EKSTAKSI KAFEIN DARI TEH GUNUNG SATRIA DAN KOPI KAPAL API

Ekstaksi Kafein Dari Teh Gunung Satria Dan Kopi Kapal Api

I. TOPIK DAN TUJUAN

A. TOPIK

EKSTAKSI KAFEIN DARI TEH GUNUNG SATRIA DAN KOPI

KAPAL API

B. TUJUAN

1. Mendapatkan kafein yang terkandung dalam teh gunung satria dan

kopi kapal api dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut air dan

kloroform.

2. Menghitung kadar kafein dari teh gunung satria dan kopi kapal api

II. DASAR TEORI

Pengertian Kafein

Kafein adalah suatu senyawa organik yang mempunyai nama lain 1,3,7-

trimetixantin. Kristal kafein dalam air berupa jarum. Bila tidak mengandung air, kafein

meleleh pada 234 0 C sampai 239 0 C dan menyublim pada suhu yang lebih rendah.

Kafein mudah larut dalam air panas dan kloroform, tetapi sedikit larut dalam air dingin,

alkohol dan beberapa pelarut organik lainnya.

Secara alamiah selain dari biji kopi kafein terdapat pula dalam daun teh,

daun mete, biji kola dan coklat (theobromin). Selain diperoleh dari tumbuh – tumbuhan,

kafein juga dapat disintesa. Kafein bersifat sebagai basa lemah dan hanya dapat

membentuk garam dengan asam kuat.

Senyawa-senyawa yang terdapat di dalam cairan kopi hampir sama dengan cairan teh.

Cairan kopi diperoleh dari kopi bubuk yang diseduh dengan air panas yang

menyebabkan semakin banyaknya senyawa yang terekstraksi. Senyawa-senyawa

tersebut berasal dari bubuk kopi yang dikonsumsi sebagai minuman. Di dalam kopi

yang telah disangrai terdapat beberapa senyawa penting, diantaranya kafein,

karbondioksida, asam organik, serta trigonelin (Rahayu, 2007).

Kadar kafein dalam biji kopi (Cafea sp.) ialah 0,2 - 2,2 persen. Untuk

bermacam-macam kopi kadar kafeinnya berbeda-beda. Misalnya kadar kafein pada kopi

robusta 1,5 – 2,5 persen, kopi arabika 1,0 – 1,2 persen, kopi liberia 1,4 -1,6 persen dan

1


kopi mukka 1,4 – 1, Pada prinsipnya pembuatan kopi dekafein ialah melarutkan kafein

dengan suatu pelarut tertentu.

Pada suhu 25oC kafein larut dalam campuran 45,6 bagian air, yang kelarutannya

meningkat dengan makin tingginya suhu air misalnya pada suhu 25oC dapat larut 2,13

gram kafein/ 100 g air sedangkan pada suhu 100oC pelarutannya 50,0 g kafein/ 100 g air

(Koswara, 2006).

Sumber utama kafeina dunia adalah biji kopi. Kandungan kafeina pada kopi

bervariasi, tergantung pada jenis biji kopi dan metode pembuatan yang digunakan.

Secara umum, satu sajian kopi mengandung sekitar 40 mg (30 mL espresso varietas

arabica) kafeina, sampai dengan 100 mg kafeina untuk satu cangkir (120 mL) kopi.

Umumnya, kopi dark-roast memiliki kadar kafeina yang lebih rendah karena proses

pemanggangan akan mengurangi kandungan kafeina pada biji tersebut.

Kopi varietas arabica umumnya mengandung kadar kafeina yang lebih sedikit daripada

kopi varietas robusta. Kopi juga mengandung sejumlah kecil teofilina, namun tidak

mengandung teobromina.

Kafeina memiliki molekul metabolit yaitu 1-3-7-asam trimetilurat,

paraksantina, teofillina dan teobromina dengan masing-masing lintasan

metabolismenya. Kafeina mengikat reseptor adenosina di otak. Adenosina ialah

nukleotida yang mengurangi aktivitas sel saraf saat tertambat pada sel tersebut. Seperti

adenosina, molekul kafeina juga tertambat pada reseptor yang sama, tetapi akibatnya

berbeda. Kafeina tidak akan memperlambat aktivitas sel saraf/otak, sebaliknya

menghalangi adenosina untuk berfungsi. Dampaknya aktivitas otak meningkat dan

mengakibatkan hormon epinefrin terlepas. Hormon tersebut akan menaikkan detak

jantung, meninggikan tekanan darah, menambah penyaluran darah ke otot-otot,

mengurangi penyaluran darah ke kulit dan organ dalam, dan mengeluarkan glukosa dari

hati. Lebih jauh, kafeina juga menaikkan permukaan neurotransmiter dopamin di otak.

Terlalu banyak kafeina dapat menyebabkan peracunan (intoksikasi) kafeina

(yaitu mabuk akibat kafeina). Antara gejala penyakit ini ialah keresahan, kerisauan,

insomnia, keriangan, muka merah, kerap kencing (diuresis), dan masalah

gastrointestial. Gejala-gejala ini bisa terjadi walaupun hanya 250 mg kafeina yang

2


diambil. Jika lebih dari 1g kafeina dikonsumsi dalam satu hari, gejala seperti kejang otot

(muscle twitching), kekusutan pikiran dan perkataan, aritmia kardium (gangguan pada

denyutan jantung)m dan gejolak psikomotor (psychomotor agitation) bisa terjadi.

Intoksikasi kafeina juga bisa mengakibatkan kepanikan dan penyakit kerisauan.

