LAPORAN PRAKTIKUM ISOLASI KURKUMIN dan DERIVATNYA dari KUNYIT
I. Tujuan
Tujuan dari praktikum isolasi kurkumin dan derivatnya dari kunyit adalah untuk melatih keterampilan menyusun peralatan yang umum dipakai untuk proses pemurnian, mampu memahami prinsip kerja alat distilasi, pemurnian dan identifikasi senyawa pada kunyit.
II. Prinsip
Prinsip dari praktikum isolasi kurkumin dan derivatnya dari kunyit berdasarkan pada perbedaan kelarutan.
III. Dasar Teori
Indonesia memiliki kekayaan keanekaragaman hayati yang luar biasa, yaitu sekitar 40.000 jenis tumbuhan, daru jumlah tersebut sekitar 1300 diantaranya digunakan sebagai obat tradisional. Salah satu jenis tumbuhan yang banyak digunakan oleh masyarakat sebagai obat trandisional adalah kunyit (Curcuma longa L), yang berasal dari keluarga jahe (Zingiberaceae family). Di dalam kunyit mengandung senyawa kurkumin berada pada kesetimbangan antara diketo dan keto-enol.
Kurkumin (1,7-bis-4 (4’-hidroksi-3’-metoksi fenil) hepta-1,6-diene-3,5- dion dikenal sebagai bahan alam yang memiliki aktivitas biologis dengan spektrum luas, seperti: antioksidan, antiinflamasi, antikanker dan antimutagen. Kurkumin dapat kita peroleh dari bahan alam, yaitu Curcuma longa L, Curcuma domestica maupun Curcuma xanthorrhiza R, yang oleh masyarakat zat warna kuning dari tanaman kurkuma ini sering digunakan sebagai bahan tambahan makanan, bumbu atau obat-obatan dan tidak menunjukkan efek toksik.
Kunyit merupakan tanaman obat berupa semak dan bersifat tahunan (perenial) yang tersebar di seluruh daerah tropis. Tanaman ini banyak dibudidayakan di Asia Selatan khususnya India, Cina, Taiwan, Indonesia (Jawa) dan Filipina. Tanaman ini tumbuh bercabang dengan tinggi 40 - 100 cm. Batang merupakan batang semu, tegak, bulat membentuk rimpang dengan warna hijau kekuningan dan mempunyai pelepah daun . Kulit luar rimpang berwarna jingga kecoklatan dan daging buah merah jingga kekuning-kuningan. Tanaman kunyit siap dipanen pada umur 8-18 bulan, dimana saat panen terbaik adalah pada umur tanaman 11-12 bulan (Rismunandar, 1994).
Kurkumin mempunyai rumus molekul C21H20O6 (BM = 368). Sifat kimia kurkumin yang menarik adalah sifat perubahan warna akibat perubahan pH lingkungan. Kurkumin berwarna kuning atau kuning jingga pada suasana asam, sedangkan dalam suasana basa berwarna merah. Kurkumin dalam suasana basa atau pada lingkungan pH 8,5-10,0 dalam waktu yang relatif lama dapat mengalami proses disosiasi, kurkumin mengalami degradasi membentuk asam ferulat dan feruloilmetan.
Warna kuning coklat feruloilmetan akan mempengaruhi warna merah dari kurkumin yang seharusnya terjadi. Sifat kurkumin lain yang penting adalah kestabilannya terhadap cahaya (Tonnesen, 1985; Van der Good, 1997). Adanya cahaya dapat menyebabkan terjadinya degradasi fotokimia senyawa tersebut. Hal ini karena adanya gugus metilen aktif (-CH2-) diantara dua gugus keton pada senyawa tersebut. Kurkumin mempunyai aroma yang khas dan tidak bersifat toksik bila dikonsumsi oleh manusia. Jumlah kurkumin yang aman dikonsumsi oleh manusia adalah 100 mg/hari sedangkan untuk tikus 5 g/hari (Rosmawani dkk, 2007)(Rahayu, 2010).
Sifat-sifat kurkumin adalah sebagai berikut(Wahyuni, 2004): Berat molekul : 368.37 (C = 68,47 %; H = 5,47 %; O = 26,06 %) Warna : Light yellow
Melting point : 183ºC
Larut dalam alkohol dan asam asetat glasial Tidak larut dalam air
Kurkumin dapat ditemukan pada dua bentuk tautomer, yaitu bentuk keto dan bentuk enol. Struktur keto lebih stabil atau lebih banyak ditemukan pada fasa padat, sedangkan struktur enol lebih dominan pada fasa cair atau larutan (Yudha, 2009).
