laporan atsiri
TRANSCRIPT
Laporan Praktikum Hari/Tanggal : Kamis,22&29 April,6 Mei 2010
Teknologi Minyak Atsiri Pukul : 12.30-15.00 WIB
dan Fitofarmaka Dosen : Semangat Ketaren
Asisten :
1. Shanty Raharjo P (F34060865)
2. Amalia Widyasari (F34062201)
3. Syelly Fathiyah (F34062826)
4. Nurul Pustikasari (F34061564)
EKSTRAKSI KAFEIN DAN ANALISA DENGAN KROMATOGRAFI
Oleh:
N. Widi Kusumaningtyas F34070005
Eny Rohmayani F34070022
Alisia Rahmaisni F34070034
2010
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kopi, teh, coklat dan biji kola merupakan komoditi pangan yang sering
dikonsumsi dalam kehidupan sehari-hari. Tanpa kita sadari di dalam komoditi
tersebut terdapat kandungan kafein yang dapat berpengaruh terhadap kesehatan
manusia. Kafein adalah obat yang secara natural diproduksi oleh daun dan benih
pada beberapa jenis tanaman. Kafein juga bisa diproduksi dengan sengaja dan
ditambahkan pada bahan-bahan makanan. Kafein biasanya aman dikonsumsi
dalam jumlah yang tidak berlebihan.
Para remaja banyak mengkonsumsi kafein dalam minuman bersoda pada
keseharian mereka. Berdasarkan penelitian para ahli menyarankan 200-300
miligram 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, perasaan terganggu atau sakit kepala
jika ia tiba-tiba berhenti mengkonsumsi kafein.
Kafein bukan hanya memberikan dampak negative jika dikonsumsi secara
berlebihan tetapi juga dapat memberikan manfaat. Berdasarkan penelitian para
ahli Kanada, kafein memiliki beberapa manfaat antara lain dapat meningkatkan
produksi hormone insulin dalam tubuh. Selain itu, didalam kafein juga dapat
meningkatkan proses pembakaran kalori sehingga dapat digunakan dalam diet.
B. Tujuan
Setelah praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat mengetahui proses
ekstraksi kafein dan melakukan analisa minyak atsiri dengan menggunakan
metode kromatografi lapis tipis dan gas kromatografi.
II. METODOLOGI
A. ALAT DAN BAHAN
1) Ekstraksi kafein
Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum ekstraksi kafein ini
adalah kopi, teh, dan kloroform. Sedangkan alat yang digunakan adalah statif,
kolom kaca, gelas Erlenmeyer, rotary evaporator, dan gelas ukur.
2) Analisis dengan kromatografi
Bahan-bahan yang digunakan antara lain minyak atsiri (yang dalam
hal ini diganti menjadi sampel kopi dan teh dari berbagai jenis), heksan, etil
asetat, vanillin sulfat, etanol, plat silica gel G-60-F254 dengan tebal 0,25 mm,
dan asam sulfat. Sedangkan peralatan yang digunakan antara lain pipa kapiler,
chamber, sprayer, dan lampu UV.
B. CARA KERJA
1) Ekstraksi kafein
Pertama-tama disiapkan alat ekstraksi yang berupa alat maserasi. Lalu
dilakukan penyusunan alat-alat yang terdiri dari kapas, sampel, dan kertas
saring di dalam kolom kaca. Pada bagian dasar kolom kaca diletakkan kapas
yang dipadatkan untuk mencegah sampel turun ke bawah. Lalu kapas tadi
dilapisi dengan kertas saring, baru kemudian dituangkan sampel yang telah
dihaluskan sebanyak 20 gram (atau disesuaikan dengan besarnya kolom).
Barulah dituangakan kloroform hingga semua bagian dalam kolom kaca
terendam. Sebelum dituangkan, selang di bagian bawah kolom diatur agar
menghasilkan tetesan sesuai dengan yang diinginkan. Kecepatan alirnya diatur
sebesar 60 tetes/menit. Cairan hasil ekstraksi yang keluar dari selang
ditampung dalam gelas erlenmeyer lalu dipindahkan ke dalam labu yang
sudah ditimbang bobotnya, setelah diperoleh hasil ekstraksi sebanyak 60 mL.
Kemudian hasil ekstraksi tersebut dievaporasikan dengan rotary evaporator.
Lalu diukur rendemennya, dan disimpan untuk kebutuhan analisis komponen
kafein.
