LAPORAN TUGAS AKHIR PENGAMBILAN ZAT WARNA ALAMI DARI KAYU SECANG (Caesalpinia sappan Linn) UNTUK PEWARNA MAKANAN

  commit to user LAPORAN TUGAS AKHIR PENGAMBILAN ZAT WARNA ALAMI DARI KAYU SECANG (Caesalpinia sappan Linn) UNTUK PEWARNA MAKANAN Disusun Oleh: ANNA NUR HIDAYATI I 8307051 KARINA MEY PRASTANTRI I 8307067 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan KATA PENGANTAR

  Segala puji syukur kehadirat Allah SWT. Yang telah melimpahkan rahmat dan anugerahNya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Laporan ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan Program Studi Diploma Tiga Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  Laporan Tugas Akhir ini disusun berdasarkan data-data yang diambil sebagai hasil percobaan. Penyusun menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah menbantu sehingga dapat menyelesaikan laporan ini :

  1. Ibu Dwi Ardiana Setyawardani, S.T.,M.T., selaku Ketua Program Diploma

  III Teknik Kimia UNS 2. Ibu Ir. Endang Mastuti selaku dosen pembimbing tugas akhir.

  3. Bapak dan ibu yang telah memberikan dorongan kepada kami.

  4. Semua pihak yang telah membantu atas tersusunnya laporan tugas akhir ini.

  Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini terdapat kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan adanya kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan laporan ini.

  Akhir kata penyusun mengharap agar laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan dan pembaca yang memerlukan.

  Surakarta, 2011 Penyusun

  commit to user

  commit to user Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan DAFTAR ISI

  Halaman Judul ............................................................................................... i Lembar Pengesahan ....................................................................................... ii Lembar Konsultasi.......................................................................................... iii Kata Pengantar .............................................................................................. vii Daftar Isi ........................................................................................................ viii Daftar Gambar................................................................................................ ix Daftar Tabel ................................................................................................... x Intisari ............................................................................................................ xi

  BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ....................................................................

  1 B. Perumusan Masalah ...........................................................................

  2 C. Tujuan ................................................................................................

  2 D. Manfaat ..............................................................................................

  2 BAB II. LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka ................................................................................

  4 B. Kerangka Pemikiran ...........................................................................

  15 BAB III. METODOLOGI A. Alat dan Bahan ..................................................................................

  16 B. Lokasi ................................................................................................

  16 C. Gambar Rangkaian Alat ....................................................................

  17 D. Cara Kerja ..........................................................................................

  20 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................

  22 BAB V. PENUTUP A. Kesimpulan .........................................................................................

  30 B. Saran ...................................................................................................

  30 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Tanaman Kayu Secang ..............................................................

  6 Gambar 2.2. Kayu Secang yang telah diserut................................................

  6 Gambar 2.3. Struktur dari senyawa tanin .......................................................

  8 Gambar 2.4. Struktur dari senyawa Brazilin ...................................................

  9 Gambar 2.5. Struktur dari senyawa Brazilein..................................................

  9 Gambar 2.6. Diagram Alir Proses Pembuatan zat warna alami dengan Ekstraksi secara batch................................................................ 15 Gambar 3.1. Rangkaian Alat Ekstraksi Soxhlet..............................................

  17 Gambar 3.2. Rangkaian Alat Ekstraksi Batch.................................................

  18 Gambar 3.3. Rangkaian Alat Ekstraksi Skala Industri Rumah Tangga .........

  19 Gambar 4.1. Grafik Hubungan antara Volume Pelarut (ml) vs Hasil Zat Warna Alami (gram) ................................................................. 23

Gambar 4.2. Grafik Hubungan antara Waktu (menit) vs Hasil Zat Warna

  Alami (gram) ............................................................................. 24

  

o

Gambar 4.3. Grafik Hubungan antara Suhu (

  C) vs Hasil Zat Warna Alami (gram) ............................................................................. 25 Gambar 4.4. Bolu kukus dan bakpao ..............................................................

  27 Gambar 4.5. Jelly dengan Fruit acid ............................................................... 27 Gambar 4.6. Jelly tanpa Fruit acid ..................................................................

  27 Gambar 4.7. Rengginan ...................................................................................

  27 Gambar 4.8. Es krim ........................................................................................

  27

  commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan DAFTAR TABEL

  Tabel IV.1. Hasil Percobaan Ekstraksi Batch pada Volume Pelarut ................. 23 Tabel IV.2. Hasil Percobaan Ekstraksi Batch pada Variasi Waktu ................... 24 Tabel IV.3. Hasil Percobaan Ekstraksi Batch pada Variasi Suhu ...................... 25 Tabel IV.4. Hasil Uji Organoleptik .................................................................... 28

  commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  INTISARI ANNA NUR HIDAYATI, KARINA MEY PRASTANTRI, 2011, LAPORAN TUGAS AKHIR “PENGAMBILAN ZAT WARNA ALAMI DARI KAYU SECANG (Caesalpinia sappan Linn) UNTUK PEWARNA MAKANAN”, PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

  Kayu secang (Caesalpinia sappan Linn) adalah salah satu pewarna alami untuk bahan makanan sebagai alternatif bahan tambahan pangan. Sebagian masyarakat mengolah kayu secang hanya dengan merebus kayunya untuk mendapatkan warna kecoklatan untuk pewarna minuman atau makanan. Hal ini tidak praktis dalam pengolahan dan penyimpanan zat warna yang terkandung dalam kayu secang tersebut, sehingga perlu dilakukan pengolahan hasil zat warna dari kayu secang menjadi bentuk bubuk.

