Siti Marwati/Ekstraksi dan PreparasiProsiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, 2 Juni 2012EKSTRAKSI DAN PREPARASI ZAT WARNA ALAMI SEBAGAI INDIKATOR TITRASI ASAM BASASiti MarwatiJurusan Pendidikan Kimia FMIPA UNY

AbstrakBerbagai macam tumbuhan di Indonesia dapat menghasilkan zat warna alami yang dapat digunakan sebagai indikator alami titrasi asam basa khususnya kubis ungu(Brassica oleracea), ubi ungu (Ipomea batatas), bit merah (Beta vulgaris), bunga sepatu (Hibiscus rosasinensis), bunga rosela (Hibiscus sabdarifa) dan lain-lain. Zat warna dapat berfungsi sebagai indikator alami jika memberikan perubahan warna yang mencolok pada kondisi asam dan basa, mempunyai tingkat kecermatan dan keakuratan yang tinggi jika diaplikasikan pada titrasi asam basa. Oleh karena itu diperlukan metode preparasi dan ekstraksi yang tepat agar diperoleh suatu indikator yang baik. Preparasi dan ekstraksi zat warna alami mempengaruhi karakter zat warna tersebut. Berdasarkan hasil kajian ini diperoleh bahwa Indikator alami titrasi asam basa dapat diperoleh dengan cara ekstraksi senyawa dari tumbuh-tumbuhan penghasil zat warna. Senyawa-senyawa zat warna alami antara lain antosianin, betalain, biksin dan brasilin. Preparasi indikator alami dapat dibuat dalam bentuk larutan yang diesktrak dengan pelarut yang tepat dan digunakan dalam bentuk larutan, kertas pH dan serbuk. Indikator alami dalam bentuk kertas pH dan serbuk dapat digunakan relatif lebih lama daripada indikator alami dalam bentuk larutan.

Kata Kunci: preparasi, ektraksi, indikator alami

PENDAHULUANIndikator titrasi asam basa merupakan suatu zat yang digunakan sebagai penanda terjadinya titik titrasi pada analisis volumetri khususnya metode titrasi asam basa. Suatu zat dapat digunakan sebagai indikator titrasi asam basa jika dapat merubah warna suatu larutan seiring dengan terjadinya perubahan konsentrasi ion hidrogen atau perubahan pH. Biasanya indikator titrasi asam basa merupakan suatu senyawa organik yang bersifat sebagai asam lemah dan dapat mendonorkan ion hidrogen untuk molekul air membentuk basa konjugat. Kondisi inilah yang dapat memberikan warna karakteristik pada setiap penggunaan indikator titrasi asam basa.Berbagai indikator titrasi asam basa telah banyak digunakan. Indikator-indikator yang ada kebanyakan merupakan indikator sintetik misalnya indikator fenol ptalein, metil jingga, metil merah, bromtimol biru dan lain-lain. Berbagai indikator ini telah diketahui karakternya yaitu berupa trayek pH yang ditunjukkan oleh perubahan warna pada kondisi asam dan basa serta harga tetapan indikator. Karakter indikator ini dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk menentukan indikator yang akan digunakan untuk titrasi asam basa, sebagai contoh untuk titrasi asam kuat dan basa kuat paling tepat menggunakan indikator fenol ptalein karena dapat memberikan perubahan warna yang sangat jelas pada kondisi asam dan basa yaitu warna transparan pada kondisi asam dan warna pink pada kondisi basa.Meskipun indikator sintetik telah banyak digunakan, eksplorasi indikator titrasi asam basa sampai saat ini masih dilakukan khususnya penggunaan indikator alami. Indikator alami merupakan zat warna atau pigmen yang dapat diisolasi dari berbagai tumbuh-tumbuhan, jamur dan alga. Bagian tumbuhan yang paling banyak menghasilkan warna adalah bagian bunga. Sebagai contoh warna merah, biru atau ungu merupakan pigmen organik yang disebut antosianin yang dapat merubah warna pada setiap perubahan pH (Shudarshan, S., et al, 2010). Untuk mendapatkan zat warna dari suatu tumbuhan diperlukan metode yang tepat agar diperoleh zat warna yang dapat berfungsi sebagai indikator alami titrasi asam basa. Indikator alami yang diperoleh dari zat warna tumbuh-tumbuhan khususnya bagian bunga mempunyai sifat spesifik yaitu mempunyai trayek pH tetentu, mempunyai tingkat kecermatan dan keakuratan tertentu. Sifat ini dipengaruhi oleh cara eketraksi dan preparasinya. Berdasarkan uraian di atas maka artikel kajian ini akan mengulas tentang ektraksi dan preparasi zat warna alami sebagai indikator titrasi asam basa. Kajian ini akan meninjau dari senyawa zat warna alami, bahan pengekstrak, metode ektraksi dan preparasinya agar dapat digunakan sebagai indikator titrasi asam basa.

