PENGARUH SUHU DAN WAKTU PENYEDUHAN TERHADAP KADAR KAFEIN DARI KOPI BUBUK DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI UV - VIS.
PENGARUH SUHU DAN WAKTU PENYEDUHAN TERHADAP
K ADAR K AFEIN DARI BUBUK TEH DENGAN
METODE SPEKTROFOMETRI UV – VIS
Oleh:
Desi Indicayana S
4103210007
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan
karunia-Nya, penulis telah menyelesaikan penelitian dan sekaligus menyusun
skripsi yang berjudul “Pengaruh Suhu Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar
Kafein Dari Bubuk Teh Dengan Metode Spektrofotometri UV - Vis”.
Dengan selesainya skripsi ini, perkenankanlah penulis mengucapkan
terimakasih kepada; Rektor Universitas Negeri Medan, Prof. Dr. Ibnu Hajar, M.Si;
Dekan FMIPA, Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D; dan Ketua Jurusan Kimia, Drs.
Jamalum Purba, M.Si atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis
untuk mengikuti dan menyelesaikan studi Sarjana Sain pada program studi Kimia.
Terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis ucapkan
kepada; Bapak Agus Kembaren, S.Si.,M.Si, selaku dosen pembimbing skripsi yang
telah memberikan dorongan, bimbingan dan saran mulai dari pengajuan proposal
penelitian, pelaksanaan sampai penyusunan skripsi ini serta Prof. Dr. Albinus
Silalahi, M.S ; Drs. Jasmidi, M.Si ; dan Junifa L.Sihombing, S.Si,. M.Sc yang telah
memberikan masukan dan saran dalam kesempurnaan skripsi ini. Penghargaan juga
diberikan kepada Ketua Jurusan Kimia Drs. Jamalum Purba, M.Si; Ketua Program
Studi Kimia, Dr. Marham Sitorus, M.Si; Kepala Laboratorium Kimia, Drs. Marudut
Sinaga, M.Si; dan segenap Instansi yang telah memberikan bantuan fasilitas
laboratorium selama penulis melakukan penelitian untuk penyelesaian skripsi ini.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghormatan yang setinggitingginya kepada kedua orang tua, Ayah tercinta Ir. S. Situmorang dan Ibu tercinta
F. L. Simangunsong. Kepada adik-adik ku tersayang BB Dicky Sanjaya, Gunawan
Antonius, dan Maria Claudya yang mendukung penulis selama ini. Kepada yang
terkasih opungku (S. Marpaung), Mega Yulytha Siburan, dan terkhusus Henry
Dunand Simbolon yang senantiasa menyemangati penulis. Kepada sahabatsahabatku tercinta terutama rekan seperjuangan Janriadi Sinaga dan Sri Rezeki
Samosir, Yeni Yosevine Sirait, Jetro P Simbolon, Dwika Raja Syahputra Purba,
Efbertias Sitorus, Josua, serta kepada semua rekan-rekan mahasiswa kimia
UNIMED khususnya NK kimia stambuk 2010, penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya, semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu memberi berkat dan
rahmat-Nya kepada kita semua, Amin.
Akhirnya dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan saran dan
kritik yang dapat membangun untuk menyempurnakan skripsi ini. Semoga hasil
penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan kesehatan
terutama bagi masyarakat pecinta teh.
Medan,
Agustus 2014
Desi Indicayana S
NIM 4103210007
PENGARUH SUHU DAN WAKTU PENYEDUHAN TERHADAP KADAR
KAFEIN DARI KOPI BUBUK DENGAN METODE
SPEKTROFOTOMETRI UV - VIS
Desi Indicayana S (4103210007)
ABSTRAK
Telah Dilakukan penelitian tentang pengaruh suhu dan waktu penyeduhan terhadap
kadar kafein dari bubuk teh. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui suhu dan
waktu penyeduhan optimum untuk menyeduh bubuk teh dengan baik terhadap
kadar kafein bubuk teh. Kafein dipisahkan dari bubuk teh dengan variasi suhu 60oC,
80oC, dan 100oC dan diseduh selama 3 menit, 6 menit, 9 menit, kemudian kafein
yang terlarut didalam air diekstraksi dengan diklorometan dan ekstraknya diuapkan
untuk memperoleh kafein. Penentuan kadar kafein secara spektrofotometri Uv-Vis
diukur pada panjang gelombang 273,5 nm. Penelitian dirancang dengan
menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Analisis data yang digunakan
dalam penelitian ini adalah uji ANAVA dengan taraf signifikan 5% dan 1%. Dari
hasil penelitian, menunjukkan bahwa suhu dan waktu penyeduhan sangat
berpengaruh nyata terhadap perolehan kadar kafein dimana Fhit > Ftabel sehingga
sangat berpengaruh nyata. Dan dapat diketahui bahwa semakin tinggi suhu
penyeduhan bubuk teh yang dilakukan dan semakin lama waktu penyeduhan akan
meningkatkan kadar kafein. Kadar kafein optimum dari penelitian ini adalah 64,7
mg (2,156%) yang terdapat pada bubuk teh Bendera pada suhu 100oC dan waktu
penyeduhan 9 menit. Sedangkan kadar optimum untuk bubuk Teh Sari Murni
adalah 61,7 mg (2,056%) pada suhu 100oC dan waktu penyeduhan 9 menit.
Kata Kunci : kafein, bubuk teh, suhu, waktu penyeduhan,
DAFTAR ISI
Halaman
Lembaran
Pengesahan
i
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Lampiran
ii
iii
iv
vi
vii
x
xi
BAB I
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
PENDAHULUAN
Latar belakang
Rumusan masalah
Batasan masalah
Tujuan penelitian
Manfaat penelitian
1
1
4
4
5
5
BAB II
2.1
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.1.5
2.1.6
2.1.7
2.2.