Rumus struktur kurkumin adalah sebagai berikut:
Gambar 1. Rumus struktur kurkumin
Kurkumin atau diferuloimetana pertama kali diisolasi pada tahun 1815. Kemudian tahun 1910, kurkumin didapatkan berbentuk kristal dan bisa dilarutkan tahun 1913. Kurkumin tidak dapat larut dalam air, tetapi larut dalam etanol dan aseton (Joe dkk., 2004; Chattopadhyay dkk., 2004; Araujo dan Leon, 2001). Sedangkan menurut Kiso (1985) kurkumin merupakan senyawa yang sedikit pahit, larut dalam aseton, alkohol, asam asetat glasial dan alkali hidroksida, serta tidak larut dalam air dan dietileter.
Kandungan kunyit berupa zat kurkumin 10 %, Demetoksikurkumin 1-5 % Bisdemetoksikurkumin, sisanya minyak atsiri atau volatil oil (Keton sesquiterpen, turmeron, tumeon 60%, Zingiberen 25%, felandren, sabinen, borneol dan sineil),
lemak 1-3%, karbohidrat 3%, protein 30%, pati 8%, vitamin C 45-55%, dan garam-garam Mineral (Zat besi, fosfor, dan kalsium) (Sharma R.A, A.J. Gescher, W.P. Steward, 2005).
Salah satu cara pengambilan kurkumin dari rimpangnya adalah dengan cara ekstraksi. Ekstraksi merupakan salah satu metode pemisahan berdasarkan perbedaan kelarutan. Secara umum ekstraksi dapat didefinisikan sebagai proses pemisahan dan isolasi dari zat padat atau zat cair. Dalam hal ini fraksi padat yang diinginkan bersifat larut dalam pelarut (solvent), sedangkan fraksi padat lainnya tidak dapat larut. Proses tersebut akan menjadi sempurna jika solut dipisahkan dari pelarutnya, misalnya dengan cara distilasi/penguapan (Wahyuni, 2004).
Ekstraksi padat cair digunakan untuk memisahkan analit yang terdapat pada padatan menggunakan pelarut organik. Padatan yang akan di ekstrak dilembutkan terlebih dahulu, dapat dengan cara ditumbuk atau dapat juga di iris-iris menjadi bagian yang tipis-tipis. Kemudian peralatan ekstraksi dirangkai dengan menggunakan pendingin air. Ekstraksi dilakukan dengan memanaskan pelarut organik sampai semua analit terekstrak ( Khamidinal, 2009).
Gambar 2. Alat ekstraksi soxhlet
Pada ekstraksi soxhlet, pelarut dipanaskan dalam labu didih sehingga menghasilkan uap. Uap tersebut kemudian masuk ke kondensor melalui pipa kecil dan
keluar dalam fase cair. Kemudian pelarut masuk ke dalam selongsong berisi padatan. Pelarut akan membasahi sampel dan tertahan dialam selongsong sampai tinggi pelarut dalam pipa sifone sama dengan tinggi pelarut di selongsong. Kemudian pelarut seluruhnya akan menggerojok masuk kembali ke dalam labu didih dan begitu seterusnya.
Penarikan komponen kimia yang dilakukan dengan cara serbuk simplisia ditempatkan dalam klonsong yang telah dilapisi kertas saring sedemikian rupa, cairan penyari dipanaskan dalam labu alas bulat sehingga menguap dan dikondensasikan oleh kondensor bola menjadi molekul-molekul cairan penyari yang jatuh ke dalam klonsong menyari zat aktif di dalam simplisia dan jika cairan penyari telah mencapai permukaan sifon, seluruh cairan akan turun kembali ke labu alas bulat melalui pipa kapiler hingga terjadi sirkulasi. Ekstraksi sempurna ditandai bila cairan di sifon tidak berwarna, tidak tampak noda jika di KLT, atau sirkulasi telah mencapai 20-25 kali. Ekstrak yang diperoleh dikumpulkan dan dipekatkan.
Ratna (2009) melakukan ekstraksi kunyit menggunakan ekstraktor Soxhlet. Hasil penyarian 300 gram serbuk simplisisa rimpang kunyit dengan menggunakan pelarut etanol 96% diperoleh ekstrak kental yang telah diuapkan dengan vacuum evaporator dan di freeze dryer sebanyak 106,34 gram (rendemen 35,44%).
