TAP.COM - EKSTRAKSI ANTOSIANIN DARI UBI JALAR DENGAN VARIASI KONSENTRASI SOLVEN ... 171 555 1 PB
EKSTRAKSI ANTOSIANIN DARI UBI JALAR DENGAN
VARIASI KONSENTRASI SOLVEN, DAN LAMA WAKTU
EKSTRAKSI
Mulkan Hambali*, Febrilia mayasari, Fitriadi Noermansyah
*Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Jl. Raya Palembang Prabumulih Km. 32 Indralaya Ogan Ilir 30662
Abstrak
Berkembangnya industri pengolahan pangan menyebabkan pemakaian pewarna juga semakin meningkat,
terutama jenis pewarna sintetik. Semakin menigkatnya penggunaan pewarna makanan yang dilarang
terutama pada penjualan dipasar, membuat konsumen merasa khawatir terhadap aspek keamanan pangan.
Oleh sebab itu perlu adanya alternative penggunaan pewarna alami salah satunya adalah ubi jalar ungu
(Ipomoea batatas L.) yang banyak mengandung pigmen antosianin. Pada penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui pengaruh konsentrasi solven terhadap rendemen hasil proses ekstraksi. Serta mengetahui
pengaruh lama waktu ekstraksi terhadap rendemen yang dihasilkan.Hasil penelitian menunjukkan bahwa
Semakin tinggi konsentrasi solven maka semakin tinggi persen rendemen. Semakin lama waktu ekstraksi
maka semakin tinggi rendemen yang dihasilkan. Kondisi terbaik kosentrasi solven adalah 85% dan lama
waktu ekstraksi adalah 2 jam, karena didapatkan hasil rendemen yang optimum.
Kata kunci: Ubi Jalar ungu, Ekstraksi, Pewarna alami, dan Antosianin.
Abstract
Development of food processing industry led to the use of dyes are also increasing, especially the kind of
synthetic dyes. The increased use of the banned food colouring is mainly on the sale on the market,
making the consumers feel worry over aspects of food safety. Therefore, the need for alternative uses of
natural coloring one is purple sweet potato (Ipomoea batatas l.) that contain anthocyanin pigments. This
research aims to know the influence of the concentration of the solven yield results in the extraction
process. As well as know how long time the extraction of yield were produced.The results showed that
the higher the concentration of the solven then the higher the percent yield. The longer the time of
extraction then the higher yield were produced. The best condition concentrations solven is 85% and the
extraction time is 2 hours, because it brings the optimum yield results.
Keywords: purple sweet potato, Extraction, natural dyes, and Anthocyanins
1.
PENDAHULUAN
Zat pewarna merupakan salah satu zat
aditif makanan. Bahan pewarna makanan
terbagi dua kelompok besar yakni pewarna
alami dan pewarna buatan. Pewarna buatan
untuk makanan diperoleh melalui proses
sintesis kimia buatan yang menggunakan
bahan-bahan kimia sedangkan pewarna alami
dapat beasal dari alam baik hewah atau
tumbuhan seperti daun pandan/suji,kunyit dan
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
lain-lain.
Pewarna yang biasa dipakai dalam makanan
dan minuman sehari-hari umumnya berasal dari
pewarna sintetik,karena dapat digunakan dalam
konsentrasi kecil, lebih stabil, penampilan
warna lebih seragam dan umumnya tidak
mempengaruhi rasa makanan. Adapun contoh
pewarna sintetik berupa sunset yellow FCF
,Rhodamine B, tartrazin dan lain-lain.
Namun,bahan
pewarna
sintetik
perlu
disertifikasi oleh pihak yang berwenang
Page | 25
sebelum dapat digunakan. Hal ini sebagai aturan
dari mentri kesehatan RI untuk menjaga
keamanan pemakaian, sebab pewarna sintetik
dapat menyebabkan beberapa penyakit bila di
konsumsi melebihi nilai ambang batas. Melihat
keadaan ini banyak peneliti yang mulai
memperkenalkan dan menggiatkan penggunaan
bahan pewarna dari alam, salah satunya adalah
pigmen antosianin yang terdapat pada tanaman
umbi-umbian seperti ubi jalar ungu (Ipomoea
batatas L.).
Ubi jalar ungu mengandung pigmen
antosianin dalam jumlah cukup besar. Warna ini
didapat dari daging maupun kulitnya. Selain
mengandung antosianin, ubi jalar ungu juga
merupakan sumber antioksidan dan beberapa zat
lain yang berguna untuk kesehatan. Melihat
prospek manfaat yang besar dan mudah didapat,
ubi jalar dapat dioptimalkan penggunaanya
sebagai salah satu sumber pewarna alami untuk
makanan dan minuman. Berdasarkan uraian
diatas, dapat diketahui pentingnya penelitian
untuk mengetahui kadar pigmen antosianin yang
terkandung dalam ubi jalar ungu menggunakan
metode ekstraksi guna memanfaatkan ubi jalar
ungu untuk pembuatan zat pewarna alami yang
dapat meningkatkan nilai ekonomis sehingga
digunakan di sektor industri.
Ubi jalar (Ipomoea batatas L.)
Gambar 1. Ubi jalar
Ubi jalar atau ketela rambat (Ipomoea
batatas L.) adalah sejenis tanaman budidaya.
Bagian yang dimanfaatkan adalah akarnya yang
membentuk
umbi
dengan
kadar
gizi
(karbohidrat) yang tinggi. Di Afrika, umbi ubi
jalar menjadi salah satu sumber makanan pokok
yang penting. Di Asia, selain dimanfaatkan
umbinya, daun muda ubi jalar juga dibuat
sayuran. Terdapat pula ubi jalar yang dijadikan
tanaman hias karena keindahan daunnya.
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Ubi jalar telah menemani kehidupan
manusia sebagai bahan pangan sudah sangat
lama. Sejak 750 tahun sebelum masehi. Dalam
perjalanannya menjelajah untuk menemukan
“dunia baru”, Columbus membawa ubi jalar dari
pulau Saint Thomas. Umbi yang disebut patata
dalam bahasa Spanyol kemudian sering disebut
patae (Perancis) dan orang Inggris menamakan
potato.
Ketika itu, sebutan potato memang
untuk ubi jalar bukannya kentang. Dari catatan
sejarah pertanian, tanaman kentang baru
menyebar keluar dari amerika selatan ke
belahan bumi bagian utara mulai pada abad 17.
Kemudian untuk membedakan, ubi jalar disebut
sweet potato dan kentang potato.
Klasifikasi Tanaman Ubi jalar (Ipomoea
batatas L.)
Kingdom
: Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan
berpembuluh)
Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan
biji)
Divisi
: Magnoliophyta (Tumbuhan
berbunga)
Kelas
: Magnoliopsida (berkeping dua /
dikotil)
Sub Kelas
: Asteridae
Ordo
: Solanales
Famili
: Convolvulaceae (suku
kangkung-kangkungan)
Genus
: Ipomoea
Spesies
: Ipomoea batatas Poir
Nama Inggris : Sweet potato
Nama Indonesia : Ubi jalar
Nama Lokal : ketela rambat (Jawa), huwi boled
(Sunda)
Sumber : (andiga, 2012)
Antosianin
Keberadaan senyawa antosianin pada ubi
jalar yaitu pigmen yang terdapat pada ubi jalar
ungu atau merah dapat berfungsi sebagai
komponen pangan sehat dan paling lengkap.
Pigmen antosianin pada ubi jalar lebih tinggi
konsentrasinya
dan
lebih
stabil
bila
dibandingkan dengan antosianin dari kubis dan
jagung merah.
Antosianin (bahasa inggris: anthocyanin,
dari gabungan kata Yunani: anthos = “ bunga” ,
dan cyanos = “biru”) adalah pigmen larut air
yang secara alami terdapat pada berbagai jenis
tumbuhan. Sesuai namanya, pigmen ini
memberikan warna pada bunga, buah, dan daun
tumbuhan hijau, dan telah banyak digunakan
sebagi pewarna alami pada berbagai produk
pangan dan berbagai aplikasi lainnya.
Page | 26
Antosianin merupakan sub-tipe senyawa
organik dari keluarga flavonoid. Beberapa
senyawa antosianin yang paling banyak
ditemukan adalah pelargonidin, peonidin,
sianidin, malvidin, petunidin, dan delfinidin
( Nur Richana, 2009).
Table 1. Gugus pengganti pada struktur kation
flavium pada antosianin utama*
Gugus pada karbon
Struktur
nomor
Antosianin
3
4
5
Pelargonidin (II)
H
OH
H
Cyanidin (III)
OH
OH
H
Delphinidin (IV)
OH
OH
OH
Peonidin (V)
Ome
OH
H
Petunidin (VI)
Ome
OH
OH
Malvidin (VII)
Ome
OH
OMe
*(Francis, 1982)
Kestabilan antosianin dipengaruhi oleh
pH, oksigen, sulfur dioksida (SO2), protein, dan
enzim. Warna yang ditimbulkan oleh antosianin
tergantung
pada
tingkat
keasaman
lingkungannya. Pigmen ini dapat dijadikan
sebagai indikator pH. Pada pH 1 warna yang
ditunjukkan adalah merah, pH 4 biru
kemerahan, pH 6 ungu, pH 8 biru, pH 12 hijau.
Untuk mendapatkan warna yang diinginkan,
antosianin harus disimpan menggunakan larutan
buffer dengan pH yang sesuai. Saat terlarut di
dalam suatu larutan campuran, antosianin akan
teroksidasi perlahan-lahan. Antosianin akan
hilang warnanya apabila bereaksi dengan sulfur
dioksida. Reaksi perubahan warna tersebut
bersifat reversible sehingga hanya dengan
memanaskan SO2 maka akan seperti semula.
Antosianin yang bereaksi dengan protein akan
membentuk uap dan endapan. Penggunaan
beberapa enzim dalam pengolahan makanan
yang
mengandung
antosianin
dapat
mengakibatkan kandungan antosianin di
dalamnya hilang atau berkurang. Hal ini
sebagian disebabkan oleh enzim glukoamilase
yang ada (Nur Richana, 2009)
Hasil Penelitian Pusat Penelitian dan
Pengmbangan Tanaman Pangan Balitbang
Pertanian menunjukkan antosianin bermanfaat
bagi kesehatan tubuh karena dapat berfungsi
sebagai
antioksidan,
antihipertensi,
dan
pencegahan gangguan fungsi hati, jantung
koroner,
kanker,
dan
penyakit-penyakit
degenerative, seperti arteosklerosis. Antosianin
juga mampu menghalangi laju perusakan sel
radikal bebas akibat nikotin, polusi udara, dan
bahan kimia lainnya. Antosianin berperan dalam
mencegah terjadinya penuaan, kemerosotan
daya ingat dan kepikunan, polyp, asam urat
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
penderita asam lambung. Selain itu, antosianin
juga memiliki kemampuan menurunkan kadar
gula darah (antihiperglisemik). Total kandungan
antosianin bervariasi pada setiap tanaman dan
berkisar antara 20 mg/100 g sampai 600 mg/
100g berat basah. Total kandungan antosianin
ubi jalar ungu adalah 519 mg/ 100g berat basah
(Nur Richana, 2009).
Stabilitas Antosianin
Antosianin secara umum mempunyai
stabilitas yang rendah. Pada pemanasan yang
tinggi, kestabilan dan ketahanan zat warna
antosianin akan berubah dan mengakibatkan
kerusakan. Selain mempengaruhi warna
antosianin,
pH
juga
mempengaruhi
stabilitasnya, dimana dalam suasana asam akan
berwarna merah dan suasana basa berwarna
biru. Antosianin lebih stabil dalam suasana
asam dibandingkan dalam suasana alkalis
ataupun netral. Zat warna ini tidak stabil
dengan adanya oksigen dan asam askorbat.
