ACARA IV

EKSTRAKSI KAFEIN

A. Tujuan

Tujuan dari praktikum acara Ekstraksi Kafein adalah :

1. Mendapatkan kafein yang terkandung dalam bahan pangan dengan cara

ekstraksi menggunakan pelarut etanol, aseton, dan kloroform.

2. Menghitung kadar kafein dalam bahan pangan

B. Tinjauan Pustaka

1. Tinjauan Bahan

Daun kopi mengandung alkaloida, saponin flavonoida, dan

polivenol. Biji kopi mengandung zat kimia yaitu kafein, sitosterin,

stigmasterin, kolin, dan zat samak. Bagian yang dapat larut dalam air,

kopi menyumbangkan kalori 352 kal; protein 17,4gram; lemak1,3gram;

hidrat arang 69 gram; kalsium 296mg; fosfor 368mg; dan zat besi 4,1mg.

Daun teh mengandung kafeina, teobromina, teofilina, tanin, saponin,

kuersetin, dan minyak atsiri. Semakin muda umur daun teh semakin

tinggi kandungan kafeinnya. Komposisi kimia pada daun teh terdiri atas

selulosa dan serat kasar 34%; protein 17%; klorofil dan pigmen 1,5%;

tanin 25%; kafein 4%; asam amino 8%; gula 3%; dan abu 5,5%. 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 (Setijo, 2009).

Kopi dan teh mengandung kafein yaitu senyawa yang pahit rasanya.

Kafein ini bersifat diuretik, merangsang pengeluaran kelenjar urine,

merangsang kerja otak, dan aktivitas jantung. Jika konsumsi berlebihan,

kafein memberikan dampak positif yaitu badan terasa segar dan

menghilangkan kantuk. Jika konsumsi melebihi ambang batas, konsumsi

teh dan kopi akan menyebakan jantung berdebar debar, bayi lahir cacat

jika dikonsumsi ibu hamil (Nurchasanah, 2008).

Penurunan kadar kafein kopi yang dihasilkan pada proses

dekafeinasi dipengaruhi oleh waktu proses pelarutan dan ukuran biji

kopi, semakin lama pelarutan dan semakin kecil ukuran buji kopi,akan

meningkatkan jumlah kafein yang terekstrak. Proses dekafeinasi kopi

pada dasarnya tidak mengganggu kesehatan akan tetapi akan menggangu

citarasa kopi yang dihasilkan. Semakin lama proses dekafeinasi

berlangsung semakin merusak citarasa yang dihasilkan. Pada penelitian

ini penurunan kafein berkisar antara 90% sampai dengan 83%. Hasil ini

telah mendekati standar internasional kadar kafein kopi rendah kafein

yaitu 0,1-0,3% (Amin, 2012).

2. Tinjauan Teori

Eter pada umumnya tidak bereaksi dengan asam encer, basa encer,

reduktor ataupun dengan oksidator dan juga tidak bereaksi denga logam

natrium. Inilah yang membedakan dengan alkohol. Kelembaman eter dan

etanol, ditambah dengan kenyataan bahwa bayak senyawa organik yang

larut dalam eter dan etanol, menyebabkan eter dan etanol merupakan

pelarut yang baik untuk melakukan reaksi organik. Pelarut ini sering

digunakan untuk memisahkan senyawa organik dari sumber alamnya.

Karena titik didihnya yang rendah sehingga mudah diuapkan dari

ekstraknya untuk kemudian dipulihkan kembali sebagai pelarut

(Hart, 1983).

Yang dimaksud dengan ekstraksi adalah pemisahan satu atau

beberapa bahan dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut.

Pemisahan terjadi atas dasar kemapuan larut yang berbeda dari

komponen komponen dalam campuran. Pemilihan pelarut pada umumnya

dipengaruhi oleh faktor faktor selektivitas, kelarutan, kemampuan tidak

saling campur, kerapatan, reaktivitas, dan titik didih. Beberapa pelarut

yang terpenting adalah air asam-asam oragnik dan anorganik,

hidrokarbon jenuh, toluen, karbon disulfit, eter, aseton, hidrokarbon yang

mengandung khlor, isopropanol dan etanol (Bernasconi, 1995).