Konsumsi kafein berguna untuk meningkatkan kewaspadaan,

menghilangkan kantuk dan menaikkan mood. Overdosis kafein akut, biasanya lebih dari

300 mg per hari, dapat menyebabkan sistem saraf pusat terstimulasi secara berlebihan.

Kondisi ini disebut keracunan kafein, gejalanya antara lain gelisah, gugup, insomnia,

emosional, urinasi berlebihan, gangguan pencernaan, otot berkedut, denyut jantung

yang cepat dan tidak teratur. Gejala yang lebih parah adalah munculnya depresi,

disorientasi, halusinasi dan dampak fisik seperti kerusakan jaringan otot rangka

Struktur kimia kafein

Atom nitrogen pada kafein bentuknya planar karena terletak di orbita hibrid sp3. Hal ini

menyebabkan molekul kafein memiliki sifat aromatik. Umumnya kafein diperoleh

sebagai produk sampingan proses dekafeinasi kopi, karena itu kafein jarang disintetis.

Kafein merupakan alkoloid dengan nama 1,1,7-trimetil xanthina. Kafein

berfungsi sebagai stimulan. Merupakan hablur yang pahit dengan warna putih

mengkilat, kristal menjarum dengan titik mencair atau titik leleh 236°C, dan tidak

berbau. Kafein merupakan zat stimulan ringan yang dapat menyebabkan jantung jadi

berdebar dan menghilangkan rasa kantuk, banyak orang yang telah mengkonsumsi

3


kafein menjadi lebih enerjik dan bersemangat. Terlalu banyak mengkonsumsi kafein

menyebabkan gelisah, sensitif, insomnia, dan tremor. Kafein dapat bersifat racun.

Kafein didapatkan dari isolasi daun teh. Dalam daun teh tidak hanya mengandung

kafein tapi juga substansi lain seperti celulose. Warna coklat dari larutan coklat berasal

dari pigmen flavonoid dan klorofil. Walaupun klorofil larut dalam metilen clorida,

tetapi kebanyakan substansi lain dalam teh (Anonym3, 2006).

Kopi adalah sejenis minuman yang berasal dari proses pengolahan dan

ekstraksi biji tanaman kopi. Secara umum, terdapat dua jenis biji kopi, yaitu arabika

(kualitas terbaik) dan robusta. Sejarah mencatat bahwa penemuan kopi sebagai

minuman berkhasiat dan berenergi pertama kali ditemukan oleh Bangsa Etiopia di

benua Afrika sekitar 3000 tahun (1000 SM) yang lalu. Kopi adalah spesies tanaman

berbentuk pohon dan termasuk dalam famili Rubiaceae. Tanaman ini tumbuh tegak,

bercabang dan dapat mencapai tinggi 12 m (Danarti & Najiyati, 1999). Ada tiga jenis

kopi yaitu arabika, robusta, dan liberika.

Tanaman kopi merupakan komoditas ekspor yang mempunyai nilai ekonomis yang

relatif tinggi di pasaran dunia. Kopi kemudian terus berkembang hingga saat ini menjadi

salah satu minuman paling populer di dunia yang dikonsumsi oleh berbagai kalangan

masyarakat. Indonesia sendiri telah mampu memproduksi lebih dari 400 ribu ton kopi

per tahunnya. Di samping rasa dan aromanya yang menarik, kopi juga dapat

menurunkan risiko terkena penyakit kanker, diabetes, batu empedu, dan berbagai

penyakit jantung (kardiovaskuler) (Anonim, 2010).

Teh adalah minuman yang dikenal oleh seluruh lapisan masyarakat. Teh

memiliki kandungan kafein didalamnya. Kafein memiliki efek positif dan negatif. Efek

positifnya adalah dapat bertindak sebagai antioksidan dalam tubuh. Akan tetapi, jika

kandungan kafein dalam teh terlalu banyak, kafein dapat bertindak sebagai racun dalam

tubuh. Sebab itu, kadar kafein perlu diketahui dengan pasti di dalam teh. Penentuan

kadar kafein ini dapat menggunakan cara ekstraksi.

Teh merupakan sumber kafeina lainnya. Walaupun teh mengandung kadar

kafeina yang lebih tinggi daripada kopi, umumnya teh disajikan dalam kadar sajian

yang jauh lebih rendah. Kandungan kafeina juga bervariasi pada jenis-jenis daun teh

yang berbeda. Teh mengandung sejumlah kecil teobromina dan kadar teofilina yang

sedikit lebih tinggi daripada kopi. Warna air teh bukanlah indikator yang baik untuk

4


menentukan kandungan kafeina. Sebagai contoh, teh seperti teh hijau Jepang gyokuro

yang berwarna lebih pucat mengandung jauh lebih banyak kafeina daripada teh lapsang

souchong yang berwarna lebih gelap.

Dalam teh kering terdapat kira-kira 3% caffeine. Bahan inilah yang

menimbulkan rasa nikmat dari air teh. Pada galibnja kadar caffeine tidak dimana-mana

bagian dari tanaman sama. Daun yang termuda misalnya mengandung caffeine yang

terbanyak, yaitu 3-4%, daun kelima dan keenam 1½%, sedang dalam tangkai hanya

terdapat 0,5% caffeine. Dalam bulu daun peko terdapat 2% caffeine (Adisewojo,1964).

Kandungan kafein dalam teh hijau adalah 21,01 mg/g. Dalam pengolahan elusi, hampir

kafein murni terdeteksi pada kartrid kafein MIP. Ini diamati afinitas yang lebih tinggi

dan pemulihan kafein dapat diperoleh pada kartrid kafein MIP. Kafein MIP yang

disintesis dan disusun bisa diekstrak secara selektif dan menghilangkan kafein dan

beberapa senyawa katekin dari teh hijau (Jin, 2007).

