TUGAS AKHIR
PEMBUATAN KONSENTRAT ZAT WARNA UNTUK BAHAN
MAKANAN DARI DAUN PANDAN (Pandanus Amaryllifolius
Roxb.) DAN BIJI KESUMBA (Bixa orellana Linn) BESERTA
PENERAPANNYA
Disusun Oleh:
LINDA HAPSARI I 8307023 WAHYU MULYANI I 8307042
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir serta menyelesaikan laporan Tugas Akhir dengan judul Pembuatan Konsentrat Zat Warna Untuk Bahan Makanan dari Daun Pandan (Pandanus Amaryllifolius Roxb.) dan Biji Kesumba (Bixa orellana Linn) Beserta Penerapannya.
Selama melaksanakan Tugas Akhir maupun selama pembuatan laporan ini penyusun mendapat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih secara khusus kepada :
1. Ibu Dwi Ardiana ,S.T.,M.T, Ketua Program Studi Diploma Tiga Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Bapak Ir. Paryanto, MS Selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan dorongan dan pengarahan selama penyelesaian Tugas Akhir penyusunan laporan ini.
3. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah membantu pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini.
Penyusun telah berusaha semaksimal mungkin demi terciptanya laporan ini, tetapi saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan penyusun demi kesempurnaan laporan. Akhir kata, penyusun berharap agar laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Surakarta, Juni 2010
DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Lembar Pengesahan ... ii
Lembar Konsultasi... iii
Kata Pengantar………. iv
Daftar Isi……….. v
Daftar Gambar……….. vii
Daftar Tabel... viii
Intisari………... ix
BAB I PENDAHULUAN……….. 1
1.1. Latar Belakang... 1
1.2. Perumusan masalah... 4
1.3. Tujuan………. 4
1.4. Manfaat……….. 5
BAB II LANDASAN TEORI……… 6
2.1. Tinjauan Pustaka ... 6
2.1.1. Pewarna Alami ... 6
2.1.1.1 Daun pandan ... 7
2.1.1.2 Biji Kesumba ... 9
2.1.2. Metode Pengambilan Zat Warna... 11
2.2. Kerangka Pemikiran ... 13
2.2.1. Proses Pembuatan Zat Warna Alami... 13
2.2.2. Bagan Proses ... 13
BAB III METODOLOGI……… 15
3.1 Bahan dan Alat………... 15
3.1.1 Bahan yang Digunakan……...………... 15
3.1.2. Alat yang digunakan……… 16
3.2. Lokasi ……….. 18
3.3.2 Membuat zat warna alami dengan alat ekstraktor... 18
3.3.3 Proses Distilasi... 18
3.3.4 Analisa dengan Spektrofotometer……… 19
3.4 Jadwal Pelaksanaan... 19
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN……… 21
4.1 Jumlah zat warna yang dihasilkan...…………... 21
4.2Analiasa Zat warna yang dihasilkan ………….………... 23
4.3 Pengujicobaan zat warna ke dalam makanan……….. 31
BAB V PENUTUP ... 33
5.1 Kesimpulan ... 33
5.2 Saran ... 34 Daftar Pustaka
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Daun Pandan... 7
Gambar 2.1 Biji Kesumba... 10
Gambar 3.1 Rangkaian Alat Ekstraktor... 16
Gambar 3.2 Rangkaian Alat Distilasi... 17
Gambar 3.3 Alat Spektrofotometer……… 17
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Konsentrasi Vs Absorbansi Konsentrat Zat Warna Daun Pandan ... 26
Gambar 4.2. Grafik Hubungan Konsentrasi Vs Absorbansi Konsentrat Zat Warna Biji Kesumba ... 27
Gambar 4.3 Zat Warna Cair Daun Pandan setelah dilakukan perlakuan... 29
Gambar 4.4 Zat Warna Cair Biji kesumba setelah dilakukan perlakuan... 30
Gambar4.5 Bolu Kukus dan Klepon dengan Pewarna Daun Pandan………. 31
Gambar 4.6 Bolu Kukusdan Klepon dengan Pewarna Biji Kesumba………. 31
Gambar 4.7 (A) Rengginan dengan Perwarna Biji Kesumba... 31
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1.1 Data Hasil Percobaan Analisa Absorbansi dan pH pada Zat
Warna Hasil Ekstraksi dan Distilasi (Daun Pandan)... 24 Tabel 4.1.2 Data LarutanStandar (Daun Pandan)……….. 24 Tabel 4.1.3 Data Hasil Percobaan Analisa Absorbansi dan pH pada Zat
Warna Hasil Ekstraksi dan Distilasi (Biji Kesumba)... 25
ABSTRACT
LINDA HAPSARI, WAHYU MULYANI, 2010. FINAL ASSIGMENT, “THE MAKING OF COLOURANT CONCENTRATE FOR FOOD FROM PANDANUS LEAF (Pandanus Amaryllifolius Roxb. ) AND KESUMBA SEED (Bixa orellana Linn) ALSO IT IS APPLICATION”. CHEMICAL ENGINEERING DIPLOMA III STUDY PROGRAM OF SURAKARTA SEBELAS MARET UNIVERSITY.