Asam askorbat kadang melindungi antosianin
tetapi ketika antosianin menyerap oksigen, asam
askorbat akan menghalangi terjadinya oksidasi.
Pada kasus lain, jika enzim menyerang asam
askorbat yang akan menghasilkan hidrogen
peroksida yang mengoksidasi, sehingga
antosianin mengalami perubahan warna(Francis,
1982).
Warna pigmen antosianin merah, biru,
violet, dan biasanya dijumpai pada bunga,
buah-buahan dan sayur-sayuran. Dalam
tanaman terdapat dalam bentuk glikosida yaitu
membentuk ester dengan monosakarida
(glukosa, galaktosa, ramnosa dan kadangkadang pentosa). Sewaktu pemanasan dalam
asam mineral pekat, antosianin pecah menjadi
antosianidin dan gula. Pada pH rendah (asam)
pigmen ini berwarna merah dan pada pH tinggi
berubah menjadi violet dan kemudian menjadi
biru. Pada umumnya, zat-zat warna distabilkan
dengan penambahan larutan buffer yang sesuai.
Jika zat warna tersebut memiliki pH sekitar 4
maka perlu ditambahkan larutan buffer asetat,
demikian pula zat warna yang memiliki pH
yang
berbeda
maka
harus
dilakukan
penyesuaian larutan buffer. Warna merah bunga
mawar dan biru pada bunga jagung terdiri dari
pigmen yang sama yaitu sianin. Perbedaannya
adalah bila pada bunga mawar pigmennya
berupa garam asam sedangkan pada bunga
jagung berupa garam netral. Konsentrasi
pigmen juga sangat berperan dalam menentukan
warna. Pada konsentrasi yang encer antosianin
berwarna biru, sebaliknya pada konsentrasi
pekat berwarna merah dan konsentrasi biasa
berwarna ungu. Adanya tanin akan banyak
Page | 27
mengubah warna antosianin. Dalam pengolahan
sayur-sayuran adanya antosianin dan keasaman
larutan banyak menentukan warna produk
tersebut. Misalnya pada pemasakan bit atau
kubis merah. Bila air pemasaknya mempunyai
pH 8 atau lebih (dengan penambahan soda)
maka warna menjadi kelabu violet tetapi bila
ditambahkan cuka warna akan mejadi merah
terang kembali. Tetapi
jarang makanan
mempunyai pH yang sangat tinggi. Dengan ion
logam, antosianin membentuk senyawa
kompleks yang berwarna abu-abu violet. Karena
itu pada pengalengan bahan yang mengandung
antosianin, kalengnya perlu mendapat lapisan
khusus (lacquer) (Francis, 1982).
Kegunaan
Sekitar 70-100 % umbi jenis ini telah
dimanfaatkan untuk dikonsumsi di sebagian
besar daerah tropik. Sekitar 10-30 %
dikonsumsi sebagai sumber pangan, hanya 5-10
% untuk keperluan industri. Di Asia sekitar 3035 % digunakan untuk industri alkohol maupun
tepung. Di daerah tropik Asia termasuk
Indonesia, jenis ini dimanfaatkan sebagai
makanan tambahan, untuk macam-macam kue,
es krim, selai , syirup dan minuman anggur .
namun di Papua Nugini dan beberapa kepulauan
Oseania jenis ini dimanfaatkan sebagai bahan
pangan pokok. Daun mudanya sering kali
dimakan untuk sayur.
Ubi jalar ungu mengendalikan produksi
hormon melatonin yang dihasilkan kelenjar
pineal di dalam otak. Melatonin merupakan
antioksidan yang menjaga kesehatan sel dan
sistem saraf otak, sekaligus memperbaiki jika
ada kerusakan. Asupan vitamin A yang kurang
akan menghambat produksi melatonin dan
menurunkan fungsi saraf otak sehingga muncul
gangguan tidur dan daya ingat berkurang.
Keterbatasan produksi melatonin berakibat
menurunkan produksi hormon endokrin,
sehingga sistem kekebalan tubuh merosot. Ubi
jalar ungu yang berlimpah vitamin A dan E
dapat mengoptimumkan produksi hormon
melatonin. Dengan rajin makan ubi jalar ungu,
ketajaman daya ingat dan kesegaran kulit serta
organ tetap terjaga. Sebuah keunikan, kombinasi
vitamin A (betakaroten) dan vitamin E dalam
ubi jalar ungu dapat bekerja sama menghalau
stroke dan serangan jantung. Kesimpulan dari
sebuah penelitian menyebutkan kalium yang
terkandung dalam ubi jalar ungu memangkas
40% risiko penderita hipertensi terserang stroke
fatal, tekanan darah tinggi pun menurun 25%.
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Pewarna Alami
Table 2. Beberapa tumbuhan yang dapat
dijadikan pewarna alami
Nama
Warna
Kunyit (Kurkuma
domestika val)
Kesumba (Bixa
orelana)
Pinang (Areca
catheu linn)
Mengkudu
(Morinda litrifelia)
Jati (Tectona
brandis linn)
Jambu biji (Psisium
buguava)
Soga (Berberis
fortune linn)
Kuning
Bagian
tanaman
Rimpang
Merah
terang
Merah tua
Buah
Coklat
Akar
Coklat
kemerahan
Hijau
kemerahan
Kuning
Daun
Biji
Daun
Akar/batan
g
Sumber : (Sutara, 2009)
Menurut (Syah, 2005) Zat warna alami yang
sering digunakan sebagai zat warna makanan
adalah:
1. Antosianin:
Pewarna ini memberikan
pengaruh warna ungu, merah, biru atau
coklat. Warna ini secara alami terdapat pada
buah anggur, strawberry, apel, dan bunga.
Betasianin dan betaxantin termasuk pewarna
nabati yang diperoleh dari marga tanaman
centrospermae, diantaranya bit dan bogenvil
yang memberi tampilan warna kuning dan
merah.
2. Karotenoid: Dapat member warna kuning,
merah dan oranye.
3. Klorofil: Zat warna hijau yang terdapat
dalam bentuk daun, permukaan batang
tanaman dan kulit buah-buahan.
4. Kurkumin : merupakan zat warna alami
yang diperoleh dari tanaman kunyit.
Pewarna Buatan
1) Allurared, memiliki nama lain 2napthalenesulfonic Acid, atau garam
dinatrium atau Food Red 17, atau C.I.
16035, atau FD&C Red 40. Diperoleh dari
turunan coal tar. Kode warna E 129.
Berbentuk serbuk merah tua.
2) Azorubine, memiliki nama lain Carmoisine,
atau Food Red 3, atau Azorubin S, atau
Brillantcarmoisin O, atau Acid Red 14, atau
C.I 14720. Kode pewarna E 122. Berbentuk
serbuk merah maroon.
3) Ponceau 4R (C20 H11 N2 Na3 O10 S3),
memiliki nama lain trisodium atau koksineal
red A. kode pewarna E 124. Dibeberapa
Negara seperti USA, Norwegia dan
Finlandia menyebut bahwa Ponceau 4R
bersifat karsinogenik. Pencampur dengan
Page | 28
pewarna atau pengawet lain akan
menigkatkan tingkat aktivitasnya. Tidak
dianjurkan dikonsumsi bagi anak-anak.
4) Brilliant Blue FCF, memiliki nama lain
FD&C Blue No.1, Food Blue 2, Acid Blue
9, D&C Blue No.4 , Alzen Food Blue No.1,
Alphazurine, Atracid Blue FG, Eriglaucine,
Eriosky Blue, patent Blue AR, Xylene Blue
VSG, dan C.I 42090. Kode pewarna E 133.
Brilliant blue FCF merupakan turunan dari
coal tar.
5) Tartrazin (C16 H9 N4 Na3 O9 S2), atau FD&C
yellow 5. Kode pewarna E 102. Merupakan
pewarna kuning lemon. Tartrazin adalah
turunan dari coal tar, yang merupakan
campuran dari senyawa fenol, hidrokarbon
polisiklik,
dan
heterosiklik.
Karena
kelarutannya dalam air, tartrazin umum
digunakan sebagai bahan pewarna minuman.
Untuk menghasilkan warna lain, tartrazin
dapat dicampurkan dengan Brilliant blue
FCF atau Green S untuk menghasilkan
sejumlah variasi warna hijau.
6) Sunset Yellow FCF (C16 H10 Na2 O7 S2 N2),
dikenal juga dengan nama orange yellow S,
atau FD&C yellow 6. Merupakan turunan
dari coal tar. Kode pewarna E110.
7) Fast Green FCF (C37 H37 N2 O10 S3) dikenal
juga dengan Food Green 3, Green 1724,
Solid Green FCF dan C.I 42053. Kode
pewarna E 143.
Sumber :(Nursanti, 2008)
Pewarna Berbahaya
Dari sekian banyak pewarna sintetis,
terdapat beberapa pewarna yang dikatagorikan
berbahaya bagi kesehatan, seperti yang banyak
dijumpai dalam beberapa kasus adalah
Rhodamine B (C28 H31 N2 O3 Cl) dan Methanyl
Yellow.
Ciri makanan yang menggunakan
Rhodamine B, bisanya memiliki warna yang
terang lagi cerah, namun rasanya agak pahit.
Tabel 3. Zat pewarna yang dilarang digunakan
dalam makanan
No
Nama
Bahan
Pewarna
No.
Indeks
Warna
(C1,
No)
No
1
Auramine,
Basic
Yellow 2
41000
16
2
Alkanet
75520
17
3
Butter
Yellow
11020
18
Nama
Bahan
Pewarna
Oil
Orange
SS
Oil
Orange
XO
Oil
Orange
AB
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
No.
Indeks
Warna
(C1,
No)
12100
12140
11390
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Black
7984
Burn
Umber
Chrysoidin
e
Crysione
Citrus red
No. 2
Chocolate
Brown FB
Fast Red E
Fast
yellow AB
Guinea
Green B
Indanthren
e Blue RS
27755
19
77491
20
11270
21
14270
22
12156
23
-
24
16045
25
13015
26
42510
27
69800
28
29
14
Magenta
42510
15
Metanil
Yellow
13065
Orange
G
Orange
GGN
Orange
RN
Orchid/
Orcein
Ponceau
3R
Ponceau
SX
Ponceau
6R
Rhodami
ne B
Sudan I
Scarlet
GN
Violet 6
B
16230
15980
15970
16155
14700
16290
45170
12055
14815
42640
Sumber : Peraturan Mentri Kesehatan RI tgl. 1
Mei 1985 No. 239/Menkes/Per/V/1985
Metode Ekstraksi
Ekstraksi merupakan suatu proses
pemisahan kandungan senyawa kimia dari
jaringan tumbuhan ataupun hewan dengan
menggunakan penyari tertentu. Ekstrak adalah
sediaan pekat yang diperoleh dengan cara
mengekstraksi zat aktif dengan menggunakan
pelarut yang sesuai, kemudian semua atau
hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau
serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian,
hingga memenuhi baku yang ditetapkan Depkes
(RI, 1995)
Ekstraksi bertujuan untuk menarik
semua komponen kimia yang terdapat dalam
simplisia.