  Kandungan kimia kayu secang adalah tanin (asam tanat), asam galat, resin, brazilin dan minyak atsiri. Brazilin dengan struktur C H O yang larut dalam air

  16

  14

  5

  dan berasa manis, akan tetapi jika teroksidasi akan menghasilkan senyawa brazilein yang berwarna merah kecoklatan.

  Pengambilan zat warna alami dari kayu secang diperoleh secara langsung yaitu ekstraksi secara batch. Sebelumnya dilakukan percobaan pendahuluan untuk menentukan kondisi operasi meliputi volume pelarut, waktu dan suhu proses. Kondisi optimum yang diperoleh dari percobaan adalah 50 gram kayu secang diekstrak dengan 700 ml aquadest, diaduk dengan kecepatan 200 rpm, pada suhu didih selama waktu 3 jam. Hasil yang diperoleh dari proses tersebut adalah 3,322 gram bubuk zat warna kayu secang.

  Pada pelaksanaan dengan ukuran industri rumah tangga, digunakan panci kapasitas 10 liter. Bahan yang digunakan 500 gram kayu secang diekstrak dengan 7 liter air dengan pengadukan manual selama 3 jam pada suhu didih larutan. Hasil yang diperoleh adalah 32,422 gram bubuk zat warna kayu secang. Pewarna alami tersebut apabila diujicobakan pada makanan yang dikukus misalnya bolu kukus akan memberikan warna merah kecoklatan dan bakpao akan memberikan warna kuning kecoklatan. Pada pembuatan jelly tanpa tambahan perasa buah (fruit acid) akan nampak warna ungu tua, tetapi bila jelly tersebut ditambahkan dengan (fruit

  acid), warna jelly tersebut akan berubah menjadi kuning. Penambahan pewarna

  pada rengginan akan memberikan warna coklat, sedangkan pada pembutan es krim juga akan memberikan warna coklat.

  Uji organoleptik dilakukan terhadap 21 responden meliputi kategori warna, rasa, dan aroma. Untuk kategori warna, sebagian besar para responden menilai makanan (jelly, rengginan, bolu kukus dan es krim) tampak menarik kecuali pada bakpao, sebagian besar responden menilai warna makanan tersebut kurang menarik. Untuk kategori rasa, sebagian besar responden menilai makanan tersebut enak. Sedangkan untuk kategori aroma, sebagian besar responden menyukai aroma dari makanan yang diwarnai dengan zat warna kayu secang tersebut.

  commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan ABSTRACT ANNA NUR HIDAYATI, KARINA MEY PRASTANTRI, 2011, FINAL ASSIGMENT “THE TAKING OF NATURAL PIGMENTS FROM SECANG WOOD (Caesalpinia sappan Linn) FOR FOOD COLORING”, CHEMICAL ENGINEERING DIPLOMA III STUDY PROGRAM OF SURAKARTA SEBELAS MARET UNIVERSITY.

  Secang wood (Caesalpinia sappan Linn) is one of natural dyes for food as an alternative food additives. Some people are process the secang wood with just of boiling the wood to get a brown color for drinks or food dyeing. It is not practical in the processing and storage of dyes contained in the secang wood, so that the necessary processing product dye from a secang wood into powder.

  The chemical constituents of secang wood are tannin (tannat acid), galat acid, resins, brazilin and essential oil. Brazilin with structure C H O are soluble

  16

  14

  5

  in water and sweet taste, but when oxidized will produce brazilein compound a red-brown colored.

  Taking the natural pigments from secang wood obtained directly is batch extraction. Previously conducted preliminary experiments to determine the operating conditions include the volume of solvent, time and temperature process. The optimum condition obtained from the experiment was 50 grams a secang wood extracted with 700 ml of aquadest, stirred with a speed of 200 rpm, at boiling temperature for 3 hours. The result of this process is 3,322 grams of secang wood powder pigment.

  The implementation of the domestic industry size, used pan capacity 10 liters. Materials used 500 grams of secang wood in extracts with 7 liters of water with manual stirring for 3 hours at the boiling temperature of solution. The result is 32,422 grams of secang wood powder pigment. These natural dyes is tested on a steamed food such as bolu kukus cake will give red-brown color and bakpao cake will give yellow-brown color. In making jelly without added flavor of fruit (fruit acid) will give dark purple color, but if the jelly is added to fruit acid, it will change to yellow color. The addition of dye in rengginan and ice cream will give a brown color.