2.1
TINJAUAN PUSTAKA
Teh
Sejarah Teh
Perkembangan Teh di Indonesia
Taksonomi Teh
Komposisi Teh
Manfaat Teh
Bahaya Teh
Standar Mutu Teh
Kafein
Sejarah
Kafein
6
6
6
7
8
9
9
10
11
11
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
2.2.7
2.2.8
Sifat Kimia Kafein
Sumber Kafein
Metabolisme Kafein
Farmakodinamik Kafein
Efek Jangka Pendek Kafein
Efek jangka Panjang Kafein
Farmakologi Kafein
11
12
13
14
15
15
15
16
2.2.9
Farmakokinetik Kafein
2.3.
Ekstraksi
2.4. Spektrofotometri
2.4.1
Spektrofotometri UV-Vis
2.4.2
Instrumentasi Spektrofotometri Uv-Vis
2.4.3
Hukum Lamber-Beer
16
17
17
18
19
20
BAB III
3.1
3.2
3.2.1
3.2.2
3.3
3.3.1
3.4
21
21
21
21
21
21
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Alat danBahan
Alat
Bahan
Metode Penelitian
Rancangan Percobaan
Prosedur
Penelitian
3.4.1
3.4.1.1
3.4.1.2
3.4.1.3
3.4.2
3.4.3
3.5
Pembuatan Larutan
Larutan Standar Kafein 1000mg/L (ppm)
Larutan Standar Kafein 100mg/L (ppm)
Larutan Standar Kafein 10mg/L (ppm)
Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Larutan Kafein
Pembuatan Kurva Kalibrasi
Pemisahan
Kafein
Secara
Ekstraksi
dari
Teh
3.6
Bagan
21
25
25
25
26
26
26
26
Bubuk
26
Penelitian
3.6.1
Ekstraksi Kafein Dari Kopi Bubuk
BAB IV
4.1
4.1.1
4.1.2
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penelitian
Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Larutan Kafein
Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Kafein
29
Hasil Ekstraksi Kafein Dari Bubuk Teh
30
Penentuan Kadar Kafein Dalam Bubuk Teh
Hasil Analisis Ragam Bubuk Teh Bendera
4.1.3
4.1.4
4.1.5
27
27
28
28
28
31
34
4.1.6
4.2
Hasil Analisis Ragam Bubuk Teh Sari Murni
Pembahasan
36
39
BAB V
5.1
5.2
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
43
43
43
DAFTAR PUSTAKA
44
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Komposisi Kimia Daun Teh
9
Tabel 2.2
Spesifikasi Persyaratan Mutu Teh
11
Tabel 2.3
Spektrum Cahaya Tampak dan Warna
Komplementer
18
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Model Tabel Penelitian
Tabel Statistik Penguji
22
24
Tabel 4.1
Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Kafein
29
Tabel 4.2
Absorbansi Larutan Sampel Bubuk Teh
32
Tabel 4.3
Konsentrasi Kafein Dari bubuk Teh Dengan Variasi
Suhu dan Waktu Penyeduhan
32
Data Perolehan Kadar Kafein dari Bubuk Teh Dengan
Variasi Suhu Dan Waktu Penyeduhan
33
Data Total Persen Perolehan Variasi Suhu Dan Waktu
Penyeduhan pada Bubuk Teh
33
Tabel 4.4
Tabel 4.5
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.a
Daun Teh Kering
6
Gambar 2.1.b
Teh seduh
6
Gambar 2.2.a
Perkebunan Teh
7
Gambar 2.2.b
Biji Teh
7
Gambar 2. 3
Tanaman Teh
8
Gambar 2.4
Struktur Kafein
13
Gambar 2.5
Metabolisme Kafein
14
Gambar 2.6
Spektrofotometri Uv-Vis
19
Gambar 2.7
Diagram Komponen Utama Spektrofotometri
19
Gambar 3.1
Diagram alir Penelitian
27
Gambar 4.1.
Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Kafein
28
Gambar 4.2
Kurva Penentuan Panjang Gelombang
Maksimum
30
Pengaruh Faktor Suhu Penyeduhan Terhadap
Perolehan Rataan Kadar Kafein dari Bubuk
Teh Bendera
34
Gambar 4.4
Pengaruh Faktor Suhu Penyeduhan Terhadap
Kadar Kafein Dari Bubuk Teh Bendera
35
Gambar 4.3
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Interaksi factor suhu dan waktu Penyeduhan
bubuk teh Bendera
36
Pengaruh Faktor Suhu Terhadap Perolehan Kadar
Kafein dari bubuk teh Bendera
37
Pengaruh Faktor Waktu Penyeduhan Terhadap
Perolehan Kadar Kafein dari bubuk teh Bendera
38
Interaksi factor suhu dan waktu Penyeduhan
bubuk teh Sari Murni
39
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Perhitungan Pembuatan Larutan Standar
Kafein
46
Lampiran 2.
Perhitungan Konsentrasi Larutan Teh
47
Lampiran 3.
Analisis Data Pengaruh Suhu Dan Waktu
PenyeduhanTerhadap Perolehan Kadar Kafein
Dari Bubuk Teh
56
Dokumentasi Penelitian
64
Lampiran 4.