Ekstraksi
didasarkan
pada
perpindahan massa komponen zat padat ke
dalam pelarut dimana perpindahan mulai terjadi
pada lapisan antar muka, kemudian berdifusi
masuk ke dalam pelarut. Proses pengekstraksian
komponen kimia dalam sel tanaman yaitu
pelarut organik akan menembus dinding sel dan
masuk ke dalam rongga sel yang mengandung
zat aktif, zat aktif akan larut dalam pelarut
organik di luar sel, maka larutan terpekat akan
berdifusi keluar sel dan proses ini akan berulang
terus sampai terjadi keseimbangan antara
konsentras cairan zat aktif di dalam dan di luar
sel. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi
laju ekstraksi adalah tipe persiapan sampel,
waktu ekstraksi, kuantitas pelarut, suhu pelarut,
dan tipe pelarut Depkes (RI, 1995)
Ekstraksi antosianin dapat dilakukan
dengan beberapa jenis solven, seperti air, etanol,
metanol, tetapi yang paling efektif adalah
Page | 29
dengan menggunakan metanol yang diasamkan
dengan HCl. Tetapi karena sifat toksik dari
metanol biasanya dalam sistem pangan
digunakan air atau etanol yang diasamkan
dengan HCl. Suhu dan pH berpengaruh terhadap
efisiensi ekstraksi antosianin dan koefisien
difusinya, semakin rendah pH maka koefisien
distribusi semakin tinggi, demikian juga
semakin tinggi temperaturnya. Tetapi antosianin
merupakan senyawa fenolik yang labil dan
mudah rusak akibat pemanasan, sehingga
berakibat pada penurunan biaoktivitasannya.
Pengaruh suhu menjadi tidak signifikan dengan
penambahan HCl pada pelarut yang digunakan
untuk ekstraksi, karena pengaruh HCl lebih
besar daripada pengaruh suhu. Penggunaan HCl
1%
dalam
ekstraksi
antosianin
akan
menyebabkan hidrasi sebagian hingga total
antosianin yang terasetilasi sehingga akan
mempengaruhi absorbsinya dalam tubuh (Perry,
1999) .
Metode ekstraksi terbagi menjadi dua,
yaitu :
a.
Metode Soklet
b.
Metode ekstraksi menggunakan fluida
superkritis (CO2).
Soklet Ekstraktor
Dalam melakukan proses pemisahan,
pada penelitian ini digunakan serangkaian alat
ekstraktor, yang terdiri dari soklet ekstraktor,
labu ekstraksi, dan condenser. Dalam proses
ekstraksi, pelarut pertama-tama dituang dari
bagian atas soklet kemudian mengalir kebawah
melewati bungkusan sampel menuju labu
ekstraksi. Pada saat ekstraksi berlangsung
pelarut akan menguap, uap tersebut mengalir
keatas dari saluran yang lebih kecil setelah
mencapai tabung condenser terkondensasi
kembali. Uap yang telah terkondensasi
kemudian menetes pada bungkusan sampel dan
mulai mengekstrak. Kemudian hasil ekstrak
tersebut dilanjutkan dengan proses evaporasi
untuk dipisahkan pelarutnya. Pelarut di-recover
melalui kondesnser dan hasil ekstrak yang
didapat kemudian didinginkan (Treyball, 1980).
Variable-variabel yang mempengaruhi dalam
suatu proses ekstraksi adalah
a.
Jumlah solvent,
b.
Suhu ekstraksi,
c.
Jenis solvent,
d.
Ukuran partikel solid,
e.
Waktu ekstraksi,
f.
Jumlah tahap (stage),
g.
Viskositas pelarut,
h.
Laju alir pelarut.
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Solven ( Pelarut )
Dalam proses ekstraksi, pemilihan
pelarut memegang peranan penting untuk
menentukan berhasil atau tidaknya proses
ekstraksi tersebut. Pemilihan pelarut umumnya
dipengaruhi oleh faktor – faktor :
1) Selektivitas
Pelarut hanya boleh melarutkan ekstrak
yang diinginkan. Pada ekstraksi bahan-bahan
alami, sering juga bahan lain (misal lemak dan
resin) ikut dibebaskan bersama-sama dengan
ekstrak yang diinginkan. Oleh karena itu larutan
ekstrak harus dibersihkan, misalnya dengan
diekstraksi lagi menggunakan pelarut.
2) Kelarutan
Kedua Pelarut sedapat mungkin
memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang
besar sehingga pelarut yang diperlukan tidak
harus dalam jumlah yang besar. Komponen
yang dapat diekstrak adalah komponen yang
mempunyai tingkat kepolaran yang hampir
sama dengan pelarut.
3) Reaktivitas
Pelarut tidak boleh menyebabkan
perubahan secara kimia pada komponen bahan
ekstrak. Namun, dalam hal–hal tertentu
diperlukan adanya rekasi kimia, misalnya
pembentukan garam untuk mendapatkan
selektivitas yang tinggi.
4) Titik Didih
Pemisahan hasil ekstrak dan pelarut
biasanya dilakukan dengan penguapan atau
distilasi. Oleh sebab itu titik didih pelarut dan
ekstrak tidak boleh terlalu dekat sehingga
mudah untuk dipisahkan.
5) Kriteria lain
- Murah
Sehingga akan menghemat biaya operasi agar
lebih
efisien.
- Tersedia dipasaran dalam jumlah besar
Sehingga
tidak
terlalu
sulit
untuk
mendapatkannya.
- Tidak korosif
Agar alat yang digunakan dapat terlindung.
- Tidak mudah terbakar
- Memiliki viskositas yang rendah
- Stabil secara kimia dan teknis
Asam asetat
Asam asetat merupakan salah satu
asam karboksilat paling sederhana, setelah asam
format. Larutan asam asetat dalam air
merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya
terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan
Page | 30
CH3COO-. Asam asetat merupakan pereaksi
kimia dan bahan baku industri yang penting.
Asam asetat digunakan dalam produksi polimer
seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan
polivinil asetat, maupun berbagai macam serat
dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat
digunakan sebagai pengatur keasaman. Di
rumah tangga, asam asetat encer juga sering
digunakan sebagai pelunak air. Dalam setahun,
kebutuhan dunia akan asam asetat mencapai 6,5
juta ton per tahun. 1.5 juta ton per tahun
diperoleh dari hasil daur ulang, sisanya
diperoleh dari industri petrokimia maupun dari
sumber hayati (Anonim, 2013 b)
Cuka telah dikenal manusia sejak
dahulu kala. Cuka dihasilkan oleh berbagai
bakteria penghasil asam asetat, dan asam asetat
merupakan hasil samping dari pembuatan bir
atau anggur (Anonim, 2013 b)
Karakteristik
Rumus molekul
: CH3COOH
Massa molar
: 60.05 g/mol
Densitas dan fase
:
1.049 g cm−3,
−3
cairan 1.266 g cm , padatan
Titik lebur : 16.5 °C (289.6 ± 0.5 K)
(61.6 °F)[1]
Titik didih : 118.1 °C (391.2 ± 0.6 K)
(244.5 °F)[1]
Keasaman (pKa)
: 4.76 pada 25 °C
Penampilan : Cairan tak berwarna atau
kristal
Etanol
Etanol, disebut juga etil alkohol,
alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis
cairan yang mudah menguap, mudah terbakar,
tak berwarna, dan merupakan alkohol yang
paling sering digunakan dalam kehidupan
sehari-hari.
Etanol termasuk ke dalam alkohol
rantai tunggal, dengan rumus kimia C2H5OH,
Etanol sering disingkat menjadi EtOH, dengan
"Et" merupakan singkatan dari gugus etil
(C2H5). (Anonim, 2013 c)
Etanol banyak digunakan sebagai
solven berbagai bahan-bahan kimia yang
ditujukan untuk konsumsi dan kegunaan
manusia. Contohnya adalah pada parfum,
perasa, pewarna makanan, dan obat-obatan.
Dalam kimia, etanol adalah solven yang penting
untuk sintesis senyawa kimia lainnya (Anonim,
2013 c).
Karakteristik
Rumus Molekul : C2H5OH
Berat Molekul : 46,07 gr/mol
Wujud : cairan tidak berwarna
Densitas : 0,789 gr/cm3
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Kelarutan dalam air : tercampur penuh
(larut dalam air)
Titik Didih : 78,4 oC
Titik Leleh : -114,3 oC
Viskositas : 1200 cP (20 oC)
Mudah menguap pada suhu kamar
Mudah terbakar
Destilasi
Destilasi atau penyulingan adalah suatu
metode
pemisahan
larutan
berdasarkan
perbedaan titik didih. Dalam penyulingan,
campuran zat di didihkan sehingga menguap
dan uap ini kemudian didinginkan kembali
kedalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik
didih lebih rendah akan menguap lebih dulu.
Faktor- faktor yang mempengaruhi
kecepatan evaporasi adalah :
1) Perbedaan tekanan uap air jenuh dengan
tekanan uap yang sesungguhnya
2) Suhu udara dan air
3) Kecepatan udara
4) Tekanan atmosfer
5) Kualitas air
Sumber : (Triatmodjo, 2010)
2. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan metode
pengambilan data eksperimental dari variabelvariabel yang telah ditentukan. Adapun variabel
penelitian yang dilakukan adalah:
Variabel Bebas
Variabel bebas dalam penelitian ini
adalah lama waktu ekstraksi ( 1 jam, 1,5
jam, 2 jam) dan konsentrasi solven.
Variabel terikat
Variabel terikat dalam penelitian ini
adalah Rendemen.
Alat-alat yang Digunakan
1) Blender
2) Oven
3) Seperangkat peralatan ekstraksi
sokhlet
4) Seperangkat alat destilasi
5) Batang pengaduk
6) Erlenmeyer
7) Gelas ukur
8) Beker gelas
9) Kertas saring
10) Corong pemisah
11) Stopwatch
12) pH-meter Hanna HI98107
13) Neraca analitik
14) Spektrometer Spectronic 20 D+
Page | 31
Prosedur Penelitian
Persiapan Sampel
1) Ubi jalar ungu yang telah halus.
2) Kemudian
ditimbang
sampel
sebanyak 60 gram.
3) Setelah itu masukkan sampel yang
telah ditimbang tadi ke dalam kertas
saring yang dibentuk seperti silinder
dimana besarnya sesuai dengan
ukuran sokhlet yang digunakan.
Persiapan Pelarut
Pelarut yang digunakan adalah asam
asetat dan etanol dengan konsentrasi 95%,
85%, 75%, 65%.
Proses Ekstraksi
Proses ekstraksi dilakukan dengan
menggunakan sokhlet. Sampel sebanyak 60 gr
dimasukkan ke dalam sokhlet yang telah
dirangkai dengan kondensor berisi air dingin.
Kemudian solven tersebut dimasukkan kedalam
labu didih sebanyak 300 ml. Selanjutnya
rangkaian sokhlet tersebut diletakkan diatas
pemanas lalu dipanaskan selama 1 jam, 1.5 jam
dan 2 jam, sehingga didapat hasil ekstraksi
berupa campuran ekstrak antosianin dengan
pelarut.
Proses Destilasi
Proses destilasi merupakan lanjutan
dari proses ekstraksi dengan tujuan untuk
memisahkan ekstrak antosianin dari pelarutnya
berdasarkan titik didih yang lebih rendah.
Pelarut yang telah menguap kemudian
dikondensasikan dengan bantuan air. Proses ini
berlangsung dalam keadaan vakum sehingga
pelarut berubah wujud menjadi cair.
Prosedur Analisa
Perhitungan Rendemen
1) Menimbang berat sampel sebelum
ekstraksi
2) Sampel setelah ekstraksi dikeringkan
dengan menggunakan oven pada suhu
100 oC selama 1 jam.
