pembahasan
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri, dimana terlebih dahulu dilakukan penentuan panjang gelombang absorbsi maksimum dari
kafein, kemudian dilakukan pengukuran absorbansi pada berbagai konsentrasi kafein yaitu 2 mgL sampai dengan 7 mgL, selanjutnya pengukuran absorbansi larutan
sampel bubuk teh dengan memvariasikan berat dan waktu penyeduhan serta penentuan konsentrasi kafein dari bubuk teh dengan menggunakan persamaan Least-
Square.
Hasil yang diperoleh dari penentuan panjang gelombang absorbsi maksimum adalah 273,5 nm. Berdasarkan panjang gelombang absorbsi maksimum secara teori
adalah 272 – 276 nm Egan, 1981. Penentuan kadar kafein dalam bubuk teh berdasarkan nilai absorbansi diperlukan kurva kalibrasi dari hubungan antara
absorbansi yang terukur terhadap berbagai konsentrasi kafein standar. Persamaan garis kurva kalibrasi dapat dihitung dengan menggunakan metode Least – Square dimana
persamaan garis regresinya adalah Y = 0,0913X + 0,0034.
Dari data hasil penelitian diperoleh bahwa kadar kafein dari bubuk teh merek Bendera dengan berat 1 g, 2 g, dan 3 g serta waktu penyeduhan selama 6 menit adalah
0,62, 1,01, dan 0,91. Selanjutnya kadar kafein dari bubuk teh merek Sariwangi dengan berat 1 g, 2 g dan 3 g serta waktu penyeduhan selama 6 menit adalah 0,61,
Novianty Syahfitri : Pengaruh Berat Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein Dari Bubuk Teh, 2009. USU Repository © 2009
0,96, dan 0,90. Teh mengandung kafein sekitar 3 atau sekitar 40 mg per cangkir. Para ahli menyarankan 200 – 300 mg konsumsi kafein dalam sehari merupakan
jumlah yang cukup untuk orang dewasa Siswono, 2008.
Dari hasil penelitian ini menunjukkan peningkatan kadar kafein yang dipengaruhi oleh berat dan waktu penyeduhan. Semakin tingginya kadar kafein yang
dipengaruhi oleh berat bubuk teh dan waktu penyeduhan dapat disebabkan oleh semakin banyak bubuk teh yang digunakan dan adanya penambahan kalsium karbonat
sehingga kafein dihasilkan dalam basa bebas semakin banyak Williamson, 1987.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