2) Analisis dengan kromatografi
Sebanyak 1 tetes sampel yang akan dianalisis (teh ataupun kopi)
diteteskan di atas plat silika gel, diusahakan agar posisi tetesannya di atas
larutan pengelusi. Lalu plat silika gel tersebut diletakkan dalam chamber yang
telah diisi dengan larutan eluent, yaitu pelarut heksan : etil asetat (95:5)
hingga larutan membasahi plat ± 1,5 cm dari tepi atas plat. Namun
sebelumnya pada bagian tepian kertas diberi tanda dengan menggunakan
pensil. Kemudian keberadaan spot dideteksi dengan menggunakan lampu
sinar UV dan kemudian plat tadi disemprotkan dengan larutan pembangkit
warna, yaitu vanilin sulfat : asam sulfat pekat dengan perbandingan 1: 4.
Selanjutnya diukur jarak yang terbentuk pada masing-masing spot dengan
rumus:
Rf = Jarak Spot : Jarak pelarut
III.HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengamatan
Terlampir
B. Pembahasan
1. Ekstraksi kafein
Kafein, ialah senyawa alkaloid xantina berbentuk kristal dan berasa pahit
yang bekerja sebagai obat perangsang psikoaktif dan diuretik ringan. Kafein
ditemukan oleh seorang kimiawan Jerman, Friedrich Ferdinand Runge, pada
tahun 1819. Ia menciptakan istilah "kafein" untuk merujuk pada senyawa kimia
pada kopi. Kafein juga disebut guaranina ketika ditemukan pada guarana, mateina
ketika ditemukan pada mate, dan teina ketika ditemukan pada teh (Anonim,2004).
Kafein pada hakekatnya sejenis obat yang secara natural diproduksi oleh daun dan
benih pada beberapa jenis tanaman. Kafein juga bisa diproduksi dengan sengaja
dan ditambahkan pada bahan-bahan makanan. Kafein dimasukkan kategori obat
karena memberikan rangsangan pusat sistem saraf yang meningkatkan stamina.
Kafein menyumbangkan energi sementara pada individu yang mengkonsumsinya
dan juga menghilangkan rasa tidak nyaman.
Gambar. Struktur Kafein
Pada hakekatnya cafein termasuk pada golongan Xantin. Di dalam
golongan Xantin ini terdapat beberapa jenis senyawa lainnya antara lain theofilin,
theobromin serta paraxhantin. Kafein ini terdapat pada beberapa sumber bahan
alami, antara lain biji kopi, dau teh, biji kola dan biji mete serta pada coklat.
Gambar. Metabolisme Kafein
Kafein (caffeine) yang dikandung dalam teh adalah sekitar 7,6% dari
berat kering. Jumlah kafein dalam takaran satu cangkir teh (sekitar 200 ml) adalah
sebesar 50 mg atau sekitar 40% dari setengah cangkir yang sama jika kita
menyeduh kopi. Kandungan kafein pada teh ini lebih rendah disebabkan karena
formasinya yang begitu kompleks yang tergabung dalam polyphenol teh, sehingga
efek perangsang yang ditimbulkannya juga lebih ringan. Efek rangsangan yang
ringan ini membantu untuk meningkatkan daya konsentrasi dan kewaspadaan.
Menurut Canada's Food Guides to Healthy Eating, tingkat kafein dalam teh
tersebut dapat dikatakan memiliki efek positif. Kebanyakan orang bisa minum teh
hingga 10 atau 12 cangkir per hari dan masih pada batas maksimum kafein yang
dianjurkan. Jumlah kafein yang masih layak dikonsumsi tersebut tidak hanya
karena kebutuhan tubuh manusia saat respirasi tetapi juga meningkatkan kapasitas
otot tetapi tidak meningkatkan tekanan darah. Hal tersebut juga berguna untuk
meningkatkan kewaspadaan mental dan pelepas kepenatan (Rumah teh,2009).
Secangkir kopi biasa, yang ampasnya diendapkan, mengandung 25
miligram–30 miligram kafein. Adapun kopi instan setiap cangkirnya mengandung
kafein lebih tinggi, yaitu 60 miligram-80 miligram. Kandungan kafein paling
tinggi ditemukan pada kopi biasa yang tidak diendapkan, yakni 120 miligram per
cangkirnya. Kopi akan mengganggu kesehatan apabila kandungan kafein yang
dikonsumsi per hari lebih dari 500 miligram, atau sekitar 5 gelas kopi instan.
Sebuah penelitian menyebut, konsumsi kafein 600 miligram per hari, atau setara
lima sampai e nam cangkir kopi, bisa menyebabkan kecanduan dan gangguan
kesehatan. isi kafein secangkir kopi rata-rata sekitar 75 mg, namun sangat berbeda
menurut ukuran cangkir, metode persiapan, dan jumlah kopi yang digunakan.
Secara umum, cangkir dibuat dari kopi instan mengandung lebih sedikit kafein
(rata-rata 65 mg) dan cangkir yang disiapkan oleh metode tetes mengandung lebih
banyak kafein (rata-rata 110 mg) (Christensen,2010).