3) Menimbang berat sampel setelah
ekstraksi.
4) Persen rendemen dihitung dengan
menggunakan persamaan :
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berikut data hasil pengamatan dari
penelitian ekstraksi zat warna dari ubi jalar yang
telah dilakukan, meliputi : data hasil rendemen
dengan variasi konsentrasi solven dan lama
waktu ekstraksi.
Tabel 4. Data Hasil Ekstraksi Persen Rendemen
ubi jalar dengan Variasi Lama Waktu Ekstraksi
pada berbagai konsentrasi Etanol
Pelarut
Lama
waktu
(Jam)
Massa
Antosia
nin
%
Yield
Ren
de
men
(gr)
%
Ren
de
men
Etanol
1
21.24
35,40
1.79
2.98
65%
1.5
21.18
35,30
1.96
3.27
2
21.11
35,18
2.12
3.53
Etanol
1
20.41
34,02
2.10
3.75
75%
1.5
20.32
33,87
2.27
3.88
2
20.28
33,80
2.34
3.90
Etanol
1
21.98
36,63
2.25
3.50
85%
1.5
21.94
36,56
2.33
3.78
2
21.90
36,50
2.34
3.90
Etanol
1
22.45
37,41
2.45
4.08
95%
1.5
22.41
37,35
2.47
4.12
2
22.35
37,25
2.52
4.20
Keterangan :
Berat sampel 60 gr
Temperatur operasi 79 oC
Rendemen ( % )
Bahan-bahan yang Digunakan
1) Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.)
2) Aquades
3) Asam asetat (CH3COOH)
4) Etanol (C2H5OH)
5
4
3
2
1
0
0
2
4
Lama Waktu Ekstraksi (Jam)
Gambar 2. Pengaruh Lama waktu ekstraksi
terhadap persen rendemen pada berbagai
konsentrasi Etanol.
Page | 32
Tabel 5. Data Hasil Ekstraksi Persen Rendemen
Antosianin ubi jalar Dengan Variasi Lama
Waktu Ekstraksi pada berbagai konsentrasi
Asam Asetat
Pelarut
Asam
asetat
65%
Asam
asetat
75%
Asam
asetat
85%
Asam
asetat
95%
Lama
waktu
(Jam)
Massa
Antos
ianin
%
Yield
Ren
de
men
(gr)
%
Ren
de
men
1
30.40
50,66
5.51
9.18
1,5
30.37
50,61
5.54
9.23
2
30.35
50,58
5.57
9.28
1
32.54
54,23
5.53
9.23
1,5
32.48
54,13
5.57
9.30
2
32.41
54,02
5.60
9.33
1
32.30
53,83
5.54
9.22
1,5
30.17
50,28
5.58
9.28
2
30.00
50,00
5.60
9.33
1
32.72
54,53
5.58
9.30
1,5
2
32.66
30.61
54,43
51,02
5.6
5.62
9.33
9.37
Tabel 6. Data Hasil Ekstraksi Rendemen ubi
jalar Dengan Variasi Konsentrasi Pelarut Etanol
Pelarut
Etanol
Etanol
Etanol
Lama
Waktu
1 jam
1,5 jam
2 jam
9.4
9.3
3
9.2
2.5
9.1
0
2
4
Lama Waktu Ekstraksi (Jam)
Gambar 3. Pengaruh lama waktu ekstraksi
terhadap persen rendemen pada berbagai
konsentrasi asam asetat
Rendemen (%)
Rendemen ( % )
Keterangan :
Berat sampel 60 gr
Temperatur operasi 95 oC
bahan dan pelarut semakin besar, karena pelarut
akan lebih mudah masuk dalam bahan yang
mempunyai konsentrasi yang lebih kecil dan
antosianin akan berjalan lebih cepat dibanding
jumlah pelarut sedikit. Sehingga semakin
banyak komponen yang terekstrak dapat larut
bersama dengan pelarutnya.
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Rendemen
65%
1.79
75%
2.1
85%
2.25
95%
2.45
65%
1.96
75%
2.27
85%
2.33
95%
2.47
65%
2.12
75%
2.34
85%
2.34
95%
2.52
2
1.5
1
0.5
0
0%
Dari analisa kedua gambar grafik diatas
dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu
ekstraksi maka semakin tinggi rendemen yang
diperoleh. Karena waktu kontak antara solven
dan ubi jalar yang lebih lama maka atosianin
yang terikat semakin tinggi dan sebaliknya
semakin cepat waktu kontak maka semakin
sedikit antosianin yang diperoleh. Kenaikan
waktu proses ekstraksi yang digunakan
menyebabkan kenaikkan rendemen antosianin,
Sehingga lamanya waktu akan mempermudah
penetrasi pelarut kedalam bahan baku. Hal ini
dikarenakan antosianin pada bahan baku ubi
jalar jumlahnya terbatas dan pelarut yang
digunakan memiliki batas kemampuan untuk
melarutkan bahan yang ada. Semakin banyak
pelarut maka perbedaan konsentrasi antara
Konsentrasi
50%
100%
Konsentrasi
Gambar 4. Pengaruh Variasi Konsentrasi
Pelarut Etanol terhadap rendemen
Tabel 7. Data Hasil Ekstraksi Persen Rendemen
ubi jalar Dengan Variasi Konsentrasi Pelarut
Asam Asetat
Pelarut
Asam
Asetat
Lama
Waktu
1 jam
Konsentrasi
Rendemen
65%
5.51
75%
5.53
85%
5.54
95%
5.58
Page | 33
Asam
Asetat
Rendemen
Asam
Asetat
1,5 jam
2 jam
5.54
75%
5.57
85%
5.58
95%
5.6
65%
5.56
75%
5.56
DAFTAR PUSTAKA
85%
5.57
95%
5.62
(BLP), B. L. P. (2009). Bithilo, Camilan Lezat
Bergizi dari Ubi Jalar Ungu. Retrieved
21
maret
2013
http://www.litbang.deptan.go.id/berita/
one/719/
andiga, H. (2012). Ipomoea batatas (Ubi Jalar
Ungu).
Retrieved 21 maret 2013
http://asalkamutahuaja.blogspot.com/2
012/11/ipomoea-batatas-ubi-jalarungu.html
Anonim. (2013 a). Gambar Ubi Jalar. Retrieved
21
maret
2013
http://id.wikipedia.org/wiki/Ubi_jalar
Anonim. (2013 b). Asam Asetat. Retrieved 21
maret
2013
http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aset
at
Anonim. (2013 c). Etanol. Retrieved 21 maret
2013
http://id.wikipedia.org/wiki/Etanol
Bradbury, J. H. (1989). Recent Trends In World
Sweet Potato Production and Its
Significance for Human Nutrition. In
K.T. Mackay, M.K. Palomar and R.T.
Sanico (Eds). Sweet Potato Research
and
Development
for
Small
Farmer.SEAMEO-SEARCA,
Collage.Laguna: Philipina.
Dr. Ir. Nur Richana, M. S. (2009). Ubi Kayu &
Ubi
Jalar.
Bogor:
NUANSA
CENDEKIA.
Francis, F. J. (1982). Analysis of Anathocyanins.
Academi Press, New York.
Hendroatmojo, K. H. (1990). Uji Beberapa
Varietas Ubi Jalar. Malang: Balai
penelitian
dan
Pengembangan
Pertanian.
Nursanti, R. (2008). Bahan Kimia Dalam
Makanan dan Minuman . Shakti
Adiluhung
dengan
Bee
Media
Indonesia. Bandung.
Perry, R. H. (1999). Perry's Chemical
Engineer's Handbook (7 th ed.). New
York: McGraw-Hill Company.
RI, D. K. (1995). Materia Medika Indonesia
(Vol. VI). Jakarta: Depkes RI.
Sutara, P. K. (2009). Jenis Tumbuhan Sebagai
Pewarna Alami Pada Beberapa
5.64
5.62
5.6
5.58
5.56
5.54
5.52
5.5
0%
menggunakan bahan baku lain ,misalnya:
kulit buah naga, kunyit, kulit manggis dan
lain-lain.
2) Adanya penambahan analisa lebih lanjut
seperti analisa lama penyimpanan, analisa
indexs bias dan lain-lain
65%
50%
100%
Konsentrasi
Gambar 5. Pengaruh Variasi Konsentrasi
Pelarut Asam Asetat terhadap rendemen
Dari analisa kedua gambar grafik diatas
dapat disimpulkan
bahwa semakin besar
konsentrasi solven maka semakin tinggi
rendemen yang diperoleh. Karena konsentrasi
solven etanol dan asam asetat yang lebih besar,
maka pelarutan senyawa organic dalam hal ini
adalah antosianin akan berjalan lebih cepat.
Akibatnya akan semakin banyak komponen
yang terekstrak dapat terlarut bersama dengan
pelarutnya. Hal ini sesuai dengan pendapat
Eskin (1990) bahwa semakin banyak jumlah
asam asetat dan etanol pengekstrak maka
volume filtrat ubi jalar yang dihasilkan juga
semakin besar.
4. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1) Semakin tinggi konsentrasi solven maka
semakin tinggi persen rendemen hasil
ekstraksi.
2) Semakin lama waktu ekstraksi maka
semakin tinggi rendemen yang dihasilkan.
3) Kondisi terbaik kosentrasi solven adalah
85% dan lama waktu ekstraksi adalah 2
jam, karena didapatkan hasil rendemen
yang optimum.
Saran
1) Selain ubi jalar ungu disarankan untuk
dilakukan proses lebih lanjut dengan
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Page | 34
Perusahaan Tenun Di Gianyar. Jurnal
Bumi Lestari, 2(9): 217-223.
Syah, D. (2005). Manfaat dan Bahaya Bahan
Tambahan Pangan. Skripsi. IPB.
Bogor.
Treyball, R. (1980). Mass Transfer Operations.
New York: McGraw-Hill Book
Company.
Triatmodjo, B. (2010). Pengertian dan Faktor
Evaporasi. Retrieved 3 april 2013
http://www.galeripustaka.com/2013/03
/pengertian-dan-faktor-evaporasi.html
TruongV.D. (1992). Transfer of Sweet Potato
Processing
Technologies:
Some
Experiences and Key Factors. In Scot.
et al. (Eds). Product Development for
Root and Tuber Crops,pp. 195-205.
Tsou S.C.S., K. K. K., and S.J. Wang. (1989).
Biochemical Studies on Sweet Potato
for Better Utilization at AVRDC. In
K.T. Mackay, M.K. Palomar and R.T.
Sanico (Eds). Sweet Potato Research
and Development for Small Farmer.
SEAMEO-SEARCA,Collage.Laguna,
Philipina.
widowati, S., D.S. Damardjati and Suismono.
(1991). Research Activities on Post
Harvest and Utilization of Sweet
Potato. in CRIFC, Indonesia, 18891991. Laporan Hasil Penelitian
Kerjasama CRIFC dan SAPPRAD.
Bogor.
Widowati, S., H Herawati, BAS Santosa dan
H.A. Prasetia. Pengaruh Penggunaan
Pati Ubi Jalar (Ipomea batatas L)
HMT Terhadap Sifat Fungsional Rasbi
(Beras Ubi Jalar).
widowati S., B. A. S. S. d. D. S. D. (1994).
Penggunaan Tepung Ubi Jalar Sebagai
Salah Satu Bahan Baku dalam
Pembuatan Bihun. Dalam: Risalah
Seminar
Penerapan
Teknologi
Produksi dan Pasca Panen Ubi Jalar
Mendukung Agro Industri. Edisi
khusus Balitan Malang No.3.