Kloroform adalah pelarut yang umum di laboratorium karena relatif tidak

reaktif, miscible dengan cairan organik yang paling, dan nyaman volatile. Kloroform

digunakan sebagai pelarut dalam farmasi industri dan untuk memproduksi pewarna dan

pestisida . Kloroform adalah pelarut yang efektif untuk alkaloid dalam bentuk basis

mereka dan dengan demikian bahan tanaman biasanya diekstraksi dengan kloroform

untuk diproses farmasi. Sebagai contoh, ia digunakan dalam perdagangan untuk ekstrak

morfin dari poppy dan skopolamin dari Datura tanaman (Anonim1, 2010).

Ekstraksi adalah metode pemisahan senyawa yang melibatkan proses

pemindahan satu atau lebih senyawa dari satu fasa ke fasa lain, serta didasarkan kepada

prinsip kelarutan. Ekstraksi terdiri atas tiga jenis. Ekstraksi cair-cair memiliki prinsip

bahwa suatu senyawa kurang larut dalam pelarut yang satu dan sangat larut dalam

pelarut lainnya (prinsip beda kelarutan). Ekstraksi padat-cair biasa mengekstrak zat

padat dari zat cair. Ekstraksi asam-basa merupakan jenis ekstraksi yang didasarkan pada

sifat asam dan basa senyawa organik (misal: ekstraksi alkaloid di praktikum modul 8).

Pada praktikum ini dilakukan ekstraksi padat-cair kafein dari teh dan ekstraksi cair-cair.

5


Untuk memahami prinsip dasar ekstraksi,harus terlebih dahulu dibahas

beberapa istilah yang digunakan untuk menyatakan koefisien pemisahan. Untuk suatu

zat terlarut A yang didistribusikan antara dua fase tak tercampurkan antara a dan b,

hukum distribusi (partisi) Nernst, menyatakan bahwa asal keadaan molekulnya sama

dalam kedua cairan dan temperatur adalah konstan dengan persamaan sebagai berikut :

[ A ]a[B]b =KD ... (1)

Dimana:

Konsentrasi zat terlarut dalam pelarut a = [A]a

Konsentrasi zat terlarut dalam pelarut b = [B]b

Dimana KD adalah sebuah tetapan yang dikenal sebagai koefisien distribusi (koefisien

partisi). Hukum ini seperti dinyatakan di atas secara termodinamis tidaklah benar-benar

tepat (misalnya, tak diperhitungkan aktivitas dari berbagai spesies itu dan karenanya

diharapkan hanya akan berlaku dalam larutan encer dimana angka banding aktivitas itu

mendeteksi satu, tetapi merupakan suatu pendekatan yang berguna). Pada penerapan

praktik ekstraksi pelarut ini, terutama dalam memperhatikan fraksi zat terlarut total

dalam fase yang satu atau yang lainnya, tanpa peduli bagaimana cara-cara disosiasi,

asosiasi atau interaksinya dengan spasi-spasi lain yang terlarut (Basset, 1994:383).

Ekstraksi pelarut atau ekstraksi air merupakan metode pemisahan yang paling

baik dan populer. Alasan utamanya adalah bahwa pemisahan ini dapat dilakukan baik

dalam tingkat makro maupun mikro. Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat

terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur,

seperti benzena, karbon titraklorida atau kloroform. Batasannya adalah zat terlarut dapat

ditransfer pada jumlah yang berbeda dalam kedua fase pelarut. Teknik ini dapat

dipergunakan untuk hal preparative, pemurnian, memperkaya pemisahan serta analisis

pada semua skala kerja (Khopkar, 1990:85).

Umumnya garam logam yang sederhana cenderung lebih dapat larut dalam

pelarut yang sangat polar seperti air daripada dalam pelarut organik yang tetapan

dielektriknya jauh lebih rendah. Banyak ion disolvasikan oleh air, dan energi solvasi itu

disumbangkan untuk merusak kisi kristal garam.

6


Lagi pula dibutuhkan kerja yang lebih kecil untuk memisahkan ion-ion yang muatannya

berlawanan dalam pelarut yang dielektrik tinggi. Kemudian biasanya diperlukan

terbentuknya suatu spesies yang tak bermuatan jika suatu ion ahrus diekstrak dari dalam

air ke dalam suatu pelarut organik.

Ekstraksi pelarut dari bahan-bahan sumber memberikan hasil lemak tertinggi. Pelarut

yang digunakan antara lain hidrokarbon, alkohol, aseton, karbondisulfida, pelarut yang

berhalogen. Ekstraksi pelarut terutama penting jika diharapkan sisa yang berkandung

lemak rendah misalnya tepung kedele untuk pembuatan tekstur protein nabati (Buckle,

1985).

Tingginya konsentrasi pelarut juga menunjukkan turunnya polaritas pelarut

yang merupakan campuran etanol dengan air. Rendemen tertinggi dapat diperoleh

dengan menggunakan etanol 99,8% sebagai pelarut pada suhu 40oC selama 6 jam. Hal

ini dikarenakan semakin tinggi konsentrasi etanol maka semakin rendah tingkat

kepolaran pelarut yang digunakan, yang pada akhirnya dapat meningkatkan kemampuan

pelarut dalam mengekstrak. Semakin lama waktu ekstraksi, rendemen yang diperoleh

pun akan meningkat. Akan tetapi, dengan menggunakan etanol 99,8% kenaikan

rendemen yang signifikan hanya didapat pada kurun waktu ekstraksi 0-1 jam

(Ramadhan, 2009).

