EKSTRAKSI MULTI TAHAP KURKUMIN DARI
TEMULAWAK (
Curcuma xanthorriza
Roxb.)
MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL
SKRIPSI
Oleh
DWIMAS ANGGORO
100405028
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
EKSTRAKSI MULTI TAHAP KURKUMIN DARI
TEMULAWAK (
Curcuma xanthorriza
Roxb.)
MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL
SKRIPSI
Oleh
DWIMAS ANGGORO
100405028
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
EKSTRAKSI MULTI TAHAP KURKUMIN DARI
TEMULAWAK (
Curcuma xanthorriza
Roxb.)
MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku
Medan, April 2015
iii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan
Skripsi dengan judul “Ekstraksi Multi Tahap Kurkumin dari Temulawak (Curcuma xanthorriza Roxb.) Menggunakan Pelarut Etanol”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1. Dra. Siswarni MZ, MS, selaku dosen pembimbing penelitian dan dosen pembimbing akademik yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan dalam penentuan judul, penelitian, dan penyusunan skripsi ini serta telah membimbing penulis dalam hal akademik selama penulis kuliah di Teknik Kimia USU.
2. Dr. Ir. Lilis Sukeksi, M.Sc dan Dr. Ir. Iriany, M.Si, selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak saran dan masukan dalam penulisan skripsi ini. 3. Dr. Eng. Irvan, ST, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia USU. 4. Dr. Fatimah, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia USU. 5. Ir. Renita Manurung, MT, selaku Koordinator Penelitian dan Skripsi.
6. Pegawai Departemen Teknik Kimia USU, yang telah membantu penulis dalam hal administrasi selama kuliah.
7. Rekan mahasiswa Teknik Kimia USU, khususnya Ricky, Liza, Ayu, Winda, Juli dan rekan-rekan angkatan 2010 yang telah mendukung dan membantu penulis mulai dari awal berjumpa di hari pertama kuliah di kampus hingga akhirnya penulis bisa menyelesaikan skripsi.
iv
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, April 2015
Penulis,
v
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada
mamak tercinta, yang ditelapak kakinya ada
surga yang mengalir, juga untuk bapak,
terima kasih atas perjuangan dan kasih
sayangnya yang tak akan mampu kubalas
vi
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Dwimas Anggoro NIM: 100405028
Tempat/tgl lahir: Dumai, 12 Januari 1993 Nama orang tua: Prawoto
Alamat orang tua:
SMA N 1 Dumai 2007-2010
1. Beasiswa Pertamina Refinery Unit II Dumai Tahun 2010-2013
2. Beasiswa Sobat Bumi Pertamina Foundation Indonesia Tahun 2013-2014 Pengalaman organisasi/kerja:
1. Covalen Study Group (CSG) 2012-2013 sebagai sekretaris bidang hubungan masyarakat
2. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia USU (HIMATEK) periode 2013-2014 sebagai ketua bidang penelitian dan pengembangan
3. Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI) periode 2010-2013 sebagai anggota bidang hubungan masyarakat
4. Kerja Praktek di PT PERTAMINA Refinery Unit II Dumai tahun 2013 Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah:
“Ekstraksi Multi Tahap Kurkumin dari Temulawak (Curcuma xanthorriza Roxb.)
Menggunakan Pelarut Etanol”
vii
ABSTRAK
Kurkumin adalah zat warna pada temulawak (Curcuma xanthorriza Roxb.) berupa kristal kuning oranye yang sering digunakan sebagai pewarna. Metode yang biasa digunakan dalam ekstraksi kurkumin dari temulawak adalah ekstraksi satu tahap. Penelitian ini akan mempelajari ekstraksi multi tahap kurkumin dari temulawak. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui kondisi terbaik ekstraksi kurkumin dari temulawak sehingga dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi prosesnya. Percobaan ini menggunakan pelarut etanol, dan yang diamati adalah pengaruh dari berbagai variabel proses yaitu waktu ekstraksi, konsentrasi pelarut, dan jumlah tahap ekstraksi. Waktu ekstraksi yang digunakan adalah 60 menit, 120 menit, dan 180 menit. Variasi konsentrasi etanol yang digunakan yaitu 50%, 70%, dan 96%. Tahap ekstraksi yang digunakan adalah ekstraksi dua tahap dan ekstraksi tiga tahap. Ekstrak kurkumin yang diperoleh dianalisa dengan analisa kualitatif dan analisa kuantitatif. Kondisi terbaik dalam ekstraksi multi tahap kurkumin dari temulawak dipilih berdasarkan nilai rendemen dan kadar kurkumin yang diperoleh. Rendemen maksimum yang diperoleh pada percobaan ini adalah 16,35% dengan kondisi waktu 180 menit, konsentrasi etanol 70% dan jumlah tahap ekstraksi 3 tahap. Adapun kadar kurkumin tertinggi yaitu 2,617% dengan waktu 180 menit, konsentrasi etanol 96% dan jumlah tahap ekstraksi 3 tahap. Kadar disini maksudnya adalah besar bagian terhadap rendemen ekstrak. Hasil yang diperoleh pada penelitian menunjukkan bahwa peningkatan waktu ekstraksi, jumlah tahap dan konsentrasi pelarut meningkatkan perolehan rendemen ekstrak dan kadar kurkumin.
