Berisi tentang kesimpulan akhir yang didapat berdasarkan hasil pembahasan dan analisis pada penelitian.
Bab 6. Daftar Pustaka
Berisi tentang literatur-literatur sebagai referensi dalam penulisan tugas akhir ini.
Bab 2 Tinjauan Pustaka
2.1 Prinsip Dasar Korosi
Definisi korosi berdasarkan National Association of Corrosion Engineers (NACE)
International adalah kerusakan atau degradasi sifat-sifat logam yang disebabkan oleh
lingkungan korosif. Korosi pada logam merupakan proses reaksi reduksi dan oksidasi kimia atau elektrokimia yang menyebabkan transfer elektron dari logam ke lingkungan sehingga terjadi perubahan bilangan oksidasi logam dari nol menjadi bermuatan positif.[1] Dari aspek ekonomi, kerugian yang diakibatkan korosi dapat dibagi menjadi dua, kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung berupa biaya penggantian peralatan, dan biaya perlindungan. Kerugian tidak langsung berupa plant shutdown, kehilangan produksi, kontaminasi produk, kontaminasi lingkungan, kehilangan efisiensi, overdesign.
Komponen-komponen yang merupakan syarat terjadinya korosi antara Lain[4]:
1. Adanya katoda, yaitu suatu material yang mengalami reaksi reduksi karena mempunyai potensial yang lebih positif jika diukur dengan perhitungan potensial. Reaksi katodik pada korosi logam antara lain[17]:
a) Reduksi oksigen (asam) : O2 + 4H+ + 2e-
→
2H2O b) Reduksi oksigen (basa) : O2 + 2H2O + 4e-→
4(OH) -c) Evolusi hidrogen (asam) : 2H+ + 2e-→
H2d) Evolusi hidrogen (basa) : 2H2O + 2e-
→
H2 + 2(OH) -e) Deposisi logam : M2+ + 2e-→
Mf) Reduksi ion logam : M3+ + e-
→
M2+2. Adanya anoda, yaitu suatu material yang mengalami reaksi oksidasi dan mengalami kehilangan material (loss material) karena mempunyai potensial yang lebih negatif jika diukur dengan penghitungan potensial. Reaksi anodik pada korosi logam antara lain[5]:
a) Korosi logam : M
→
Mn+ + ne -b) Oksidasi ion ferrous : Fe2+→
Fe3+ + e- c) Evolusi oksigen : 2H2O→
O2 + 4H+ + 4e3. Media elektrolit (elektronik/ionik), sebagai media penghantar arus listrik. 4. Adanya arus listrik antara katoda dan anoda.
Secara umum korosi dapat digolongkan berdasarkan bentuknya, keseragaman, atau keserbanekaannya, baik secara mikroskopis maupun makroskopis. Dua jenis mekanisme utama dari korosi adalah berdasarkan reaksi kimia secara langsung dan reaksi elektrokimia. Korosi dapat terjadi di dalam medium kering dan juga medium basah. Sebagai contoh korosi yang berlangsung didalam medium basah, dapat terjadi secara seragam maupun secara terlokalisasi.[6]
2.2 Jenis-Jenis Korosi
Jenis-jenis korosi dapat diklasifikasikan menurut mekanisme terjadinya korosi, jenis-jenis tersebut antara lain:[1]
1. Korosi Galvanik (Galvanic Corrosion)
Korosi yang terjadi akibat hubungan antara dua logam yang kontak dan terdapat perbedaan potensial antara keduanya yang menimbulkan tegangan listrik, sehingga logam yang satu lebih katodik.
Gambar 2.1 Contoh Korosi Galvanik
2. Korosi Merata (Uniform Corrosion)
Korosi yang terjadi pada permukaan logam akibat pengikisan permukaan logam secara merata sehingga ketebalan logam berkurang sebagai akibat permukaan terkonversi oleh produk karat yang biasanya terjadi pada peralatan-peralatan terbuka, misalnya permukaan luar pipa.
Gambar 2.2 Contoh Korosi Seragam
3. Korosi Antarbutir (Intergranular Corrosion)
Korosi yang terjadi pada baja tahan karat akibat perlakuan pamas atau pengelasan. Pada kondisi tertentu bidang antarmuka butir menjadi sangat reaktif sehingga terjadi korosi setempat.