Zat yang tidak larut dalam air :

Protein 16 %

Lemak 8 %

Klorofil dan pigmen lain 1,5%

Pektin 4 %

Pati 0.5%

Serat kasar, selulosa, lignin, dll 22 %

Jumlah: 52 %

7


Zat yang larut dalam air:

Polifenol yang dapat difermentasi 20 %

Polifenol lain 10 %

Kafein (theine) 4 %

Gula dan getah 3 %

Asam amino 7 %

Mineral 4 %

Jumlah: 48 % (Nazaruddin, 1993).

Ada dua jenis ekstraktor yang lazim digunakan pada skala laboratorium,

yaitu ekstraktor Soxhlet dan ekstraktor Butt. Pada ekstraktor Soxhlet, pelarut

dipanaskan dalam labu didih sehingga menghasilkan uap. Uap tersebut kemudian masuk

ke kondensor melalui pipa kecil dan keluar dalam fasa cair. Kemudian pelarut masuk ke

dalam selongsong berisi padatan. Pelarut akan membasahi sampel dan tertahan di dalam

selongsong sampai tinggi pelarut dalam pipa sifon sama dengan tinggi pelarut di

selongsong. Kemudian pelarut seluruhnya akan menggejorok masuk kembali ke dalam

labu didih dan begitu seterusnya. Peristiwa ini disebut dengan efek sifon (Utami, 2009).

Ekstraksi soxhlet merupakan proses ekstraksi yang berlangsung secara

berulang-ulang dan teratur. Bahan yang akan diekstrak dijadikan serbuk dan diletakkan

dalam pembungkus yang berpori (kertas saring). Pembungkus tersebut dimasukkan

kedalam alat soxhlet, sedangkan pada bagian atas alat ini dihubungkan dengan

kondensor atau pendingin.

Pelarut dan batu didih dimasukkan kedalam labu dan diekstrak dengan suhu dan waktu

yang diinginkan. Penggunaan ekstraksi soxhlet mempunyai keuntungan, salah satunya

adalah proses ekstraksi dapat berlangsung berulang-ulang secara otomatis sampai

ekstraksi sempurna. Namun kekurangan dari sistem ini adalah suhu campuran pada

tabung ekstraksi tidak sama dengan titik didih pelarutnya, sehingga proses

ekstraksi membutuhkan waktu lama (Nuryanti, 2010).

Banyak senyawa nitrogen dalam tumbuhan mengandung atom nitrogen basa

dan karena itu dapat diekstrak dari dalam bahan tumbuhan itu dengan asam encer.

Senyawa ini disebut alkaloid yang artinya : “mirip sekali”. Setelah ekstraksi, alkaloid

bebas dapat diperoleh dengan pengolahan lanjutan dengan basa dalam air.

8


R3NH+Cl- Ekstraksi : R3N: + HCl

R3N: + H2O + Cl- Regenerasi : R3NH + Cl- + OH-

Proses ekstraksi pelarut berlangsung dalam 3 tahap, yaitu :

1. Pembentukkan kompleks tidak bermuatan yang merupakan golongan

ekstraksi.

2. Distribusi dari kompleks yang terekstraksi

3. Interaksinya yang mungkin dalam fase organik.

(Khopkar, 2003 : 79)

Tiga metode dasar dalam ekstraksi cair-cair adalah ekstraksi bertahap

(batch) ekstraksi kontinyu dan conter current. Ekstraksi bertahap merupakan cara yang

paling sederhana. Caranya cukup dengan menambahkan pelarut pengekstraksi yang

tidak bercampur dengan pelarut semula. Kemudian dilakukan pengocokan sehingga

terjadi kesetimbangan konsentrasi zat yang akan di ekstraksi pada kedua lapisan.

Setelah ini tercapai, lapisan didiamkan dan dipisahkan. Metode ini sering digunakan

untuk pemisahan analitik.

Kesempurnaan ekstraksi tergantung pada banyaknya ekstraksi yang

dilakukan. Hasil yang baik diperoleh jika jumlah ekstraksi yang dilakukan berulang kali

dengan jumlah pelarut sedikit-sedikit (Khopkar, 2003 : 75). Kafein memiliki berat

molekul 194,19 gram/mol. Dengan rumus kimia C8H10N8O2 dan pH 6,9 (larutan kafein 1

% dalam air ). Secara ilmiah, efek kafein terhadap kesehatan sebetulnya tidak ada, tetapi

yang ada adalah efek tak langsungnya seperti menstimulasi pernafasan dan jantung,

serta memberikan efek samping berupa rasa gelisah (neuroses), tidak dapat tidur

(insomnia) dan denyut jantung tak beraturan (tachycardia). Kopi dan teh banyak

mengandung kafein dibandingkan jenis tanaman lain, karena tanaman kopi dan teh

menghasilkan biji kopi dan daun teh yang sangat cepat, sementara penghancurannya

sangat lambat (Hermanto, 2007:1).

9


III. ALAT DAN BAHAN

a. Alat

Nama Alat Ukuran Jumlah

Gelas beker

Gelas arloji

Mangkok

porselen

Batang

pengaduk

Hot plate

Pipet volume

Neraca analitik

Statif dan klem

Separator

Funnel (Corong

Pisah )

Desikator

Oven penguap

300 ml

-

-

-

-

5 ml

-

-

50 ml

-

50 mL

-

-

4 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

b. Bahan

Nama Bahan Satuan Jumlah

Daun the kering

Kopi Kapal api

Ca(OH)2

Kloroform

Akuades

gram

gram

gram

ml

secukupnya

7,5 gram

7,5

10 gram

70 ml

secukupnya

10


IV. PROSEDUR KERJA

1. Ditimbang 7,5 gram teh kering.

2. Dimasukkan teh ke dalam gelas bekker. Ditambahkan 75 mL aquades.

3. Ditambahkan 5 gram CaCO3, kemudian dididihkan.

4. Disaring larutan dengan kertas saring. Dipisahkan filtrat dari endapannya.

5. Dipanaskan sampai filtratnya 1/3 volume. Didinginkan filtrat sampai suhu

kamar.