  Organoleptic test carried out on 21 respondents include the categories of color, flavor, and aroma. For the color category, the majority of the respondents rated food (jelly, rengginan, bolu kukus cake and ice cream) looks attractive,except for bakpao cake the majority of respondents rated the food color is less attractive. The category of taste, most respondents rated the food is delicious. As for the aroma category, most respondents liked the aroma of food colored with pigment of the secang wood.

  commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG MASALAH Bahan pewarna makanan terbagi dalam dua kelompok besar yakni

  pewarna alami dan pewarna buatan. Di Indonesia, penggunaan zat pewarna untuk makanan (baik yang diizinkan maupun dilarang) diatur dalam SK Menteri Kesehatan RI No.235/MenKes/Per/VI/79 dan direvisi melalui SK Menteri Kesehatan RI No.722/MenKes/Per/VI/88 mengenai bahan tambahan makanan.

  Pewarna alami adalah zat warna alami (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan, hewan, atau dari sumber-sumber mineral. Zat warna ini digunakan sejak dulu dan umumnya dianggap lebih aman dan tidak menimbulkan efek samping bagi tubuh.

  Macam-macam pewarna alami antara lain: a. Wortel untuk memberikan warna jingga atau orange.

  b. Daun suji untuk memberikan warna hijau.

  c. Kunyit untuk memberikan warna kuning.

  d. Cabai untuk memberikan warna merah.

  e. Gula merah/gula aren untuk memberikan warna coklat Pewarna buatan untuk makanan diperoleh melalui proses sintesis kimia yang mengandalkan bahan-bahan kimia. Beberapa contoh pewarna buatan yaitu: tartrazin, sunset yellow (warna kuning), allura, erytrosin, amaranth (warna merah), dll.

  Kelebihan pewarna buatan dibanding pewarna alami adalah dapat menghasilkan warna yang lebih kuat dan stabil meski jumlah pewarna yang digunakan hanya sedikit. Warna yang dihasilkan dari pewarna buatan akan tetap cerah meskipun sudah mengalami proses pengolahan dan pemanasan. Walaupun demikian, ada kelemahannya yaitu beberapa diantaranya

  commit to user

  2 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  mengandung zat-zat berbahaya bagi kesehatan dan kadang bersifat karsinogen yang dapat merangsang terjadinya kanker pada manusia.

  (Nur Hidayat dan Elfi, 2006) Salah satu pewarna alami untuk bahan makanan adalah kayu secang

  

(Caesalpinia sappan Linn) sebagai alternatif bahan tambahan pangan, sebagai

  pengganti pewarna buatan yang telah ada dengan pewarna alami, misalnya seperti sunset yellow, allura, erytrosin, amaranth bisa digantikan dengan pewarna alami dari kayu secang. Secara empirik kayu secang dipakai sebagai obat luka, batuk berdarah (muntah darah), berak darah, darah kotor (pembersih darah), penawar racun, penghenti pendarahan, daya desinfektan, antidiare, dan juga berkhasiat mengobati demam berdarah dan obat katarak mata (Arief hariana, 2008).

  B. PERUMUSAN MASALAH

  Berdasarkan uraian diatas, timbul permasalahan sebagai berikut :

  1. Metode apakah yang digunakan untuk mengambil zat warna alami dari kayu secang?

  2. Bagaimanakah kondisi operasi yang digunakan untuk mengambil zat warna alami dari kayu secang agar diperoleh rendemen yang paling banyak?

  3. Berapakah rendemen zat warna alami dari kayu secang yang diperoleh dari kondisi optimum?

  C. TUJUAN

  Tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :

  1. Menentukan metode yang digunakan untuk mengambil zat warna alami dari kayu secang.

  2. Menentukan kondisi operasi yang digunakan untuk mengambil zat warna alami dari kayu secang agar diperoleh rendemen yang paling banyak.

  commit to user

  3 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  3. Menentukan rendemen zat warna alami dari kayu secang yang diperoleh dari kondisi optimum.

D. MANFAAT

  Bagi mahasiswa :

  a. Mahasiswa mampu melakukan proses pengambilan zat warna dari kayu secang.

  b. Dapat menerapkan ilmu teknik kimia yang telah diperoleh. Bagi masyarakat :

  Dapat menambah pengetahuan dan dapat mengaplikasikan tentang cara pembuatan zat warna alami dari kayu secang.

  commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

BAB II LANDASAN TEORI A. TINJAUAN PUSTAKA

1. ZAT WARNA MAKANAN

  Pewarna makanan dapat diklasifikasikan menjadi 3 kategori: pewarna sintetik, pewarna menyerupai pewarna alami, dan pewarna alami. Pewarna alami untuk makanan berasal dari sumber yang dapat diperbaharui. Pewarna alami diekstraksi menggunakan air atau alkohol konsentrasi rendah untuk pigmen larut air dan pelarut organik untuk pigmen lipofilik. Pembuatan undang-undang membatasi jenis pewarna yang diperbolehkan, sumber yang boleh digunakan untuk bahan baku pewarna, pelarut yang dapat digunakan untuk ekstraksi, dan kemurnian pigmen. Warna ditambahkan ke dalam makanan untuk beberapa alasan:

   Mengganti warna yang hilang selama proses berlangsung

   Menegaskan warna yang sudah ada

   Meminimalkan variasi warna  Mewarnai makanan yang belum diwarnai.

  Pewarna alami adalah Pewarna alami adalah zat warna alami (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan, hewan, atau dari sumber-sumber mineral.

  Zat warna ini digunakan sejak dulu dan umumnya dianggap lebih aman dan tidak menimbulkan efek samping bagi tubuh.