Kromatografi adalah suatu nama yang diberikan untuk pemisahan tertentu. Cara ini dikenalkan oleh TSWETT, ia telah menggunakan untuk pemisahan senyawa-senyawa yang berwarna, dan nama kromatografi diambillkan dari senyawa-senyawa yang berwarna. Meskipun demikian pembatasan untuk senyawa- senyawa yang berwarna tak lama dan hampir kebanyakan pemisahan-pemisahan secara kromatografi sekarang diperuntukkan pada senyawa- senyawa yang tak berwarna (Sastrohamidjojo, 1985).
Kromatografi merupakan suatu proses pemisahan yang mana analit-analit dalam sampel terdistribusi antara dua fase yaitu fase diam dan gerak. Fase diam dapat berupa bahan padat dalam bentuk molekul kecil atau dalam bentuk cairan yang dilapiskan pada pendukung padat atau dilapiskan pada dinding kolom. Fase gerak dapat berupa gas atau cairan. Jika gas digunakan sebagai fase gerak maka prosesnya dikenal sebagai kromatografi gas. Dalam kromatografi cair dan juga kromatografi lapis tipis, fase gerak yang digunakan selalu cair (Rohman, 2009).
Kromatografi melibatkan pemisahan terhadap campuran berdasarkan perbedaan - perbedaan tertentu yang dimiliki oleh senyawanya. Perbedaan yang dapat dimanfaatkan meliputi kelarutan dalam berbagai pelarut serta sifat polar. Kromatografi biasanya terdiri dari fase diam (fase stationer) dan fase gerak (fase mobil). Fase gerak membawa komponen suatu campuran melalui fase diam, dan fase diam akan berikatan dengan komponen tersebut dengan afinitas yang berbeda-beda.
Jenis kromatografi yang berlainan bergantung pada perbedaan jenis fase, namun semua jenis kromatografi tersebut berdasar pada asas yang sama (Bresnick, 2004). Kromatografi kertas merupakan kromatografi cairan-cairan dimana sebagai fasa diam adalah lapisan tipis air yang diserap dari lembab udara oleh kertas jenis fasa cair lainnya dapat digunakan. Teknik ini sangat sederhana.
Prinsip dasar kromatografi kertas adalah partisi multiplikatif suatu senyawa antara dua cairan yang saling tidak bercampur. Jadi partisi suatu senyawa terjadi antara kompleks selulosa-air dan fasa mobil yang melewatinya berupa pelarut organik yang sudah dijenuhkan dengan air atau campuran pelarut.
Cara melakukannya, ciplikan yang mengandung campuran yang akan dipisahkan diteteskan/diletakkan pada daerah yang diberi tanda di atas sepotong kertas saring dimana ia akan meluas membentuk noda yang bulat. Bila noda telah kering kertas dimasukkan dalam bejana tertutup yang sesuai dengan satu ujung, dimana tetesan cuplikan ditempatkan, tercelup dalam pelarut yang dipilih sebagai fasa bergerak (jangan sampai noda tercelup karena berarti senyawa yang akan dipisahkan akan terlarut dari kertas).
Pelarut bergerak melalui serat dari kertas oleh gaya kapiler dan menggerakkan komponen dari campuran cuplikan pada perbedaan jarak dalam arah aliran pelarut. Bila permukaan pelarut telah bergerak sampai jarak yang cukup jauhnya atau setelah waktu yang telah ditentukan, kertas diambil dari bejana dan kedudukan dari permukaan pelarut diberi tanda dan lembaran kertas dibiarkan kering. Jika senyawa-senyawa berwarna maka mereka akan terlihat sebagai pita atau nodayang terpisah. Jika senyawa tidak berwarna harus dideteksi dengan cara fisika dan kimia. Yaitu dengan menggunakan suatu pereaksi-pereaksiyang memberikan sebuah warna terhadap beberapa atau semua dari senyawa-senyawa. Bila daerah dari noda yang terpisah telah dideteksi, maka perlu mengidentifikasi tiap individu dari senyawa. Metoda identifikasi yang paling mudah adalah berdasarkan pada kedudukan dari noda relatif terhadap permukaan pelarut, menggunakan harga Rf.
Harga Rf merupakan parameter karakteristik kromatografi kertas dan kromatografi lapis tipis. Harga ini merupakan ukuran kecepatan migrasi suatu senyawa pada kromatogram dan pada kondisi konstan merupakan besaran karakteristik dan reprodusibel.
Harga Rf didefinisikan sebagai perbandingan antara jarak senyawa dari titik awal dan jarak tepi muka pelarut dari titik awal. Rf = Jarak titik tengah noda dari titik awal / Jarak tepi muka pelarut dari titik awal.