Woofle, J. A. (1990). Sweet Potato. An
Untapped Food Resource. Cambridge
University Press.Cambridge
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Page | 35
VARIASI KONSENTRASI SOLVEN, DAN LAMA WAKTU
EKSTRAKSI
Mulkan Hambali*, Febrilia mayasari, Fitriadi Noermansyah
*Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Jl. Raya Palembang Prabumulih Km. 32 Indralaya Ogan Ilir 30662
Abstrak
Berkembangnya industri pengolahan pangan menyebabkan pemakaian pewarna juga semakin meningkat,
terutama jenis pewarna sintetik. Semakin menigkatnya penggunaan pewarna makanan yang dilarang
terutama pada penjualan dipasar, membuat konsumen merasa khawatir terhadap aspek keamanan pangan.
Oleh sebab itu perlu adanya alternative penggunaan pewarna alami salah satunya adalah ubi jalar ungu
(Ipomoea batatas L.) yang banyak mengandung pigmen antosianin. Pada penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui pengaruh konsentrasi solven terhadap rendemen hasil proses ekstraksi. Serta mengetahui
pengaruh lama waktu ekstraksi terhadap rendemen yang dihasilkan.Hasil penelitian menunjukkan bahwa
Semakin tinggi konsentrasi solven maka semakin tinggi persen rendemen. Semakin lama waktu ekstraksi
maka semakin tinggi rendemen yang dihasilkan. Kondisi terbaik kosentrasi solven adalah 85% dan lama
waktu ekstraksi adalah 2 jam, karena didapatkan hasil rendemen yang optimum.
Kata kunci: Ubi Jalar ungu, Ekstraksi, Pewarna alami, dan Antosianin.
Abstract
Development of food processing industry led to the use of dyes are also increasing, especially the kind of
synthetic dyes. The increased use of the banned food colouring is mainly on the sale on the market,
making the consumers feel worry over aspects of food safety. Therefore, the need for alternative uses of
natural coloring one is purple sweet potato (Ipomoea batatas l.) that contain anthocyanin pigments. This
research aims to know the influence of the concentration of the solven yield results in the extraction
process. As well as know how long time the extraction of yield were produced.The results showed that
the higher the concentration of the solven then the higher the percent yield. The longer the time of
extraction then the higher yield were produced. The best condition concentrations solven is 85% and the
extraction time is 2 hours, because it brings the optimum yield results.
Keywords: purple sweet potato, Extraction, natural dyes, and Anthocyanins
1.
PENDAHULUAN
Zat pewarna merupakan salah satu zat
aditif makanan. Bahan pewarna makanan
terbagi dua kelompok besar yakni pewarna
alami dan pewarna buatan. Pewarna buatan
untuk makanan diperoleh melalui proses
sintesis kimia buatan yang menggunakan
bahan-bahan kimia sedangkan pewarna alami
dapat beasal dari alam baik hewah atau
tumbuhan seperti daun pandan/suji,kunyit dan
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
lain-lain.
Pewarna yang biasa dipakai dalam makanan
dan minuman sehari-hari umumnya berasal dari
pewarna sintetik,karena dapat digunakan dalam
konsentrasi kecil, lebih stabil, penampilan
warna lebih seragam dan umumnya tidak
mempengaruhi rasa makanan. Adapun contoh
pewarna sintetik berupa sunset yellow FCF
,Rhodamine B, tartrazin dan lain-lain.
Namun,bahan
pewarna
sintetik
perlu
disertifikasi oleh pihak yang berwenang
Page | 25
sebelum dapat digunakan. Hal ini sebagai aturan
dari mentri kesehatan RI untuk menjaga
keamanan pemakaian, sebab pewarna sintetik
dapat menyebabkan beberapa penyakit bila di
konsumsi melebihi nilai ambang batas. Melihat
keadaan ini banyak peneliti yang mulai
memperkenalkan dan menggiatkan penggunaan
bahan pewarna dari alam, salah satunya adalah
pigmen antosianin yang terdapat pada tanaman
umbi-umbian seperti ubi jalar ungu (Ipomoea
batatas L.).
Ubi jalar ungu mengandung pigmen
antosianin dalam jumlah cukup besar. Warna ini
didapat dari daging maupun kulitnya. Selain
mengandung antosianin, ubi jalar ungu juga
merupakan sumber antioksidan dan beberapa zat
lain yang berguna untuk kesehatan. Melihat
prospek manfaat yang besar dan mudah didapat,
ubi jalar dapat dioptimalkan penggunaanya
sebagai salah satu sumber pewarna alami untuk
makanan dan minuman. Berdasarkan uraian
diatas, dapat diketahui pentingnya penelitian
untuk mengetahui kadar pigmen antosianin yang
terkandung dalam ubi jalar ungu menggunakan
metode ekstraksi guna memanfaatkan ubi jalar
ungu untuk pembuatan zat pewarna alami yang
dapat meningkatkan nilai ekonomis sehingga
digunakan di sektor industri.
Ubi jalar (Ipomoea batatas L.)
Gambar 1. Ubi jalar
Ubi jalar atau ketela rambat (Ipomoea
batatas L.) adalah sejenis tanaman budidaya.
Bagian yang dimanfaatkan adalah akarnya yang
membentuk
umbi
dengan
kadar
gizi
(karbohidrat) yang tinggi. Di Afrika, umbi ubi
jalar menjadi salah satu sumber makanan pokok
yang penting. Di Asia, selain dimanfaatkan
umbinya, daun muda ubi jalar juga dibuat
sayuran. Terdapat pula ubi jalar yang dijadikan
tanaman hias karena keindahan daunnya.
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Ubi jalar telah menemani kehidupan
manusia sebagai bahan pangan sudah sangat
lama. Sejak 750 tahun sebelum masehi. Dalam
perjalanannya menjelajah untuk menemukan
“dunia baru”, Columbus membawa ubi jalar dari
pulau Saint Thomas. Umbi yang disebut patata
dalam bahasa Spanyol kemudian sering disebut
patae (Perancis) dan orang Inggris menamakan
potato.
Ketika itu, sebutan potato memang
untuk ubi jalar bukannya kentang. Dari catatan
sejarah pertanian, tanaman kentang baru
menyebar keluar dari amerika selatan ke
belahan bumi bagian utara mulai pada abad 17.
Kemudian untuk membedakan, ubi jalar disebut
sweet potato dan kentang potato.
Klasifikasi Tanaman Ubi jalar (Ipomoea
batatas L.)
Kingdom
: Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan
berpembuluh)
Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan
biji)
Divisi
: Magnoliophyta (Tumbuhan
berbunga)
Kelas
: Magnoliopsida (berkeping dua /
dikotil)
Sub Kelas
: Asteridae
Ordo
: Solanales
Famili
: Convolvulaceae (suku
kangkung-kangkungan)
Genus
: Ipomoea
Spesies
: Ipomoea batatas Poir
Nama Inggris : Sweet potato
Nama Indonesia : Ubi jalar
Nama Lokal : ketela rambat (Jawa), huwi boled
(Sunda)
Sumber : (andiga, 2012)
Antosianin
Keberadaan senyawa antosianin pada ubi
jalar yaitu pigmen yang terdapat pada ubi jalar
ungu atau merah dapat berfungsi sebagai
komponen pangan sehat dan paling lengkap.
Pigmen antosianin pada ubi jalar lebih tinggi
konsentrasinya
dan
lebih
stabil
bila
dibandingkan dengan antosianin dari kubis dan
jagung merah.
Antosianin (bahasa inggris: anthocyanin,
dari gabungan kata Yunani: anthos = “ bunga” ,
dan cyanos = “biru”) adalah pigmen larut air
yang secara alami terdapat pada berbagai jenis
tumbuhan. Sesuai namanya, pigmen ini
memberikan warna pada bunga, buah, dan daun
tumbuhan hijau, dan telah banyak digunakan
sebagi pewarna alami pada berbagai produk
pangan dan berbagai aplikasi lainnya.
Page | 26
Antosianin merupakan sub-tipe senyawa
organik dari keluarga flavonoid. Beberapa
senyawa antosianin yang paling banyak
ditemukan adalah pelargonidin, peonidin,
sianidin, malvidin, petunidin, dan delfinidin
( Nur Richana, 2009).
Table 1. Gugus pengganti pada struktur kation
flavium pada antosianin utama*
Gugus pada karbon
Struktur
nomor
Antosianin
3
4
5
Pelargonidin (II)
H
OH
H
Cyanidin (III)
OH
OH
H
Delphinidin (IV)
OH
OH
OH
Peonidin (V)
Ome
OH
H
Petunidin (VI)
Ome
OH
OH
Malvidin (VII)
Ome
OH
OMe
*(Francis, 1982)
Kestabilan antosianin dipengaruhi oleh
pH, oksigen, sulfur dioksida (SO2), protein, dan
enzim. Warna yang ditimbulkan oleh antosianin
tergantung
pada
tingkat
keasaman
lingkungannya. Pigmen ini dapat dijadikan
sebagai indikator pH. Pada pH 1 warna yang
ditunjukkan adalah merah, pH 4 biru
kemerahan, pH 6 ungu, pH 8 biru, pH 12 hijau.
Untuk mendapatkan warna yang diinginkan,
antosianin harus disimpan menggunakan larutan
buffer dengan pH yang sesuai. Saat terlarut di
dalam suatu larutan campuran, antosianin akan
teroksidasi perlahan-lahan. Antosianin akan
hilang warnanya apabila bereaksi dengan sulfur
dioksida. Reaksi perubahan warna tersebut
bersifat reversible sehingga hanya dengan
memanaskan SO2 maka akan seperti semula.
Antosianin yang bereaksi dengan protein akan
membentuk uap dan endapan. Penggunaan
beberapa enzim dalam pengolahan makanan
yang
mengandung
antosianin
dapat
mengakibatkan kandungan antosianin di
dalamnya hilang atau berkurang. Hal ini
sebagian disebabkan oleh enzim glukoamilase
yang ada (Nur Richana, 2009)
Hasil Penelitian Pusat Penelitian dan
Pengmbangan Tanaman Pangan Balitbang
Pertanian menunjukkan antosianin bermanfaat
bagi kesehatan tubuh karena dapat berfungsi
sebagai
antioksidan,
antihipertensi,
dan
pencegahan gangguan fungsi hati, jantung
koroner,
kanker,
dan
penyakit-penyakit
degenerative, seperti arteosklerosis. Antosianin
juga mampu menghalangi laju perusakan sel
radikal bebas akibat nikotin, polusi udara, dan
bahan kimia lainnya. Antosianin berperan dalam
mencegah terjadinya penuaan, kemerosotan
daya ingat dan kepikunan, polyp, asam urat
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
penderita asam lambung. Selain itu, antosianin
juga memiliki kemampuan menurunkan kadar
gula darah (antihiperglisemik). Total kandungan
antosianin bervariasi pada setiap tanaman dan
berkisar antara 20 mg/100 g sampai 600 mg/
100g berat basah. Total kandungan antosianin
ubi jalar ungu adalah 519 mg/ 100g berat basah
(Nur Richana, 2009).
Stabilitas Antosianin
Antosianin secara umum mempunyai
stabilitas yang rendah. Pada pemanasan yang
tinggi, kestabilan dan ketahanan zat warna
antosianin akan berubah dan mengakibatkan
kerusakan. Selain mempengaruhi warna
antosianin,
pH
juga
mempengaruhi
stabilitasnya, dimana dalam suasana asam akan
berwarna merah dan suasana basa berwarna
biru. Antosianin lebih stabil dalam suasana
asam dibandingkan dalam suasana alkalis
ataupun netral. Zat warna ini tidak stabil
dengan adanya oksigen dan asam askorbat.