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1
Latar Belakang
Teh(Camellia sinensis)merupakan minuman yang sudah dikenal dengan
luas di Indonesia dan di dunia. Minuman berwarna coklat ini umum menjadi
minuman penjamu tamu. Aromanya yang harum serta rasanya yang khas
membuat minuman ini banyak dikonsumsi. Didalam teh ada banyak zat yang
memiliki banyak manfaat yang sangat berguna bagi kesehatan tubuh. Hal ini
disebabkan karena teh mengandung senyawa-senyawa bermanfaat seperti
polifenol, theofilin, flavonoid/ metilxantin, tanin, vitamin C dan E, catechin, serta
sejumlah mineral seperti Zn, Se, Mo, Ge, Mg. Maka, tidak heran bila minuman ini
disebut-sebut sebagai minuman kaya manfaat (Dalimartha, 2002).
Selain manfaat teh, ada juga zat yang terkandung dalam teh yang
berakibat kurang baik untuk tubuh. Zat itu adalah kafein.Jika dikonsumsi secara
berlebihan dapat menyebabkan beberapa gangguan, seperti insomnia, kecemasan,
dan ketidakteraturan detak jantung. Kafein mudah larut dalam air panas, hampr
semua sifat kafein yang terkandung didalam daun teh mudah larut, maka ketika
teh diseduh selama 1-2 menit pertama semua kafein akan larut tanpa tannin.
Akibat dari pembuatan teh yang singkat ini adalah, karena minuman yang telah
dibuat tersebut memiliki tingakat kafein tinggi yang tidak lagi bertalian dengan
tannin, maka dengan cepat kafein tersebut diserap tubuh saat teh tersebut
dikonsumsi. Kafein juga memiliki rangsangan pada sistem saraf dan fungsi otak
(Fulder, 2004).
Kafein merupakan zat antagonis reseptor adenosin sentral yang bisa
mempengaruhi fungsi sistem saraf pusat dan mengakibatkan gangguan tidur.
Anak yang mengkonsumsi minuman berkafein sekurang-kurangnya sekali sehari,
mempunyai jumlah tidur mingguan 3 jam 30 menit kurang berbanding anak yang
tidak mengkonsumsi kafein (Kirchheimer, 2004).
Konsumsi
kafein
berguna
untuk
meningkatkan
kewaspadaan,
menghilangkan kantuk dan menaikkan mood. Namun, konsumsi kafein sebaiknya
2
tidak melebihi 300 mg sehari. Para ahli menyarankan 200-300miligram konsumsi
kafein dalam sehari merupakan jumlah yang cukup untuk orang dewasa. Tapi,
mengonsumsi kafein sebanyak 100 miligram tiap hari dapat menyebabkan
individu tersebut tergantung pada kafein. Maksudnya, seseorang dapat mengalami
gejala seperti rasa lelah, perasaaan terganggu atau sakit kepala jika ia tiba-tiba
berhenti mengkonsumsi kafein (Sudarmi, 1997).
Seperti dikutip dari (Anonymous, 2009), teh yang waktu penyeduhannya
lebih lama akan membuat kandungan kafein dalam minuman tersebut semakin
tinggi. Hal ini karena teh yang lebih lama diseduh akan menyebabkan semakin
banyaknya kafein yang keluar dari serbuk teh yang lalu berpindah ke dalam
cangkir. Proses pengeluaran kafein itu akan semakian banyak dalam minuman
akhir yang terlalu lama diseduh. Gambarannya kopi atau teh yang diseduh 5 menit
kafein yang keluar akan semakin banyak dibanding teh yang diseduh 3 menit.
Namun warna air teh bukanlah indikator yang baik untuk menentukan kandungan
kafeina.
Penelitian mengenai analisis kadar kafein pada teh (Camellia
sinensis)dengan metode spektrofotometri telah banyak dilakukan. Dan dari
beberapa penelitian yang telah ada, disimpulkan bahwa suhu dan waktu
penyeduhan sangat mempengaruhi terhadap perolehan kadar kafein pada teh.Salah
satunya yang dilakukan oleh Ririn Yuningsih,dkk (2012) pada penelitiannya yang
berjudul Pengaruh Berat Dan Lama Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein.
Dimana pada penelitian ini, peneliti memvariasikan waktu penyeduhan teh yaitu :
3 menit, 6 menit, dan 9 menit. Dari penelitian ini, perolehan kadar kafein yang
tertinggi adalah pada waktu penyeduhan 9 menit. Dan dari hasil penelitian ini,
disimpulkan, semakin lama waktu penyeduhan maka semakin tinggi kadar kafein
yang dihasilkan.
Selanjutnya berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh mahasiswa
Institut Pertanian Bogor, dengan memvariasikan waktu penyeduhan teh selama 5
menit, 15 menit, dan 30 menit. Dan didapat peroleh optimum kadar kafein pada
waktu penyeduhan 30 menit. Dan penelitian lain yaitu oleh Majid,dkk (2010)
yang Melakukan penelitian mengenai Pengaruh Suhu dan Waktu Penyeduhan
3
Terhadap Perolehan Kadar Kafein. Dimana pada penelitian ini, variasi suhu yang
dilakukan adalah 50oC, 60oC, dan 70oC dan variasi waktu penyeduhan yakni 80
menit, 120 menit dan 140 menit. Dan dari hasil yang didapat, disimpulkan bahwa
suhu optimum terhadap perolehan kadar kafein adalah 70oC sedangkan waktu
penyeduhan yang optimum adalah pada waktu penyeduhan 120 menit.