Gambar 2.3 Contoh Korosi Antarbutir
4. Korosi Retak-Tegang (Stress Corrosion Cracking)
Korosi berbentuk retak-retak yang tidak mudah dilihat, terbentuk dipermukaan logam dan berusaha merambat ke dalam. Ini terjadi pada logam-logam yang banyak mendapat tekanan. Hal ini disebabkan kombinasi dari tegangan tarik dan lingkungan yang korosif sehingga struktur logam melemah.
Gambar 2.4 Contoh Korosi Retak-Tegang
5. Korosi Celah (Crevice Corrosion)
Korosi yang terjadi di sela-sela gasket, sambungan bertindih, sekrup-sekrup atau kelingan yang terbentuk oleh kotoran-kotoran endapan atau timbul dari produk-produk karat. Korosi ini terjadi akibat adanya beda konsentrasi O2 antara daerah celah dan sekitar. Pada bagian celahan (O2 kurang) bersifat anodik.
Gambar 2.5 Contoh Korosi Celah
6. Korosi Sumuran (pitting corrosion)
Korosi yang terjadi akibat adanya sistem anoda pada logam, dimana daerah tersebut terdapat konsentrasi ion Cl- yang tinggi. korosi jenis ini sangat berbahaya karena pada bagian permukaan hanya lubang kecil, sedangkan pada bagian dalamnya terjadi proses korosi membentuk “sumur” yang tidak tampak.
Gambar 2.6 Contoh Korosi Sumuran
7. Korosi Selektif (selective corrosion)
Korosi yang terjadi akibat terlarutnya suatu unsur yang bersifat anodik dari suatu paduan, misalnya dezinfication yang melepaskan seng dari paduan tembaga.
Gambar 2.7 Contoh Korosi Selektif
8. Korosi Erosi (errosion corrosion)
Korosi yang terjadi karena tercegahnya pembentukan film pelindung yang disebabkan oleh kecepatan alir fluida yang tinggi.
Gambar 2.8 Contoh Korosi Erosi
2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Korosi
Laju korosi maksimum yang diizinkan dalam lingkungan normal adalah 1 mpy atau kurang. Umumnya masalah korosi disebabkan oleh air, tetapi ada beberapa faktor selain air yang mempengaruhi laju korosi diantaranya:
1. Faktor Gas Terlarut
a. Oksigen (O2), adanya oksigen yang terlarut akan menyebabkan korosi pada logam seperti laju korosi pada mild steel alloys akan bertambah dengan meningkatnya kandungan oksigen. Kelarutan oksigen dalam air merupakan fungsi dari tekanan, temperatur, dan kandungan klorida. Untuk tekanan 1 atm dan temperatur kamar, kelarutan oksigen adalah 10 ppm dan kelarutannya akan berkurang dengan bertambahnya temperatur dan konsentrasi garam. Sedangkan kandungan oksigen dalam kandungan minyak-air yang dapat menghambat timbulnya korosi adalah 0,05 ppm atau kurang. Reaksi korosi secara umum pada besi karena adanya kelarutan oksigen sebagai berikut:
Reaksi Anoda : Fe → Fe2+
+ 2e -Reaksi Katoda : O2 + 2H2O + 4e- → 4 (OH)
-b. Karbondioksida (CO2), jika karbondioksida dilarutkan dalam air maka akan terbentuk asam karbonat (H2CO2) yang dapat menurunkan pH air dan meningkatkan korosifitas, biasanya bentuk korosinya berupa pitting yang secara umum reaksinya adalah:
CO2 + H2O → H2CO3
Fe + H2CO3 → FeCO3 + H2
FeCO3 merupakan corrosion product yang dikenal sebagai sweet corrosion. 2. Faktor Temperatur
Penambahan temperatur umumnya menambah laju korosi walaupun kenyataannya kelarutan oksigen berkurang dengan meningkatnya temperatur. Apabila metal
pada temperatur yang tidak seragam, maka akan besar kemungkinan terbentuk korosi.