Pandanus and Kesumba are extractable plants in colourant. Pandanus leaf and Kesumba seed can be used as natural colourant. This natural colourant has a beautiful colour effect and hardly to be imitated by synthetic colourant. Extraction is for obtaining concentrate of the natural colourant and then distillation is for separating between pigment and water. The making of substance, natural colourant concentrate from pandanus leaf and Kesumba seed, is tested into soaked food and dried food as well in order for this natural colourant can increase food quality.
Raw material of this natural colourant uses pandanus leaf and Kesumba seed with water as solvent. Process of extracting natural colourant from pandanus leaf and Kesumba seed consists of two steps, i.e. extraction and distillation. The extraction uses extractor. Afterwards, the distillation is for separating colourant from solvent. The analysis to do is absorbency analysis and pH. Absorbency value can be calculated by spectrophotometer. The colourant is treated before in order to differ ray influence towards absorbency value.
From the experimentation, extraction, 1 kg of raw material and 5 litres of solvent go into the extractor and heated at 100oC meanwhile stirring in 30 minutes in order to produce a thin colourant substance. Distillation, the thin colourant substance is boiled at 100 oC and take the distillate apart from 80% of colourant solution that is from 300 millilitres of extraction product volume. The obtained concentrate is then tested into food. One kilogram of pandanus leaves produce 60,66 grams of colourant substance and one kilogram of kesumba seeds produce 119,148 grams. The analysis at 520 nm the length of wave and pH 5-6 gets ratio colourant concentration between pandanus leaf and kesumba seed which is immediately seen from absorbency value. Higher concentration gets higher absorbency value as well. The concentration of kesumba seed is higher than
pandanus leaf’s. Experiment ofliquid colourant substance both pandanus leaf and kesumba seed into food give different colours.
INTISARI
LINDA HAPSARI, WAHYU MULYANI, 2010, LAPORAN TUGAS AKHIR, “PEMBUATAN KONSENTRAT ZAT WARNA UNTUK BAHAN MAKANAN DARI DAUN PANDAN (Pandanus Amaryllifolius Roxb.) DAN BIJI KESUMBA
(Bixa orellana Linn) BESERTA PENERAPANNYA ” PROGRAM STUDI
DIPLOMA III TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIK, UNS, SURAKARTA
Pandan dan kesumba merupakan tanaman yang dapat diambil zat warnanya. Daun pandan dan biji kesumba ini dapat dimanfaatkan sebagai zat warna alami. Zat pewarna alam ini mempunyai efek warna yang indah dan khas yang sulit ditiru zat pewarna sintetis. Dalam pembuatan bahan berupa konsentrat zat warna alami didapatkan dengan proses eksktrasi dan selanjutnya dilakukan proses distilasi yang bertujuan memisahkan pigmen dengan air. Pembuatan bahan berupa konsentrat zat warna dari daun pandan dan biji kesumba ini diujicobakan ke dalam makanan basah maupun kering agar konsentrat zat warna yang dibuat dapat meningkatkan mutu suatu makanan.
Bahan pembuatan zat warna alami ini menggunakan daun pandan dan biji kesumba dengan pelarut air. Proses pengambilan zat warna dari daun pandan dan biji kesumba ini melalui dua tahapan yaitu ekstraksi dan dilanjutkan dengan distilasi. Proses ekstraksi dijalankan dengan menggunakan alat ekstraktor. Setelah proses ekstraksi selesai dilanjutkan dengan proses distilasi untuk memisahkan zat warna dari pelarut. Analisa yang dilakukan adalah analisa absorbansi dan pH. Nilai absorbansi dapat diukur dengan alat spektrofotometer. Zat warna sebelum dianalisa dilakukan perlakuan terlebih dahulu untuk membedakan pengaruh sinar terhadap nilai absorbansi.
Dari percobaan yang dilakukan untuk proses ekstraksi dengan bahan sebanyak 1 kg dan pelarut sebanyak 5 liter dimasukkan dalam ekstraktor yang kemudian dipanaskan pada suhu 100oC kemudian dilakukan pengadukan selama 30 menit yang menghasilkan zat warna yang masih encer. Sedangkan untuk proses distilasi dilakukan pendidihkan pada suhu 100oC dan diambil distilat (air) didalam larutan zat warna sebesar 80% dari volume hasil ekstraksi sebanyak 300 ml, konsentrat yang diperoleh kemudian diujicobakan kedalam makanan. Dari 1 kg daun pandan dihasilkan 60,66 gr gr zat warna. Sedangkan untuk biji kesumba dari 1 kg bahan dihasilkan 119,148 gr zat warna. Analisa pada panjang gelombang 520 nm dan pH antara 5-6 diperoleh perbandingan kepekatan warna antara zat warna daun pandan dan biji kesumba terlihat secara langsung yang juga dapat dilihat dari nilai absorbansinya. Jika konsentrasi semakin tinggi maka nilai absorbansinya semakin besar pula. Kepekatan warna biji kesumba lebih tinggi dibanding dengan daun pandan. Uji coba zat warna cair pekat daun pandan dan biji kesumba ke dalam makanan memberikan warna yang berbeda-beda.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Penentuan mutu bahan makanan pada umumnya sangat tergantung pada beberapa faktor diantaranya citarasa, warna tekstur dan nilai gizi. Tetapi sebelum faktor-faktor tersebut dipertimbangkan secara fisual faktor warna tampil lebih dahulu dan terkadang sangat menentukan. Selain sebagai faktor yang ikut menentukan mutu, warna juga dapat digunakan sebagai indikator kesegaran atau kematangan buah. Warna juga dapat menunjukkan apakah suatu pencampuran atau pengolahan sudah dilakukan dengan baik atau belum.