Selain suhu dan waktu penyeduhan yang berpengaruh terhadap perolehan
kadar kafein pada bubuk teh, penentuan kadar kafein juga berpengaruh terhadap
jenis pelarut atau metode instrumen yang digunakan pada pengukuran. Dari hasil
penelitian yang dilakukan oleh Annina Sabrina,dkk (2010) yang melakukan
penelitian mengenai Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT
(Kromatografi Cair Kinerja Tinggi) pada Analisis Kadar Asam Benzoat dan
Kafein dalam Teh Kemasan, disimpulkan bahwa penentuan kadar kafein dengan
metode Spektrofotometri Uv-Vis lebih efektif dibanding dengan KCKT. Karena
dengan Spektrofotometri UV-Vis, preparasinya tidak memerlukan fase gerak,
sedangakn metode KCKT perlu optimasi fase gerak. Selain itu penelitiannya tidak
membutuhkan waktu lama dibanding menggunakan KCKT dan biaya pelarut yang
digunakan pada metode spektrofotometri Uv-Vis lebih murah dibanding metode
KCKT.
Pada penelitian ini, dipilih alat spektrofotometri Uv-Vis, karena pada
penelitian yang telah dilakukan sebelumnya yang dikutip dari (Sabrina, Annina.
2008) mengenai Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT
(Kromatografi Cair Kinerja Tinggi) pada Analisis Kadar Asam Benzoat dan
Kafein dalam Teh Kemasan, penentuan kafein menggunakan alat KCKT
(Kromatografi Cair Kinerja Tinggi) metode penelitiannya lebih rumit disbanding
dengan menggunakanalat spektrofotometri Uv-Vis. Berdasarkan hasil penelitian
tersebut disimpulkan bahwa pemakaian spektrofotometri Uv-Vis lebih efisien
dari segi biaya dan waktu dibandingkan menggunakan KCKT. Karena bila
menggunakan spektrofotometri Uv-Vis, untuk pelarut yang digunakan lebih
murah dibanding pelarut yang digunakan pada
KCKT. Waktu analisis
menggunakan spektrofotometri Uv-Vis lebih cepat dibandingkan KCKT. Dan dari
4
segi preparasi, pada spektrofotometri Uv-Vis tidak memerlukan fase gerak
sementara pada KCKT perlu adanya optimasi komposisi fase gerak.
Bertolak dari penelitian yang sudah ada, peneliti akan melakukan
penelitian mengenai “Pengaruh Suhu Dan Waktu Penyeduhan Terhadap
Kadar Kafein Dari Bubuk Teh Dengan Metode Spektrofotometer Uv-Vis”
dengan harapan dapat memperoleh informasi tentang kadar kafein dalam teh dari
cara menyeduh teh yang biasa dilakukan oleh masyarakat.
I.2
Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah di uraikan di atas, maka rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Apakah ada pengaruh suhu terhadap perolehan kadar kafein?
2. Apakah ada pengaruh waktu penyeduhan terhadap perolehan kadar
kafein?
3. Apakah ada interaksi antara suhu dan waktu penyeduhan terhadap
perolehan kadar kafein?
I.3
Pembatasan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan ruang lingkup masalah sebagaimana
telah dikemukakan sebelumnya maka dalam penelitian ini dilakukan
pembatasan masalah adalah :
1. Penentuan kadar kafein dari bubuk kopi dengan memvariasikan suhu
dari air yaitu 60oC, 80oC, 100oC
2. Lama waktu penyeduhan pada kondisi 3, 6, 9 menit selama proses
ekstraksi.
3. Banyak air yang digunakan untuk menyeduh bubuk teh yaitu 150 mL
setara dengan satu cangkir teh dan berat sampel 3 gram.
4. Teknik pengambilan sampel dilakukan secara acak dipasaran Medan
dengan merek Teh Sari Murni danTeh Bendera.
5
I.4
Tujuan Penelitian
Untuk memfokuskan penelitian ini, tujuan yang akan dicapai adalah :
1. Untuk menegetahui pengaruh suhu terhadap perolehan kadar kafein
dari bubuk teh.
2. Untuk mengetahui waktu penyeduhan terhadap perolehan kadar kafein
dari bubuk teh.
3.
Untuk mengetahui interaksi suhu dan waktu penyeduhan terhadap
perolehan kadar kafein.
I.5
Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian diharapkan dapat memberikan manfaat yang besar
bagi ilmu pengetahuan dan masyarakat tentang informasi mengolah teh lebih
optimal dari segi kuantitas maupun kualitas. Sehingga diperoleh kadar kafein
yang secukupnyadalam secangkir teh dari cara menyeduh teh yang biasa
dilakukan oleh masyarakat.
43
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas maka dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut:
1.
Ada pengaruh suhu penyeduhan terhadap kadar kafein bubuk teh Bendera
dan bubuk teh Sari Murni. Suhu optimum teh bendera berada pada suhu
100oC yaitu sebesar 125,0667 mg atau 2,173% dan untuk bubuk teh Sari
Murni yaitu suhu 100oC sebesar 129,0667 mg.
2.
Ada pengaruh lama waktu penyeduhan terhadap kadar kafein bubuk teh
Bendera dan bubuk teh Sari Murni. Waktu penyeduhan optimum pada waktu
9 menit yaitu sebesar 115,7333 mg dan 118,4.
3.
Ada interaksi suhu dan lama waktu penyeduhan terhadap kadar kafein bubuk
teh Bendera dan bubuk teh Sari Murni. berada pada suhu 100oC dengan lama
penyeduhan 9 menit yaitu 65,20 mg dan 66,2 mg.
5.2.
1.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai kadar kafein pada bubuk teh,
mulai dari daun teh hingga pada bubuk teh dengan memvariasikan suhu,
waktu, dan berat bubuk teh, serta mengganti dengan pelarut organik lainnya.
2.
Untuk masyarakat dan khususnya penggemar teh, supaya mengurangi takaran
bubuk teh untuk diseduh dan tidak menggunakan suhu air tidak terlalu tinggi.
3.