3. Faktor pH
pH netral adalah 7, sedangkan pH < 7 bersifat asam dan korosif, sedangkan untuk pH > 7 bersifat basa juga korosif. Tetapi untuk besi, laju korosi rendah pada pH antara 7 sampai 13. Laju korosi akan meningkat pada pH < 7 dan pada pH > 13. 4. Faktor Bakteri Pereduksi atau Sulfate Reducing Bacteria (SRB)
Adanya bakteri pereduksi sulfat akan mereduksi ion sulfat menjadi gas H2S, yang mana jika gas tersebut kontak dengan besi akan menyebabkan terjadinya korosi. 5. Faktor Padatan Terlarut
a. Klorida (Cl
-), klorida menyerang lapisan mild steel dan lapisan stainless steel. Padatan ini menyebabkan terjadinya pitting, crevice corrosion, dan juga menyebabkan pecahnya alloys atau paduan. Klorida biasanya ditemukan pada campuran minya-air dalam konsentrasi tinggi yang akan menyebabkan proses korosi. Proses korosi juga dapat disebabkan oleh kenaikan konduktivitas larutan garam, dimana larutan garam yang lebih konduktif, laju korosinya juga akan lebih tinggi.
b. Karbonat (CO3), kalsium karbonat sering digunakan sebagai pengontrol korosi dimana film karbonat diendapkan sebagai lapisan pelindung permukaan logam, tetapi dalam produksi minyak hal ini cenderung menimbulkan masalah
scale.
c. Sulfat (SO4), ion sulfat ini biasanya terdapat dalam minyak. Dalam air, ion sulfat juga ditemukan dalam konsentrasi yang cukup tinggi dan bersifat kontaminan, dan oleh bakteri SRB sulfat diubah menjadi sulfida yang korosif.
2.4 Perlindungan Korosi
Korosi merupakan proses alami yang tidak dapat dihindari, tetapi dapat ditanggulangi. Korosi memunculkan kerugian yang banyak untuk industri-industri karena banyaknya proses yang dilakukan sebuah industri dengan menggunakan logam. Untuk menanggulangi masalah tersebut, terdapat beberapa cara yang dapat dilakukan. Pada logam, perlindungan preventif yang umum digunakan antara lain proteksi katodik, coatings, dan inhibitor:[7]
2.4.1 Proteksi Katodik
Proteksi katodik adalah sistem perlindungan permukaan logam dengan cara melakukan arus searah yang memadai ke permukaan logam dan mengkonversikan semua
daerah katodik. Cara pemberian arus searah dalam sistem proteksi katodik ada dua cara, yaitu dengan anoda korban (sacrificial anode) dan arus tanding (impressed current)[8]
Tabel 2.1 Perbandingan Sistem Proteksi Katodik dengan Menggunakan Anoda Korban dan Arus Tanding
Anoda Korban Arus Tanding
Tidak memerlukan sumber daya dari luar Memerlukan sumber daya Luaran arus terbatas Arus dapat divariasikan
Terbatas hanya untuk tahanan rendah
Tidak masalah untuk medium yang bertahanan tinggi
Memerlukan elektrolit Tidak memerlukan elektrolit Biaya instalasi relatif rendah Biaya instalasi relatif tinggi
Persoalan interferensi relatif rendah Dapat menimbulkan masalah interferensi Lingkup proteksi terbatas Dapat memproteksi struktur yang lebih luas
2.4.2 Coating
Salah satu cara pengendalian korosi lainnya adalah dengan cara memberi lapisan perlindungan. Proteksi lapisan yang lazim digunakan pada jaringan pipa adalah pelapisan eksternal, yang sering kali dikombinasi dengan proteksi katodik. Coating biasa diberikan pada seluruh permukaan logam sehingga reaksi antara permukaan logam dengan lingkungan mengalami penghambatan. Lapisan isolator akan menghambat aliran listrik diseluruh permukaan logam yang dilindungi. Secara umum coating dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:
1. Pelapis logam : electroplating, electroless plating, hot-dip galvanizing, pack
cementation, cladding, thermal spraying, dan physical vapor deposition.