  Beberapa contoh zat pewarna alami yang biasa digunakan untuk mewarnai makanan adalah:

  1. Karoten

  2. Biksin

  3. Karamel

  4. Klorofil

  5. Antosianin (Nur Hidayat dan Elfi, 2006)

  commit to user

  5 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan Pewarna yang menyerupai pewarna alami adalah zat warna yang

  masih satu golongan dengan kelompok zat warna alami, hanya zat warna alami ini dihasilkan dengan cara sintesis kimia, bukan dengan cara ekstraksi atau isolasi. Jadi, pewarna identik alami adalah pigmen-pigmen yang dibuat secara sintetis yang struktur kimianya identik dengan pewarna-pewarna alami. Pewarna yang termasuk golongan ini adalah karotenoid murni antara lain canthaxanthin (merah), apo-karoten (merah- oranye), beta-karoten (oranye-kuning). Semua pewarna-pewarna ini memiliki batas-batas konsentrasi maksimum penggunaan, terkecuali beta- karoten yang boleh digunakan dalam jumlah tidak terbatas (John M.,1997).

  Pewarna sintetik adalah bahan kimia yang sengaja ditambahkan pada

  makanan untuk memberi warna yang diinginkan karena warna semula hilang selama proses pengolahan atau karena diinginkan adanya warna tertentu. Pada umumnya warna yang ditambahkan disesuaikan dengan cita rasa produk yang akan dibuat. Misalnya untuk rasa jeruk diberi warna kuning atau orange, rasa stroberi dengan warna merah dll ( Nur Hidayat dan Elfi, 2006).

2. KAYU SECANG

  Klasifikasi tanaman

  Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Kelas : Dicolyledonae Bangsa : Resales Suku : Cesalpiniaceae Marga : Caesalpinia Jenis : Caesalpinia sappan L (Dirjen Perkebunan, 2010).

  commit to user

  6 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami da rna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan (Gambar 2.1. Tanaman Kayu Secang)

  1. Tanaman Kayu Secang) (Gambar 2.2. Kayu Secang Kayu Secang yang telah diserut) Deskripsi

  Secang (Caesalpinia Caesalpinia sappan Linn) merupakan salah satu tanaman obat tanaman obat yang dimanfaatkan kayunya seba kayunya sebagai simplisia, meskipun kayu secang juga secang juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan sebagai bahan pewarna karena mengandung zat warna yang yang disebut sappanin

  Tanaman ini berupa berupa perdu berbatang tegak yang tingginya antara ginya antara 4-8 m, memiliki duri-duri yang sangat yang sangat tajam. Daunnya berupa daun majemuk menyirip, majemuk menyirip, panjang mencapai 50 cm cm, dengan 8-16 pasang sirip daun, anak daun berbentuk daun berbentuk lonjong, kecil berwarna hijau. berwarna hijau. Bunga majemuk, tumbuh diketiak daun, lebar 2-2,5 cm, berwarna kuning.

  Tanaman secang kemungkinan secang kemungkinan berasal dari India bagian Selatan Selatan, Burma, Thailand sampai Indo- -Cina. Di Indonesia ,secang umumnya ditanam ditanam sebagai tanaman pagar di kebun kebun- kebun atau juga dijumpai sebagai tanaman liar tanaman liar di tepi- tepi hutan. Tanaman secang Tanaman secang tumbuh baik ditanah berlempung atau berlempung atau sedikit mengandung pasir mulai pasir mulai dari daratan rendah sampai tinggi dan tidak dan tidak cocok ditanam ditanah basah.

  (Yuli W.S W.S., 2004) Tanaman kayu secang kayu secang memiliki nama daerah yang bermacam- -bermacam antara lain secang (Sunda), (Sunda), kayu secang (Jawa Tengah), kayu secang (Madura), secang (Madura),

  commit to user

  7 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  cang (Bali), sepang (Sasak), kayu sema (Manado), sapang (Makasar). Tanaman ini banyak tumbuh di pekarangan daerah Jawa, juga dijumpai di pegunungan berbatu pada daerah yang tidak terlalu dingin di Sulawesi Selatan (Arief hariana, 2008).

  Kayu secang yang telah dibelah merupakan irisan-irisan kecil tidak menunjukkan bau yang khas. Belahan-belahan kecil tadi tampak berwarna merah, dengan keadaan keras dan padat. Ternyata mempunyai kandungan brazillin yaitu zat warna merah sappan, asam tanat, dan asam galat (G.Kartasapoetra, 1996).

  Kandungan Kimia Kayu Secang

  Daun dan batang secang mengandung saponin dan flavonoid. Selain itu daunnya mengandung polifenol dan 0,16%-0,20% minyak atsiri. Batang/kayunya mengandung tanin, asam galat, resin, brasilin, dan minyak atsiri (Arief hariana, 2008)

• Tanin Tanin adalah senyawa organik yang terdiri dari campuran senyawaan polifenol kompleks, dibangun dari elemen C, H dan O.

  a. Sifat fisik tanin

   Umumnya tanin mempunyai berat molekul tinggi dan cenderung mudah dioksidasi menjadi suatu polimer, sebagian besar tanin bentuknya amorf dan tidak mempunyai titik leleh.