viii
ABSTRACT
Curcumin is a pigment in turmeric (Curcuma xanthorriza Roxb.), which has an orange-yellow crystal appearance, and commonly being used as a colouring agent. Extraction method which is used in extracting curcumin from turmeric is one stage extraction. This research will study a multi stage extraction of curcumin from turmeric. The purposes of this research is to find the best condition in extracting curcumin using multi stages extraction method to increase the efficiency rate in curcumin extraction. This research used ethanol as a solvent, and effect from variables such as extraction time, solvent concentration, and number of extraction stages are observed. Extraction times are 60 minutes, 120 minutes, and 180 minutes. Variations of ethanol concentration are 50%, 70%, and 96%. Stage numbers of extraction are two stages extraction and three stages extraction. Extracts of curcumin are examined with qualitative analysis and quantitative analysis. The best condition of multi stages curcumin extraction is determined based on yield and content of curcumin. The maximum yield obtained in this study was 16,35 % with conditions 180 minutes extraction time, 96% ethanol concentration, and three stages extraction. The highest content of curcumin obtained is 2,617% with conditions 180 minutes extraction time, 96% ethanol concentration, and three stages extraction. Content means a fraction of yield. These results show that increase in the extraction time, the solvent concentration and the stage numbers of extraction will increase the yield and content of curcumin.
ix
DAFTAR ISI
Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DEDIKASI v
RIWAYAT HIDUP PENULIS vi
ABSTRAK vii
ABSTRACT viii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR TABEL xiii
DAFTAR LAMPIRAN xiv
DAFTAR SINGKATAN xv
DAFTAR SIMBOL xvi
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 LATAR BELAKANG 1
1.2 PERUMUSAN MASALAH 2 1.3 TUJUAN PENELITIAN 2 1.4 MANFAAT PENELITIAN 3 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 TEMULAWAK 4
2.2 KURKUMIN 6
2.3 EKSTRAKSI 7
2.3.1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Ekstraksi 10
2.4 ETANOL 12
2.5 ANALISIS EKONOMI 13 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 20 3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 20
x
3.3 PERALATAN 20
3.4 RANCANGAN PERCOBAAN 21 3.5 PELAKSANAAN PENELITIAN 22 3.5.1 Prosedur Persiapan Bahan Baku Temulawak 22 3.5.2 Prosedur Ekstraksi Kurkumin 22 3.5.3 Prosedur Distilasi 23 3.5.4 Prosedur Pembuatan Kurva Standar Kurkumin 23 3.5.5 Prosedur Analisa 23 3.5.5.1 Analisa Kualitatif 24 3.5.5.2 Analisa Kuantitatif 24 3.6 FLOWCHART PENELITIAN 25 3.6.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku Temulawak 25 3.6.2 Flowchart Ekstraksi Kurkumin 25 3.6.3 Flowchart Distilasi 26 BAB IV HASIL PEMBAHASAN 27 4.1 ANALISA KUALITATIF 27 4.2 ANALISA KUANTITATIF 28 4.2.1 Analisa Rendemen Ekstrak 28 4.2.2 Pembuatan Kurva Standar Kurkumin 33 4.2.3 Analisa Kadar Kurkumin Temulawak 34 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 41