Tranggono dkk (1990) FDA mendefinisikan pewarna tambahan sebagai
‘pewarna, zat warna atau bahan lain yang dibuat dengan cara sintetik/kimiawi atau
bahan alami dari tanaman, hewan atau sumber lain yang diekstrak, disiolasi, yang bila ditambahkan atau digunakan ke bahan makanan, obat atau kosmetik, bisa
menjadi bagian dari warna bahan tersebut’.
Menurut Winarno (1997) ada lima sebab yang dapat menyebabkan suatu bahan berwarna yaitu :
1. Pigmen yang secara alami terdapat pada hewan maupun tanaman 2. Reaksi karamelisasi yang menghasilkan warna coklat
3. Reaksi Maillard yang dapat menghasilkan warna gelap 4. Reaksi oksidasi
5. Penambahan zat warna baik zat warna alami maupun sintetik
Pada pengolahan makanan modern, bahan pewarna sering ditambahkan dengan tujuan untuk memperbaiki warna dari bahan makanan atau untuk memperkuat warna asli dari bahan makanan tersebut.
2
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
Maraknya penggunaan zat warna pada era teknologi seperti saat ini menyebabkan banyaknya sintesis-sintesis zat warna agar dapat mengurangi kelemahan dari zat warna alami, antara lain tidak stabil (stabilitas pigmen rendah), seringkali memberikan rasa dan flavor khas yang tidak diinginkan, konsentrasi pigmen rendah, keseragaman warna kurang baik dan spectrum warna tidak seluas pewarna sintetik. Sedangkan pewarna sintetik mempunyai keuntungan yang nyata dibandingkan pewarna alami, yaitu mempunyai kekuatan mewarnai yang lebih kuat, lebih seragam, lebih stabil dan biasanya lebih murah. Pewarna sintetis mempunyai keuntungan yang nyata dibandingkan pewarna alami, namun ternyata akhir-akhir ini banyak terjadi kasus keracunan akibat zat warna sintetik. Hal ini terjadi karena pada proses pembuatan zat pewarna sintetik biasanya melalui perlakuan pemberian asam sulfat atau asam nitrat yang sering kali terkontaminasi oleh arsen atau logam berat lain yang bersifat racun.
Pada pembuatan zat pewarna sintetik sebelum mencapai produk akhir, harus melalui suatu senyawa antara yang kadang-kadang berbahaya dan sering kali tertinggal dalam hasil akhir, atau terbentuk senyawa-senyawa baru yang berbahaya. Untuk zat pewarna yang dianggap aman, ditetapkan bahwa kandungan arsen tidak boleh lebih dari 0,00014 persen dan timbal tidak boleh lebih dari 0,001 persen, sedangkan logam berat lainnnya tidak boleh ada. Contoh zat warna yang saat ini dilarang beredar di masyarakat adalah Rhodamin B dan Metanil Yellow.
Oleh karena itu saat ini masyarakat lebih memilih menggunakan pewarna alami yang cenderung lebih aman karena dalam proses pembuatannya tidak menggunakan bahan-bahan kimia berbahaya dan tidak meninggalkan residu pada tubuh. Salah satu pewarna alami yang banyak diguanakan oleh masyarakat dalam kehidupan sehari-hari adalah daun pandan (Pandanus amaryllifolius Roxb.).
Tanaman pandan di Indonesia dikenal dengan nama pandan wangi atau ada yang menyebutnya pandan rampe, sedangkan di Thailand disebut dengan bai
toey. Di Vietnam dikenal sebagai la dua. Orang Jerman menyebutnya schraubenbaum, orang Italia menyebutnya pandano, sedangkan orang Jepang
menyebutnya nioi-takonoki. Tentunya masih banyak lagi sebutan bagi tanaman pandan sesuai dengan negara/daerah masing-masing. Tanaman pandan ini diperkirakan berasal dari kepulauan di Lautan Pasifik, dengan penyebaran terbesar di Madagaskar dan Malaysia. ( Anonim, 2006)
Kesumba disebut juga Bixa orellana L. atau Pigmentaria Rumph. termasuk ke dalam famili tumbuhan Bixaceae. Tanaman ini dikenal dengan nama daerah buah prada, kunyit jawa, galinggem, paparada atau galuga, sedangkan nama asing rocouyer, orleanbaum atau annatto tree.
Sifat kimiawi
Tumbuhan ini kaya dengan berbagai kandungan kimia yang sudah diketahui, di antaranya :
a. Batang dan daun : Tanin, kalsium oksalat, saponin, lemak.
4
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
Aplikasi pada Makanan
Daun pandan wangi digunakan untuk pewangi makanan karena memiliki aroma yang khas. Daun pandan biasa digunakan dalam pembuatan kue dan masakan-masakan lainnya, bahkan sering digunakan untuk menenk nasi agar nasi beraroma harum. Daunnya merupakan komponen penting dalam tradisi masakan Indonesia dan negara-negara Asia Tenggara lainnya.