Asam askorbat kadang melindungi antosianin
tetapi ketika antosianin menyerap oksigen, asam
askorbat akan menghalangi terjadinya oksidasi.
Pada kasus lain, jika enzim menyerang asam
askorbat yang akan menghasilkan hidrogen
peroksida yang mengoksidasi, sehingga
antosianin mengalami perubahan warna(Francis,
1982).
Warna pigmen antosianin merah, biru,
violet, dan biasanya dijumpai pada bunga,
buah-buahan dan sayur-sayuran. Dalam
tanaman terdapat dalam bentuk glikosida yaitu
membentuk ester dengan monosakarida
(glukosa, galaktosa, ramnosa dan kadangkadang pentosa). Sewaktu pemanasan dalam
asam mineral pekat, antosianin pecah menjadi
antosianidin dan gula. Pada pH rendah (asam)
pigmen ini berwarna merah dan pada pH tinggi
berubah menjadi violet dan kemudian menjadi
biru. Pada umumnya, zat-zat warna distabilkan
dengan penambahan larutan buffer yang sesuai.
Jika zat warna tersebut memiliki pH sekitar 4
maka perlu ditambahkan larutan buffer asetat,
demikian pula zat warna yang memiliki pH
yang
berbeda
maka
harus
dilakukan
penyesuaian larutan buffer. Warna merah bunga
mawar dan biru pada bunga jagung terdiri dari
pigmen yang sama yaitu sianin. Perbedaannya
adalah bila pada bunga mawar pigmennya
berupa garam asam sedangkan pada bunga
jagung berupa garam netral. Konsentrasi
pigmen juga sangat berperan dalam menentukan
warna. Pada konsentrasi yang encer antosianin
berwarna biru, sebaliknya pada konsentrasi
pekat berwarna merah dan konsentrasi biasa
berwarna ungu. Adanya tanin akan banyak
Page | 27
mengubah warna antosianin. Dalam pengolahan
sayur-sayuran adanya antosianin dan keasaman
larutan banyak menentukan warna produk
tersebut. Misalnya pada pemasakan bit atau
kubis merah. Bila air pemasaknya mempunyai
pH 8 atau lebih (dengan penambahan soda)
maka warna menjadi kelabu violet tetapi bila
ditambahkan cuka warna akan mejadi merah
terang kembali. Tetapi
jarang makanan
mempunyai pH yang sangat tinggi. Dengan ion
logam, antosianin membentuk senyawa
kompleks yang berwarna abu-abu violet. Karena
itu pada pengalengan bahan yang mengandung
antosianin, kalengnya perlu mendapat lapisan
khusus (lacquer) (Francis, 1982).
Kegunaan
Sekitar 70-100 % umbi jenis ini telah
dimanfaatkan untuk dikonsumsi di sebagian
besar daerah tropik. Sekitar 10-30 %
dikonsumsi sebagai sumber pangan, hanya 5-10
% untuk keperluan industri. Di Asia sekitar 3035 % digunakan untuk industri alkohol maupun
tepung. Di daerah tropik Asia termasuk
Indonesia, jenis ini dimanfaatkan sebagai
makanan tambahan, untuk macam-macam kue,
es krim, selai , syirup dan minuman anggur .
namun di Papua Nugini dan beberapa kepulauan
Oseania jenis ini dimanfaatkan sebagai bahan
pangan pokok. Daun mudanya sering kali
dimakan untuk sayur.
Ubi jalar ungu mengendalikan produksi
hormon melatonin yang dihasilkan kelenjar
pineal di dalam otak. Melatonin merupakan
antioksidan yang menjaga kesehatan sel dan
sistem saraf otak, sekaligus memperbaiki jika
ada kerusakan. Asupan vitamin A yang kurang
akan menghambat produksi melatonin dan
menurunkan fungsi saraf otak sehingga muncul
gangguan tidur dan daya ingat berkurang.
Keterbatasan produksi melatonin berakibat
menurunkan produksi hormon endokrin,
sehingga sistem kekebalan tubuh merosot. Ubi
jalar ungu yang berlimpah vitamin A dan E
dapat mengoptimumkan produksi hormon
melatonin. Dengan rajin makan ubi jalar ungu,
ketajaman daya ingat dan kesegaran kulit serta
organ tetap terjaga. Sebuah keunikan, kombinasi
vitamin A (betakaroten) dan vitamin E dalam
ubi jalar ungu dapat bekerja sama menghalau
stroke dan serangan jantung. Kesimpulan dari
sebuah penelitian menyebutkan kalium yang
terkandung dalam ubi jalar ungu memangkas
40% risiko penderita hipertensi terserang stroke
fatal, tekanan darah tinggi pun menurun 25%.
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Pewarna Alami
Table 2. Beberapa tumbuhan yang dapat
dijadikan pewarna alami
Nama
Warna
Kunyit (Kurkuma
domestika val)
Kesumba (Bixa
orelana)
Pinang (Areca
catheu linn)
Mengkudu
(Morinda litrifelia)
Jati (Tectona
brandis linn)
Jambu biji (Psisium
buguava)
Soga (Berberis
fortune linn)
Kuning
Bagian
tanaman
Rimpang
Merah
terang
Merah tua
Buah
Coklat
Akar
Coklat
kemerahan
Hijau
kemerahan
Kuning
Daun
Biji
Daun
Akar/batan
g
Sumber : (Sutara, 2009)
Menurut (Syah, 2005) Zat warna alami yang
sering digunakan sebagai zat warna makanan
adalah:
1. Antosianin:
Pewarna ini memberikan
pengaruh warna ungu, merah, biru atau
coklat. Warna ini secara alami terdapat pada
buah anggur, strawberry, apel, dan bunga.
Betasianin dan betaxantin termasuk pewarna
nabati yang diperoleh dari marga tanaman
centrospermae, diantaranya bit dan bogenvil
yang memberi tampilan warna kuning dan
merah.
2. Karotenoid: Dapat member warna kuning,
merah dan oranye.
3. Klorofil: Zat warna hijau yang terdapat
dalam bentuk daun, permukaan batang
tanaman dan kulit buah-buahan.
4. Kurkumin : merupakan zat warna alami
yang diperoleh dari tanaman kunyit.
Pewarna Buatan
1) Allurared, memiliki nama lain 2napthalenesulfonic Acid, atau garam
dinatrium atau Food Red 17, atau C.I.
16035, atau FD&C Red 40. Diperoleh dari
turunan coal tar. Kode warna E 129.
Berbentuk serbuk merah tua.
2) Azorubine, memiliki nama lain Carmoisine,
atau Food Red 3, atau Azorubin S, atau
Brillantcarmoisin O, atau Acid Red 14, atau
C.I 14720. Kode pewarna E 122. Berbentuk
serbuk merah maroon.
3) Ponceau 4R (C20 H11 N2 Na3 O10 S3),
memiliki nama lain trisodium atau koksineal
red A. kode pewarna E 124. Dibeberapa
Negara seperti USA, Norwegia dan
Finlandia menyebut bahwa Ponceau 4R
bersifat karsinogenik. Pencampur dengan
Page | 28
pewarna atau pengawet lain akan
menigkatkan tingkat aktivitasnya. Tidak
dianjurkan dikonsumsi bagi anak-anak.
4) Brilliant Blue FCF, memiliki nama lain
FD&C Blue No.1, Food Blue 2, Acid Blue
9, D&C Blue No.4 , Alzen Food Blue No.1,
Alphazurine, Atracid Blue FG, Eriglaucine,
Eriosky Blue, patent Blue AR, Xylene Blue
VSG, dan C.I 42090. Kode pewarna E 133.
Brilliant blue FCF merupakan turunan dari
coal tar.
5) Tartrazin (C16 H9 N4 Na3 O9 S2), atau FD&C
yellow 5. Kode pewarna E 102. Merupakan
pewarna kuning lemon. Tartrazin adalah
turunan dari coal tar, yang merupakan
campuran dari senyawa fenol, hidrokarbon
polisiklik,
dan
heterosiklik.
Karena
kelarutannya dalam air, tartrazin umum
digunakan sebagai bahan pewarna minuman.
Untuk menghasilkan warna lain, tartrazin
dapat dicampurkan dengan Brilliant blue
FCF atau Green S untuk menghasilkan
sejumlah variasi warna hijau.
6) Sunset Yellow FCF (C16 H10 Na2 O7 S2 N2),
dikenal juga dengan nama orange yellow S,
atau FD&C yellow 6. Merupakan turunan
dari coal tar. Kode pewarna E110.
7) Fast Green FCF (C37 H37 N2 O10 S3) dikenal
juga dengan Food Green 3, Green 1724,
Solid Green FCF dan C.I 42053. Kode
pewarna E 143.
Sumber :(Nursanti, 2008)
Pewarna Berbahaya
Dari sekian banyak pewarna sintetis,
terdapat beberapa pewarna yang dikatagorikan
berbahaya bagi kesehatan, seperti yang banyak
dijumpai dalam beberapa kasus adalah
Rhodamine B (C28 H31 N2 O3 Cl) dan Methanyl
Yellow.
Ciri makanan yang menggunakan
Rhodamine B, bisanya memiliki warna yang
terang lagi cerah, namun rasanya agak pahit.
Tabel 3. Zat pewarna yang dilarang digunakan
dalam makanan
No
Nama
Bahan
Pewarna
No.
Indeks
Warna
(C1,
No)
No
1
Auramine,
Basic
Yellow 2
41000
16
2
Alkanet
75520
17
3
Butter
Yellow
11020
18
Nama
Bahan
Pewarna
Oil
Orange
SS
Oil
Orange
XO
Oil
Orange
AB
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
No.
Indeks
Warna
(C1,
No)
12100
12140
11390
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Black
7984
Burn
Umber
Chrysoidin
e
Crysione
Citrus red
No. 2
Chocolate
Brown FB
Fast Red E
Fast
yellow AB
Guinea
Green B
Indanthren
e Blue RS
27755
19
77491
20
11270
21
14270
22
12156
23
-
24
16045
25
13015
26
42510
27
69800
28
29
14
Magenta
42510
15
Metanil
Yellow
13065
Orange
G
Orange
GGN
Orange
RN
Orchid/
Orcein
Ponceau
3R
Ponceau
SX
Ponceau
6R
Rhodami
ne B
Sudan I
Scarlet
GN
Violet 6
B
16230
15980
15970
16155
14700
16290
45170
12055
14815
42640
Sumber : Peraturan Mentri Kesehatan RI tgl. 1
Mei 1985 No. 239/Menkes/Per/V/1985
Metode Ekstraksi
Ekstraksi merupakan suatu proses
pemisahan kandungan senyawa kimia dari
jaringan tumbuhan ataupun hewan dengan
menggunakan penyari tertentu. Ekstrak adalah
sediaan pekat yang diperoleh dengan cara
mengekstraksi zat aktif dengan menggunakan
pelarut yang sesuai, kemudian semua atau
hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau
serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian,
hingga memenuhi baku yang ditetapkan Depkes
(RI, 1995)
Ekstraksi bertujuan untuk menarik
semua komponen kimia yang terdapat dalam
simplisia.