Kafeina juga terkandung dalam sejumlah minuman ringan seperti kola.
Minuman ringan biasanya mengandung sekitar 10 sampai 50 miligram kafeina per
sajian. Kafeina pada minuman jenis ini berasal dapat berasal dari bahan ramuan
minuman itu sendiri ataunya dari bahan aditif yang didapatkan dari proses
dekafeinasi. Guarana, bahan utama pembuatan minuman energi, mengandung
sejumlah besar kafeina dengan jumlah teobromina dan teofilina yang kecil.
(Anonim,2004)
Coklat yang didapatkan dari biji kakao mengandung sejumlah kecil
kafeina. Efek rangsangan yang dihasilkan oleh coklat berasal dari efek kombinasi
teobromina, teofilina, dan kafeina. Coklat mengandung jumlah kafeina yang
sangat sedikit untuk mengakibatkan rangsangan yang setara dengan kopi. 28 g
sajian coklat susu batangan mengandung kadar kafeina yang setara dengan
secangkir kopi yang didekafeinasi. Menurut Tim Hortons Research and
Development (2008), kandungan tiap jenis bahan itu berbeda-beda. Kandungan
tiap jenis bahan dapat dilihat pada table di bawah ini :
Jenis bahan Kandungan
kafein (mg)
Kopi ukuran kecil 80
Kopi ukuran medium 100
Kopi ukuran large 140
Kopi ukuran ekstra large 200
Decaffeinated kopi kecil 5
Decaffeinated kopi medium 6
Decaffeinated kopi large 9
Decaffeinated kopi ekstra large 12
Orange pekoe Tea 40
Honey lemon tea 0
Apple cinnamon tea 0
Chamomile tea 0
Peppermint tea 0
Lemon iced tea 20
Citrus green iced tea 40
Maserasi merupakan metode ekstraksi tradisional. Bahan direndam dalam
tangki maserasi selama periode waktu tertentu dengan menggunakan pelarut
organik. Pelarut organik yang paling sering digunakan adalah etanol karena
merupakan pelarut yang paling baik unntuk mengekstrak bahan-bahan alami yang
komponen terbesarnya berupa senyawa-senyawa polar (Purseglove et al., 1981).
Maserasi termasuk salah satu cara mengekstraksi minyak atsiri dari
tanaman yaitu dengan menggunakan pelarut tertentu tanpa adanya perlakuan
panas. Dalam praktikum ini, digunakan pelarut kloroform yang termasuk pelarut
organik untuk mengekstrak minyak atsiri dari kopi dan teh.
Sebelum melakukan perendaman bahan dalam pelarut, dilaksanakan
persiapan peralatan maserasi. Setelah peralatan siap, lalu dilakukan perlakuan
tertentu terhadap alat dan bahan agar bahan dapat terendam kloroform dan
diperoleh aliran kloroform serta larutan ekstrak yang stabil yaitu 60 tetes/menit.
Hal ini dilakukan agar dapat diperoleh hasil ekstraksi yang optimal. Selanjutnya,
larutan ekstrak yang masih mengandung kloroform dimasukkan ke dalam rotary
evaporator untuk menguapkan kloroform tersebut dan diperoleh minyak atsiri dari
bahan.
Pada praktikum ini digunakan satu macam pelarut yaitu, alkohol
kloroform yang bersifat semi polar. Bahan yang digunakan juga ada 2 yaitu kopi
(kopi kapal api dan kopi giling) dan teh (teh bendera). Pada pengujian dengan
menggunakan pelarut klorofrom, kopi dan teh masing-masing menghasilkan
rendemen 32,05% dan 23,5%; 12,3%. Kopi menghasilkan rendemen yang lebih
tinggi dibandingkan teh, atau dapat dikatakan bahwa kopi memiliki kandungan
minyak atsiri yang lebih tinggi dibandingkan teh (dapat dilihat berdasarkan grafik
pada lembar lampiran). Kemudian, berasarkan hasil pengujian dan grafik dapat
diketahui pula kadar kafein pada kopi dan teh, masing-masing antara lain 6,41
gram dan 4,7 gram; 2,46 gram. Kadar kafein tertinggi dihasilkan oleh kopi.
Sehingga dapat dikatakan bahwa kadar kafein mempengaruhi rendemen suatu
bahan, semakin tinggi kadar kafein maka rendemen yang dihasilkan akan semakin
besar pula.