2. Pelapis anorganik : anodizing, chromate filming, phospate coating, nitriding, dan lapisan pasif.
3. Pelapis organik : barrier effect, sacrificial effect, dan inhibitor effect.
2.4.3 Inhibitor
Inhibitor kimia adalah suatu zat kimia yang dapat menghambat atau memperlambat suatu reaksi kimia. Secara khusus, inhibitor korosi merupakan suatu zat kimia yang bila ditambahkan kedalam suatu lingkungan tertentu, dapat menurunkan laju penyerangan lingkungan itu terhadap suatu logam. Adapun mekanisme kerjanya dapat dibedakan sebagai berikut:
1. Inhibitor teradsorpsi pada permukaan logam dan membentuk suatu lapisan tipis dengan ketebalan beberapa molekul inhibitor. Lapisan ini tidak dapat dilihat oleh mata biasa, namun dapat menghambat penyerangan lingkungan terhadap logamnya.
2. Melalui pengaruh lingkungan (misal pH) menyebabkan inhibitor dapat mengendap dan selanjutnya teradsorpsi pada permukaan logam serta melindungi terhadap korosi. Endapan yang terjadi cukup banyak, sehingga lapisan yang terjadi dapat teramati oleh mata.
3. Inhibitor lebih dulu mengkorosi logamnya dan menghasilkan suatu zat kimia yang kemudian melalui peristiwa adsorpsi dari produk korosi tersebut membentuk suatu lapisan pasif pada permukaan logam.
4. Inhibitor menghilangkan kontituen yang agresif dari lingkungannya.
Berdasarkan sifat korosi logam secara elektrokimia, inhibitor dapat mempengaruhi polarisasi anodik dan katodik. Bila suatu sel korosi dapat dianggap terdiri dari empat komponen, yaitu : anoda, katoda, elektrolit, dan penghantar elektronik, maka inhibitor korosi memberikan kemungkinan menaikkan polarisasi anodik, atau menaikkan polarisasi katodik atau menaikkan tahanan listrik dari rangkaian melalui pembentukan endapan tipis pada permukaan logam. Mekanisme ini dapat diamati melalui suatu kurva polarisasi yang diperoleh secara eksperimental.
2.5 Klasifikasi Inhibitor
Suatu inhibitor kimia adalah zat kimia yang dapat menghambat atau memperlambat suatu reaksi kimia. Secara khusus, inhibitor merupakan suatu zat kimia yang bila ditambahkan kedalam suatu lingkungan tertentu, dapat menurunkan laju penyerangan lingkungan itu terhadap logam. Inhibitor dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsinya, yaitu:[9]
2.5.1 Inhibitor Anodik
Inhibitor anodik bekerja dengan mengurangi laju korosi suatu logam dengan memperlambat reaksi elektrokimia di anoda melalui pembentukan lapisan pasif di permukaan logam tersebut sehingga logam terlindung dari korosi. Penambahan inhibitor ini menyebabkan perubahan anodik yang sangat besar pada potensial korosi sehingga memaksa logam untuk bergerak ke daerah pasif dan menggeser potensial korosi logam ke nilai yang lebih noble. Terdapat dua jenis inhibitor anodik, yaitu:[9]
a. Oxidizing ion, yang bisa membentuk perlindungan pada logam tanpa membutuhkan oksigen, contohnya inhibitor berbasis nitrat, kromat, dan nitrit.
b. Non-Oxiding ions, yang membentuk lapisan pasif pada permukaan anoda dengan membutuhkan kehadiran oksigen, seperti tungsten, molybdate, phospate.
Inhibitor anodik adalah inhibitor yang paling efektif dan paling banyak digunakan diantara jenis inhibitor yang lain [9]
Gambar 2.9 Diagram Pengaruh Penambahan Inhibitor Anodik pada Material [9]
2.5.2 Inhibitor Katodik
Inhibitor yang menurunkan laju korosi dengan cara menghambat salah satu tahap pada proses katodik, seperti pembebasan ion-ion hidrogen dan penangkapan oksigen. Inhibitor ini juga membentuk presipitat di daerah katoda yang dapat meningkatkan impedansi permukaan sekaligus membatasi difusi pereduksi untuk melindungi logam. Terdapat tiga jenis inhibitor katodik, yaitu:[9]
1. Racun katoda, yang dapat menghambat reaksi evolusi hidrogen. Contohnya antara lain sulfida, selenida, arsenat, bismunat, dan antimonat.
2. Presipitat katoda, yang dapat mengendap membentuk oksida sebagai lapisan pelindung pada logam. Contohnya antara lain kalsium, seng, dan magnesium.