PembahasanZat Warna alamiZat warna alami (natural dyes) adalah zat warna yang diperoleh dari alam khususnya dari tumbuh-tumbuhan secara langsung maupun tidak langsung. Setiap tanaman dapat sebagai sumber zat warna alam karena mangandung pigmen. Potensi ini ditentukan oleh intensitas warna yang dihasilkan dan sangat tergantung kepekaannya dalam fungsinya sebagai indikator titrasi asam basa. Beberapa contoh zat warna yang diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dapat dilihat pada tabel 2.Tabel 2. Zat Warna Alami(Varnacol, 2010)WarnaSumber UtamaSenyawa Zat Warna

Merah keunguanKubis ungu (Brassica oleracea), ubi ungu (Ipomea batatas), bunga rosela(Hibiscus sabdariffa), bunga sepatu (Hibiscus rosasinensis)Antosianin

MerahUmbi bit Merah (Beta Vulgaris)Betalain

OrangeBiji Kesumba kling(Bixa ollerana)Biksin

OrangeKayu secang(Caesalpinia sappan)Brazilin

Berdasarkan tabel 2.menunjukkan bahwa tumbuhan penghasil zat warna mengandung senyawa-senyawa berwarna. Senyawa zat warna yang paling dominan penggunaanya sebagai indikator titrasi asam basa adalah antosianin karena zat tersebut paling banyak diperoleh dari bunga-bunga berwarna. Antosianin mempunyai sifat larut dalam air membentuk zat warna. Dalam suasana asam berwarna merah dan lebih stabil. Dalam suasana basa berwarna biru. (Siti Marwati, 2010). Antosianin dapat membentuk senyawa-senyawa turunannya yaitu antosianidin, sianidin, pelargonidin, petunidin, malvidin dan delfinidin. Antosianidin adalalah senyawa flavanoid secara struktur termasuk kelompok flavon. Glikosida antosianidin dikenal sebagai antosianin. Nama ini berasal dari bahasa Yunani yaitu antho berarti bunga, dan kyanos berarti biru. Senyawa ini tergolong pigmen dan pembentuk warna pada tanaman yang ditentukan oleh pH dari lingkungannya. Senyawa paling umum adalah antosianidin, sianidin yang terjadi sekitar 80 % dari pigmen daun tumbuhan, 69 % dari buah-buahan dan 50 % dari bunga (Diyar Salahudin Ali, 2009).Selain antosianin, warna merah juga dihasilkan dari senyawa betalain yang mengandung nitrogen dan larut dalam air. Betalain terdiri dari senyawa betasantin dan betasianin. Betasantin bersifat larut dalam air membentuk larutan berwarna merah. Stabil dalam larutan panas (60 oC), cahaya dan udara terbuka. Senyawa tersebut lebih stabil pada kondisi pH 3,5-5,0.(Varnacol, 2010). Pigmen betasantin berwarna kuning dan betasianin berwarna ungu. Warna orange dapat dihasilkan dari senyawa biksin yang terdapat pada biji kesumba kling. Senyawa biksin sedikit larut dalam minyak atau pelarut-pelarut organik seperti metanol. Senyawa biksin terdiri dari Cis-biksin dan Cis-norbiksin. Cis-norbiksin larut dalam air khusunya pada kondisi basa. Larutan norbiksin dapat terendapkan pada kondisi asam tetapi struktur cis-norbiksin paling stabil pada pH 3 (Varnacol, 2010).Warna orange juga dapat dihasilkan dari kayu secang yang mengandung senyawa brazilin. Brazilin membentuk warna kekuningan pada larutan asam dan berwarna merah tua pada larutan basa (Kellar, E. 1999). Brazilin akan cepat membentuk warna merah jika terkena sinar matahari dan perubahan secara lambat karena pengaruh cahaya. Oleh karena itu brazilin harus disimpan dalam tempat gelap. Brazilin yang terdapat pada kayu secang dapat digunakan sebagai zat warna alami yang memberi warna merah dan bersifat mudah larut dalam air panas(Sanusi, M. 1993).