  

 Tanin berwarna putih kekuning-kuningan sampai coklat terang, tergantung

dari sumber tanin tersebut.

   Tanin berbentuk serbuk atau berlapis-lapis seperti kulit kerang, berbau khas dan mempunyai rasa sepat (astrigent).

   Warna tanin akan menjadi gelap apabila terkena cahaya langsung atau dibiarkan di udara terbuka.

   Tanin mempunyai sifat atau daya bakterostatik, fungistatik dan merupakan racun.

  (Browning,1966)

  commit to user

  8 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  b. Sifat kimia tanin:

   Tanin memiliki sifat umum, yaitu memiliki gugus phenol dan bersifat koloid

   Semua jenis tanin dapat larut dalam air. Kelarutannya besar, dan akan bertambah besar apabila dilarutkan dalam air panas. Begitu juga tannin akan larut dalam pelarut organik seperti metanol, etanol, aseton dan pelarut organik lainnya

   Tanin dapat dihidrolisa oleh asam, basa dan enzim

  

 Ikatan kimia yang terjadi antara tanin-protein atau polimer-polimer lainnya

terdiri dari ikatan hidrogen, ikatan ionik dan ikatan kovalen.

  (Browning,1966)

Gambar 2.3. Struktur dari senyawa tanin

  ( Winarno, 1997) H O )

• Brazilin (C

  16

  14

5 Brazilin merupakan komponen terbesar dari kayu secang.

  a. Sifat fisik Brazilin :

   Bentuk kristal berwarna kuning sulfur  Dalam larutan asam brazilin akan tampak kuning, namun dalam

  persiapan basa akan muncul warna merah

   Berat molekul : 286,3 gram/mol

  (Morsingh et al, 1970)

   Brazilin kayu secang mempunyai aktifitas sebagai antibakteri dan bakteriostatik (Sundari dkk,1998). commit to user

• Brazilein (C

  b. Sifat Kimia :

  atau hidroksibenzoat, yaitu asam 3,4,5-trihidroksibenzoat.

  1

  6

  ) Asam galat adalah senyawa golongan asam fenolik C

  5

  6 O

  7 H

Gambar 2.5. Struktur dari senyawa Brazilein (Morsingh et al, 1970).Gambar 2.4. Struktur dari senyawa Brazilin

   Larut dalam air dan etanol

   Berat molekul : 284,3 gram/mol

   Warna merah kecoklatan

  a. Sifat fisik :

  ) Senyawa brazilein merupakan brazilin yang teroksidas.

  5

  12 O

  16 H

   Brazilin merupakan senyawa antioksidan yang mempunyai gugus katekol dalam struktur kimianya (Sanusi,1989).

   Larut dalam air dan etanol (Morsingh et al, 1970).

  b. Sifat Kimia Brazilin :

• Asam Galat (C
• C

  commit to user Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  9

  10 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  a. Sifat Fisik :

   Berat molekul : 170.12 g/mol

  3  Densitas : 1.7 g/cm (anhidrat)

   Penampilan Putih, putih-kekuningan atau kristal berwarna coklat- kekuningan pucat

   Kelarutan dalam air : 1.1 g/100 ml air @ 20 °C (anhidrat) 1.5 g/100 ml air @ 20 °C (anhidrat)

  b. Sifat Kimia :

  

 Merupakan sub unit dari yaitu polimer heterogen yang

  mengandung berbagai molekul asam galat yang saling terkait dengan asam dan gula lainnya

   Bereaksi dengan basa membentuk garam yang laut dalam air.

  (Salisbury, 1995)

• Minyak atsiri

  Minyak atsiri atau minyak eteris merupakan minyak yang memiliki sifat volatil atau mudah menguap yang disuling dari komponen tanaman. Minyak atsiri tidak hanya didapatkan dari bunga, tetapi dapat didapatkan dari bagian tanaman yang lain seperti daun, akar (Bhuiyan, 2010).

  a. Sifat Fisik :

  

 Minyak atsiri yang disuling dari tanaman berbentuk cairan, ada yang

  kental, encer, bahkan pekat, biasanya mengandung resin dan berwarna merah kecoklatan, kuning cerah, maupun putih bening

   Minyak atsiri sangat sensitif terhadap panas dan cahaya

  (Kazaz, 2009)

  b. Sifat kimia:

   Komponen utama minyak atsiri adalah terpene, alkohol, fenol, aldehid, keton, dan ester (Guenther 1949).

   Mudah larut dalam pelarut organik (benzen, toluene, alkohol) (Dongmo, 2011)

  commit to user

• Saponin

  commit to user Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  a. Sifat fisik :

   Memiliki rasa pahit menusuk

   Berbuih saat dikocok dengan air (Teguh hartono, 2009)

  b. Sifat kimia :

  

 Terdiri dari gugus gula yang berikatan dengan aglikon atau sapogenin

(Prihatman, 2001).  Mudah larut dalam air dan tidak larut dalam eter (Teguh hartono, 2009).