Jika suatu transfer ekstraksi tidaklah menimbulkan pemisahan yang

bersih, maka dilakukan pemisahan parsial yang berurutan sampai

akhirnya dicapai derajat kemurnian yang diinginkan. Satu fase dapat

diulang dikontakkan dengan porsi yang segar dari suatu fase kedua. Ini

akan dapat diterapkan bila satu zat secara kuantitatif tetap tinggal dalam

satu fase, sedangkan zat yang lain terbagi antara kedua fase. Ekstraktor

soxhlet dapat termasuk dalam kategori ekstraksi ganda juga teknik

pengendapan dalam gravimetri (Underwood, 2002).

Ekstraksi mempunyai fleksibilitas yang tinggi dalam memilih

kondisi operasi, karena jenis dan jumlah pelarutnya dapat diubah ubah.

Ekstraksi lebih menyerupai absorpsi gas dibanding dengan distilasi biasa.

Ekstraksi dapat digunakan untuk memisahkan lebih dari dua komponen

dan dalam penerapan tertentu digunakan campuran pelarut

(Warren, 1985).

Ekstraksi adalah penyaringan dari bahan mentah dengan

menggunakan pelarut yang dipilih dimana zat yang diinginkan dapat

larut. Bahan mentah yang berasal dari tumbuh tumbuhan tidak perlu

diproses lebih lanjut kecuali dikumpulkan da dikeringkan. Ekstraksi

menggunakan pelarut yang ideal adalah yang mempunyai sifat tidak

toksik, tidak eksplosif interval titik didih sempit. Pelarut alkohol

menghasilkan rendemen paling tinggi dan pelarut kloroform paling

rendah tetapi rendemennya paling murni. Hal ini karena alkohol yang

digunakan tidak murni 100% (Petrus, 2012).

Kafein dapat diekstrak dari sampel bahan hasil pertanian dengan

metode ekstraksi yang beraneka ragam, seperti ekstraksi dengan air,

ekstraksi dengan karbon dioksida, dan ekstraksi dengan pelarut organik.

Pelarut seperti kloroform, metil klorida, etanol, dan etil asetat sangat

umum unutk digunakan dalam ekstraksi kafein. Beberapa metode yang

bisa digunakan dalam ekstraksi adalah ekstraksi soxhlet, ekstraksi

ultraviolet, dan ekstraksi Heat Reflux (Nedunjeliyan, 2010).

Ekstraksi dengan menuggunakan soxhlet pada umumnya digunakan

aseton dan alkohol sebagai pelarut untuk menguapkan bahan yang akan

diekstrak. Namun bbila dibandingkan dengan metode PLE (pressurized

liquid extraction), hasil yang didapat dari soxhlet lebih rendah daripada

hasil dari PLE. PLE menghasilkan ekstrak yang lebih banyak dan cepat

dalam penggunaannya. Hasil dari PLE juga rendah dari bahaya

kontaminasi pelarut lain (Noorashikin, 2009).

Berat jenis yang masih terlalu rendah ini dapat juga dipengaruhi

oleh fraksi berat yang bersifat larut dalam air. Fraksi berat tersebut akan

tertinggal dalam air hasil destilasi, karena metode pemisahan yang

digunakan (dengan menggunakan corong pemisah) pada pemisahan

minyak atsiri dan air sulit untuk memisahkan senyawa yang larut dalam

air. Komponen yang larut dalam air sebagian besar terdiri dari senyawa-

senyawa teroksigenasi (termasuk sinamaldehid) yang mempunyai bobot

jenis lebih besar dari senyawa-senyawa tidak teroksigenasi (terpen,

sesqueterpene, dan lain-lain) (Yuliarto, 2012).