5.1 KESIMPULAN 41
5.2 SARAN 41
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Temulawak 5
Gambar 2.2 Struktur Kimia Kurkumin 6 Gambar 2.3 Produksi Tepung Turmeric Dunia 7 Gambar 2.4 Skema Ekstraksi Multi Tahap Cross-Current 9 Gambar 2.5
Gambar 2.6 Gambar 3.1
Operasi Ekstraksi Multi Tahap Counter-Current
Grafik Break Even Point
Rangkaian Peralatan Proses Ekstraksi
10 19 20 Gambar 3.2 Skema Ekstraksi Multi Tahap dengan Aliran Silang 22 Gambar 3.3 Flowchart Persiapan Bahan Temulawak 25 Gambar 3.4 Flowchart Ekstraksi Kurkumin 25 Gambar 3.5 Flowchart Distilasi 26 Gambar 4.1 Pengaruh Waktu Ekstraksi, Jumlah Tahap dan
Konsentrasi Pelarut sebesar (a) 50% (b) 70% dan (c) 96% terhadap Rendemen Ekstrak
29
Gambar 4.2 Pengaruh Konsentrasi Pelarut, Jumlah Tahap dan Waktu Ekstraksi selama (a) 60 menit (b) 120 menit dan (c) 180 menit terhadap Rendemen Ekstrak
31
Gambar 4.3 Pengaruh Jumlah Tahap Ekstrasi, Konsentrasi Pelarut, dan Waktu Ekstraksi selama (a) 60 menit (b) 120 menit dan (c) 180 menit terhadap Rendemen Ekstrak
32
Gambar 4.4 Grafik Kurva Standar Kurkumin 33 Gambar 4.5 Pengaruh Waktu Ekstraksi, Jumlah Tahap dan
Konsentrasi Pelarut sebesar (a) 50% (b) 70% dan (c) 96% terhadap Kadar Kurkumin
35
Gambar 4.6 Pengaruh Konsentrasi Pelarut, Jumlah Tahap dan Waktu Ekstraksi selama (a) 60 menit (b) 120 menit dan (c) 180 menit terhadap Kadar kurkumin
36
xii
dan Waktu Ekstraksi selama (a) 60 menit (b) 120 menit dan (c) 180 menit terhadap Kadar Kurkumin
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Kandungan Senyawa Rimpang Temulawak 5 Tabel 2.2 Sifat Fisikokimia Kurkumin 6 Tabel 2.3 Luas Panen dan produksi Temulawak Indonesia Tahim Tabel 3.1 Rancangan Percobaan 21 Tabel 3.2 Analisa Kualitatif Kurkumin 24 Tabel 4.1 Hasil Analisa Kualitatif Kurkumin 27 Tabel 4.2 Perolehan Rendemen dan Kadar Kurkumin 39 Tabel L1.1 Data Rendemen Ekstrak 47 Tabel L1.2 Data Kadar Kurkumin 48 Tabel L3.1 Jumlah Air Sebagai Pengencer 52 Tabel L3.2 Jumlah Etanol Sebagai Pelarut Ekstraksi 53 Tabel L3.3 Rendemen untuk Masing-masing Run 54 Tabel L3.4 Absorbansi, Berat Sampel dan Pengenceran
Masing-masing Run 56
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman LAMPIRAN 1 DATA PERCOBAAN 47
L1.1 DATA RENDEMEN EKSTRAK 47 L1.2 DATA KADAR KURKUMIN 48 LAMPIRAN 2 HASIL ANALISA 49
L2.1 HASIL ANALISA KURKUMIN
STANDAR 49
L2.2 HASIL ANALISA KADAR KURKUMIN 51 LAMPIRAN 3 CONTOH PERHITUNGAN
L3.1 PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR 52 L3.1.1 Untuk Pembuatan Larutan Etanol
70% dan 50% 52
L3.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN
ETANOL 53
L3.2.1 Sebagai Pelarut Proses Ekstraksi 53 L3.3 PERHITUNGAN RENDEMEN
EKSTRAK KURKUMIN 54 L3.4 PERHITUNGAN KURVA STANDAR
KURKUMIN 54
L3.5 PERHITUNGAN KADAR EKSTRAK
KURKUMIN 55
xv
DAFTAR SINGKATAN
et al et alia
Dkk dan kawan kawan UV-Visible Ultraviolet-Visible
xvi
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Dimensi
M Molaritas larutan M V Volume larutan ml
m Berat sampel gr
ρ Massa jenis gr/ml