EKSTRAKSI ZAT WARNA ALAMIPengambilan zat warna alami dapat dilakukan dengan proses ektraksi. Proses ini melibatkan adanya transfer massa dari padatan ke fasa cairan yang lebih dikenal dengan ektraksi padat cair. Menurut Samun(2008), peristiwa ekstraksi dapat dianggap sebagai transfer massa yang meliputi difusi zat warna dari dalam padatan ke permukaan padatan, perpindahan massa zat warna dari permukaan padatan ke cairan dan difusi zat warna di dalam cairan.Penggunaan zat warna alami sebagai indikator titrasi asam basa diawali dengan proses ekstraksi dari tumbuh-tumbuhan misalnya pada bagian bunga. Bahan pengekstrak dalam hal ektraksi padat cair disebut sebagai fasa cair antara lain akuades, akuades panas, n-heksana, metanol, campuran metanol-HCl dan campuran etanol-air (Rastra Bayu Kotama, 2008). Penggunaan fasa cair ini disesuaikan dengan sifat-sifat senyawa dalam zat warna alami. Ekstraksi dengan menggunakan metanol dan direndam selama 2 jam telah dilakukan untuk mendapatkan zat warna dari bunga rosela, bunga sepatu, bunga mawar merah dan kubis ungu. Hasil ekstraksi menghasilkan warna merah pekat untuk bunga rosela, pink untuk bunga sepatu, merah untuk bunga mawar merah dan merah keunguan untuk kubis ungu (Pruetong, S., et al, 2009). Karakter berupa trayek pH juga dipengaruhi oleh fasa cair yang digunakan pada proses ektraksi. Hal ini dapat dilihat contoh perubahan warna untuk setiap perubahan pH (1-14) pada beberapa bunga berwarna seperti pada Gambar 1)

Indikator Bunga MawarIndikator Bunga Rosela

Indikator Bunga SepatuIndikator Kubis Ungu

Gambar 1. Contoh Perubahan Warna pada Setiap Perubahan pH pada Beberapa Indikator Alami (Pruetong, s., et al, 2009)Ekstraksi yang telah dilakukan untuk mendapatkan zat warna alami sebagai indikator titrasi asam basa adalah ekstraksi melalui proses maserasi atau perendaman. Sebagai contoh ekstraksi zat warna dari kubis ungu dapat dilakukan dengan aquades suhu 100 oC dan ditempatkan pada botol gelap tertutup serta dibiarkan selama 24 jam menghasilkan warna ekstrak biru keunguan dan trayek pH 3,4 6 (Regina Tutik Padmaningrum, dkk, 2007). Kubis ungu yang diekstrak dengan menggunakan campuran metanol dan HCl pekat sebanyak 1 % ditempatkan pada botol gelap tertutup suhu 25 oC dapat menghasilkan warna ekstrak merah keunguan dan trayek pH 6,8 7,2 (Chigurupati, N.,dkk., 2002). Kubis ungu yang telah dikeringkan kemudian diekstrak dengan aquades suhu 100 oC ditempatkan dalam botol gelap dan tertutup menghasilkan warna ekstrak merah pekat dan trayek pH 8,8 10,7 (Candra Ajityas AS, 2010). Warna ekstrak yang berbeda-beda ini menunjukkan bahwa jenis antosianin yang berperanan dalam menghasilkan warna merah dan biru dipengaruhi oleh proses ekstraksinya.Ekstraksi zat warna alami juga dapat dilakukan pada bunga sepatu dan bunga rosela. Proses ekstraksi dapat dilakukan dengan cara maserasi di dalam akuades panas suhu 90 oC yang mengandung etanol 96%. Perendaman dilakukan selama 2 jam dan dipeoleh warna merah. Hasil ekstraksi dapat berfungsi sebagai indikator alami titrasi asam basa karena dapat berubah warna seiring dengan perubahan pH (Yusraini Dian Inayati Siregar dan Nurlela, 2011)Selain ektraksi antosianin telah dilakukan pula ektraksi betasianin oleh Erza Bestari (2009). Betasianin dapat diekstraksi dengan menggunakan pelarut etanol 80 % dengan cara dimaserasi atau direndam. Warna yang dihasilkan adalah warna kuning yang stabil pada pH 4,5. Secara umum proses ekstraksi mempengaruhi warna yang dihasilkan dan karakter dari indikator titrasi asam basa khususnya untuk karakter trayek pH.