Pada pengujian ini terdapat kejanggalan data. Bahan yang diuji oleh
kelompok 2 dan kelompok 4 adalah teh yang sama yaitu teh bendera. Namun, hasil
rendemen dari kelompok 2 dengan kelompok 4 berbeda. Kelompok 2
menghasilkan rendemen 23,5% sedangkan kelompok 4 menghasilkan rendemen
sebesar 12,3%. Hal ini mungkin disebabkan karena kesalahan mahasiswa dalam
melakukan proses ekstraksi (kesalahan prosedur atau human error seperti terlalu
lama botol hasil ekstrak dibiarkan terbuka sehingga menguap).
2. Analisis dengan kromatografi
Kromatografi adalah suatu istilah umum yang digunakan untuk
bermacam-macam teknik pemisahan yang didasarkan atas partisi sampel diantara
suatu fasa gerak yang bisa berupa gas ataupun cair dan fasa diam yang juga bisa
berupa cairan ataupun suatu padatan. Fasa diam akan menahan komponen
campuran sedangkan fasa gerak akan melarutkan zat komponen campuran.
Komponen yang mudah tertahan pada fasa diam akan tertinggal. Sedangkan
komponen yang mudah larut dalam fasa gerak akan bergerak lebih cepat.
Ada beberapa jenis kromatografi, yaitu:
1) Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)
Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) atau High Pressure Liquid
Chromatography (HPLC) merupakan salah satu metode kimia dan
fisikokimia. KCKT termasuk metode analisis terbaru yaitu suatu teknik
kromatografi dengan fasa gerak cairan dan fasa diam cairan atau padat.
Banyak kelebihan metode ini jika dibandingkan dengan metode lainnya,
antara lain:
• mampu memisahkan molekul-molekul dari suatu campuran
• mudah melaksanakannya
• kecepatan analisis dan kepekaan yang tinggi
• dapat dihindari terjadinya dekomposisi / kerusakan bahan yang
dianalisis
• Resolusi yang baik
• dapat digunakan bermacam-macam detektor
• Kolom dapat digunakan kembali
• mudah melakukan "sample recovery”
(Sumber: Johnson dan Stevenson, 1978).
KOMPONEN-KOMPONEN KCKT
Komponen-komponen penting dari KCKT dapat dilihat pada gambar d bawah
ini:
Gambar komponen-komponen KCKT atau HPLC (Sumber: Lindsay, 1992 )
- Pompa (Pump)
Fase gerak dalam KCKT adalah suatu cairan yang bergerak melalui kolom.
Ada dua tipe pompa yang digunakan, yaitu kinerja konstan (constant
pressure) dan pemindahan konstan (constant displacement). Pemindahan
konstan dapat dibagi menjadi dua, yaitu: pompa reciprocating dan pompa
syringe. Pompa reciprocating menghasilkan suatu aliran yang berdenyut
teratur (pulsating), oleh karena itu membutuhkan peredam pulsa atau peredam
elektronik untuk, menghasilkan garis dasar (base line) detektor yang stabil,
bila detektor sensitif terhadapan aliran. Keuntungan utamanya ialah ukuran
reservoir tidak terbatas. Pompa syringe memberikan aliran yang tidak
berdenyut, tetapi reservoirnya terbatas.
- Injektor (injector)
Sampel yang akan dimasukkan ke bagian ujung kolom, harus dengan
disturbansi yang minimum dari material kolom. Ada dua model umum :
a. Stopped Flow
b. Solvent Flowing
Ada tiga tipe dasar injektor yang dapat digunakan :
a. Stop-Flow: Aliran dihentikan, injeksi dilakukan pada kinerja atmosfir,
sistem tertutup, dan aliran dilanjutkan lagi. Teknik ini bisa digunakan karena
difusi di dalam cairan kecil clan resolusi tidak dipengaruhi.
b. Septum: Septum yang digunakan pada KCKT sama dengan yang digunakan
pada Kromtografi Gas. Injektor ini dapat digunakan pada kinerja sampai 60 -
70 atmosfir. Tetapi septum ini tidak tahan dengan semua pelarut-pelarut
kromatografi Cair. Partikel kecil dari septum yang terkoyak (akibat jarum
injektor) dapat menyebabkan penyumbatan.
c. Loop Valve: Tipe injektor ini umumnya digunakan untuk menginjeksi
volume lebih besar dari 10 μ dan dilakukan dengan cara automatis (dengan
menggunakan adaptor yang sesuai, volume yang lebih kecil dapat diinjeksifan
secara manual). Pada posisi LOAD, sampel diisi kedalam loop pada kinerja
atmosfir, bila valve difungsikan, maka sampel akan masuK ke dalam kolom.