  Ekstraksi adalah pemisahan satu atau beberapa komponen dari suatu bahan padatan atau cairan dengan bantuan pelarut yang sesuai. Pemisahan terjadi atas dasar kemampuan larut yang berbeda dari komponen-komponen dalam campuran. Suatu ekstraksi biasanya melibatkan tahap-tahap berikut :

  a. Mencampur bahan yang diekstraksi dengan pelarut dan membiarkannya saling berkontak, dalam hal ini terjadi perpindahan massa dengan cara difusi pada bidang antar muka bahan ekstraksi dan pelarut.

  b. Pemisahan larutan ekstrak dari rafinat (sisa bahan setelah ekstraksi) kebanyakan dengan cara penjernihan atau filtrasi.

  c. Mengisolasi solute dari pelarut dan mendapatkan kembali pelarut, umumnya dilakukan dengan menguapkan pelarut. Dalam hal-hal tertentu, larutan ekstrak dapat diolah lebih lanjut atau diolah setelah dipekatkan.

  (Bernasconi, 1995)

  c. Ekstraksi Padat-Cair Pada ekstraksi padat-cair, satu atau beberapa komponen yang dapat larut dipisahkan dari bahan padat dengan bantuan pelarut. Proses ini digunakan secara teknis dalam skala besar terutama bidang industry bahan alami dan makanan, misalnya untuk memperoleh bahan-bahan yang diinginkan dari tumbuhan dan organ binatang untuk keperluan farmasi (Mc Cabe dkk, 1993).

  11

3. EKSTRAKSI

  12 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  Faktor-faktor yang berpengaruh pada proses ekstraksi:  Jenis Pelarut Jenis pelarut merupakan faktor terpenting dalam proses ekstraksi.

  Proses ekstraksi dapat berjalan dengan baik bila pelarut memenuhi syarat- syarat yaitu :

  1. Selektifitas Pelarut hanya boleh melarutkan komponen yang diinginkan,bukan komponen lain dari bahan yang diekstraksi.

  2. Kelarutan Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan yang besar dalam melarutkan komponen yang diinginkan.

  3. Reaktifitas Pada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada komponen-komponen dari bahan yang diekstraksi.

  Sebaliknya dalam hal-hal tertentu diperlukan adanya reaksi kimia untuk mendapatkan selektifitas yang tinggi. Dalam hal ini bahan yang akan dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan.

  4. Titik didih Pada proses ekstraksi titik didih pelarut tidak boleh terlalu tinggi.

  5. Kriteria lain Pelarut sedapat mungkin harus murah, tidak korosif, tidak dapat terbakar, tidak eksplosif bila bercampur dengan udara, tidak menyebabkan emulsi, stabil secara kimia dan termal (Guenter,1987).

   Ukuran Bahan padat yang diekstraksi Semakin kecil ukuran bahan, maka semakin besar luas permukaan zat padat, sehingga laju perpindahan massanya semakin besar. Dengan kata lain, jarak untuk berdifusi yang dialami oleh zat terlarut adalah kecil (Bernasconi, 1995).

  commit to user

  13 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

   Suhu Suhu ekstraksi yang tinggi akan berpengaruh positif terhadap proses ekstraksi karena adanya peningkatan kecepatan difusi. Kelarutan zat terlarut (pada partikel yang diekstraksi) di dalam pelarut akan naik bersamaan dengan kenaikan suhu sehingga laju ekstraksi menjadi lebih tinggi dan hasil yang diperoleh lebih besar.

   Waktu Semakin lama waktu ekstraksi maka akan memberikan hasil yang diperoleh lebih besar, karena kontak antara pelarut dan bahan yang diekstraksi juga akan semakin lama sehingga akan menyebabkan pelarut semakin diperkaya oleh solute.

   Rasio bahan padatan dan pelarut Semakin besar perbandingan pelarut terhadap bahan padatan yang diekstraksi maka hasil yang diperoleh semakin besar, karena distribusi partikel dalam pelarut semakin menyebar, sehingga memperluas permukaan kontak. Selain itu, perbedaan konsentrasi solute dalam pelarut dan padatan semakin besar.

  (Gamse,2002)  Kecepatan Pengadukan Semakin besar kecepatan pengadukan maka hasil yang diperoleh akan semakin baik. Sedangkan jika kecepatan pengadukan kecil maka hasil yang diperoleh juga tidak baik, karena kontak antara pelarut dengan zat terlarut tidak sering.

• Ekstraksi secara kontinyu

  Pada metode ini bahan padat yang akan diekstrak dimasukkan dalam suatu reaktor kolom yang diberi penahan berupa ayakan, kemudian pelarut dialirkan secara kontinyu dari atas dan hasil dikeluarkan dari bawah kolom.

  commit to user

  14

  Pada metode ini bahan yang akan diekstrak dicampur dengan pelarut segar diatas suatu plat ayakan horizontal dalam suatu reaktor tangki dengan dilengkapi pengaduk yang dapat dirubah posisinya (naik/turun) sesuai kebutuhan.

   Semakin lama daya melarutkan dari pelarut semakin kecil karena sudah mengandung bahan yang terekstrak, sehingga kecepatan transfer massa akan semakin menurun.

  Disamping kelebihan-kelebihan tersebut, cara batch juga memiliki kelemahan-kelemahan antara lain :

   Biaya peralatan relatif lebih sedikit.