Ekstraksi
didasarkan
pada
perpindahan massa komponen zat padat ke
dalam pelarut dimana perpindahan mulai terjadi
pada lapisan antar muka, kemudian berdifusi
masuk ke dalam pelarut. Proses pengekstraksian
komponen kimia dalam sel tanaman yaitu
pelarut organik akan menembus dinding sel dan
masuk ke dalam rongga sel yang mengandung
zat aktif, zat aktif akan larut dalam pelarut
organik di luar sel, maka larutan terpekat akan
berdifusi keluar sel dan proses ini akan berulang
terus sampai terjadi keseimbangan antara
konsentras cairan zat aktif di dalam dan di luar
sel. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi
laju ekstraksi adalah tipe persiapan sampel,
waktu ekstraksi, kuantitas pelarut, suhu pelarut,
dan tipe pelarut Depkes (RI, 1995)
Ekstraksi antosianin dapat dilakukan
dengan beberapa jenis solven, seperti air, etanol,
metanol, tetapi yang paling efektif adalah
Page | 29
dengan menggunakan metanol yang diasamkan
dengan HCl. Tetapi karena sifat toksik dari
metanol biasanya dalam sistem pangan
digunakan air atau etanol yang diasamkan
dengan HCl. Suhu dan pH berpengaruh terhadap
efisiensi ekstraksi antosianin dan koefisien
difusinya, semakin rendah pH maka koefisien
distribusi semakin tinggi, demikian juga
semakin tinggi temperaturnya. Tetapi antosianin
merupakan senyawa fenolik yang labil dan
mudah rusak akibat pemanasan, sehingga
berakibat pada penurunan biaoktivitasannya.
Pengaruh suhu menjadi tidak signifikan dengan
penambahan HCl pada pelarut yang digunakan
untuk ekstraksi, karena pengaruh HCl lebih
besar daripada pengaruh suhu. Penggunaan HCl
1%
dalam
ekstraksi
antosianin
akan
menyebabkan hidrasi sebagian hingga total
antosianin yang terasetilasi sehingga akan
mempengaruhi absorbsinya dalam tubuh (Perry,
1999) .
Metode ekstraksi terbagi menjadi dua,
yaitu :
a.
Metode Soklet
b.
Metode ekstraksi menggunakan fluida
superkritis (CO2).
Soklet Ekstraktor
Dalam melakukan proses pemisahan,
pada penelitian ini digunakan serangkaian alat
ekstraktor, yang terdiri dari soklet ekstraktor,
labu ekstraksi, dan condenser. Dalam proses
ekstraksi, pelarut pertama-tama dituang dari
bagian atas soklet kemudian mengalir kebawah
melewati bungkusan sampel menuju labu
ekstraksi. Pada saat ekstraksi berlangsung
pelarut akan menguap, uap tersebut mengalir
keatas dari saluran yang lebih kecil setelah
mencapai tabung condenser terkondensasi
kembali. Uap yang telah terkondensasi
kemudian menetes pada bungkusan sampel dan
mulai mengekstrak. Kemudian hasil ekstrak
tersebut dilanjutkan dengan proses evaporasi
untuk dipisahkan pelarutnya. Pelarut di-recover
melalui kondesnser dan hasil ekstrak yang
didapat kemudian didinginkan (Treyball, 1980).
Variable-variabel yang mempengaruhi dalam
suatu proses ekstraksi adalah
a.
Jumlah solvent,
b.
Suhu ekstraksi,
c.
Jenis solvent,
d.
Ukuran partikel solid,
e.
Waktu ekstraksi,
f.
Jumlah tahap (stage),
g.
Viskositas pelarut,
h.
Laju alir pelarut.
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Solven ( Pelarut )
Dalam proses ekstraksi, pemilihan
pelarut memegang peranan penting untuk
menentukan berhasil atau tidaknya proses
ekstraksi tersebut. Pemilihan pelarut umumnya
dipengaruhi oleh faktor – faktor :
1) Selektivitas
Pelarut hanya boleh melarutkan ekstrak
yang diinginkan. Pada ekstraksi bahan-bahan
alami, sering juga bahan lain (misal lemak dan
resin) ikut dibebaskan bersama-sama dengan
ekstrak yang diinginkan. Oleh karena itu larutan
ekstrak harus dibersihkan, misalnya dengan
diekstraksi lagi menggunakan pelarut.
2) Kelarutan
Kedua Pelarut sedapat mungkin
memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang
besar sehingga pelarut yang diperlukan tidak
harus dalam jumlah yang besar. Komponen
yang dapat diekstrak adalah komponen yang
mempunyai tingkat kepolaran yang hampir
sama dengan pelarut.
3) Reaktivitas
Pelarut tidak boleh menyebabkan
perubahan secara kimia pada komponen bahan
ekstrak. Namun, dalam hal–hal tertentu
diperlukan adanya rekasi kimia, misalnya
pembentukan garam untuk mendapatkan
selektivitas yang tinggi.
4) Titik Didih
Pemisahan hasil ekstrak dan pelarut
biasanya dilakukan dengan penguapan atau
distilasi. Oleh sebab itu titik didih pelarut dan
ekstrak tidak boleh terlalu dekat sehingga
mudah untuk dipisahkan.
5) Kriteria lain
- Murah
Sehingga akan menghemat biaya operasi agar
lebih
efisien.
- Tersedia dipasaran dalam jumlah besar
Sehingga
tidak
terlalu
sulit
untuk
mendapatkannya.
- Tidak korosif
Agar alat yang digunakan dapat terlindung.
- Tidak mudah terbakar
- Memiliki viskositas yang rendah
- Stabil secara kimia dan teknis
Asam asetat
Asam asetat merupakan salah satu
asam karboksilat paling sederhana, setelah asam
format. Larutan asam asetat dalam air
merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya
terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan
Page | 30
CH3COO-. Asam asetat merupakan pereaksi
kimia dan bahan baku industri yang penting.
Asam asetat digunakan dalam produksi polimer
seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan
polivinil asetat, maupun berbagai macam serat
dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat
digunakan sebagai pengatur keasaman. Di
rumah tangga, asam asetat encer juga sering
digunakan sebagai pelunak air. Dalam setahun,
kebutuhan dunia akan asam asetat mencapai 6,5
juta ton per tahun. 1.5 juta ton per tahun
diperoleh dari hasil daur ulang, sisanya
diperoleh dari industri petrokimia maupun dari
sumber hayati (Anonim, 2013 b)
Cuka telah dikenal manusia sejak
dahulu kala. Cuka dihasilkan oleh berbagai
bakteria penghasil asam asetat, dan asam asetat
merupakan hasil samping dari pembuatan bir
atau anggur (Anonim, 2013 b)
Karakteristik
Rumus molekul
: CH3COOH
Massa molar
: 60.05 g/mol
Densitas dan fase
:
1.049 g cm−3,
−3
cairan 1.266 g cm , padatan
Titik lebur : 16.5 °C (289.6 ± 0.5 K)
(61.6 °F)[1]
Titik didih : 118.1 °C (391.2 ± 0.6 K)
(244.5 °F)[1]
Keasaman (pKa)
: 4.76 pada 25 °C
Penampilan : Cairan tak berwarna atau
kristal
Etanol
Etanol, disebut juga etil alkohol,
alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis
cairan yang mudah menguap, mudah terbakar,
tak berwarna, dan merupakan alkohol yang
paling sering digunakan dalam kehidupan
sehari-hari.
Etanol termasuk ke dalam alkohol
rantai tunggal, dengan rumus kimia C2H5OH,
Etanol sering disingkat menjadi EtOH, dengan
"Et" merupakan singkatan dari gugus etil
(C2H5). (Anonim, 2013 c)
Etanol banyak digunakan sebagai
solven berbagai bahan-bahan kimia yang
ditujukan untuk konsumsi dan kegunaan
manusia. Contohnya adalah pada parfum,
perasa, pewarna makanan, dan obat-obatan.
Dalam kimia, etanol adalah solven yang penting
untuk sintesis senyawa kimia lainnya (Anonim,
2013 c).
Karakteristik
Rumus Molekul : C2H5OH
Berat Molekul : 46,07 gr/mol
Wujud : cairan tidak berwarna
Densitas : 0,789 gr/cm3
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Kelarutan dalam air : tercampur penuh
(larut dalam air)
Titik Didih : 78,4 oC
Titik Leleh : -114,3 oC
Viskositas : 1200 cP (20 oC)
Mudah menguap pada suhu kamar
Mudah terbakar
Destilasi
Destilasi atau penyulingan adalah suatu
metode
pemisahan
larutan
berdasarkan
perbedaan titik didih. Dalam penyulingan,
campuran zat di didihkan sehingga menguap
dan uap ini kemudian didinginkan kembali
kedalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik
didih lebih rendah akan menguap lebih dulu.
Faktor- faktor yang mempengaruhi
kecepatan evaporasi adalah :
1) Perbedaan tekanan uap air jenuh dengan
tekanan uap yang sesungguhnya
2) Suhu udara dan air
3) Kecepatan udara
4) Tekanan atmosfer
5) Kualitas air
Sumber : (Triatmodjo, 2010)
2. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan metode
pengambilan data eksperimental dari variabelvariabel yang telah ditentukan. Adapun variabel
penelitian yang dilakukan adalah:
Variabel Bebas
Variabel bebas dalam penelitian ini
adalah lama waktu ekstraksi ( 1 jam, 1,5
jam, 2 jam) dan konsentrasi solven.
Variabel terikat
Variabel terikat dalam penelitian ini
adalah Rendemen.
Alat-alat yang Digunakan
1) Blender
2) Oven
3) Seperangkat peralatan ekstraksi
sokhlet
4) Seperangkat alat destilasi
5) Batang pengaduk
6) Erlenmeyer
7) Gelas ukur
8) Beker gelas
9) Kertas saring
10) Corong pemisah
11) Stopwatch
12) pH-meter Hanna HI98107
13) Neraca analitik
14) Spektrometer Spectronic 20 D+
Page | 31
Prosedur Penelitian
Persiapan Sampel
1) Ubi jalar ungu yang telah halus.
2) Kemudian
ditimbang
sampel
sebanyak 60 gram.
3) Setelah itu masukkan sampel yang
telah ditimbang tadi ke dalam kertas
saring yang dibentuk seperti silinder
dimana besarnya sesuai dengan
ukuran sokhlet yang digunakan.
Persiapan Pelarut
Pelarut yang digunakan adalah asam
asetat dan etanol dengan konsentrasi 95%,
85%, 75%, 65%.
Proses Ekstraksi
Proses ekstraksi dilakukan dengan
menggunakan sokhlet. Sampel sebanyak 60 gr
dimasukkan ke dalam sokhlet yang telah
dirangkai dengan kondensor berisi air dingin.
Kemudian solven tersebut dimasukkan kedalam
labu didih sebanyak 300 ml. Selanjutnya
rangkaian sokhlet tersebut diletakkan diatas
pemanas lalu dipanaskan selama 1 jam, 1.5 jam
dan 2 jam, sehingga didapat hasil ekstraksi
berupa campuran ekstrak antosianin dengan
pelarut.
Proses Destilasi
Proses destilasi merupakan lanjutan
dari proses ekstraksi dengan tujuan untuk
memisahkan ekstrak antosianin dari pelarutnya
berdasarkan titik didih yang lebih rendah.
Pelarut yang telah menguap kemudian
dikondensasikan dengan bantuan air. Proses ini
berlangsung dalam keadaan vakum sehingga
pelarut berubah wujud menjadi cair.
Prosedur Analisa
Perhitungan Rendemen
1) Menimbang berat sampel sebelum
ekstraksi
2) Sampel setelah ekstraksi dikeringkan
dengan menggunakan oven pada suhu
100 oC selama 1 jam.
3) Menimbang berat sampel setelah
ekstraksi.