- Kolom (Column)
Kolom adalah jantung kromatografi. Berhasil atau gagalnya suatu analisis
tergantung pada pemilihan kolom dan kondisi percobaan yang sesuai. Kolom
dapat dibagi menjadi dua kelompok :
a. Kolom analitik : Diameter dalam 2 -6 mm. Panjang kolom tergantung pada
jenis material pengisi kolom. Untuk kemasan pellicular, panjang yang
digunakan adalah 50 -100 cm. Untuk kemasan poros mikropartikulat, 10 -30
cm. Dewasa ini ada yang 5 cm.
b. Kolom preparatif: umumnya memiliki diameter 6 mm atau lebih besar dan
panjang kolom 25 -100 cm.
Kolom umumnya dibuat dari stainlesteel dan biasanya dioperasikan pada
temperatur kamar, tetapi bisa juga digunakan temperatur lebih tinggi, terutama
untuk kromatografi penukar ion dan kromatografi eksklusi. Pengepakan
kolom tergantung pada model KCKT yang digunakan (Liquid Solid
Chromatography, LSC; Liquid Liquid Chromatography, LLC; Ion Exchange
Chromatography, IEC, Exclution Chromatography, EC)
- Detektor (Detector) .
Suatu detektor dibutuhkan untuk mendeteksi adanya komponen sampel di
dalam kolom (analisis kualitatif) dan menghitung kadamya (analisis
kuantitatif).Detektor yang baik memiliki sensitifitas yang tinggi, gangguan
(noise) yang rendah, kisar respons linier yang luas, dan memberi respons
untuk semua tipe senyawa. Suatu kepekaan yang rendah terhadap aliran dan
fluktuasi temperatur sangat diinginkan, tetapi tidak selalu dapat diperoleh.
Detektor KCKT yang umum digunakan adalah detektor UV 254 nm. Variabel
panjang gelombang dapat digunakan untuk mendeteksi banyak senyawa
dengan range yang lebih luas. Detektor indeks refraksi juga digunakan secara
luas, terutama pada kromatografi eksklusi, tetapi umumnya kurang sensitif
jika dibandingkan dengan detektor UV. Detektor-detektor lainnya antara lain:
Detektor Fluorometer -Detektor Spektrofotometer Massa
Detektor lonisasi nyala -Detektor Refraksi lndeks
Detektor Elektrokimia -Detektor Reaksi Kimia
2) Kromatografi padatan cair (LSC)
Teknik ini tergantung pada teradsorpsinya zat padat pada adsorben
yang polar seperti silika gel atau alumina. Kromatografi lapisan tipis (TLC)
adalah salah satu bentuk dari LSC. Dalam KCKT kolom dipadati atau dipak
dengan partikel-partikel micro or macro particulate or pellicular (berkulit tipis
37 -44 μ). Sebagian besar dari KCKT sekarang ini dibuat untuk mencapai
partikel-partikel microparticulate lebih kecil dari 20μ. Teknik ini biasanya
digunakan untuk zat padat yang mudah larut dalam pelarut organik dan tidak
terionisasi. Teknik ini terutama sangat kuat untuk pemisahan isomer-isomer.
3) Kromatografi partisi
Teknik ini tergantung pada partisi zat padat diantara dua pelarut yang
tidak dapat bercampur salah satu diantaranya bertindak sebagai fasa diam dan
yang lainnya sebagai fasa gerak. Pada keadaan awal dari kromatografi cair
(LSC), rasa diamnya dibuat dengan cara yang sama seperti pendukung pada
kromatografi gas (GC). Fasa diam (polar atau nonpolar) dilapisi pada suatu
pendukung inert dan dipak kedalam sebuah kolom. Kemudian fasa gerak
dilewatkan melalui kolom. Bentuk kromatografi partisi ini disebut
kromatografi cair cair (LLC)
Untuk memenuhi kebutuhan akan kolom-kolom yang dapat lebih
tahan lama, telah dikembangkan pengepakan fase diam yang berikatan secara
kimia dengan pendukung inert. Bentuk kromatografi partisi ini disebut
kromatografi fase terikat (BPC = Bonded Phase Chromatography). BPC
dengan cepat menjadi salah satu bentuk yang paling populer dari KCKT.
Kromatografi partisi (LLC dan BPC), disebut "fase normal" bila fase diam
lebih polar dari fase gerak dan "fase terbalik" bila fase gerak lebih polar dari
pada fase diam.
4) Kromatografi penukar ion (IEC)
Teknik ini tergantung pada penukaran (adsorpsi) ion-ion di antara fase
gerak dan tempat-tempat berion dari pengepak. Kebanyakan mesin-mesin
berasal dari kopolimer divinilbenzen stiren dimana gugus-gugus fungsinya
telah ditambah. Asam sulfonat dan amin kuarterner merupakan jenis resin
pilihan paling baik untuk digunakan Keduanya, fase terikat dan resin telah
digunakan. Teknik ini digunakan secara luas dalam life sciences dan dikenal
untuk pemisahan asam-asam amino. Teknik ini dapat dipakai untuk keduanya
kation dan anion.