Keindahan kesumba ini bisa dilihat dari warna yang ditampilkan saat dibubuhkan pada makanan/minuman. Pada industri makanan, bixin biasanya diformulasikan untuk menampilkan warna pada kisaran kuning, oranye, jingga, sampai merah pada aneka makanan berbasis lemak (mentega, margarin, keju,
yoghurt, krim) dan makanan ringan (kue, biskuit). Bixin juga digunakan sebagai
pewarna minyak goreng, minyak jagung, dan salad.
Sedangkan norbixin dapat digunakan untuk menampilkan warna oranye sampai kuning pada tepung beras, tepung jagung, saus tomat, kecap, minuman seperti sirup buah, selai buah dan manisan pepaya.
Selain warna yang indah, kesumba alami yang dipakai sebagai pewarna makanan secara klinis juga terbukti aman bagi kesehatan tubuh. (Ritariata, 2010a)
1.2. PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang yang telah didapatkan diatas, maka timbul masalah sebagai berikut :
1. Bagaimanakah pembuatan konsentrat zat warna alami. 2. Bagaimanakah pemakaian pewarna alami pada makanan.
1.3. TUJUAN
1. Membuat zat warna alami dari daun pandan dan biji kesumba berupa konsentrat.
1.4. MANFAAT Bagi mahasiswa :
1. Mahasiswa mampu membuat zat warna alami dari daun pandan dan biji kesumba.
2. Mahasiswa mampu melakukan pemakaian pewarna alami pada makanan. 3. Mahasiswa dapat menerapkan ilmu teknik kimia yang telah diperoleh. Bagi masyarakat :
6
Pewarna alami, sebagaimana kita telah ketahui, banyak jenis tanaman dan hewan yang mempunyai warna-warna yang indah dan cemerlang. Pemakaian zat warna yang berasal dari tanaman dan hewan ini telah lama dilakukan oleh para pendahulu-pendahulu kita, misalnya daun pandan, daun suji, kunyit, biji kesumba dan sebagainya. Mioglobin dan hemoglobin ialah zat warna merah pada daging yang tersusun oleh protein globin dan heme yang mempunyai inti berupa zat besi.
Heme merupakan senyawa yang terdiri dari dua bagian yaitu atom zat besi dan
suatu cincin plana yang besar yaitu porfirin. Porfirin tersusun oleh empat cincin pirol yang dihubungkan satu dengan lainnya dengan jembtan meten. Heme juga disebut feroprotoporfirin.
Baik hemoglobin maupun mioglobin memiliki fungsi yang serupa yaitu berfungsi dalam transfer oksigen untuk keperluan metabolisme.
Anthosianin dan anthoxanthin tergolong pigmen yang disebut flavonoid yang pada umumnya larut dalam air. Anthosianin tersusun oleh sebuah aglikon yang berupa anthosianidin yang teresterifikasi dengan molekul gula yang bisa satu atau lebih. Gula yang sering ditemukan adalah glukosa, ramnosa, galaktosa, xilosa dan arabinosa. Anthosianin yang mengandung satu molekul gula disebut monosida, dua gula disebut diosida dan tiga gula disebut triosida.
Daun Pandan
Kingdom/Kerajaan : Plantae
Division/Divisi : Magnoliophyta
Class/Kelas : Liliopsida
Order/Ordo : Pandanales
Family/Keluarga` : Pandanaceae
Genus : Pandanus
Species/Spesies : Pandanus
Amaryllifolius Roxb.
• Sinonim : P. Amaryllifolius, P. Latifolius, P. Hasskarlii, P. Odorus Kandungan zat dalam daun pandan:
Daun pandan mengandung alkaloid, saponin, flavonoid, tanin, polifenol dan zat warna.
• Alkaloid
Berdasarkan literatur, diketahui bahwa hampir semua alkaloid di alam mempunyai keaktifan biologis dan memberikan efek fisiologis tertentu pada mahluk hidup. Sehingga tidaklah mengherankan jika manusia dari dulu sampai sekarang selalu mencari obat-obatan dari berbagai ekstrak tumbuhan. Fungsi alkaloid sendiri dalam tumbuhan sejauh ini belum diketahui secara pasti, beberapa ahli pernah mengungkapkan bahwa alkaloid diperkirakan sebagai pelindung tumbuhan dari serangan hama dan penyakit, pengatur tumbuh, atau sebagai basa mineral untuk mempertahankan keseimbangan ion. Ada juga sumber yang mengatakan bahwa alkaloid bersifat detoksifikasi yang dapat menetralisir racun dalam tubuh.
• Saponin
8
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
tertentu, dan dipengaruhi oleh varietas tanaman dan tahap pertumbuhan. Fungsi dalam tumbuh-tumbuhan tidak diketahui, mungkin sebagai bentuk penyimpanan karbohidrat, atau merupakan waste product dari metabolisme tumbuh-tumbuhan. Kemungkinan lain adalah sebagai pelindung terhadap serangan.
• Flavonoid
Flavonoid berfungsi untuk :
1. melancarkan peredaran darah ke seluruh tubuh dan mencegah terjadinya penyumbatan pada pembuluh darah
2. mengurangi kandungan kolesterol serta mengurangi penumbunan lemak pada dinding pembuluh darah
3. mengurangi kadar resiko penyakit jantung koroner 4. mengandung antiinflamasi (antiradang)
5. berfungsi sebagai anti-oksidan
6. membantu mengurangi rasa sakit jika terjadi pendarahan atau pembengkakan
• Tanin
Dapat digunakan sebagai pewarna
• Polifenol
Polifenol adalah asam fenolik dan flavonoid, merupakan kelompok zat kimia yang ditemukan pada tumbuhan. Zat ini memiliki tanda khas yakni memiliki banyak gugus fenol dalam molekulnya. Polifenol berperan dalam memberi warna pada suatu tumbuhan seperti warna daun saat musim gugur.