6. Dimasukkan larutan ke dalam separator funnel dan ditambahkan 15 mL

kloroform, kemudian dikocok.

7. Dipisahkan larutan atas dan bawah pada separator funnel, larutan bawah

dimasukkan ke dalam gelas bekker.

8. Ditambahkan 2 mL kloroform pada larutan atas yang ada di separator funnel

dan dikocok.

9. Dimasukkan lapisan atas ke dalam gelas bekker yang sama dan diepavorasi

sampai kering.

10. Ditimbang crude kafein.

11


V. HASIL PENGAMATAN

A. Data Hasil Pengamatan Ekstraksi Kafein dari Daun Teh

No. Perlakuan Hasil Pengamatan

1. Ditimbang daun teh M = 7,5 gram

2. Dimasukkan ke dalam beaker glass

3. Ditambahkan aquades

ditimbang Ca(OH)2 dan didihkan larutan.

V = 75 ml

M = 5 gram

4. Disaring dengan kertas saring. Berwarna coklat muda / kuning

kekuningan.

5. Dipisahkan filtran dari padatannya

dipanaskan sampai 1/3 volume.

6. Dididinginkan sampai suhu kamar dengan

desikator.

Dingin dengan suhu kamar

7. Dimasukkan ke dalam seperator funel +

Ditambahkan 30 ml kloroform dan dikocok.

Warna cokelat kehitaman

8. Dipisahkan kedua lapisan tersebut. V = 30 ml

Filtrat berwarna cokelat,

9. Ditambahkan 5 ml kloroform pada lapisan

atas lalu dikocok.terbentuk 2 lapisan.Terbentuk

dua lapisan yaitu :

1. lapisan atas

( coklat )

12


2. lapisan bawah

( bening kekuning –

kekuningan ).

10. Ditampung lapisan bawah pada beakker

sama.

Dievaporasikan sampai kering.

V = 5 ml, larutan berwarna

bening kekuning – kuningan .

11. Ditimbang beakker glass 100 ml kosong. Massa gelas beker 100 ml =

64,1736 gram

12. Ditimbang Crude + beker gelas Massa gelas beker + crude kafein

= 64, 1905 gram.

13.

Crude kafein

Massa crude kafein =

( massa gelas beker + crude

kafein ) - ( massa gelas beker )

= 64, 1905 gram – 64, 1736

gram ) = 0,0169 gram.

13


B. Data Hasil Pengamatan Ekstraksi Kafein dari Kopi kapal api

No. Langkah percobaa Hasil pengamatan

1. Ditimbang bubuk kopi kapal api M = 7,5 gram

2. Dimasukkan ke dalam beakker glass

3. Ditambahkan aquades

ditimbang Ca(OH)2 dan didihkan larutan.

V = 75 ml

M = 5 gram

4. Disaring dengan kertas saring. Berwarna coklat pekat

5. Dipisahkan filtran dari padatannya

dipanaskan sampai 1/3 volume.

6. Dididinginkan sampai suhu kamar dengan

desikator.

Dingin dengan suhu kamar

7. Dimasukkan ke dalam seperator funel +

Ditambahkan 30 ml kloroform dan dikocok.

Warna hitam

V1 klorofom = 30 mL

8. Dipisahkan kedua lapisan tersebut. Filtrat berwarna cokelat,

9. Ditambahkan 5 ml kloroform pada lapisan

atas lalu dikocok.

V 2 klorofom = 5 mL

terbentuk 2 lapisan.Terbentuk

dua lapisan yaitu :

1. lapisan atas ( hitam)

2. lapisan bawah ( bening

kecoklatan ).

3. Ditampung lapisan bawah pada beakker

sama.

Dievaporasikan sampai kering.

V = 5 ml, larutan berwarna

bening kecoklatan .

14


4. Ditimbang beakker glass 100 ml kosong. Massa gelas erlemeyer 50 ml =

51.2198 gram

5. Ditimbang Crude + beker gelas Massa gelas beker + crude kafein

= 64, 1905 gram.

6.

Crude kafein

Massa crude kafein =

( massa gelas beker + crude

kafein ) – ( massa gelas

beker )

= 64, 1905 gram – 64, 1736

gram ) = 0,0169 gram.

15


VI. PEMBAHASAN

A. PERHITUNGAN

1. Ekstraksi kafein dari daun teh Gunung Satria

Diketahui: massa gelas bekker 100 mL = 64,1736 gram

massa teh kering = 7,5 gram

massa gelas bekker + massa crude = 64,1905 gram

massa crude kafein = (mgelas bekker + mcrude) - mgelas bekker

= 64,1736 gram - 64,1905 gram

= 0,0169 gram

Ditanya : % Kadar crude kafein ?

Kadar Sampel = massa kafein

massa teh X 100%

Jawab : % kadar = massa kafein

massa teh x 100%

= 0,0169 gram

7,5 gram x 100%

= 0,002253 x 100%

= 0,2253 %

2. Ekstraksi kafein dari kopi kapal api

Diketahui: massa gelas erlemeyer 100 mL = 51, 2198 gram

massa bubuk kopi kering = 7,5 gram

massa gelas bekker + massa crude = 53,6195 gram

massa crude kafein = (mgelas bekker + mcrude) - mgelas bekker

= 53,6195 gram - 51, 2198 gram

= 2,3997 gram

Ditanya : % Kadar crude kafein ?