5) Kromatografi eksklusi
Teknik ini unik karena dalam pemisahan didasarkan pada ukuran
molekul dari zat padat. Pengepak adalah suatu gel dengan permukaan
berlubang-lubang sangat kecil (porous) yang inert. Molekul-rnolekul kecil
dapat masuk dalam jaringan dan ditahan dalam fase gerak yang menggenang
(stagnat mobile phase). Molekul- molekul yang lebih besar, tidak dapat masuk
kedalam jaringan dan lewat melalui kolom tanpa ditahan. Kromatografi
eksklusi rnernpunyai banyak nama, yang paling umum disebut permeasi gel
(GPC) dan filtrasi gel. Apapun namanya, mekanismenya tetap sama. Dalam
bidang biologi, Sephadex, suatu Cross-linked dextran gel, telah digunakan
secara luas, hanya pengepak keras dan semi keras (polistiren, silika, glass)
yang digunakan dalam KCKT. Dextran gel lunak tidak dapat menahan kinerja
diatas 1 atau 2 atmosfer. Tenik ini dikembangkan untuk analisis polimer-
polimer dan bahan-bahan biologi, terutama digunakan untuk rnolekul-molekul
kecil.
6) Kromatografi pasangan ion (IPC)
Kromatogtafi pasangan ion sebagai penyesuaian terhadap KCKT
termasuk baru, pemakaian pertama sekali pada pertengahan tahun 1970.
Diterimanya IPC sebagai metode baru KCKT merupakan hasil kerja Schill
dan kawan-kawan dan dari beberapa keuntungan yang unik. Kadang-kadang
IPC disebut juga kromatografi ekstraksi, kromatografi dengan suatu cairan
penukar ion dan paired ion chromatography (PIC). Setiap teknik-teknik ini
mempunyai dasar yang sama.
Popularitas IPC muncul terutama sekali dari keterbatasan IEC dan dari
sukanya menangani sampel-sampel tertentu dengan metode-metode LC
lainnya (seperti senyawa yang sangat polar, senyawa yang terionisasi secara
kompleks dan senyawa basa kuat).
IPC dapat dilaksanakan dalam dua tipe yaitu fase normal dan fase
balik. Fase diam dari rase balik IPC dapat terdiri dari suatu pengepak silika
yang disilanisasi (misalnya C8 atau C18 Bonded Phase) atau dari suatu
pengepak yang diperoleh secara mekanik, fase organik yang tidak dapat
bercampur dengan air seperti 1 pentanol. Fase diam yang dipakai adalah Cs
atau CIS BPC Packing. Fase gerak terdiri dari suatu larutan bufer (ditambah
suatu kosolven organik seperti metanol atau asetonitril untuk pemisahan fase
terikat) dan suatu penambahan ion tanding,yang muatannya berlawanan
dengan molekul sampel (Snyder dan Kirkland, 1979)
Pada saat praktikum, pertama sekali praktikan diberikan materi
mengenai penggunaan HPLC (High Pressure Liquid Chromatography) dan
GC (Gas Chromatography). Hal ini meliputi prinsip dasar dari penggunaan
kedua jenis kromatografi tersebut, sampel apa saja yang dapat dianalisis
dengan menggunakan peralatan tersebut, dan bagian-bagian dar kedua
kromatografi tersebut. Selanjutnya, praktikan mencoba melakukan pemisahan
komponen dari teh dan kopi melalui kromatografi lapis tipis dengan
menggunakan media plat silika gel. Prosedurnya, yaitu pertama-tama sebuah
garis menggunakan pensil digambar dekat bagian bawah lempengan dan
setetes pelarut dari campuran pewarna ditempatkan pada garis itu. Diberikan
penandaan pada garis di lempengan untuk menunjukkan posisi awal dari
tetesan. Jika ini dilakukan menggunakan tinta, pewarna dari tinta akan
bergerak selayaknya kromatogram dibentuk. Atau dapat digambarkan dengan
skema peralatan di bawah ini:
Gambar analisis dengan KLT (Sumber: Johnson dan Stevenson, 1978)
Ketika bercak dari campuran itu mengering, lempengan ditempatkan dalam
sebuah gelas kimia bertutup berisi pelarut dalam jumlah yang tidak terlalu
banyak. Perlu diperhatikan bahwa batas pelarut berada di bawah garis
dimana posisi bercak berada. Alasan untuk menutup gelas kimia (chamber)
adalah untuk meyakinkan bahwa kondisi dalam gelas kimia terjenuhkan
oleh uap dari pelarut. Untuk mendapatkan kondisi ini, dalam gelas kimia
biasanya ditempatkan beberapa kertas saring yang terbasahi oleh pelarut.