C. Metodologi

1. Alat

a. Timbangan analitik

b. Soxhlet

c. Pendingin balik

d. Hotplate

e. Kertas saring

f. Pipet ukur

g. Corong pemisah

h. Beker glass

2. Bahan

a. 8 gram kopi dan 8 gram teh

b. 200ml etanol 96%

c. 2,5 gram MgCl

d. 63 ml aquades

e. 1,5 ml H2SO4

f. 40 ml kloroform

g. 1,5 ml NaOH

3. Cara kerja

Ditimbang dan dimasukkan ke dalam soxhlet

Dimasukkan ke dalam labu pada soxhlet

8 gram kopi / 8 gram teh

Ditambahkan dan dipanaskan hingga kering

200 ml etanol

25 gram MgCl

63 ml aquades

Ditambahkan dan disaring

Panaskan selama 12 sirkulasi

Isi labu dan pindahkan ke gelas beker

1,5 ml H2SO4

D. Hasil dan Pembahasan

Tabel 1.4 Hasil Pengamatan Ekstraksi Kafein pada Kopi dan Teh

Sumber : Laporan sementara

            Ekstraksi adalah metode pemisahan yang melibatkan proses pemindahan

satu atau lebih senyawa dari satu fasa ke fasa lain dan didasarkan kepada prinsip

kelarutan. Jika kedua fasa tersebut adalah zat cair yang tidak saling bercampur,

disebut ekstraksi cair-cair. Dalam sistem ini satu atau lebih senyawa

berpartisipasi di antara kedua pelarut, yaitu sebagian kecil senyawa akan berada

dalam salah satu pelarut dan sebagian besar lainnya akan berada dalam pelarut

yang kedua. Partisi adalah keadaan kesetimbangan keberhasilan pemisahan

sangat tergantung pada perbedaan kelarutan senyawa tersebut dalam kedua

pelarut. Secara umum prinsip pemisahannya adalah senyawa tersebut kurang

larut dalam pelarut yang satu dan sangat larut di pelarut lainnya. Pelarut lainnya

adalah pelarut organik yang tidak bercampur dengan air (yaitu bukan dari

golongan alkohol dan aseton). pelarut organik harus mempunyai titik didih jauh

lebih rendah dari senyawa terekstraksi (biasanya dibawah 1000C), tidak mahal

dan tidak bersifat racun.

Kafein, ialah senyawa alkaloid xantina berbentuk kristal dan berasa

pahit yang bekerja sebagai obat perangsang psikoaktif dan diuretik ringan.

Kafein juga dikenal sebagai trimetilsantin. Selain pada kopi, kafein juga

banyak ditemukan dalam minuman teh, cola, coklat, minuman berenergi

(energy drink), cokelat, maupun obat-obatan.

Prinsip soxhletasi adalah salah satu model ekstraksi yang

menggunakan pelarut selalu baru dalam mengekstraknya sehingga terjadi

Ditambahkan dan diuapkan

Didapat cruide kafein

Kelompok Sampel Berat Awal Berat Kafein Kadar KafeinShift A Teh 8 gram 0,0018 gram 0,225%Shift B Kopi 8 gram 0,024 gram 0,30%

ekstraksi yang kontinyu dengan adanya jumlah pelarut yang konstan yang

juga dibantu dengan pendingin balik (kondensor). Penarikan komponen kimia

yang dilakukan dengan cara serbuk simplisia ditempatkan dalam klonsong

yang telah dilapisi kertas saring sedemikian rupa, cairan penyaring

dipanaskan dalam labu alas bulat sehingga menguap dan dikondensasikan

oleh kondensor bola menjadi molekul-molekul cairan penyari yang jatuh ke

dalam klonsong mencari zat aktif di dalam simplisia dan jika cairan penyari

telah mencapai permukaan sifon, seluruh cairan akan turun kembali ke labu

alas bulat melalui pipa kapiler hingga terjadi sirkulasi.