16


Kadar Sampel = massa kafeinmassa kopi

X 100%

Jawab : % kadar = massa kafeinmassa kopi

x 100%

= 2,3997 gram

7,5 gram x 100%

= 0,31996 x 100%

= 31,996 %

B. PEMBAHASAN

1. Ekstraksi kafein dari daun teh Gunung Satria

Percobaan ini bertujuan untuk untuk mengetahui pengaruh air dan

kloroform sebagai pelarut terhadap kafein dalam teh dan mendapatkan kafein dari teh

kering dan untuk menentukan kadar kafein dari daun teh. Kafein merupakan alkaloid

yang mengandung nitrogen dan memiliki properti basa amina organik. Kafein dapat

larut dalam pelarut organik seperti CaCO3 dan dalam air. Kafein juga dapat terikat oleh

senyawa non polar seperti kloroform. Kloroform dapat memisahkan kafein dari zat lain

di dalam teh. Pemisahan kafein dari teh dilakukan dengan cara ekstraksi.

Dalam ekstraksi kafein dari daun teh digunakan kalsium karbonat yang

berfungsi untuk mengeluarkan bahan-bahan yang terkandung dalam teh kering secara

keseluruhan. Salah satu dari bahan tersebut adalah kafein yang merupakan alkaloid yang

mengandung nitrogen dan memiliki properti basa amina organik. Hal ini mengakibatkan

kafein keluar dari teh dan ikut larut dalam air. Sedangkan kandungan teh yang lain

seperti pigmen flavanoid dan klorofil yang tidak larut dalam CaCO3 dapat larut dalam

air. Pada saat teh dan CaCO3 tercampur dalam satu wadah, kedua zat tersebut tidak

menyatu, hal ini dikarenakan CaCO3 adalah senyawa organik sedangkan teh adalah

senyawa anorganik.

17


Pada percobaan ini pemanasan dilakukan untuk mempercepat reaksi

pemisahan antara kafein dengan daun teh. Dalam proses pemanasan, CaCO3

membentuk endapan berwarna putih di dasar gelas bekker.

Endapan ini berasal dari substansi-substansi zat-zat lain selain kafein dalam teh yang

diikat oleh CaCO3 dan diendapkannya di dasar gelas bekker. Pemanasan ini juga

mengakibatkan terurainya CaCO3 menjadi kapur tohor dan gas karbon dioksida.

Penyaringan juga dilakukan untuk memisahkan filtrat kafein yang telah dipisahkan dari

padatannya. Filtrat kafein yang telah dipisahkan dari padatannya harus dipanaskan lagi.

Pemanasan ini bertujuan untuk menguapkan kandungan air dalam filtrat, sehingga

konsentrasi kafein semakin pekat dan kandungan-kandungan lainnya menghilang.

Pada saat pemanasan, kafein tidak ikut menguap karena titik didih kafein

yang sangat tinggi yaitu 326 0C. Pemanasan menyisakan larutan hingga 1/3 volumenya.

Sisa larutan inilah yang dimasukkan ke dalam separator funnel. Menuang larutan ke

dalam separator funnel saat larutan berada pada suhu kamar, karena jika terlalu dingin

larutan akan mengendap yang disebabkan oleh berat molekul kafein yang besar dan

tekanannya yang juga besar.

Penambahan kloroform dalam separator funnel bertujuan untuk mengikat

kafein dari larutan agar kafein benar-benar terpisah dari zat-zat lain dalam larutan.

Kafein dapat terikat oleh kloroform karena kloroform berupa zat non polar yang dapat

terikat oleh zat non polar juga yaitu kloroform. Larutan dan kloroform dalam separator

funnel dikocok agar kloroform dapat terdistribusi dengan cepat dan keduanya dapat

tercampur sempurna. Selama pengocokan, terkadang kran separator funnel dibuka untuk

mengeluarkan gas didalamnya. Jika tidak dikeluarkan gas ini dapat memberikan tekanan

pada tutup separator funnel dan mengakibatkan tutup terbuka dengan sendirinya.

Pendingin pada larutan bertujuan agar pelarutan ekstrak daun teh dalam

air benar-benar sempurna ( larut secara maksimal ). Jika menyaring saat larutan masih

panas, mungkin saja proses pelarutan masih terjadi. Penggunaan kloroform sebagai

pelarut ke dua adalah karena kloroform tidak bercampur dengan air dan mudah

menguap sehingga pada akhir percobaan dapat terpisah dengan ekstrak kafein.

Pada saat larutan berada di dalam corong pemisah ini terlihat bahwa air dan

kloroform tidak dapat bercampur. Air berada di bagian atas, sedangkan kloroform yang

kerapatannya lebih tinggi berada di bawahnya. Mulanya kafein hanya terkonsentrasi

18


pada air. Namun setelah corong pemisah di kocok, kafein akan terdistribusi menempati

kedua bagian pelarut dan mencapai kesetimbangan sebagian antara fasa bagian atas

(dalam air) dan fasa yang lebih rendah (kloroform). Kafein merupakan zat organik yang

dapat larut dalam pelarut organik kloroform dan memiliki gugus karbonil yang

hidrofilik sehingga juga larut dalam air.

Larutan dalam separator funnel yang telah dikocok, terbagi menjadi dua

lapisan. Lapisan atas berwarna cokelat dan lapisan bawah berwarna bening kekuning-

kuningan. Terbentuknya 2 lapisan pada larutan dimana lapisan bawah merupakan

campuran kafein dan pada ekstraksi pertama ditambahkan kloroform 30 mL dan

ekstraksi ke dua ditambahkan sebanyak 5 ml.