Untuk peneliti selanjutnya agar membuat bubuk teh rendah kafein
(dekafeinasi) sehingga lebih aman dikonsumsi.
K ADAR K AFEIN DARI BUBUK TEH DENGAN
METODE SPEKTROFOMETRI UV – VIS
Oleh:
Desi Indicayana S
4103210007
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan
karunia-Nya, penulis telah menyelesaikan penelitian dan sekaligus menyusun
skripsi yang berjudul “Pengaruh Suhu Dan Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar
Kafein Dari Bubuk Teh Dengan Metode Spektrofotometri UV - Vis”.
Dengan selesainya skripsi ini, perkenankanlah penulis mengucapkan
terimakasih kepada; Rektor Universitas Negeri Medan, Prof. Dr. Ibnu Hajar, M.Si;
Dekan FMIPA, Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D; dan Ketua Jurusan Kimia, Drs.
Jamalum Purba, M.Si atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis
untuk mengikuti dan menyelesaikan studi Sarjana Sain pada program studi Kimia.
Terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis ucapkan
kepada; Bapak Agus Kembaren, S.Si.,M.Si, selaku dosen pembimbing skripsi yang
telah memberikan dorongan, bimbingan dan saran mulai dari pengajuan proposal
penelitian, pelaksanaan sampai penyusunan skripsi ini serta Prof. Dr. Albinus
Silalahi, M.S ; Drs. Jasmidi, M.Si ; dan Junifa L.Sihombing, S.Si,. M.Sc yang telah
memberikan masukan dan saran dalam kesempurnaan skripsi ini. Penghargaan juga
diberikan kepada Ketua Jurusan Kimia Drs. Jamalum Purba, M.Si; Ketua Program
Studi Kimia, Dr. Marham Sitorus, M.Si; Kepala Laboratorium Kimia, Drs. Marudut
Sinaga, M.Si; dan segenap Instansi yang telah memberikan bantuan fasilitas
laboratorium selama penulis melakukan penelitian untuk penyelesaian skripsi ini.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghormatan yang setinggitingginya kepada kedua orang tua, Ayah tercinta Ir. S. Situmorang dan Ibu tercinta
F. L. Simangunsong. Kepada adik-adik ku tersayang BB Dicky Sanjaya, Gunawan
Antonius, dan Maria Claudya yang mendukung penulis selama ini. Kepada yang
terkasih opungku (S. Marpaung), Mega Yulytha Siburan, dan terkhusus Henry
Dunand Simbolon yang senantiasa menyemangati penulis. Kepada sahabatsahabatku tercinta terutama rekan seperjuangan Janriadi Sinaga dan Sri Rezeki
Samosir, Yeni Yosevine Sirait, Jetro P Simbolon, Dwika Raja Syahputra Purba,
Efbertias Sitorus, Josua, serta kepada semua rekan-rekan mahasiswa kimia
UNIMED khususnya NK kimia stambuk 2010, penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya, semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu memberi berkat dan
rahmat-Nya kepada kita semua, Amin.
Akhirnya dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan saran dan
kritik yang dapat membangun untuk menyempurnakan skripsi ini. Semoga hasil
penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan kesehatan
terutama bagi masyarakat pecinta teh.
Medan,
Agustus 2014
Desi Indicayana S
NIM 4103210007
PENGARUH SUHU DAN WAKTU PENYEDUHAN TERHADAP KADAR
KAFEIN DARI KOPI BUBUK DENGAN METODE
SPEKTROFOTOMETRI UV - VIS
Desi Indicayana S (4103210007)
ABSTRAK
Telah Dilakukan penelitian tentang pengaruh suhu dan waktu penyeduhan terhadap
kadar kafein dari bubuk teh. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui suhu dan
waktu penyeduhan optimum untuk menyeduh bubuk teh dengan baik terhadap
kadar kafein bubuk teh. Kafein dipisahkan dari bubuk teh dengan variasi suhu 60oC,
80oC, dan 100oC dan diseduh selama 3 menit, 6 menit, 9 menit, kemudian kafein
yang terlarut didalam air diekstraksi dengan diklorometan dan ekstraknya diuapkan
untuk memperoleh kafein. Penentuan kadar kafein secara spektrofotometri Uv-Vis
diukur pada panjang gelombang 273,5 nm. Penelitian dirancang dengan
menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Analisis data yang digunakan
dalam penelitian ini adalah uji ANAVA dengan taraf signifikan 5% dan 1%. Dari
hasil penelitian, menunjukkan bahwa suhu dan waktu penyeduhan sangat
berpengaruh nyata terhadap perolehan kadar kafein dimana Fhit > Ftabel sehingga
sangat berpengaruh nyata. Dan dapat diketahui bahwa semakin tinggi suhu
penyeduhan bubuk teh yang dilakukan dan semakin lama waktu penyeduhan akan
meningkatkan kadar kafein. Kadar kafein optimum dari penelitian ini adalah 64,7
mg (2,156%) yang terdapat pada bubuk teh Bendera pada suhu 100oC dan waktu
penyeduhan 9 menit. Sedangkan kadar optimum untuk bubuk Teh Sari Murni
adalah 61,7 mg (2,056%) pada suhu 100oC dan waktu penyeduhan 9 menit.
Kata Kunci : kafein, bubuk teh, suhu, waktu penyeduhan,
DAFTAR ISI
Halaman
Lembaran
Pengesahan
i
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Lampiran
ii
iii
iv
vi
vii
x
xi
BAB I
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
PENDAHULUAN
Latar belakang
Rumusan masalah
Batasan masalah
Tujuan penelitian
Manfaat penelitian
1
1
4
4
5
5
BAB II
2.1
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.1.5
2.1.6
2.1.7
2.2.