PREPARASI INDIKATOR ALAMI TITRASI ASAM BASAIndikator titrasi asam basa dapat disediakan dalam berbagai bentuk. Jika meninjau fungsi indikator titrasi asam basa selain sebagai penanda titik akhir titrasi berfungsi pula sebagai alat untuk membedakan suatu larutan bersifat asam atau basa. Beberapa indikator baik indikator sintetik maupun indikator alami, biasanya indikator titrasi asam basa disediakan dalam bentuk larutan contoh indikator fenol ptalein. Selain dalam bentuk larutan, telah dikenal pula kertas lakmus dan kertas pH yang dapat berfungsi sebagai alat untuk membedakan larutan bersifat asam atau basa.Seperti telah diketahui bahwa indikator alami mempunyai kelemahan yaitu indikator alami dalam bentuk larutan mudah rusak, larutan tidak tahan lama dan berbau tidak sedap. Hal ini juga akan mempengaruhi tingkat kecermatan dan keakuratannya jika digunakan sebagai indikator titrasi asam basa (Siti Marwati, 2010). Oleh karena itu preparasi indikator alami titrasi asam basa perlu meninjau tingkat kestabilan dari senyawa-senyawa zat warna yang terdapat dalam tumbuhan.Berbagai upaya yang dilakukan agar indikator alami titrasi asam basa dapat dipakai dalam waktu yang lama adalah dengan menyimpan larutan pada kondisi senyawa tersebut lebih stabil. Sebagai contoh agar kestabilan warna ekstrak kubis ungu sebagai indikator alami titrasi asam basa relatif tinggi maka indikator tersebut disimpan dalam bentuk larutan pada kondisi asam, dalam wadah gelap dan tertutup. Agar indikator tersebut dapat digunakan dalam waktu yang relatif lama (kurang lebih 3 bulan) maka indikator tersebut disimpan pada temperatur 15 oC (Siti Marwati, 2011).Indikator alami titrasi asam basa dapat dipreparasi dalam bentuk kertas pH yang dapat dibuat dengan mencelupkan kertas saring ke dalam ekstrak zat warna alam. Selanjutnya, kertas tersebut dikeringanginkan sehingga diperoleh kertas yang berwarna tertentu. Sebagai contoh kertas pH dari ekstrak bunga rosela berwarna merah, warna krem untuk ekstrak bunga sepatu, warna merah keunguan untuk bunga mawar dan warna ungu untuk kubis ungu (Pruetong, S., et al.2009). Setelah diperoleh kertas pH dapat dicobakan dengan mencelupkan kertas tersebut ke dalam larutan asam dan larutan basa. Hal ini dapat dilihat seperti pada Gambar 2.Kertas pH dari Ekstrak Bunga Mawar MerahKertas pH dari Ekstrak Bunga Rosela