   Kebutuhan pelarut relatif lebih sedikit.

  

 Diameter partikel yang diekstrak dapat berukuran sangat kecil sehingga

transfer berlangsung lebih cepat.  Bahaya adanya penyumbatan saluran kecil.

  Apabila dibandingkan dengan proses kontinyu maka cara batch mempunyai kelebihan, yaitu :

   Diameter partikel yang terlalu kecil akan mengakibatkan penyumbatan. (Bernasconi, 1995)

  commit to user Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

   Biaya pembuatan dan kebutuhan pelarut lebih besar.

  Di samping kelebihan-kelebihan tersebut, cara kontinyu juga memiliki kelemahan-kelemahan antara lain :

   Jumlah atau kapasitas lebih besar.

   Pelarut yang digunakan selalu segar karena belum mengandung bahan yang akan diekstrak sehingga transfer massa dapat berlangsung secara optimal.

   Hasil ekstraksi dapat langsung segera diambil sehingga waktu ekstraksi lebih cepat.

  Adapun kelebihan-kelebihan metode kontinyu antara lain :

• Ekstraksi secara batch

  15 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan  Ekstrak baru dapat diambil pada akhir proses.

   Membutuhkan waktu lebih lama dan tidak praktis.

  (Bernasconi, 1995)

B. KERANGKA PEMIKIRAN Proses Pengambilan Zat Warna Alami Metode Ekstraksi Secara Batch

  Kayu secang Ekstraksi

  Air Ampas Ampas kayu secang

  Penyaringan pemekatan Uap Air secara evaporasi

  Pengeringan Penghalusan

  Bubuk zat warna padatan

Gambar 2.6. Diagram Alir Proses Pembuatan zat warna alami dengan Ekstraksi secara batch

  commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

BAB III METODOLOGI A. ALAT DAN BAHAN

  1. Alat – alat yang digunakan:

  a. Panci o. Pemanas mantel

  b. Loyang p. Pompa q. Gelas Ukur

  c. Oven listrik

  d. Kompor dan tabung gas r. Termometer s. Motor pengaduk

  e. Pengaduk

  f. Timbangan t. Pengaduk merkuri

  g. Saringan plastik u. Impeller

  h. Labu leher tiga v. Beaker Glass i. Pendingin Bola w. Corong kaca j. Selang x. Kompor listrik k. Statif y. Mortar l. Klem

  2. Bahan – bahan yang digunakan:

  a. Kayu secang serut yang diperoleh dari pasar Gede

  b. Aquadest diperoleh dari Laboratorium Proses

  c. Kertas alumunium foil

B. LOKASI

  Tempat pelaksanaan dan penelitian dalam proses pembuatan Zat Warna Alami dari kayu secang ini dilakukan di Laboratorium Proses dan Laboratorium Aplikasi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas . Maret Surakarta

  commit to user

  17 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  C. GAMBAR RANGKAIAN ALAT

Gambar 3.1. Rangkaian Alat Ekstraksi Soxhlet

  Keterangan :

  1. Statif

  2. Klem

  3. Pendingin bola

  4. Lubang air masuk

  5. Lubang air keluar

  6. Soxhlet

  7. Bahan yang diekstraksi (50 gram kayu secang serut)

  8. Labu leher satu berisi 400 mL air

  9. Pemanas mantel

  commit to user

  18 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  3

  2

  

6

  1

  8

  9

  10

  5

  

4

  11

  7 Gambar 3.2. Rangkaian Alat Ekstraksi Batch

  Keterangan :

  1. Klem

  2. Statif

  3. Motor Pengaduk

  4. Impeller

  5. Labu Leher tiga berisi kayu secang serut + Aquadest

  6. Pengaduk Merkuri

  7. Pemanas Mantel

  8. Pendingin Bola

  9. Termometer

  10. Karet Penyumbat

  11. Stop Kontak

  commit to user

  19 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  1

  2

  3 Gambar 3.3 Rangkaian Alat Ekstraksi Skala Industri Rumah Tangga

  Keterangan :

  1. Pengaduk kayu

  2. Panci dengan kapasitas 10 liter

  3. Kompor

  commit to user

  20 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

D. CARA KERJA

1. Persiapan Bahan Dasar Kayu Secang

  1. Membeli kayu secang yang berbentuk serutan 2. Memotong-motong serutan kayu secang dengan panjang ± 1 cm.

  2. Analisa Bahan Dasar

  2.1. Analisa Kadar Air

  2.2. Analisa Kadar Zat Warna Total Menggunakan Alat Soxhlet

3. Percobaan Pendahuluan Untuk Mendapatkan Kondisi Proses Pembuatan Zat Warna

  3.1. Menentukan Rasio Bahan,gram kayu/ml pelarut

  3.2. Menentukan Waktu Proses

  3.3. Menentukan Suhu Proses

4. Proses Pembuatan Zat Warna Ekstraksi Secara Batch Dalam Skala Industri Rumah Tangga 1. Mempersiapkan 500 gr bahan baku kayu secang.

  2. Memasukkan bahan baku tersebut ke dalam panci. Menambahkan 7 Liter pelarut aquadest (sesuai hasil percobaan pendahuluan).