Larutan yang terbagi menjadi dua lapisan dikarenakan adanya perbedaan massa jenis.

Massa jenis yang paling kecil adalah larutan yang berada di lapisan atas, dimana larutan

tersebut adalah zat-zat sisa. Kemudian yang kedua adalah larutan kafein yang masih

tercampur zat sisa. Sedangkan larutan kafein adalah larutan dengan massa jenis terbesar

yaitu 1,23 gram/mL. Larutan kafein dikeluarkan ke dalam gelas beaker agar kafein

terpisah dari zat lainnya.

Sedangkan pada lapisan atas ditambahkan kloroform lagi agar kafein yang tertinggal

dapat terpisah secara sempurna. Setelah menampung lapisan bawah pada gelas beker

yang sama, maka di evaporasikan hingga kering dan di hasilkan crude berwarna bening

kekuning – kuningan.

Setelah kafein terpisah secara sempurna, kafein dievaporasi yang bertujuan

untuk menguapkan kloroform yang masih terdapat pada kafein. Kloroform dapat

menguap saat dievaporasi karena sifat kloroform yang mudah menguap. Evaporasi

dilakukan hingga hanya tersisa crude kafeinnya. Seharusnya crude kafein berwarna

putih. Mungkin terjadi kesalahan dalam pencampuran sehingga warna crude menjadi

bening kekuning-kuningan.

Adapun guna pemanasan ini adalah untuk menguapkan zat tersebut yaitu

kloroform yang dapat dilihat saat pengevaporasian keluar seperti uap dan bau yang

menyengat. Crude kafein yang didapat dari percobaan ini sebesar 0,0169 gram.

Sedangkan % kadar crude kafein di dalam teh sebesar 0,2253 %. Kadar ini lebih kecil

dari kadar kafein dalam teh secara teoritis yaitu 2%-5%. Hal ini dikarenakan teh yang

19


digunakan untuk uji coba bukanlah teh murni tetapi telah dicampur dengan zat-zat lain

oleh produsen dan kemungkinan adanya kafein yang tidak terlarut sempurna atau daun

teh yang digunakan adalah daun teh yang sudah di olah (bukan daun teh yang diambil

dari pohon langsung). Mungkin juga hal ini dikarenakan daun teh yang digunakan tidak

terlalu halus sehingga saat isolasi dengan Ca(OH)2 , Ca(OH)2 sulit untuk mengikat

kafein yang terperangkap dalam potongan daun teh sehingga larutan kurang sempurna.

2. Ekstraksi kafein dari kopi

Untuk bermacam-macam kopi kadar kafeinnya berbeda-beda. Kadar kafein

dalam biji kopi (Cafea sp.) ialah 0,2 - 2,2 persen. Untuk bermacam-macam kopi kadar

kafeinnya berbeda-beda. Misalnya kadar kafein pada kopi robusta 1,5 – 2,5 persen, kopi

arabika 1,0 – 1,2 persen, kopi liberia 1,4 -1,6 persen dan kopi mukka 1,4 – 1, Pada

prinsipnya pembuatan kopi dekafein ialah melarutkan kafein dengan suatu pelarut

tertentu. Pada suhu 25oC kafein larut dalam campuran 45,6 bagian air, yang

kelarutannya meningkat dengan makin tingginya suhu air misalnya pada suhu 25oC

dapat larut 2,13 gram kafein/ 100 g air sedangkan pada suhu 100oC pelarutannya 50,0 g

kafein/ 100 g air.

Dalam praktikum kali ini, metode sederhana yang digunakan untuk

mengekstaksi kafein pada kopi adalah metode ekstraksi yang didasarkan pada

distribusi solut. Dalam hal ini, kafein dalam kopi antara dua fasa yaitu fasa organik

(kloroform) dan fasa anorganik (air). Sebelum dilakukan ekstraksi, kopi dididihkan

terlebih dahulu dengan air sebanyak 75 ml. Kafein harus dilarutkan pada air panas yang

mendidih dengan waktu yang cukup lama, agar kopi menjadi homogen. Hal ini

bertujuan untuk menarik senyawa kafein dari kopi karena sifat kafein mudah larut

dalam air panas.

Penambahan Ca(OH)2 bertujuan agar struktur kafein tidak rusak dalam

larutan kopi. Kemudian diperoleh endapan dalam filtrat. Endapan tersebut merupakan

zat-zat pengotor. Oleh karena itu, perlu dilakukan penyaringan/pemisahan endapan dan

filtrat kafein dengan menggunakan kertas saring. Kemudian filtrat kafein yang didapat,

didinginkan dalam eskalator lalu diekstrasi (dengan cara pengocokkan/pengadukan)

20


menggunakan pelarut kloroform. Supaya kafein pada filtrat benar-benar terpisah dan

larut dalam kloroform, maka proses ekstaksi dilakukan sebanyak 2 kali.

Pada ekstraksi pertama penambahan kloroform sebanyak 30 mL dan

ekstraksi ke dua sebanyak 5 ml. Dalam hal ini, penggunaan kloroform sebagai pelarut

ke dua adalah karena kloroform mudah menguap dan tidak bercampur dengan air, oleh

karena itu pada akhir praktikum dapat terpisah dengan ekstrak kafein.