2.1
TINJAUAN PUSTAKA
Teh
Sejarah Teh
Perkembangan Teh di Indonesia
Taksonomi Teh
Komposisi Teh
Manfaat Teh
Bahaya Teh
Standar Mutu Teh
Kafein
Sejarah
Kafein
6
6
6
7
8
9
9
10
11
11
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
2.2.7
2.2.8
Sifat Kimia Kafein
Sumber Kafein
Metabolisme Kafein
Farmakodinamik Kafein
Efek Jangka Pendek Kafein
Efek jangka Panjang Kafein
Farmakologi Kafein
11
12
13
14
15
15
15
16
2.2.9
Farmakokinetik Kafein
2.3.
Ekstraksi
2.4. Spektrofotometri
2.4.1
Spektrofotometri UV-Vis
2.4.2
Instrumentasi Spektrofotometri Uv-Vis
2.4.3
Hukum Lamber-Beer
16
17
17
18
19
20
BAB III
3.1
3.2
3.2.1
3.2.2
3.3
3.3.1
3.4
21
21
21
21
21
21
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Alat danBahan
Alat
Bahan
Metode Penelitian
Rancangan Percobaan
Prosedur
Penelitian
3.4.1
3.4.1.1
3.4.1.2
3.4.1.3
3.4.2
3.4.3
3.5
Pembuatan Larutan
Larutan Standar Kafein 1000mg/L (ppm)
Larutan Standar Kafein 100mg/L (ppm)
Larutan Standar Kafein 10mg/L (ppm)
Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Larutan Kafein
Pembuatan Kurva Kalibrasi
Pemisahan
Kafein
Secara
Ekstraksi
dari
Teh
3.6
Bagan
21
25
25
25
26
26
26
26
Bubuk
26
Penelitian
3.6.1
Ekstraksi Kafein Dari Kopi Bubuk
BAB IV
4.1
4.1.1
4.1.2
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penelitian
Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Larutan Kafein
Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Kafein
29
Hasil Ekstraksi Kafein Dari Bubuk Teh
30
Penentuan Kadar Kafein Dalam Bubuk Teh
Hasil Analisis Ragam Bubuk Teh Bendera
4.1.3
4.1.4
4.1.5
27
27
28
28
28
31
34
4.1.6
4.2
Hasil Analisis Ragam Bubuk Teh Sari Murni
Pembahasan
36
39
BAB V
5.1
5.2
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
43
43
43
DAFTAR PUSTAKA
44
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Komposisi Kimia Daun Teh
9
Tabel 2.2
Spesifikasi Persyaratan Mutu Teh
11
Tabel 2.3
Spektrum Cahaya Tampak dan Warna
Komplementer
18
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Model Tabel Penelitian
Tabel Statistik Penguji
22
24
Tabel 4.1
Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Kafein
29
Tabel 4.2
Absorbansi Larutan Sampel Bubuk Teh
32
Tabel 4.3
Konsentrasi Kafein Dari bubuk Teh Dengan Variasi
Suhu dan Waktu Penyeduhan
32
Data Perolehan Kadar Kafein dari Bubuk Teh Dengan
Variasi Suhu Dan Waktu Penyeduhan
33
Data Total Persen Perolehan Variasi Suhu Dan Waktu
Penyeduhan pada Bubuk Teh
33
Tabel 4.4
Tabel 4.5
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.a
Daun Teh Kering
6
Gambar 2.1.b
Teh seduh
6
Gambar 2.2.a
Perkebunan Teh
7
Gambar 2.2.b
Biji Teh
7
Gambar 2. 3
Tanaman Teh
8
Gambar 2.4
Struktur Kafein
13
Gambar 2.5
Metabolisme Kafein
14
Gambar 2.6
Spektrofotometri Uv-Vis
19
Gambar 2.7
Diagram Komponen Utama Spektrofotometri
19
Gambar 3.1
Diagram alir Penelitian
27
Gambar 4.1.
Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Kafein
28
Gambar 4.2
Kurva Penentuan Panjang Gelombang
Maksimum
30
Pengaruh Faktor Suhu Penyeduhan Terhadap
Perolehan Rataan Kadar Kafein dari Bubuk
Teh Bendera
34
Gambar 4.4
Pengaruh Faktor Suhu Penyeduhan Terhadap
Kadar Kafein Dari Bubuk Teh Bendera
35
Gambar 4.3
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Interaksi factor suhu dan waktu Penyeduhan
bubuk teh Bendera
36
Pengaruh Faktor Suhu Terhadap Perolehan Kadar
Kafein dari bubuk teh Bendera
37
Pengaruh Faktor Waktu Penyeduhan Terhadap
Perolehan Kadar Kafein dari bubuk teh Bendera
38
Interaksi factor suhu dan waktu Penyeduhan
bubuk teh Sari Murni
39
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Perhitungan Pembuatan Larutan Standar
Kafein
46
Lampiran 2.
Perhitungan Konsentrasi Larutan Teh
47
Lampiran 3.
Analisis Data Pengaruh Suhu Dan Waktu
PenyeduhanTerhadap Perolehan Kadar Kafein
Dari Bubuk Teh
56
Dokumentasi Penelitian
64
Lampiran 4.
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1
Latar Belakang
Teh(Camellia sinensis)merupakan minuman yang sudah dikenal dengan
luas di Indonesia dan di dunia. Minuman berwarna coklat ini umum menjadi
minuman penjamu tamu. Aromanya yang harum serta rasanya yang khas
membuat minuman ini banyak dikonsumsi. Didalam teh ada banyak zat yang
memiliki banyak manfaat yang sangat berguna bagi kesehatan tubuh. Hal ini
disebabkan karena teh mengandung senyawa-senyawa bermanfaat seperti
polifenol, theofilin, flavonoid/ metilxantin, tanin, vitamin C dan E, catechin, serta
sejumlah mineral seperti Zn, Se, Mo, Ge, Mg. Maka, tidak heran bila minuman ini
disebut-sebut sebagai minuman kaya manfaat (Dalimartha, 2002).