  3. Menghidupkan kompor dan merebus kayu secang sampai mendidih (100

  C) (sesuai hasil percobaan pendahuluan) dengan pengadukan secara manual selama 3 jam (sesuai hasil percobaan pendahuluan) dihitung sejak larutan mendidih.

  4. Mematikan kompor kemudian menyaring larutan hasil perebusan tersebut dengan saringan plastik.

  5. Mengambil filtrat dan memanaskan dalam panci sampai volume berkurang menjadi 250 ml.

  6. Memasukkan larutan pekat hasil nomor 5 kedalam loyang yang telah dilapisi kertas alumunium foil kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 59 - 60 C.

  7. Mengulangi percobaan nomor 6 hingga diperoleh zat warna dengan berat konstan.

  commit to user

  21 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  8. Mengambil hasil no.7 kemudian menghaluskannya hingga menjadi serbuk dengan menggunakan mortar.

  9. Menghitung rendemen zat warna yang dihasilkan, yaitu:

  berat hasil

  Rendemen = × 100%

  berat bahan commit to user

  Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Percobaan pengambilan zat warna alami dari kayu secang untuk pewarna

  makanan diperoleh secara langsung yaitu ekstraksi secara batch dengan pelarut aquadest. Hasil zat warna alami diperoleh dengan memekatkan hasil ekstraksi dengan cara evaporasi, pengeringan dalam oven dan penghalusan zat warna.

  Pada percobaan ini dilakukan juga pengambilan zat warna alami dengan cara ekstraksi soxhlet. Ekstraksi soxhlet bertujuan untuk mengambil keseluruhan kadar zat warna alami dalam 50 gram kayu secang. Dalam proses ekstraksi ini dilakukan sampai tetesan uap yang diembunkan dari kolom soxhlet bening. Proses ini berlangsung selama 12 sirkulasi. Setelah itu hasil zat warna diuapkan sampai volumenya menjadi ± 25 ml, lalu dioven dalam suhu 59 – 60 C sampai didapat berat zat warna konstan. Berat zat warna alami total dari hasil ekstraksi soxhlet adalah 3,836 gram untuk setiap 50 gram kayu secang atau kadar zat warna dalam kayu secang adalah 7,672%. Kadar air kayu secang hasil percobaan adalah 13,16%.

  Pengambilan zat warna alami dari kayu secang untuk pewarna makanan ini dilakukan dengan memperhatikan ratio berat bahan dengan volume pelarut, waktu perebusan, dan suhu sebagai parameter / variable yang diteliti untuk merumuskan kondisi optimum.

  A. Variasi Volume Pelarut Volume pelarut akan mempengaruhi rendemen zat warna yang dihasilkan, pada percobaan ini digunakan pelarut aquadest dengan variasi volume pelarut 300, 400, 500, 600, 700 ml. Dengan waktu perebusan selama 60 menit (1 jam), pada suhu 100 C untuk 50 gram kayu secang dan disertai pengadukan 200 rpm, diperoleh hasil pada Tabel IV-1.

  commit to user

  23 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  Tabel IV-1. Hasil Percobaan Ekstraksi Batch pada Volume Pelarut Suhu Waktu Volume Berat Zat Rendemen

  (

  C) (menit) pelarut (ml) Warna (gr) (%) 100 60 300 1,822 3,644 100 60 400 2,302 4,604 100 60 500 2,429 4,858 100 60 600 2,505 5,01 100 60 700 2,756 5,512

  3,000 i

  2,500 lam A a

  2,000 n ) ar am

  1,500 W gr t ( a

  1,000 Z l si

  500 a H

  100 200 300 400 500 600 700 800 Volume Pelarut (ml)

Gambar 4.1 Grafik Hubungan antara Volume Pelarut (ml) vs Hasil Zat Warna Alami (gram)

  Dari Tabel IV-1 dan Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa yang menghasilkan rendemen zat warna alami optimum adalah pada jumlah volume pelarut 700 ml karena rendemen zat warna alami yang diperoleh paling besar. Persentase brasillin yang terambil pada volume pelarut 700 ml adalah :

  

berat zat warna hasil

  % Zat warna yang terambil= 100 % 

  

berat zat warna total

  2 , 756 gram = × 100% = 71,845 % 3 , 836 gram

  commit to user

  24 Laporan Tugas Akhir Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

  B. Variasi Waktu Perebusan Hasil dari percobaan sebelumnya yaitu variasi kondisi volume pelarut, digunakan volume 700 ml. Pengaruh variasi waktu perebusan pengambilan zat warna alami dari kayu secang dengan pelarut aquadest 700 ml dari 50 gram kayu secang, pada suhu 100 C dan disertai pengadukan 200 rpm diperoleh hasil seperti yang disajikan Tabel IV-2.

  Tabel IV-2. Hasil Percobaan Ekstraksi Batch pada Variasi Waktu Volume Berat Zat

  Suhu Waktu Rendemen pelarut Warna (

  C) (menit) (%) (ml) (gr) 100 700

  30 1,987 3,974 100 700 60 2,705 5,41 100 700 90 2,822 5,644 100 700 120 2,908 5,816

  100 700 150 3,031 6,062 100 700 180 3,322 6,644 100 700 210 3,092 6,184

  4,000 i