IV. Alat dan Bahan IV.1. Alat
2. Gelas kimia 2 buah 3. Termometer 4. Gelas ukur 5. Pipet 6. Cawan porselin 7. Kompor 8. Neraca analitik 9. Kertas saring IV.2. Bahan 1. Rimpang kunyit 2. Alkohol 96 % 3. Kloroform 4. Air V. Cara Kerja
V.1. Cara Kerja Ekstraksi
VI. Data Pengamatan 5.1. Isolasi Kurkumin N o Perlakuan Pengamatan 1. Persiapan sampel
- Kunyit dicuci sampai bersih - Dikupas
- Diiris tipis-tipis - Di keringkan - Ditimbang
- Dimasukkan kedalam timbel
- Menghilangkan sisa-sisa tanah yang menempel - Membersihkan dari
kotoran-kotoran
- Mempermudah pengeringan - Menghilangkan kadar air - Massa = 137,163 gram - Untuk dilakukan ekstraksi 2. Proses ekstraksi
- Timbel yang berisi kunyit dimasukkan ke ekstraktor soxhlet
- Regulasi pertama - Regulasi kedua - Regulasi ketiga
- Di lakukan ekstraksi pada suhu 60°C
- Pada waktu 1 jam 08 menit 44 detik
- Pada waktu 57 menit 11 detik - Pada waktu 58 menit 47
detik, terjadi sedikit
kesalahan karena etanol yang diuapkan mengalami
- Regulasi keempat
- Volume etanol yang dipakai untuk ekstraksi
- Suhu akhir setelah ekstraksi
etanol sebanyak 170 ml - Pada waktu 46 menit 08 detik - Sebanyak 670 ml
- 62°C 3. Setelah ekstraksi
- Menghitung volume etanol setelah diekstraksi
- Menghitung berat kunyit setelah dilakukan ekstraksi - Menghitung berat kunyit
yang telah dikeringkan setelah di ekstraksi
- Setelah diekstraksi volume etanol sebanyak 668 ml - Setelah diekstraksi berat
kunyit sebesar 163,664 gram - Setelah diekstraksi kunyit
dikeringkan beratnya sebanyak 126 gram 5.2. Kromatografi Kertas
No Fase gerak + fase diam Pengamatan
1. Etanol
- Sampel cair
- Sampel kental
- Pada sampel cair, jarak tempuh zat terlarut adalah 7,5 cm, jarak tempuh zat pelarut adalah 10 cm - Pada sampel kental, jarak
tempuh zat terlarut adalah 7,3cm, jarak tempuh zat pelarut adalah 10cm
2. Kloroform
- Sampel cair - Sampel kental
- Terjadi kesalahan dan gagal - Terjadi kesalahan dan gagal VII. Pengolahan Data
- Isolasi kurkumin
Dik : - Berat kunyit setelah ekstraksi dan dikeringkan = 126 gram - Volume etanol setelah diekstraksi = 668 ml Dit : % b/ v = ….?
Jawab
% b/v = berat kunyit setelah diekstraksi dan dikeringkan x 100% volume etanol setelah diekstraksi
= 126 gram / 668 ml x 100% = 0,188 g/ ml x 100%
= 18,8%
Jadi, % b/v adalah 18,8% - Kromatografi Kertas
Pada etanol dengan sampel cair :
Dik : - Jarak tempuh zat terlarut = 7,5 cm - Jarak tempuh zat pelarut = 10 cm Dit : Rf = ….?
Jawab
Jarak tempuh zat pelarut = 7,5 cm / 10 cm = 0,75
Pada etanol dengan sampel kental : Dik : - Jarak tempuh zat terlarut = 7,3 cm
- Jarak tempuh zat pelarut = 10 cm Dit : Rf = ….?
Jawab
Rf = Jarak tempuh zat terlarut Jarak tempuh zat pelarut = 7,3 cm / 10 cm = 0,73
Jadi, nilai Rf pada sampel cair adalah 0,75 dan nilai Rf pada sampel kental adalah 0,73.