3. Oxygen scavengers, yang dapat mengikat oksigen terlarut sehingga mencegah reaksi reduksi oksigen pada katoda. Contohnya antara lain hidrazin, natrium sulfit, dan hidroksil amin HCl.
Gambar 2.10 Diagram Pengaruh Penambahan Inhibitor Katodik pada Material [9]
2.5.3 Inhibitor Teradsorpsi
Merupakan jenis inhibitor senyawa-senyawa organik. Inhibitor teradsorpsi yaitu inhibitor yang menggunakan laju korosi dengan cara mengisolasi permukaan logam dari lingkungan yang korosif melalui pembentukan film teradsorpsi. Adsorpsi yang terjadi diakibatkan dari sifat muatan atau kepolaran molekul organik atau spesi ionik yang membentuk film permukaan.
2.5.4 Inhibitor Presipitasi
Inhibitor yang memiliki sifat dapat membentuk presipitat di permukaan logam. Contohnya yaitu silika dan fosfat. Natrium silikat dapat digunakan sebagai water softeners untuk mencegah terjadinya rust water. Selain itu, fosfat membutuhkan oksigen untuk meningkatkan efektivitas kerjanya. Inhibitor jenis ini juga membutuhkan oksigen untuk mendapatkan reaksi inhibisi yang baik.
2.5.5 Vollatile Corrosion Inhibitors
Inhibitor yang bekerja pada ruangan tertutup dengan cara meniupkan dari tempat inhibitor diuapkan menuju ke lingkungan yang korosif. Setelah menyentuh permukaan logam yang akan dilindungi akan terkondensasi menjadi garamnya dan memberikan ion yang bisa melindungi logam dari korosi. Kemampuan dan efektifitas dari inhibitor jenis ini tergantung dari kemampuan menguap campuran inhibitor tersebut. Inhibitor jenis ini yang sering digunakan yaitu morpholine dan hydrazine pada boiler. Senyawa ini dialirkan sebagai uap untuk mencegah korosi pada condensor tubes untuk menetralkan suasana asam dan
menggeser pH ke suasana yang tidak terlalu asam.[9]
2.6 Pengaruh pH Terhadap Korosi Baja
Pada Diagram Pourbaix, (Gambar 2.11) yang mempengaruhi proses korosi baja yaitu potensial (volt) dan pH. Dari diagram Pourbaix, dapat dilihat jika semakin rendah nilai pH (pH ˂ 4) maka kemungkinan logam tersebut mengalami korosi karena logam tersebut akan terurai menjadi ion-ion logam pada lingkungan asam, selain dipengaruhi oleh nilai pH juga dapat dipengaruhi oleh nilai potensial dari logam. Sedangkan pada pH diantara 4-10, laju korosi logam tergantung dari cepat atau lambatnya difusi oksigen ke permukaan logam bukan tergantung dari nilai pH. Pada daerah basa (pH >10), laju korosi akan berkurang karena pada permukaan baja terbentuk lapisan pasif.[8]
Gambar 2.11 Diagram Pourbaix[10]
Pada Diagram Pourbaix diatas, terdiri dari tiga bagian, yaitu:
1. Daerah imun, yaitu daerah dimana logam Fe tetap murni logam dan tidak teroksidasi (pada bagian yang berwarna abu-abu).
2. Daerah aktif, yaitu daerah dimana logam Fe akan membentuk ion-ion logam yang terlarut dalam larutan elektrolit (pada bagian yang berwarna putih).
3. Daerah pasif, yaitu daerah dimana logam Fe akan terkorosi secara lambat karena pada permuakaan logam terbentuk lapisan pasif yang akan menghambat laju korosi (pada bagian yang berwarna jingga dan hitam).