Penyaringan dan corong pisah. Corong pisah adalah alat untuk

melakukan ekstraksi cair-cair yaitu proses pengocokan sistem dua pelarut,

agar proses partisi bisa berjalan lebih cepat. Setelah dibiarkan beberapa lama

sampai kedua pelarut terpisah dengan baik, baru dilakukan pemisahan salah

satu pelarut. Identifikasi pelarut bagian atas dan bawah, ditentukan atas dasar

perbedaan kerapatannya. Kerapatan yang besar ada di bagian bawah. Proses

penyaringan merupakan bagian penting dalam pemisahan zat padat dari

larutan atau zat cair. Dilakukan dengan menggunakan kertas saring yang

dipasang dalam corong. Kertas saring yang digunakan adalah jenis lipat

(fluted).

Pengeringan ekstrak yang melibatkan air sebagai pelarut umumnya

air akan sedikit terlarut dalam sejumlah pelarut organik seperti kloroform,

benzen dan eter. Air ini harus dikeluarkan sebelum dilakukan destilasi

pelarut. Ada dua tahap pengeringan, pertama ekstrak ditambahkan larutan

jenuh natrium klorida (garam dapur) sejumlah volume yang sama. Garam

akan menaikkan polaritas air berarti menurunkan kelarutannya dalam pelarut

organik. Kemudian tambahkan zat pengering garam anorganik anhidrat yang

betul betul kering atau baru. Zat pengering ini adalah anhidrat dari garam

berair kristal yang kapasitasnya sebanding dengan jumlah air kristalnya.

Dalam ekstraksi soxhlet, terdapat beberapa larutan solvent yang

mempunyai fungsi masing masing. Antara lain adalah MgCl2, H2SO4,

khloroform, dan NaOH. Fungsi penambahan MgCl2 adalah untuk menaikkan

polaritas air berarti menurunkan kelarutannya dalam pelarut organik.

Magnesium klorida larut dalam air menghasilkan larutan asam lemah (pH =

kira-kira 6). Pemberian H2SO4 pada larutan berkafein yang dimana kafein

mengandung alkaloid yang merupakan basa organik, maka ini adalah cara

pengambilan kafein (alkaloid) yang efektif karena pH nya dapat stabil dengan

adanya H2SO4 ini sehingga lebih terpisah lagi antara zat yang kita butuhkan

yakni kafein dan melepaskan dari pengotor- pengotornya. Selain itu juga

larutan ditambah 1,5 ml NaOH setelah ditambah kloroform. Penambahan

NaOH ini agar pH semakin tinggi sehingga kemampuan ekstraksi atau

pemisahan larutan kafein dengan pelarut kloroform semakin besar. Kafein

yang terekstraksi dalam kloroform dicuci dengan NaOH untuk

menghilangkan warna alaminya juga untuk menetralkan kelebihan H2SO4.

Dalam praktikum ini digunakan pelarut berupa etanol dan kloroform. Ketiga

pelarut tersebut merupakan bahan pelarut organik yang biasa digunakan

sebagai zat cair ekstraksi. Dalam praktikum ini tujuan digunakannya

kloroform adalah sebagai pelarut yang efektif untuk alkaloid (kafein). Karena

berdasarkan referensi, kloroform adalah pelarut yang umum di laboratorium

karena relatif tidak reaktif,  larut dengan cairan organik.

Pada praktikum uji kadar kafein ini mendapatkan hasil kadar kafein

pada teh sebesar 0,225 % dan kadar kafein pada kopi sebesar 0,3 %.

Sedangkan menurut Setijo (2009), dalam teh kering terdapat kira-kira 3%

caffeine. 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. Kadar

kafein dalam biji kopi (Cafea sp.) ialah 0,2 - 2,2 %. Misalnya kadar kafein

pada kopi robusta 1,5 – 2,5 persen, kopi arabika 1,0 – 1,2 % kopi liberia 1,4 -

1,6 % dan kopi mukka 1,4 – 1 %. Dapat kita ketahui bahwa kadar kafein

antara teh dan kopi lebih besar kadar kafein pada teh (0,30%) daripada kadar

kafein pada kopi (0,225%). Pada prinsipnya pembuatan kopi dekafein ialah

melarutkan kafein dengan suatu pelarut tertentu. Berdasarkan teori,

kandungan kafein dalam teh relatif lebih besar daripada kandungan kafein

yang terdapat dalam kopi, namun pemakaian teh dalam minuman lebih encer

dibandingkan dengan kopi. Hal ini menyebabkan kadar kafein yang terdapat

dalam teh berkurang sehingga jika dibandingkan dengan kopi kadar kafeinnya

lebih rendah.

E. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum Ektraksi Kafein antara lain :

1. Prinsip soxhletasi adalah salah satu model ekstraksi yang menggunakan

pelarut selalu baru dalam mengekstraknya sehingga terjadi ekstraksi yang

kontinyu dengan adanya jumlah pelarut yang konstan yang juga dibantu

dengan pendingin balik (kondensor).

2. Pada proses ekstraksi, MgCl2 digunakan untuk menaikkan polaritas cairan

ekstrak. Pemberian H2SO4 adalah cara pengambilan kafein (alkaloid) yang

efektif karena pH nya dapat stabil dengan adanya H2SO4 ini sehingga lebih

terpisah lagi antara zat yang kita butuhkan yakni kafein dan melepaskan

dari pengotor- pengotornya. NaOH digunakan untuk mencuci ekstrak

kafein yang sudah tercampur dengan khloroform dan H2SO4. Dan

kloroform digunakan sebagai pelarut kafein yang efektif karena tidak

reaktif dan larut dalam senyawa organik.

3. Menurut teori kadar kafein pada teh sebesar 3% dan pada kopi sebesar 0,2

– 2,2 %. Sedangkan data yang diperoleh kadar kafein pada teh sebesar

0,225% dan pada kopi sebesar 0,3%. Pemakaian teh dalam minuman lebih

encer dibandingkan dengan kopi. Hal ini menyebabkan kadar kafein yang

terdapat dalam teh berkurang sehingga jika dibandingkan dengan kopi

kadar kafeinnya lebih rendah.

DAFTAR PUSTAKA

Bernasconi. 1995. Teknologi Kimia Bagian 2. Pradnya Paramita Pustaka Teknologi dan Informasi. Jakarta.

Darmawan, Petrus. 2012. Pengaruh Jenis Pelarut Terhadap Rendemen Minyak Bunga Cengkeh Dengan Menggunakan Metode Ekstraksi Soxhletasi. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Setia Budi. Surakarta.

Hart, Harold. 1983. Kimia Organik Edisi Keenam. Penerbit Erlangga. Jakarta.McCabe, Warren. 1985. Operasi Teknik Kimia Jilid Dua Edisi Keempat. PT

Gelora Aksara Pratama. Jakarta.Nedunjeliyan. 2010. Batch Solvent Extraction Of Caffeine From Mcbc2. Faculty

of Chemical and Natural Resources Engineering University Malaysia Pahang. Malaysia.

Nurchasanah. 2008. What Is In Your Food. Multi Trust Creative. Bandung.Pitojo, Setijo. 2009. Pewarna Nabati Makanan. Penerbit Kanisius. Jogjakarta.Rejo, Amin. 2012. Karakteristik Mutu Biji Kopi Pada Proses Dekafeinasi.

Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya. Palembang. Vol.5. Hal.8.Saleh, Noorashikin. 2009. Comparison Of Pressurized Liquid Extraction With

Soxhlet Extraction In The Determination Of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons In Soil. Department of Chemical Sciences Faculty of Science and Technology. Malaysia. Vol.13. No.1. Hal.141-145.

Underwood, AL. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Yuliarto, Fuki Tri. 2012. Pengaruh Ukuran Bahan Dan Metode Destilasi (Destilasi Air Dan Destilasi Uap-Air) Terhadap Kualitas Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis. Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret. Surakarta. Vol.1. No.1. Hal.17-18.

Analisis perhitungan

Rumus : Kadar kafein = massa kafeinberat awal

x 100 %

a. Sampel teh

Kadar kafein = 0,018

8x 100 %=0,225 %

b. Sampel kopi

Kadar kafein = 0,024

8x100 %=0,3 %

Foto Dokumentasi