Selain manfaat teh, ada juga zat yang terkandung dalam teh yang
berakibat kurang baik untuk tubuh. Zat itu adalah kafein.Jika dikonsumsi secara
berlebihan dapat menyebabkan beberapa gangguan, seperti insomnia, kecemasan,
dan ketidakteraturan detak jantung. Kafein mudah larut dalam air panas, hampr
semua sifat kafein yang terkandung didalam daun teh mudah larut, maka ketika
teh diseduh selama 1-2 menit pertama semua kafein akan larut tanpa tannin.
Akibat dari pembuatan teh yang singkat ini adalah, karena minuman yang telah
dibuat tersebut memiliki tingakat kafein tinggi yang tidak lagi bertalian dengan
tannin, maka dengan cepat kafein tersebut diserap tubuh saat teh tersebut
dikonsumsi. Kafein juga memiliki rangsangan pada sistem saraf dan fungsi otak
(Fulder, 2004).
Kafein merupakan zat antagonis reseptor adenosin sentral yang bisa
mempengaruhi fungsi sistem saraf pusat dan mengakibatkan gangguan tidur.
Anak yang mengkonsumsi minuman berkafein sekurang-kurangnya sekali sehari,
mempunyai jumlah tidur mingguan 3 jam 30 menit kurang berbanding anak yang
tidak mengkonsumsi kafein (Kirchheimer, 2004).
Konsumsi
kafein
berguna
untuk
meningkatkan
kewaspadaan,
menghilangkan kantuk dan menaikkan mood. Namun, konsumsi kafein sebaiknya
2
tidak melebihi 300 mg sehari. Para ahli menyarankan 200-300miligram konsumsi
kafein dalam sehari merupakan jumlah yang cukup untuk orang dewasa. Tapi,
mengonsumsi kafein sebanyak 100 miligram tiap hari dapat menyebabkan
individu tersebut tergantung pada kafein. Maksudnya, seseorang dapat mengalami
gejala seperti rasa lelah, perasaaan terganggu atau sakit kepala jika ia tiba-tiba
berhenti mengkonsumsi kafein (Sudarmi, 1997).
Seperti dikutip dari (Anonymous, 2009), teh yang waktu penyeduhannya
lebih lama akan membuat kandungan kafein dalam minuman tersebut semakin
tinggi. Hal ini karena teh yang lebih lama diseduh akan menyebabkan semakin
banyaknya kafein yang keluar dari serbuk teh yang lalu berpindah ke dalam
cangkir. Proses pengeluaran kafein itu akan semakian banyak dalam minuman
akhir yang terlalu lama diseduh. Gambarannya kopi atau teh yang diseduh 5 menit
kafein yang keluar akan semakin banyak dibanding teh yang diseduh 3 menit.
Namun warna air teh bukanlah indikator yang baik untuk menentukan kandungan
kafeina.
Penelitian mengenai analisis kadar kafein pada teh (Camellia
sinensis)dengan metode spektrofotometri telah banyak dilakukan. Dan dari
beberapa penelitian yang telah ada, disimpulkan bahwa suhu dan waktu
penyeduhan sangat mempengaruhi terhadap perolehan kadar kafein pada teh.Salah
satunya yang dilakukan oleh Ririn Yuningsih,dkk (2012) pada penelitiannya yang
berjudul Pengaruh Berat Dan Lama Waktu Penyeduhan Terhadap Kadar Kafein.
Dimana pada penelitian ini, peneliti memvariasikan waktu penyeduhan teh yaitu :
3 menit, 6 menit, dan 9 menit. Dari penelitian ini, perolehan kadar kafein yang
tertinggi adalah pada waktu penyeduhan 9 menit. Dan dari hasil penelitian ini,
disimpulkan, semakin lama waktu penyeduhan maka semakin tinggi kadar kafein
yang dihasilkan.
Selanjutnya berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh mahasiswa
Institut Pertanian Bogor, dengan memvariasikan waktu penyeduhan teh selama 5
menit, 15 menit, dan 30 menit. Dan didapat peroleh optimum kadar kafein pada
waktu penyeduhan 30 menit. Dan penelitian lain yaitu oleh Majid,dkk (2010)
yang Melakukan penelitian mengenai Pengaruh Suhu dan Waktu Penyeduhan
3
Terhadap Perolehan Kadar Kafein. Dimana pada penelitian ini, variasi suhu yang
dilakukan adalah 50oC, 60oC, dan 70oC dan variasi waktu penyeduhan yakni 80
menit, 120 menit dan 140 menit. Dan dari hasil yang didapat, disimpulkan bahwa
suhu optimum terhadap perolehan kadar kafein adalah 70oC sedangkan waktu
penyeduhan yang optimum adalah pada waktu penyeduhan 120 menit.