2.7 Penelitian Tentang Green Inhibitor
Pelindung yang dapat digunakan untuk memproteksi baja dalam industri yaitu zat pelambat korosi. Zat pelambat korosi atau biasa disebut sebagai inhibitor merupakan senyawa
yang jika ditambahkan dalam jumlah kecil pada suatu sistem korosi dpaat meminimalkan laju korosi pada konsentrasi tertentu tanpa merubah konsentrasi media korosif secara signifikan (Escalante. 1990 dan Uhlig. 2004) dan prosesnya disebut dengan inhibisi.[10]
Inhibitor pada korosi logam terdapat dua jenis, yaitu anorganik dan organik. Senyawa anorganik, seperti fosfat, kromat, dikromat, silikat, borat, tungstat, molibdat, dan arsenat digunakan sebagai inhibitor pada korosi logam. inhibitor anorganik bersifat sebagai inhibitor anodik karena memiliki gugus aktif, yaitu anion negatif yang berguna untuk mengurangi korosi (Wiston. 2000), tetapi mempunyai kelemahan utama yaitu bersifat toksik (Ameer. 2000). Selanjutnya inhibitor dari senyawa organik, yang digunakan sebagai inhibitor organik yaitu senyawa heterosiklik yang mengandung atom nitrogen, sulfur, atau oksigen yang mempunyai pasangan elektron bebas. Inhibitor organik berperan sebagai inhibitor anodik dan katodik karena inhibitor ini dapat menginhibisi reaksi anodik maupun katodik (Stupnisek-Lisac dkk. 2002) sehingga akan terjadi penurunan laju korosi yang ditandai dengan melambatnya reaksi anodik, reaksi katodik, atau bahkan kedua reaksi tersebut (Agrawal dkk. 2004).
Inhibitor organik dikalsifikasikan dalam dua jenis, yaitu sintetik dan alami. Inhibitor sintetik seringkali digunakan dalam menghambat laju korosi logam, namun inhibitor ini selain mahal juga ternyata berbahaya bagi manusia dan lingkungan karena bersifat toksik. Oleh karena itu, dikembangkan green inhibitor (inhibitor yang ramah lingkungan) yang bersifat nontoksik, murah, sudah tersedia di alam, mudah diperbaharui, dan tidak merusak lingkungan (El-Etre. 2000; El-Etre dan Abdallah. 2000). Green inhibitor ini berasal dari tumbuh-tumbuhan atau biji-bijian. Tumbuh-tumbuhan yang digunakan biasanya yang mengandung tannin, asam-asam organik maupun asam-asam amino, dan alkaloid yang diketahui mempunyai kemampuan menghambat korosi (Oguzie. 2007). Green inhibitor dari tumbuhan yang sering digunakan biasanya berbentuk ekstrak. Bentuk ekstrak mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya mudah didapatkan dari bagian-bagian tanaman seperti biji, kulit, dan batang. Selain itu juga, di dalam ekstrak selalu terkandung lebih dari satu produk organik sehingga akan memperkuat inhibisi korosi (El-Rosary dkk. 1972).
Ekstrak bahan alam, seperti daun, batang, dan lain-lain mempunyai aktivitas untuk menghambat korosi karena mempunyai kandungan senyawa heterosiklik seperti alkaloid, flavanoid, nikotin, hidrazin, alanin, quinolin, anilin, piridin, amina, dan lain-lain (Reynolds. 1994). Sedangkan pada ekstrak biji-bijian terdapat kandungan asam lemak yang dapat menghambat laju korosi logam. Inhibitor ekstrak bahan alam secara umum dapat diperoleh dengan cara ekstraksi, pressing, dan leaching.
Begitu juga dengan ekstrak ubi ungu. Jenis senyawa yang terdapat dari hasil ekstrak ubi ungu menjadikannya sebagai salah satu inhibitor organik untuk menghambat laju korosi. Senyawa-senyawa tersebut antara lain asam fenolat (kandungan sekitar 0.14-0.51 mg/g berat segar), tokoferol, beta karoten, dan antosianin (kandungan sekitar 0,4 – 0,6 mg/g berat segar)[Nur Hidayat]. Sedangkan ubi ungu yang akan digunakan dalam penelitian ini merupakan hasil ekstrak dan mengandung antosianin sebesar 0.6 gr/ml.