Polifenol banyak ditemukan dalam buah-buahan, sayuran serta biji-bijian. Rata-rata manusia bisa mengkonsumsi polifenol dalam seharinya sampai 23 mg. Khasiat dari polifenol adalah antimikroba dan menurunkan kadar gula darah. Pada beberapa penelitian disebutkan bahwa kelompok polifenol memiliki peran sebagai antioksidan yang baik untuk kesehatan. Antioksidan polifenol dapat mengurangi risiko penyakit jantung dan pembuluh darah dan kanker. Terdapat penelitian yang menyimpulkan polifenol dapat mengurangi risiko penyakit
Sumber penghasil warna pada daun pandan digunakan sebagai pewarna alam adalah klorofil. Klorofil merupakan zat warna hijau pada daun. Klorofil adalah pigmen hijau yang ditemukan dalam banyak tanaman, algae, dan cyanobacteria. Klorofil berasal dari bahasa Yunani, yaitu chloros "hijau" dan phyllon "daun". Klorofil a dan b adalah pigmen tumbuhan yang dibutuhkan dalam reaksi fotosintesis, diproduksi di kloroplast pada jaringan fotosintesis yang ada di daun. Klorofil a memiliki panjang gelombang maksimum pada 430 nm dan 662 nm, sedangkan klorofil b memiliki panjang gelombang maksimum pada 453 nm dan 642 nm.(Ritariata, 2010b)
Biji Kesumba
Kesumba merupakan salah satu dari tanaman yang dijadikan penelitian mengenai kandungan zat warna yang terkandung dalam bijinya. Biji kesumba ini dapat dimanfaatkan sebagai pengganti pewarna sintetis.
Kesumba dikenal juga dengan nama kunyit jawa, galinggem, paparada, atau galuga. Biji kesumba berbentuk bulat atau seperti buah pir. Warna bijinya bergaris hijau yang terdapat dalam buah kotak berbulu. Biji ini terasa pahit (Anonim, 2009b)
Tanaman kesumba (Bixa orellana linn ), termasuk family bixaceae, berasal dari Amerika. Tanaman ini sudah banyak ditanam di pekarangan- pekarangan rumah dan di pinggir- pinggir jalan sebagai tanaman hias atau peneduh. Kadang tanaman ini tumbuh secara liar diantara semak belukar. Keistimewaan dari tanaman ini adalah pada buahnya yang sepintas menyerupai buah rambutan yang berwarna merah darah. Biji- bijinya mengandung zat berwarna merah cerah dinamakan annatto.
Pemanfaatan biji kesumba saat ini masih terbatas, padahal dalam biji kesumba terdapat zat warna yang dapat dimanfaatkan lebih lanjut menjadi zat warna alami.
10
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
kuning seperti mentega dan keju karena dapat menghasilkan warna kuning alami (biksin). (Suryowinoto, 1997)
Berdasarkan taksonomi tumbuhan, kesumba diklasifikasikan sebagai berikut: (Bhattacharya dkk, 1998)
Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Kelas : Dicotylodoneae Sub kelas : Archichlamydeae Ordo : Violales
Famili : Bixaceae Genus : Bixa
Spesies : Bixa Orellana Linn
Gambar 2.2. Kesumba
Kandungan kesumba
o Ekstraksi merupakan proses pemisahan satu atau beberapa bahan dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut yang sesuai. Teknik ini digolongkan menjadi dua kategori :
1. Ekstraksi Zat Padat (leaching)
Leaching merupakan suatu proses pemisahan atau pengambilan fraksi
padat yang diinginkan dari fraksi padat lain dalam suatu campuran padat-padat dengan menggunakan solvent zat cair. Proses ini digunakan secara teknis dalam skala besar terutama bidang industry bahan alami dan makanan, misalnya untuk memperoleh bahan-bahan yang diinginkan dari tumbuhan dan organ binatang untuk keperluan farmasi. 2. Ekstraksi Zat cair
Ekstraksi zat cair digunakan untuk memisahkan dua zat cair yang saling bercampur, dengan menggunakan suatu pelarut yang melarutkan salah satu komponen dalam campuran itu. (Mc Cabe dkk, 1993)
Proses ekstraksi zat warna alam :
1. Potong menjadi ukuran kecil – kecil bagian tanaman yang diinginkan misalnya: daun, batang , kulit atau buah. Bahan dapat dikeringkan dulu maupun langsung diekstrak. Ambil potongan tersebut seberat 500 gr.
2. Masukkan potongan-potongan tersebut ke dalam panci. Tambahkan air dengan perbandingan 1:10. Contohnya jika berat bahan yang diekstrak 500 gr maka airnya 5 liter.