Selain itu, kafein dan kloroform sama-sama bersifat non polar. Pada saat

larutan berada di dalam corong pemisah ini terlihat bahwa air dan kloroform tidak dapat

bercampur. Mulanya kafein hanya terkonsentrasi pada air. Setelah di ekstraksi terbentuk

dua lapisan. Air berada di bagian atas yang mengandung sisa garam dan Pb, sedangkan

kloroform yang kerapatannya lebih tinggi berada di bawahnya, ini dikarenakan lapisan

bawah atau fasa organik merupakan lapisan yang mengandung kafein dalam kloroform.

Larutan yang terbagi menjadi dua lapisan juga dikarenakan adanya perbedaan massa

jenis. Massa jenis yang paling kecil adalah larutan yang berada di lapisan atas, dimana

larutan tersebut adalah zat-zat sisa. Kemudian yang kedua adalah kloroform yang masih

tercampur zat sisa. Larutan kopi bersifat polar sedangkan kloroform bersifat non polar.

Pada saat ekstraksi, campuran larutan harus dikocok kuat dan didiamkan

sesaat agar campuran tersebut dapat terdistribusi dengan sempurna. Lapisan bawah pada

corong pisah dimasukkan ke dalam erlenmeyer, lalu cairan tersebut diuapkan di atas

penangas sampai kering dan ditutup dengan kertas saring agar kristal kafein yang

terlarut tidak keluar dari cawan. Pada suhu yang tinggi yaitu 234 oC - 239 oC kafein

akan meleleh dan menyublim pada suhu yang rendah. Oleh karena itu, pada percobaan

ini tidak terbentuk kristal. Dari percobaan ini, kadar kafein pada percobaaan ini

diperoleh 2,3997 gram kafein dan kadar crute kafein sebesar 31,996 %. Hal ini tidak

sesuai dengan literatur. Pada literatur kadar kafein dari teh hanya berkisar antara 0.2 –

2.2%.

Kadar kafein yang diperoleh dari perhitungan ini kurang tepat dikarenakan

kopi yang digunakan adalah kopi yang sudah di olah (bukan kopi yang diambil dari

pohon langsung). Atau dikarenakan pada saat mengekstraksi kafein dalam corong pisah

kurang hati – hati, sehingga larutan tidak sempurna. Hal ini juga dikarenakan kopi yang

21


digunakan untuk uji coba bukanlah kopi murni tetapi telah dicampur dengan zat-zat lain

oleh produsen dan kemungkinan adanya kafein yang tidak terlarut sempurna.

VII. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

1. Ekstraksi adalah mengambil suatu zat terlarut dari dalam larutan air oleh

suatu pelarut yang tidak dapat bercampur dengan air sehingga dapat

dipisahkan. Oleh karena itu, sedikit atau banyak kafein yang terkandung

di dalam teh dan kopi dapat diketahui dengan ekstraksi yang

menggunakan pelarut air dan kloroform.

2. Dari perhitungan didapat kadar crute kafein teh sebesar 0,2253 % dengan

massa crute kafein teh sebesar 0,0169 gram. Kadar crute kafein dalam

kopi adalah sebesar 31,996 % dengan massa crute kafein kopi sebesar

2,3997 gram.

B. SARAN

1. Dalam melakukan praktikum, para praktikan harus lebih teliti agar tidak

terjadi kesalahan, sehingga hasil yang didapatkan sesuai atau maksimal

dan akurat.

2. Dalam melakukan praktikum, alat dan bahan yang digunakan harus

disiapkan/disediakan lebih awal dan prosedur kerja dipelajari terlebih

dahulu dengan seksama, agar tidak terjadi kesalahan saat praktikum dan

tidak memakan waktu lama dalam praktikum.

22


VIII. DAFTAR PUSTAKA

Abraham. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Organik II. Kendari: UNHALU.

Anonim. 2010. Ektraksi. http://www.chem-is-try.org diakses pada tanggal 17

Desember 2013.

Basset,J.dkk. 1994. Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif. Jakarta: Buku

Kedokteran EGC.

Day, R.A dan Underwood, A.L. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta:

Erlangga.

Dena, voilena. 2012. Ekstraksi kafein. http://voiladena.blogspot.com/2012/06

ekstraksi-kafein.html. diakses pada tanggal 16 Desember 2013.

Fessenden, R. J., dan Fessenden, J. S.1982. Kimia Organik Jilid 2 Edisi 3. Jakarta:

Erlangga.

Harborne, J.B. 1987. Metode Fitokimia. Bandung: ITB. Khopkar, S.M. 1990.

Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

Hartono, Elina. 2009. Penetapan Kadar Kafein Dalam Biji Kopi Secara

Kromatografi Cair Kinerja Tinggi. 2. ISSN 1979-35X.

Koswara, Sutrisno. 2006. Kopi Rendah Kafein. http://www.ebookpangan.com/.

Diakses pada tanggal 17 Desember 2013.

Murray, K. Robert, dkk. 2003. Biokimia Harper. Jakarta: Buku Kedokteran EGC.

Nuryanti, Irma. 2010. Ekstraksi. http://meoongimutz.blogspot.com/2010/08/eks

traksi. html. Diakses pada tanggal 16 Desember 2013.

Syah Fitri, Novianty. 2008. Pengaruh Berat dan Waktu Penyeduhan Terhadap

Kadar Kafein dari Bubuk Teh. Medan: Universitas sumatera Utara.

23

http://meoongimutz.blogspot.com/2010/08/eks

http://www.ebookpangan.com/

http://voiladena.blogspot.com/2012/06%20ekstraksi-kafein.html

http://voiladena.blogspot.com/2012/06%20ekstraksi-kafein.html

http://www.chem-is-try.org/

Documents

EKSTAKSI KAFEIN DARI TEH GUNUNG SATRIA DAN KOPI KAPAL API