2.7.1 Antosianin
Antosianin adalah zat warna alami yang bersifat sebagai antioksidan yang terdapat dalam tumbuh-tumbuhan. Lebih dari 300 struktur antosianin yang ditemukan telah diidentifikasi secara alami[11]. Antosianin merupakan pigmen dari kelompok flavanoid yang larut dalam air, berwarna merah sampai biru, dan tersebar luas pada tanaman. Terutama terdapat pada buah dan bunga, kadar antosianin cukup tinggi terdapat pada berbagai tumbuh-tumbuhan seperti bilberries (vaccinium myrtillus L), minuman anggur merah (red wine), dan anggur.[12]
Antosianin adalah metabolit sekunder dari famili flavanoid, dalam jumlah besar ditemukan dalam buah-buahan dan sayur-sayuran (Talavera, et al. 2004). Antosianin adalah suatu kelas dari senyawa flavonoid yang secara luas terbagi dalam polifenol tumbuhan flavonol, flavan-3-ol, flavon, dan flavanon. Larutan pada senyawa flavonoid tidak berwarna atau kuning pucat.[11]
Pada umumnya seluruh antosianin memiliki struktur dasar kation flaviliun (AH+), seperti pada gambar dibawah ini:
Gambar 2.12 Struktur Kation Flavilium R1 dan R2 = -H, OH, atau OCH3, R3 = -glikosil, R4 = -H atau –glikosil[13]
Secara kimia semua antosianin merupakan turunan suatu struktur aromatik tunggal, yaitu sianidin dan semuanya terbentuk dari pigmen sianidin dengan penambahan atau
pengurangan gugus hidroksil, metilasi, dan glikosilasi.[14] Antosianin merupakan senyawa yang bersifat amfoter, yaitu memiliki kemampuan untuk bereaksi baik dengan asam maupun basa. Dalam media asam, antosianin berwarna merah, perubahan warna karena perubahan kondisi lingkungan yang tergantung dari gugus yang terikat pada struktur dasar dari posisi ikatannya. [15]
Gambar 2.13 Struktur Antosianidin[16]
Aglikon atau antosianidin bersifat kurang stabil dibandingkan antosianin dan dalam jaringan tanaman berada sebagai suatu glikosida dengan gugus glukosa pada posisi cincin 3, 3’, 5’.[17]
Pada setiap inti flavilium terdapat sejumlah molekul yang berperan sebagai gugus pengganti. Tabel berikut ini menunjukkan sejumlah gugus pengganti yang paling umum ditemui pada antosianin.
Tabel 2.2 Gugus Pengganti pada Struktur Kation Flavilium pada Antosianin Utama
2.7.2 Warna dan Stabilitas Antosianin
Warna dan stabilitas pigmen antosianin tergantung pada struktur molekul secara keseluruhan. Substitusi pada struktur antosianin A dan B akan berpengaruh pada warna antosianin. Pada kondisi asam, warna antosianin ditentukan oleh banyaknya substitusi pada cincin B. Semakin banyak substitusi OH akan menyebabkan warna semakin biru, sedangkan metoksilasi menyebabkan warna semakin merah.[18]
Menurut Belitz dan Grosch (1999), penambahan gugus hidroksil menghasilkan pergeseran ke arah warna biru (pelargonidin → sianidin → delpinidin), dimana pembentukan glikosida dan metilasi menghasilkan pergeseran ke arah warna merah (pelargonidin →
pelargonidin-3-glukosa; sianidin → peonidin).
Degradasi antosianin terjadi tidak hanya selama ekstraksi dari jaringan tumbuhan, tetapi juga selama proses dan penyimpanan jaringan makanan.[13] Kestabilan antosianin dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain pH, temperatur, sinar, dan oksigen, serta faktor lainnya seperti ion logam.[19]
1. Transformasi Struktur dan pH
Pada umunya, penambahan hidroksilasi menurunkan stabilitas, sedangkan penambahan metilasi meningkatkan stabilitas. Faktor pH ternyata tidak hanya mempengaruhi warna antosianin, tetapi juga mempengaruhi stabilitasnya. Antosianin lebih stabil dalam larutan asam dibanding dalam larutan alkali (Markakis. 1992). Dalam medium cair, kemungkinan antosianin berada dalam empat bentuk struktur yang tergantung pada pH. Struktur tersebut adalah basa quinoidal (A), kation flavilium (AH+), basa karbinol yang tidak berwarna (B), dan khalkon tidak berwarna (C) (Von Elbe and Schwartz. 1996 dalam Arthey dan Ashurst. 2001).
Gambar 2.14 Empat Struktur Antosianin dalam Larutan Asam Encer pada Suhu Ruang.[13]
2. Suhu
Pemanasan bersifat irreversibel dalam mempengaruhi stabilitas pigmen, dimana