Selain suhu dan waktu penyeduhan yang berpengaruh terhadap perolehan
kadar kafein pada bubuk teh, penentuan kadar kafein juga berpengaruh terhadap
jenis pelarut atau metode instrumen yang digunakan pada pengukuran. Dari hasil
penelitian yang dilakukan oleh Annina Sabrina,dkk (2010) yang melakukan
penelitian mengenai Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT
(Kromatografi Cair Kinerja Tinggi) pada Analisis Kadar Asam Benzoat dan
Kafein dalam Teh Kemasan, disimpulkan bahwa penentuan kadar kafein dengan
metode Spektrofotometri Uv-Vis lebih efektif dibanding dengan KCKT. Karena
dengan Spektrofotometri UV-Vis, preparasinya tidak memerlukan fase gerak,
sedangakn metode KCKT perlu optimasi fase gerak. Selain itu penelitiannya tidak
membutuhkan waktu lama dibanding menggunakan KCKT dan biaya pelarut yang
digunakan pada metode spektrofotometri Uv-Vis lebih murah dibanding metode
KCKT.
Pada penelitian ini, dipilih alat spektrofotometri Uv-Vis, karena pada
penelitian yang telah dilakukan sebelumnya yang dikutip dari (Sabrina, Annina.
2008) mengenai Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT
(Kromatografi Cair Kinerja Tinggi) pada Analisis Kadar Asam Benzoat dan
Kafein dalam Teh Kemasan, penentuan kafein menggunakan alat KCKT
(Kromatografi Cair Kinerja Tinggi) metode penelitiannya lebih rumit disbanding
dengan menggunakanalat spektrofotometri Uv-Vis. Berdasarkan hasil penelitian
tersebut disimpulkan bahwa pemakaian spektrofotometri Uv-Vis lebih efisien
dari segi biaya dan waktu dibandingkan menggunakan KCKT. Karena bila
menggunakan spektrofotometri Uv-Vis, untuk pelarut yang digunakan lebih
murah dibanding pelarut yang digunakan pada
KCKT. Waktu analisis
menggunakan spektrofotometri Uv-Vis lebih cepat dibandingkan KCKT. Dan dari
4
segi preparasi, pada spektrofotometri Uv-Vis tidak memerlukan fase gerak
sementara pada KCKT perlu adanya optimasi komposisi fase gerak.
Bertolak dari penelitian yang sudah ada, peneliti akan melakukan
penelitian mengenai “Pengaruh Suhu Dan Waktu Penyeduhan Terhadap
Kadar Kafein Dari Bubuk Teh Dengan Metode Spektrofotometer Uv-Vis”
dengan harapan dapat memperoleh informasi tentang kadar kafein dalam teh dari
cara menyeduh teh yang biasa dilakukan oleh masyarakat.
I.2
Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah di uraikan di atas, maka rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Apakah ada pengaruh suhu terhadap perolehan kadar kafein?
2. Apakah ada pengaruh waktu penyeduhan terhadap perolehan kadar
kafein?
3. Apakah ada interaksi antara suhu dan waktu penyeduhan terhadap
perolehan kadar kafein?
I.3
Pembatasan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan ruang lingkup masalah sebagaimana
telah dikemukakan sebelumnya maka dalam penelitian ini dilakukan
pembatasan masalah adalah :
1. Penentuan kadar kafein dari bubuk kopi dengan memvariasikan suhu
dari air yaitu 60oC, 80oC, 100oC
2. Lama waktu penyeduhan pada kondisi 3, 6, 9 menit selama proses
ekstraksi.
3. Banyak air yang digunakan untuk menyeduh bubuk teh yaitu 150 mL
setara dengan satu cangkir teh dan berat sampel 3 gram.
4. Teknik pengambilan sampel dilakukan secara acak dipasaran Medan
dengan merek Teh Sari Murni danTeh Bendera.
5
I.4
Tujuan Penelitian
Untuk memfokuskan penelitian ini, tujuan yang akan dicapai adalah :
1. Untuk menegetahui pengaruh suhu terhadap perolehan kadar kafein
dari bubuk teh.
2. Untuk mengetahui waktu penyeduhan terhadap perolehan kadar kafein
dari bubuk teh.
3.
Untuk mengetahui interaksi suhu dan waktu penyeduhan terhadap
perolehan kadar kafein.
I.5
Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian diharapkan dapat memberikan manfaat yang besar
bagi ilmu pengetahuan dan masyarakat tentang informasi mengolah teh lebih
optimal dari segi kuantitas maupun kualitas. Sehingga diperoleh kadar kafein
yang secukupnyadalam secangkir teh dari cara menyeduh teh yang biasa
dilakukan oleh masyarakat.
43
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas maka dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut:
1.
Ada pengaruh suhu penyeduhan terhadap kadar kafein bubuk teh Bendera
dan bubuk teh Sari Murni. Suhu optimum teh bendera berada pada suhu
100oC yaitu sebesar 125,0667 mg atau 2,173% dan untuk bubuk teh Sari
Murni yaitu suhu 100oC sebesar 129,0667 mg.
2.
Ada pengaruh lama waktu penyeduhan terhadap kadar kafein bubuk teh
Bendera dan bubuk teh Sari Murni. Waktu penyeduhan optimum pada waktu
9 menit yaitu sebesar 115,7333 mg dan 118,4.
3.
Ada interaksi suhu dan lama waktu penyeduhan terhadap kadar kafein bubuk
teh Bendera dan bubuk teh Sari Murni. berada pada suhu 100oC dengan lama
penyeduhan 9 menit yaitu 65,20 mg dan 66,2 mg.
5.2.
1.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai kadar kafein pada bubuk teh,
mulai dari daun teh hingga pada bubuk teh dengan memvariasikan suhu,
waktu, dan berat bubuk teh, serta mengganti dengan pelarut organik lainnya.
2.
Untuk masyarakat dan khususnya penggemar teh, supaya mengurangi takaran
bubuk teh untuk diseduh dan tidak menggunakan suhu air tidak terlalu tinggi.
3.
Untuk peneliti selanjutnya agar membuat bubuk teh rendah kafein
(dekafeinasi) sehingga lebih aman dikonsumsi.