12
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
4. Saring dengan kasa penyaring larutan hasil proses ekstraksi tersebut untuk memisahkan dengan sisa bahan yang diesktrak (residu). Larutan ekstrak hasil penyaringan ini disebut larutan zat warna alam. Setelah dingin larutan siap digunakan. (Ritariata, 2010a)
o Distilasi merupakan suatu proses dimana suatu campuran pada mulanya diuapkan dan uap tersebut diembunkan menjadi cairan kembali melalui pendinginan. Distilasi merupakan suatu cara pemisahan larutan menjadi komponen-komponen penyusunnya berdasarkan perbedaan titik didih menggunakan panas sebagai separating agent (pemisah) antara fase uap dengan fase cair. Selain digunakan untuk memurnikan pelarut, penyulingan dapat juga digunakan untuk memisahkan campuran dua atau lebih cairan yang mempunyai titik didih berbeda. (Geankoplis, 2003)
• Jenis–jenis distilasi : 1. Distilasi Sederhana
Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Distilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol.
Proses distilasi sederhana :
1. Memasukan larutan yang akan dipisahkan kedalam labu leher tiga. 2. Larutan didistilasi pada suhu tertentu yang salah satu komponennya
3. Kemudian hasil distilasi (distilat) di tampung dalam erlenmeyer sedangkan residu berada dalam labu leher tiga karena residu memiliki titik didih yang lebih rendah dibanding komponen yang menguap.
2. Distilasi Fraksionisasi
Fungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-komponen cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Distilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah. (Anonim, 2010)
.KERANGKA PEMIKIRAN
2.2. Proses Pembuatan Zat Warna Alami
14
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
Air
Panas
Panas Air
Gambar 2.3 Bagan Proses Pembuatan Konsentrat Zat Warna Bahan
Ekstraksi T = 100oC t = 30 menit Pemanasan bahan + air
T = 100oC Alat Ekstraktor
Zat warna + air
Distilasi
BAB III METODOLOGI
3.1. Bahan dan Alat
3.1.1. Bahan yang digunakan
Daun Pandan (kadar air = 93,934 %)
Daun pandan diperoleh dari Pasar Gede, Kota Surakarta. Biji Kesumba (kadar air = 88,085 %)
Biji kesumba diperoleh dari Ds. Gentan, Kec. Baki, Kabupaten Sukoharjo.
Pelarut
Air diperoleh di laboratorium Proses Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Dengan spesifikasi sebagai berikut :
Sifat Fisika ( Perry, 1984) :
a. Berat jenis : 1gr/ml b. Berat molekul : 18gr/mol c. Bentuk : liquid (cair) d. Titik didih : 100˚C (atm)
e. Titik Beku : 0˚C (atm)
f. Tidak berwarna g. Tidak berbau h. Tidak berasa
Sifat Kimia ( Vogel, 1985) : a. Bersifat netral ( pH= 7)
b. Terdiri dari satu atom oksigen yang berikatan kovalen dengan dua atom hydrogen.
16
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
d. Elektrolisis lemah, menghantarkan listrik karena terionisasi.
H2O `H+ + OH
-3.1.2. Alat yang digunakan
Untuk proses ekstraksi menggunakan :
1
2
3
4 5
6
7
8
9
10
Keterangan :
1.
Pulley
7. Impeler
2.
Bahan masuk
8. Pemanas
3.
Tangki Penyangga
9. Motor
4.
Karet Penyumbat
10. Penyangga
5.
Termometer
11. Zat warna hasil ekstraksi
(keluar)
6.
Baffle
Untuk proses distilasi menggunakan :
Keterangan :
1. Pemanas mantel 6. Aliran keluar air dingin 2. Termometer 7. Aliran masuk air dingin 3. Labu leher tiga 8. Pendingin balik
4. Karet sumbat 9. Erlenmeyer 5. Pipa bengkok
Gambar 3.2 Rangkaian Alat Distilasi Untuk proses analisa
18
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
3.2. LOKASI
Ekstraksi dan distilasi zat warna alami dari daun pandan dan biji kesumba ini dilakukan di laboratorium Proses Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Sedangkan untuk analisa dilakukan di laboratorium Aplikasi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3.3. CARA KERJA
3.3.1. Mempersiapkan bahan A. Daun pandan
a. Mencuci daun padan hingga bersih.
b. Memotong daun pandan ukuran 2 cm, kemudian menimbang sebanyak 1 kg.
B. Biji kesumba
a. Memecah biji kesumba dan mengambil bijinya. b. Menimbang sebanyak 1 kg.
3.3.2 Membuat zat warna alami dengan alat ekstraktor
a. Memasukan bahan ke dalam ekstraktor, kemudian memasukkan pelarut air dengan rasio berat daun pandan per volume pelarut adalah 1 : 5.
b. Menghidupkan pemanas (kompor) dan memanaskan bahan hingga suhu 100ºC.
c. Setelah mencapai suhu 100ºC, menjaga dalam keadaan konstan selama 30 menit sambil menghidupkan motor pengaduk.
d. Mematikan pemanasan dan pengadukan. e. Mendinginkan hingga suhu kamar.
f. Mengeluarkan ekstrak dengan cara menuangkannya ke dalam wadah.
3.3.2. Proses Distilasi
b) Memasukan hasil ekstrak sebanyak 300 ml ke dalam labu leher tiga.
c) Menghidupkan pemanas hingga suhu 100˚C dan dijaga konstan sampai volume distilat (air) 80% dari volume ekstrak total.
d) Hasil residu yang berada dalam labu leher tiga sebesar 20% tersebut merupakan zat warna cair pekat.