4) Persen rendemen dihitung dengan
menggunakan persamaan :
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berikut data hasil pengamatan dari
penelitian ekstraksi zat warna dari ubi jalar yang
telah dilakukan, meliputi : data hasil rendemen
dengan variasi konsentrasi solven dan lama
waktu ekstraksi.
Tabel 4. Data Hasil Ekstraksi Persen Rendemen
ubi jalar dengan Variasi Lama Waktu Ekstraksi
pada berbagai konsentrasi Etanol
Pelarut
Lama
waktu
(Jam)
Massa
Antosia
nin
%
Yield
Ren
de
men
(gr)
%
Ren
de
men
Etanol
1
21.24
35,40
1.79
2.98
65%
1.5
21.18
35,30
1.96
3.27
2
21.11
35,18
2.12
3.53
Etanol
1
20.41
34,02
2.10
3.75
75%
1.5
20.32
33,87
2.27
3.88
2
20.28
33,80
2.34
3.90
Etanol
1
21.98
36,63
2.25
3.50
85%
1.5
21.94
36,56
2.33
3.78
2
21.90
36,50
2.34
3.90
Etanol
1
22.45
37,41
2.45
4.08
95%
1.5
22.41
37,35
2.47
4.12
2
22.35
37,25
2.52
4.20
Keterangan :
Berat sampel 60 gr
Temperatur operasi 79 oC
Rendemen ( % )
Bahan-bahan yang Digunakan
1) Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.)
2) Aquades
3) Asam asetat (CH3COOH)
4) Etanol (C2H5OH)
5
4
3
2
1
0
0
2
4
Lama Waktu Ekstraksi (Jam)
Gambar 2. Pengaruh Lama waktu ekstraksi
terhadap persen rendemen pada berbagai
konsentrasi Etanol.
Page | 32
Tabel 5. Data Hasil Ekstraksi Persen Rendemen
Antosianin ubi jalar Dengan Variasi Lama
Waktu Ekstraksi pada berbagai konsentrasi
Asam Asetat
Pelarut
Asam
asetat
65%
Asam
asetat
75%
Asam
asetat
85%
Asam
asetat
95%
Lama
waktu
(Jam)
Massa
Antos
ianin
%
Yield
Ren
de
men
(gr)
%
Ren
de
men
1
30.40
50,66
5.51
9.18
1,5
30.37
50,61
5.54
9.23
2
30.35
50,58
5.57
9.28
1
32.54
54,23
5.53
9.23
1,5
32.48
54,13
5.57
9.30
2
32.41
54,02
5.60
9.33
1
32.30
53,83
5.54
9.22
1,5
30.17
50,28
5.58
9.28
2
30.00
50,00
5.60
9.33
1
32.72
54,53
5.58
9.30
1,5
2
32.66
30.61
54,43
51,02
5.6
5.62
9.33
9.37
Tabel 6. Data Hasil Ekstraksi Rendemen ubi
jalar Dengan Variasi Konsentrasi Pelarut Etanol
Pelarut
Etanol
Etanol
Etanol
Lama
Waktu
1 jam
1,5 jam
2 jam
9.4
9.3
3
9.2
2.5
9.1
0
2
4
Lama Waktu Ekstraksi (Jam)
Gambar 3. Pengaruh lama waktu ekstraksi
terhadap persen rendemen pada berbagai
konsentrasi asam asetat
Rendemen (%)
Rendemen ( % )
Keterangan :
Berat sampel 60 gr
Temperatur operasi 95 oC
bahan dan pelarut semakin besar, karena pelarut
akan lebih mudah masuk dalam bahan yang
mempunyai konsentrasi yang lebih kecil dan
antosianin akan berjalan lebih cepat dibanding
jumlah pelarut sedikit. Sehingga semakin
banyak komponen yang terekstrak dapat larut
bersama dengan pelarutnya.
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Rendemen
65%
1.79
75%
2.1
85%
2.25
95%
2.45
65%
1.96
75%
2.27
85%
2.33
95%
2.47
65%
2.12
75%
2.34
85%
2.34
95%
2.52
2
1.5
1
0.5
0
0%
Dari analisa kedua gambar grafik diatas
dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu
ekstraksi maka semakin tinggi rendemen yang
diperoleh. Karena waktu kontak antara solven
dan ubi jalar yang lebih lama maka atosianin
yang terikat semakin tinggi dan sebaliknya
semakin cepat waktu kontak maka semakin
sedikit antosianin yang diperoleh. Kenaikan
waktu proses ekstraksi yang digunakan
menyebabkan kenaikkan rendemen antosianin,
Sehingga lamanya waktu akan mempermudah
penetrasi pelarut kedalam bahan baku. Hal ini
dikarenakan antosianin pada bahan baku ubi
jalar jumlahnya terbatas dan pelarut yang
digunakan memiliki batas kemampuan untuk
melarutkan bahan yang ada. Semakin banyak
pelarut maka perbedaan konsentrasi antara
Konsentrasi
50%
100%
Konsentrasi
Gambar 4. Pengaruh Variasi Konsentrasi
Pelarut Etanol terhadap rendemen
Tabel 7. Data Hasil Ekstraksi Persen Rendemen
ubi jalar Dengan Variasi Konsentrasi Pelarut
Asam Asetat
Pelarut
Asam
Asetat
Lama
Waktu
1 jam
Konsentrasi
Rendemen
65%
5.51
75%
5.53
85%
5.54
95%
5.58
Page | 33
Asam
Asetat
Rendemen
Asam
Asetat
1,5 jam
2 jam
5.54
75%
5.57
85%
5.58
95%
5.6
65%
5.56
75%
5.56
DAFTAR PUSTAKA
85%
5.57
95%
5.62
(BLP), B. L. P. (2009). Bithilo, Camilan Lezat
Bergizi dari Ubi Jalar Ungu. Retrieved
21
maret
2013
http://www.litbang.deptan.go.id/berita/
one/719/
andiga, H. (2012). Ipomoea batatas (Ubi Jalar
Ungu).
Retrieved 21 maret 2013
http://asalkamutahuaja.blogspot.com/2
012/11/ipomoea-batatas-ubi-jalarungu.html
Anonim. (2013 a). Gambar Ubi Jalar. Retrieved
21
maret
2013
http://id.wikipedia.org/wiki/Ubi_jalar
Anonim. (2013 b). Asam Asetat. Retrieved 21
maret
2013
http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aset
at
Anonim. (2013 c). Etanol. Retrieved 21 maret
2013
http://id.wikipedia.org/wiki/Etanol
Bradbury, J. H. (1989). Recent Trends In World
Sweet Potato Production and Its
Significance for Human Nutrition. In
K.T. Mackay, M.K. Palomar and R.T.
Sanico (Eds). Sweet Potato Research
and
Development
for
Small
Farmer.SEAMEO-SEARCA,
Collage.Laguna: Philipina.
Dr. Ir. Nur Richana, M. S. (2009). Ubi Kayu &
Ubi
Jalar.
Bogor:
NUANSA
CENDEKIA.
Francis, F. J. (1982). Analysis of Anathocyanins.
Academi Press, New York.
Hendroatmojo, K. H. (1990). Uji Beberapa
Varietas Ubi Jalar. Malang: Balai
penelitian
dan
Pengembangan
Pertanian.
Nursanti, R. (2008). Bahan Kimia Dalam
Makanan dan Minuman . Shakti
Adiluhung
dengan
Bee
Media
Indonesia. Bandung.
Perry, R. H. (1999). Perry's Chemical
Engineer's Handbook (7 th ed.). New
York: McGraw-Hill Company.
RI, D. K. (1995). Materia Medika Indonesia
(Vol. VI). Jakarta: Depkes RI.
Sutara, P. K. (2009). Jenis Tumbuhan Sebagai
Pewarna Alami Pada Beberapa
5.64
5.62
5.6
5.58
5.56
5.54
5.52
5.5
0%
menggunakan bahan baku lain ,misalnya:
kulit buah naga, kunyit, kulit manggis dan
lain-lain.
2) Adanya penambahan analisa lebih lanjut
seperti analisa lama penyimpanan, analisa
indexs bias dan lain-lain
65%
50%
100%
Konsentrasi
Gambar 5. Pengaruh Variasi Konsentrasi
Pelarut Asam Asetat terhadap rendemen
Dari analisa kedua gambar grafik diatas
dapat disimpulkan
bahwa semakin besar
konsentrasi solven maka semakin tinggi
rendemen yang diperoleh. Karena konsentrasi
solven etanol dan asam asetat yang lebih besar,
maka pelarutan senyawa organic dalam hal ini
adalah antosianin akan berjalan lebih cepat.
Akibatnya akan semakin banyak komponen
yang terekstrak dapat terlarut bersama dengan
pelarutnya. Hal ini sesuai dengan pendapat
Eskin (1990) bahwa semakin banyak jumlah
asam asetat dan etanol pengekstrak maka
volume filtrat ubi jalar yang dihasilkan juga
semakin besar.
4. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1) Semakin tinggi konsentrasi solven maka
semakin tinggi persen rendemen hasil
ekstraksi.
2) Semakin lama waktu ekstraksi maka
semakin tinggi rendemen yang dihasilkan.
3) Kondisi terbaik kosentrasi solven adalah
85% dan lama waktu ekstraksi adalah 2
jam, karena didapatkan hasil rendemen
yang optimum.
Saran
1) Selain ubi jalar ungu disarankan untuk
dilakukan proses lebih lanjut dengan
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Page | 34
Perusahaan Tenun Di Gianyar. Jurnal
Bumi Lestari, 2(9): 217-223.
Syah, D. (2005). Manfaat dan Bahaya Bahan
Tambahan Pangan. Skripsi. IPB.
Bogor.
Treyball, R. (1980). Mass Transfer Operations.
New York: McGraw-Hill Book
Company.
Triatmodjo, B. (2010). Pengertian dan Faktor
Evaporasi. Retrieved 3 april 2013
http://www.galeripustaka.com/2013/03
/pengertian-dan-faktor-evaporasi.html
TruongV.D. (1992). Transfer of Sweet Potato
Processing
Technologies:
Some
Experiences and Key Factors. In Scot.
et al. (Eds). Product Development for
Root and Tuber Crops,pp. 195-205.
Tsou S.C.S., K. K. K., and S.J. Wang. (1989).
Biochemical Studies on Sweet Potato
for Better Utilization at AVRDC. In
K.T. Mackay, M.K. Palomar and R.T.
Sanico (Eds). Sweet Potato Research
and Development for Small Farmer.
SEAMEO-SEARCA,Collage.Laguna,
Philipina.
widowati, S., D.S. Damardjati and Suismono.
(1991). Research Activities on Post
Harvest and Utilization of Sweet
Potato. in CRIFC, Indonesia, 18891991. Laporan Hasil Penelitian
Kerjasama CRIFC dan SAPPRAD.
Bogor.
Widowati, S., H Herawati, BAS Santosa dan
H.A. Prasetia. Pengaruh Penggunaan
Pati Ubi Jalar (Ipomea batatas L)
HMT Terhadap Sifat Fungsional Rasbi
(Beras Ubi Jalar).
widowati S., B. A. S. S. d. D. S. D. (1994).
Penggunaan Tepung Ubi Jalar Sebagai
Salah Satu Bahan Baku dalam
Pembuatan Bihun. Dalam: Risalah
Seminar
Penerapan
Teknologi
Produksi dan Pasca Panen Ubi Jalar
Mendukung Agro Industri. Edisi
khusus Balitan Malang No.3.
Woofle, J. A. (1990). Sweet Potato. An
Untapped Food Resource. Cambridge
University Press.Cambridge
Teknik Kimia No. 2, Vol. 20, April 2014
Page | 35