Kondisi jenuh dalam gelas kimia (chamber) dengan uap mencegah
penguapan pelarut. Karena pelarut bergerak lambat pada lempengan,
komponen-komponen yang berbeda dari campuran pewarna akan bergerak
pada kecepatan yang berbeda dan akan tampak sebagai perbedaan bercak
warna, seperti yang tampak pada gambar di bawah ini:
Gambar analisis dengan KLT (Sumber: Johnson dan Stevenson, 1978)
PERHITUNGAN NILAI RF
Jika ingin mengetahui bagaimana jumlah perbedaan warna yang telah
terbentuk dari campuran, anda dapat berhenti pada bahasan sebelumnya.
Namun, sering kali pengukuran diperoleh dari lempengan untuk
memudahkan identifikasi senyawa-senyawa yang muncul. Pengukuran ini
berdasarkan pada jarak yang ditempuh oleh pelarut dan jarak yang tempuh
oleh bercak warna masing-masing. Ketika pelarut mendekati bagian atas
lempengan, lempengan dipindahkan dari gelas kimia dan posisi pelarut
ditandai dengan sebuah garis, sebelum mengalami proses penguapan.
Pengukuran berlangsung sebagai berikut:
Gambar plat silica gel yang sudah diberi pembangkit warna (Sumber: Johnson
dan Stevenson, 1978)
Nilai Rf untuk setiap warna dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Rf=jarak yang ditempuh oleh komponen
jarak yang ditempuh oleh pelarut
Dari hasil percobaan didapat jarak spot terbesar ada pada teh bendera
sebesar 8,8 cm dan nilai Rf-nya 0,55. Ini berarti bahwa teh bendera memiliki
berat molekul yang lebih rendah sehingga mudah berpindah. Sedangkan, nilai Rf
yang menunjukkan ukuran kecepatan migrasi suatu senyawa pada kromatogram
dan pada kondisi konstan merupakan besaran karakteristik dan reprodusibel,
memperlihatkan minyak melati bernilai Rf tertinggi. Sedangkan jarak spot
terendah dihasilkan oleh teh cangkir sebesar 2,6 cm dengan nilai Rf-nya 0,16.
Kemudian, berdasarkan hasil pengujian dapat diketahui pula kompoen
yang terkandung dalam teh dan kopi. Sebagian besar kopi dan teh yang diuji
mengandung komponen senyawa kafein dan teofiin. Sedangakan, komponen
senyawa efedrin tidak dimiliki oleh teh dan kopi. Pada teh cangkir menunjukkan
hasil yang berbeda, yaitu tidak mengandung komponen senyawa teofilin.
Sedangkan, pada kopi giling tidak terlihat (tidak didapatkan) hasil pengujian
KLT.
Metode kromatografi gas adalah pemisahan campuran senyawa menjadi
senyawa murninya dan mengetahui kuantitasnya merupakan masalah penting
dari pekerjaan di laboratorium kimia. Untuk itu, kemurnian bahan atau komposisi
campuran dengan kandungan yang berbeda dapat dianalisis dengan benar.
Kontrol kualitas, analisis bahan makanan dan lingkungan, tetapi juga kontrol dan
optimasi reaksi kimia dan proses berdasarkan penentuan analitik dari kuantitas
material. Teknologi yang penting untuk analisis dan pemisahan preparatif pada
campuran bahan adalah kromatografi. Prinsip dasar kromatografi, seperti yang
digunakan saat ini bergantung pada ahli biologi Michael Tswett (1872-1919). Dia
mempublikasikan prosedur yang berhubungan dengan pemisahan dan isolasi
pigment tanaman yang berwarna hijau dan kuning melalui kromatografi adsorbsi.
Ilustrasi tersebut menunjukkan pemisahan kromatografi lapis tipis dari
ektrak daun maple (kiri) dan daun jeruk nipis (kanan). (http://www.oc-
praktikum.de/id/articles/pdf/Chromatography_id.pdf)
Pada praktikum kali ini hanya dijelaskan prinsip kerja dari GC karena bila
dilakukan percobaan akan dibutuhkan waktu yang cukup lama.kromatografi gas
merupakan suatu teknis pemisahan dimana sebagai fase mobile atau fase
bergerak adalah gas. Teknik analisis dengan kromatorafi gas dapat bersifat
analitik dan preparatif. Pemisahan analitik bertujuan untuk identifikasi dan
kuantitatif suatu senyawa dalam campuran. Sedangkan preparative bertujuan
untuk memisahkan dan mengumpulkan satu atau lebih komponen sampel dalam
bentuk murni.