3.3.3. Analisa dengan Spektrofotometer a. Menghidupkan alat spekrofotometer
b. Menunggu spektrofotometer selama 15 menit. c. Mengatur panjang gelombang(λ)= 520 nm.
d. Memasukan aquadest kedalam kuvet sebagai larutan blangko. e. Memasukan kuvet yang berisi larutan blangko ke dalam
spektrofotometer.
f. Mengeset pada nilai absorbansi 0.
g. Mengeluarkan kuvet dan mengganti larutan blangko dengan zat warna hasil pengenceran.
h. Memasukan kuvet ke dalam spektrofotometer. i. Membaca nilai absorbansi zat warna.
3.4.JADWAL PELAKSANAAN
Pembuatan zat warna alami cair pekat dari daun pandan dan biji buah kesumba dilakukan pada bulan Januari sampai Juni 2010.
20
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari percobaan didapat :
4.1. Jumlah zat warna daun pandan dan biji kesumba yang dihasilkan. Dari percobaan ekstraksi yang dilakukan dengan bahan sebanyak 1 kg dan pelarut sebanyak 5 liter air didapatkan zat warna dengan volume hasil untuk daun pandan 6,0179 L dan volume hasil biji kesumba 6,8319 L.
Mencari berat zat warna yang dihasilkan : A. Daun pandan
Volume bahan total = 6,0179 L
Volume larutan yang diambil untuk penimbangan = 5 ml Volume zat warna yang akan didistilasi = 300 ml Volume hasil distilasi = 60 ml • Ekstraksi
Cawan porselin kosong = 40,886 gr Cawan + larutan ekstraksi = 45,550 gr Cawan + zat warna hasil ekstraksi = 40,924 gr Massa larutan ekstraksi = 4,664 gr Massa zat warna = 0,038 gr Massa 1ml larutan ekstraksi = 0,9328 gr
Jadi untuk 1ml larutan hasil ekstraksi mengandung 0,0076 gr zat warna.
Total zat warna yang dihasilkan setelah ekstraksi
=
22
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
Massa larutan distilasi = 4,898 gr Massa zat warna = 0,252 gr Massa 1ml larutan distilasi = 0,9796 gr
Jadi untuk 1ml larutan hasil distilasi mengandung 0,0504 gr zat warna.
Volume zat warna yang dihasilkan setelah distilasi
=
Total zat warna yang dihasilkan setelah distilasi
=
Volume bahan total = 6,8319 L
Volume larutan yang diambil untuk penimbangan = 5 ml Volume zat warna yang akan didistilasi = 300 ml Volume hasil distilasi = 60 ml • Ekstraksi
Cawan porselin kosong = 40,920 gr Cawan + larutan ekstraksi = 45,698 gr Cawan + zat warna hasil ekstraksi = 40,985 gr Massa larutan ekstraksi = 4,778 gr Massa zat warna = 0,065 gr Massa 1ml larutan ekstraksi = 0,9556 gr
Jadi untuk 1ml larutan hasil ekstraksi mengandung 0,013 gr zat warna.
Total zat warna yang dihasilkan setelah ekstraksi
• Distilasi
Cawan porselin kosong = 33,859 gr Cawan + larutan distilasi = 38,823 gr Cawan + zat warna hasil distilasi = 34,295 gr Massa larutan distilasi = 4,694 gr Massa zat warna = 0,436 gr Massa 1ml larutan distilasi = 0,9928 gr
Jadi untuk 1ml larutan hasil distilasi mengandung 0,0872 gr zat warna.
Volume zat warna yang dihasilkan setelah distilasi
=
Total zat warna yang dihasilkan setelah distilasi
=
4.2. Analisa zat warna yang dihasilkan.
24
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
Tabel 4.1.1 Data Hasil Percobaan Analisa Absorbansi dan pH pada Zat Warna Hasil Ekstraksi dan Distilasi (Daun Pandan).
Ekstraksi
Perlakuan Absorbansi
Tanpa Penyinaran
(A) 0.052 0.03 0.025 0.015 0.012 Penyinaran dengan
Cahaya Lampu (A) 0.025 0.02 0.018 0.012 0.01 Penyinaran dengan
Cahaya Matahari (A)
0.02 0.018 0.015 0.01 0.006
Distilasi
Perlakuan Absorbansi
Tanpa Penyinaran
(A) 0,69 0.47 0.31 0.235 0.18
Penyinaran dengan
Cahaya Lampu (A) 0.51 0.215 0.085 0.045 0.03 Penyinaran dengan
Cahaya Matahari (A)
0.35 0.135 0.045 0.06 0.035
pH antara 5 - 6
Panjang gelombang(λ) = 520 nm
Tabel 4.1.3 Data Hasil Percobaan Analisa Absorbansi dan pH pada Zat Warna Hasil Ekstraksi dan Distilasi (Biji Kesumba).