Kertas pH dari Ekstrak Bunga SepatuKertas pH dari Ekstrak Kubis Ungu

Gambar 2. Preparasi Indikator Alami Titrasi asam Basa dalam Bentuk Kertas pHGambar 2 menunjukkan bahwa indikator alami titrasi asam basa yang dipreparasi dalam bentuk kertas pH dapat digunakan sebagai alat untuk menunjukkan suatu larutan bersifat asam atau basa dan dapat digunakan dalam waktu yang relatif lama jika disimpan dalam tempat yang tidak terkena matahari secara langsung. Kelemahannya tidak dapat menunjukkan harga pH secara pasti meskipun lebih mudah dan murah cara preparasinya. Selain itu, preparasi indikator alami dalam bentuk kertas pH dapat diaplikasikan untuk ekstrak zat warna lainnya selain seperti yang terlihat pada gambar 2.Indikator alami titrasi asam basa selain dipreparasi dalam bentuk kertas pH dan larutan dapat juga dipreparasi dalam bentuk serbuk (powder) agar dapat disimpan dalam waktu yang lama dan tidak mudah rusak. Untuk membuat indikator alami dalam bentuk serbuk dapat dilakukan dengan cara dikeringkan dengan oven pada suhu tertentu dan tetap memperhatikan kestabilannya pada saat pengeringannya agar senyawa zat warna alami tidak rusak. Preparasi ini memerlukan biaya yang relatif mahal tetapi indikator dapat dipakai secara berulang. Contoh indikator alami titrasi asam basa yang dipreparasi dalam bentuk serbuk dapat dilihat pada Gambar 3. Serbuk Ekstrak Bunga Mawar Merah

Serbuk Ekstrak bunga Rosela

Serbuk Ekstrak Bunga SepatuSerbuk Ekstrak Kubis Ungu

Gambar 3. Indikator Alami dalam Bentuk Serbuk (Pruetong, S., et al, 2009)

Aplikasi indikator alami titrasi asam basa dalam bentuk serbuk dapat dilakukan dengan melarutkan serbuk indikator alami ke dalam pelarut yang cocok misalnya dilarutkan dengan akuades. Setelah serbuk dilarutkan dapat digunakan sebagai indikator titrasi asam basa. Hal ini dapat dilihat pada gambar 4.Ekstrak Bunga Mawar MerahEkstrak Bunga Rosela

Ekstrak Bunga SepatuEkstrak Kubis Ungu

Gambar 4. Warna larutan pada Kondisi Asam dan Basa untuk Serbuk Indikator yang dilarutkan (Pruetong, S., et al, 2009)Berdasarkan gambar 3 menunjukkan bahwa indikator alami dapat dipreparasi dalam bentuk serbuk dan pada penggunaannya dapat dilakukan dengan melarutkan indikator tersebut sehingga terbentuk larutan yang homogen. Indikator ini cukup menunjukkan perubahan warna yang mencolok pada kondisi asam dan basa sehingga dapat digunakan sebagai indikator alami titrasi asam basa.

KESIMPULANIndikator alami titrasi asam basa dapat diperoleh dengan cara ekstraksi senyawa dari tumbuh-tumbuhan penghasil zat warna. Senyawa-senyawa zat warna alami antara lain antosianin, betalain, biksin dan brasilin. Preparasi dan ekstraksi zat warna alami mempengaruhi karakter zat warna tersebut. Berdasarkan hasil kajian ini diperoleh bahwa preparasi indikator alami dapat dibuat dalam bentuk larutan yang diesktrak dengan pelarut yang tepat dan digunakan dalam bentuk larutan, kertas pH dan serbuk. Indikator alami dalam bentuk kertas pH dan serbuk dapat digunakan relatif lebih lama daripada indikator alami dalam bentuk larutan.