Tekanan uap atau keatsirian memungkinkan komponen menguap dan
bergerak bersama-sama dengan fase gerak yang berupa gas. Pada kromatografi
cair pembatasan yang bersesuaian ialah komponen cairan harus mempunyai
kelarutan yang berarti di dalam fase gerak yang berupa cairan. Di samping itu,
pada GC, senyawa yang tak atsiri dapat diubah menjadi turunan yang lebih atsiri
dan lebih stabil sebelum kromatografi.
Ada beberapa kelebihan kromatografi gas, diantaranya kita dapat
menggunakan kolom lebih panjang untuk menghasilkan efisiensi pemisahan
yang tinggi. Gas dan uap mempunyai viskositas yang rendah, demikian juga
kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat, sehingga analisis
relative cepat dan sensifitasnya tinggi. Fase gas dibandingkan sebagian besar fase
cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat-zat terlarut. Kelemahannya
adalah teknik ini terbatas untuk zat yang mudah menguap.
Pada hasil printout kromatografi, data-data yang bisa dilihat adalah
puncak grafik yang berhubungan dengan jumlah komponen pada sampel daerah
di bawah puncak grafik yang berhubungan dengan jumlah tiap komponen pada
sampel, dan jika informasi tentang standar diperoleh, retention time pada kondisi
tertentu dapat digunakan untuk mengidentifikasi masing-masing komponen.
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Pemisahan komponen minyak atsiri untuk bahan yang mudah rusak
karena pengaruh panas dan uap air dapat dilakukan dengan cara ekstraksi dengan
pelarut (maserasi). Kepolaran pelarut sangat mempngaruhi rendemen yang
dihasilkan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kopi menghasilkan rendemen
yang paling tinggi dibandingkan dengan teh. Dengan kata lain, kopi mengandung
kadar kafein yang paling tinggi juga dibandingkan dengan teh.
Kromatografi merupakan salah satu cara pemisahan komponen-
komponen dalam campuran untuk mengidentifikasi komponen-komponen kimia
dalam campuran tersebut. Hasil pengujian KLT menunjukkan bahwa jarak spot
dan nilai Rf tertinggi dihasilkan oleh teh Bendera. Kemudian, rata-rata kopi dan
teh yang diuji mengandung komponen senyawa kafein dan teofilin.
Metode kromatografi dipakai secara luas untuk pemisahan analitik dan
preparatif. Kromatografi gas merupakan suatu metode instrumental untuk
pemisahan dan pengidentifikasian komponen-komponen kimia. Pada kromatografi
gas, fase mobile adalah gas seperti helium dan fase diam adalah cairan yang
mempunyai titik didih yang tinggi diserap pada padatan.
Adapun saran mengenai praktikum yaitu, dalam melakukan setiap
pengujian analisis kromatografi dan ekstraksi kafein sebaiknya diperhatikan
ketelitian dalam penggunaaan dan pembacaan alat serta teknik-teknik
pengujiannya agar diperoleh data yang benar. Saran untuk praktikum selanjutnya
adalah pengumpulan data dilakukan dengan sistematika yang lebih bagus.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2004. Kafein. [http://okasatria.blogspot.com, 27 Maret 2010]
Anonim. 2010. [http://www.oc-praktikum.de/id/articles/pdf/Chromatography_id.pdf,
27 Maret 2010]
Christensen. 2010. Coffe and Caffeine. Bradsons.Ltd Publisher. Ontario
F. Batmanghelidj, MD. 2009. Air, untuk Menjaga Kesehatan dan Menyembuhkan
Penyakit. PT. Gramedia Pustaka. Jakarta.
Johnson, E. L. and Stevenson, R. (1978). Basic liquid chromatography. California:
Varian.
Lindsay, S. 1992. High performance liquid chrotomagraphy.second edition, John
Wiley & Sons, Chischer, New York, Brisbane, Toronto, Singapore.
Purseglove, J.W., E. G. Brown, C. L. Green and S. R. J. Robbins. 1981. Species Vol.
2. Longman Inc., New York.
Rumah teh. 2009. Kafein dalam Teh. PT. Gramedia Pustaka. Jakarta.
Rumah teh. 2009. Teh Bermanfaat dalam Diet. PT. Gramedia Pustaka. Jakarta
Rumah teh,2009. Teh Mencegah Diabetes. PT. Gramedia Pustaka. Jakarta
Snyder, L. R and Kirkland J.J 1979. Introduction to modern liquid chromatography.
second edition. John Wiley & Sons. Inc NewYork, Chihester, Briebane,
Toronto, Singapore.
Tim Hortons Research and Development. 2008. Caffeine Content. Oakville Publisher.
Kanada
LAMPIRAN