VIII. Pembahasan
Pada praktikum isolasi kurkumin dan derivatnya dari kunyit, kami melakukan 2 percobaan yaitu percobaan ekstraksi kunyit dengan etanol sebagai zat pelarutnya, dan kromatografi kertas. Kunyit merupakan tanaman obat berupa semak dan bersifat tahunan (perenial) yang tersebar di seluruh daerah tropis. Kata Curcuma berasal dari bahasa Arab Kurkum dan Yunani Karkom. Kunyit (curcuma domestic) termasuk salah satu rempah yang telah luas penggunaannya di masyarakat sebagai bumbu masakan dan bahan obat tradisional. Dalam rimpang kunyit kering mengandung kurkuminoid sekitar 10% yang terdiri dari kurkumin (1-5%) dan sisanya dimetoksi kurkumin dan bis-metoksi kurkumin. Disamping itu juga mengandung minyak atsiri (1-3%), lemak (3%), karbohidrat (30%), protein (8%), pati (45-55%) dan sisanya terdiri dari vitamin C, garam-garam mineral seperti zat besi, fosfor dan kalsium.
Kurkumin merupakan senyawa aktif golongan polifenol yang ditemukan pada kunyit. Kurkumin dapat memiliki dua bentuk tautomer yaitu keton dan enol. Struktur keton lebih dominan dalam bentuk padat, sedangkan struktur enol ditemukan dalam bentuk cair. Kurkumin dikenal karena sifat antitumor dan antioksidan yang dimilikinya, berikut struktur dari kurkumin :
Langkah-langkah yang kami lakukan untuk mendapatkan ekstrak kurkumin diantaranya sebagai berikut :
VIII.1. Isolasi Kurkumin dari kunyit
Pada persiapan sampel ini, Kunyit dicuci sampai bersih dengan air untuk membersihkan kotoran yang menempel pada kunyit. Selain dicuci kunyit juga dikupas kulitnya untuk menghilangkan kotoran-kotoran pada kunyit agar tidak mengganggu selama isolasi. Kunyit yang sudah dikupas kemudian diiris tipis-tipis untuk memperbesar permukaan kunyit sehingga mempermudah proses pengeringan dan ekstraksi. Setelah dikeringkan kemudian kunyit ditimbang, pada penimbangan tersebut kita ketahui bahwa berat kunyit kering sebesar 250 gram, tetapi yang dipakai untuk ekstraksi adalah sebanyak 137,163 gram.
Isolasi ekstrak kunyit dilakukan proses ekstraksi soxhlet yaitu mengekstrak senyawa kurkumin dan turunannya dalam sampel kunyit kering, kemudian dibungkus dengan kertas saring dan ditempatkan dalam timbel dengan sedemikian rupa, kemudian dirangkai peralatan ekstraksi soxhlet, selanjutnya cairan etanol yang berada dalam labu alas bulat ditambahkan batu didih dan dipanaskan dengan suhu 60˚C sehingga etanol dapat menguap. Menggunakan suhu 60˚C karena titik didih etanol ialah 61,1˚C. Pada waktu etanol menguap, maka akan terjadi kondensasi antara uap etanol dengan udara dingin dari kondensor sehingga uap etanol akan menjadi molekul-molekul cairan yang jatuh kedalam timbel bercampur dengan sampel kunyit dan bereaksi. Jika etanol telah mencapai permukaan sifone, seluruh cairan etanol akan turun kembali ke labu alas bulat melalui pipa penghubung, hal inilah yang dinamakan proses sirkulasi. Senjutnya etanol akan menguap kembali dan terjadi kondensi sehingga terjadi sirkulasi kembali, begitu juga seterusnya. Ekstraksi sempurna ditandai apabila cairan disifone tidak berwarna. Proses ekstraksi ini dilakukan sebanyak 4 kali sirkulasi, semakin banyak sirkulasi maka semakin banyak pula ekstrak yang diperoleh. Seharusnya kami melakukan ekstraksi sebanyak 8 kali tetapi karena waktunya tidak cukup maka kami melakukan ekstraksi sebanyak 4 kali dan hasil yang terjadi adalah cairan dalam sifone berwarna kekuningan hal itu menandakan masih banyak ekstrak kurkumin yang belumdiekstraksi.
Ekstraksi ini menggunakan pelarut etanol 96% yang bersifat polar karena kurkumin yang akan diisolasi bersifat nonpolar, sehingga senyawa yang polar akan larut dalam etanol sedangkan senyawa lain tidak larut dalam etanol tersebut. Setelah 4 kali sirkulasi dimungkinkan senyawa yang akan diekstrak yaitu kurkumin dan derivatnya sudah terekstrak sempurna dalam pelarut etanol. Ekstrak dalam labu alas bulat hasil dari proses ekstraksi ini masih bercampur dengan etanol (pelarut) oleh karena itu untuk mendapatkan ekstraknya saja, maka pelarut harus diuapkan. Kurkumin yang telah di ekstraksi kemudian dimbil sampelnya sebanyak 5 ml