DAFTAR PUSTAKACandra Ajityas Anggit Saputra, (2010), Karakterisasi Trayek ph dan Spektruk Absorpsi Ekstrak Kubis Ungu Kering (Brassica oleracea) sebagai Indikator Alami Titrasi Asam Basa, Laporan Penelitian, FMIPA UNY: YogyakartaChigurupati, N., Saiki, L., Geyser, C., Dash, K.A., (2002), Evaluation of Red Cabbage Dye as A Potential Natural Color for Pharmaceutical use, International of Journal Pharmaceutical 2002 July 25; 241(2): 293-299Diyar Salahudin Ali, (2009), Identification of an Anthocyanin Compound from Strawberry Fruits then Using as An Indicator in Volumetric Analysis, Journal of Family Medicine, Vol 7 Issue 7Kellar, (1999), Brazili, [online] www.Kellar.UPMC.EDU, diakses tanggal 10 Mei 2012Pruetong, S., Saijeen, S., Thongfak, K., (2009), Study and Processing of Plant Extracts for Use as pH Indicators, International Conference on the Role of Universities in Hands-On Education Rajamangala University of Technology Lanna, Chiang-Mai, Thailand 23-29 August 2009Regina Tutik Padmaningrum dan Das Salirawati, (2007), Pengembangan Prosedur Penentuan Kadar Asam Cuka secara Titrasi Asam Basa dengan Berbagai Indikator Alami(Sebagai Alternatif Praktikum Titrasi Asam Basa di SMA, Laporan Penelitian, FMIPA UNY: YogyakartaSamun, (2008), Koefisien Transfer Massa Volumetriks Ekstraksi Zat Warna Alami dari Rimpang Kunit (kurkuminoid) di dalam Tanki Berpengaduk, Jurnal Ekuilibrium Vol. 7 No. 1 Januari 2008: 17-21Sanusi, (1993), Isolasi dan Identifikasi Zat Warna dari Caesalpinia Lignum, Majalah Kimia Balai Industri Ujung Pandang : Ujung PandangSiti Marwati, (2010), Aplikasi Beberapa Bunga Berwarna sebagai Indikator Alami Titrasi Asam Basa, Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA FMIPA UNY, 15 Mei 2010 Siti Marwati, (2011), Kestabilan warna Ekstrak Kubis Ungu (Brassica oleracea) sebagai Indikator Alami Titrasi Asam Basa, Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA FMIPA UNY, 11 Mei 2011

Sudarshan, S., Bothara, S.B., Sangeeta,S., Roshan, P., Naveen, M., (2010), Pharmaceutical Character of Flower as Natural Indicator: Acid-Base, A Journal The Pharma Research Vol 4: 83-90Yusraini Dian Inayati Siregar dan Nurlela, (2010), Ekstraksi dan Uji Stabilitas Warna Bunga Sepatu (Hibiscus rosasinencis) dan Bunga Rosela (Hibiscus sabdarifa), Jurnal valensi vol 2 No. 3 (2011)

kstraksi dan Uji Stabilitas Zat Warna Alami dari Bunga Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L) dan Bunga Rosela (Hibiscus sabdariffa L)Yusraini Dian Inayati Siregar, Nurlela Nurlela

Yusraini Dian Inayati Siregar, Nurlela Nurlela, Jurnal valensi vol 2 No. 3 (2011)

THE PHARMA RESEARCH, A JOURNAL The Pharma Research (T. Ph. Res.), (2010), 4; 83-90. Copyright 2009 by Sudarshan Publication Published on- 15 Dec 2010 Sudarshan Institute of Technical Education Pvt. Ltd. Original Article ISSN 0975-8216 PRELIMINARY PHARMACEUTICAL CHARACTERIZATION OF FLOWERS AS NATURAL INDICATOR: ACID-BASE INDICATOR SINGH SUDARSHAN 1*, BOTHARA S. B.2, SINGH SANGEETA 3, PATEL ROSHAN 4, MAHOBIA NAVEEN4

EKSTRAKSI DAN UJI KESTABILAN ZAT WARNA BETASIANIN DARI KULIT BUAH NAGA (Hylocereus polyrhizus) SERTA APLIKASINYA SEBAGAI PEWARNA ALAMI PANGANBestari Pranutikagne, Erza (2009) EKSTRAKSI DAN UJI KESTABILAN ZAT WARNA BETASIANIN DARI KULIT BUAH NAGA (Hylocereus polyrhizus) SERTA APLIKASINYA SEBAGAI PEWARNA ALAMI PANGAN. In: Seminar Tugas Akhir S1 Jurusan Kimia FMIPA UNDIP , Jurusan Kimia UNDIP. (Unpublished)

K-6K-7