Ekstraksi
Perlakuan Absorbansi
Tanpa Penyinaran
(A) 0.53 0.26 0.165 0.12 0.095
Penyinaran dengan
Cahaya Lampu (A) 0.35 0.13 0.1 0.065 0.035 Penyinaran dengan
Cahaya Matahari (A)
0.21 0.07 0.055 0.045 0.035
Distilasi
Perlakuan Absorbansi
Tanpa Penyinaran
(A) 0,92 0,85 0,75 0.67 0.5
Penyinaran dengan
Cahaya Lampu (A) 0,83 0,75 0,62 0.51 0.4 Penyinaran dengan
Cahaya Matahari (A)
0,71 0,64 0,42 0.3 0.25
pH = 5
Panjang gelombang(λ)= 520 nm
26
#!
#" !" " " "# # #!
28
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
Pada gambar 4.1 dan 4.2, penyimpanan larutan zat warna yang disertai penyinaran cahaya lampu menyebabkan menurunnya absorbansi larutan. Pada penyimpanan selama 2 hari penurunan absorbansi larutan mencapai sekitar 50 %.
Berdasarkan gambar 4.1 dan 4.2 dapat dikatakan bahwa larutan zat warna sangat tidak stabil terhadap paparan cahaya matahari. Hal ini dapat dilihat dari penurunan nilai absorbansi yang sangat besar hingga mendekati 0. Penurunan absorbansi cahaya matahari lebih besar dari pada dengan cahaya lampu karena suhu pencahayaan matahari lebih besar dari pada suhu pencahayaan lampu.
Pada gambar 4.1 sampai 4.2 dapat dilihat bahwa jika konsentrasi semakin besar maka nilai absorbansi zat warna akan semakin besar pula. Hal ini disebabkan karena semakin besar konsentrasi maka zat warna semakin pekat, sehingga cahaya semakin sulit diterusakan dan mengakibatkan nilai absorbansi semakin besar. Dari hasil distilasi didapatkan konsentrat zat warna yang diketahui dari nilai absorbansi yang semakin besar.
Selain hal itu, didapat bahwa nilai absorbansi zat warna dari daun pandan dan biji kesumba mempunyai kisaran absorbansi yang berbeda antara warna hijau sampai warna orange.
Gambar 4.3 Zat Warna Cair Daun Pandan setelah dilakukan perlakuan Tanpa Sinar (Setelah Ekstraksi) Sinar Lampu 2 hari
(Setelah Ekstraksi )
Sinar Matahari 24 jam (Setelah Distilasi) Sinar Lampu 2 hari
(Setelah distilasi)
Sinar Matahari 24 jam (Setelah Ekstraksi)
30
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
Gambar 4.4 Zat Warna Cair Biji kesumba setelah dilakukan perlakuan
Penyinaran yang dilakukan pada daun pandan maupun biji kesumba diperoleh perbedaan warna yang signifikan dari masing-masing perlakuan. Hal ini dapat dilihat dari gambar 4.3 dan 4.4. Perbedaan warna tersebut dapat diartikan bahwa zat yang terkandung dalam zat warna peka terhadap panas. Sehingga jika dilakukan penerapan zat warna pada makanan yang pembuatannya dengan proses pemanasan akan menimbulkan perubahan warna dengan sebelum dilakukan pemanasan.
Sinar Lampu 2 hari (Setelah Ekstraksi)
Sinar Matahari 24 jam (Setelah Ekstraksi)
Tanpa Sinar (Setelah Ekstraksi)
Sinar Lampu 2 hari (Setelah Distilasi)
Sinar Matahari 24 jam (Setelah Distilasi)
Uji coba zat warna ke dalam makanan
Zat warna cair pekat daun pandan dan biji kesumba dapat diujicobakan pada makanan basah seperti bolu kukus dan klepon. Selain itu dapat pula diterapkan pada makanan kering seperti rengginan.
Gambar 4.5. Bolu Kukus dan Klepon dengan Pewarna Daun Pandan
Gambar 4.6 Bolu Kukus dan Klepon dengan Pewarna Biji Kesumba
32
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
Gambar 4.7 (a). Rengginan dengan Pewarna Biji Kesumba. (b) Rengginan dengan Pewarna Daun Pandan.
BAB V PENUTUP
5.1. KESIMPULAN
Dari hasil percobaan yang dilakukan, maka kami dapat memberikan kesimpulan:
1. Daun pandan dan biji kesumba mengandung zat warna yang dapat diambil dengan melalui dua proses yaitu ekstraksi dan dilanjutkan distilasi. Proses ekstrasi diperoleh zat warna yang masih encer dan proses distilasi diperoleh konsentrat zat warna, dengan berat zat warna daun pandan yang dihasilkan sebanyak 60,66 gr zat warna sedangkan berat zat warna biji kesumba yang dihasilkan sebanyak 119,148 gr zat warna.
Hasil bisa terlihat pada perbandingan 1 kg bahan : 5 liter air, dengan hasil analisa sebagai berikut :
Untuk daun pandan
dengan : konsentrasi2363,014ppm Panjang gelombang(λ) = 520 nm
absorbansi=0,69 pH = 6 Untuk biji kesumba
dengan : konsentrasi791,058ppm Panjang gelombang(λ) = 520 nm
absorbansi= 0,92 pH = 5
2. – Uji coba pada makanan basah yaitu bolu kukus dan klepon. Pada uji coba zat warna cair pekat ke makanan dari daun pandan menghasilkan warna cokelat sedangkan zat warna cair pekat dari biji kesumba menghasilkan warna orange (bolu kukus) dan merah tua (klepon).
34
#!
#" !" " " "# # #!
%#!$!# $ ! " %
5.2. SARAN
