LAPORAN TUGAS AKHIR PENGAMBILAN ZAT WARNA ALAMI DARI KAYU SECANG (Caesalpinia sappan Linn) UNTUK PEWARNA MAKANAN

(1)

commit to user

LAPORAN TUGAS AKHIR

PENGAMBILAN ZAT WARNA ALAMI DARI KAYU

SECANG

(Caesalpinia sappan Linn)

UNTUK

PEWARNA MAKANAN

Disusun Oleh:

ANNA NUR HIDAYATI I 8307051 KARINA MEY PRASTANTRI I 8307067

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

commit to user

Laporan Tugas Akhir

Pengambilan Zat Warna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

Universitas Sebelas Maret Surakarta

(3)

commit to user

(4)

commit to user

(5)

commit to user

(6)

commit to user

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT. Yang telah melimpahkan rahmat dan anugerahNya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Laporan ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan Program Studi Diploma Tiga Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Laporan Tugas Akhir ini disusun berdasarkan data-data yang diambil

sebagai hasil percobaan.

Penyusun menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah menbantu sehingga dapat menyelesaikan laporan ini :

1. Ibu Dwi Ardiana Setyawardani, S.T.,M.T., selaku Ketua Program Diploma III Teknik Kimia UNS

2. Ibu Ir. Endang Mastuti selaku dosen pembimbing tugas akhir. 3. Bapak dan ibu yang telah memberikan dorongan kepada kami.

4. Semua pihak yang telah membantu atas tersusunnya laporan tugas akhir ini.

Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini terdapat kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan adanya

kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan laporan ini. Akhir kata penyusun mengharap agar laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan dan pembaca yang memerlukan.

Surakarta, 2011

Penyusun

(7)

commit to user

DAFTAR ISI

Halaman Judul ... i

Lembar Pengesahan ... ii

Lembar Konsultasi... iii

Kata Pengantar ... vii

Daftar Isi ... viii

Daftar Gambar... ix

Daftar Tabel ... x

Intisari ... xi

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Perumusan Masalah ... 2

C. Tujuan ... 2

D. Manfaat ... 2

BAB II. LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka ... 4

B. Kerangka Pemikiran ... 15

BAB III. METODOLOGI A. Alat dan Bahan ... 16

B. Lokasi ... 16

C. Gambar Rangkaian Alat ... 17

D. Cara Kerja ... 20

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 22

BAB V. PENUTUP A. Kesimpulan ... 30

B. Saran ... 30 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

(8)

commit to user

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Tanaman Kayu Secang ... 6

Gambar 2.2. Kayu Secang yang telah diserut... 6

Gambar 2.3. Struktur dari senyawa tanin ... 8

Gambar 2.4. Struktur dari senyawa Brazilin ... 9

Gambar 2.5. Struktur dari senyawa Brazilein... 9

Gambar 2.6. Diagram Alir Proses Pembuatan zat warna alami dengan Ekstraksi secara batch... 15

Gambar 3.1. Rangkaian Alat Ekstraksi Soxhlet... 17

Gambar 3.2. Rangkaian Alat Ekstraksi Batch... 18

Gambar 3.3. Rangkaian Alat Ekstraksi Skala Industri Rumah Tangga ... 19

Gambar 4.1. Grafik Hubungan antara Volume Pelarut (ml) vs Hasil Zat Warna Alami (gram) ... 23

Gambar 4.2. Grafik Hubungan antara Waktu (menit) vs Hasil Zat Warna Alami (gram) ... 24

Gambar 4.3. Grafik Hubungan antara Suhu (oC) vs Hasil Zat Warna Alami (gram) ... 25

Gambar 4.4. Bolu kukus dan bakpao ... 27

Gambar 4.5. Jelly dengan Fruit acid... 27

Gambar 4.6. Jelly tanpa Fruit acid ... 27

Gambar 4.7. Rengginan ... 27

Gambar 4.8. Es krim ... 27

(9)

commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel IV.1. Hasil Percobaan Ekstraksi Batchpada Volume Pelarut ... 23

Tabel IV.2. Hasil Percobaan Ekstraksi Batchpada Variasi Waktu ... 24

Tabel IV.3. Hasil Percobaan Ekstraksi Batchpada Variasi Suhu ... 25

Tabel IV.4. Hasil Uji Organoleptik ... 28

(10)

commit to user

INTISARI

ANNA NUR HIDAYATI, KARINA MEY PRASTANTRI, 2011, LAPORAN TUGAS AKHIR “PENGAMBILAN ZAT WARNA ALAMI DARI KAYU

SECANG(Caesalpinia sappan Linn)UNTUK PEWARNA MAKANAN”, PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIK,

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

Kayu secang (Caesalpinia sappan Linn) adalah salah satu pewarna alami untuk bahan makanan sebagai alternatif bahan tambahan pangan. Sebagian masyarakat mengolah kayu secang hanya dengan merebus kayunya untuk mendapatkan warna kecoklatan untuk pewarna minuman atau makanan. Hal ini tidak praktis dalam pengolahan dan penyimpanan zat warna yang terkandung dalam kayu secang tersebut, sehingga perlu dilakukan pengolahan hasil zat warna dari kayu secang menjadi bentuk bubuk.

Kandungan kimia kayu secang adalah tanin (asam tanat), asam galat, resin, brazilin dan minyak atsiri. Brazilin dengan struktur C16H14O5yang larut dalam air dan berasa manis, akan tetapi jika teroksidasi akan menghasilkan senyawa brazilein yang berwarna merah kecoklatan.

Pengambilan zat warna alami dari kayu secang diperoleh secara langsung yaitu ekstraksi secara batch. Sebelumnya dilakukan percobaan pendahuluan untuk menentukan kondisi operasi meliputi volume pelarut, waktu dan suhu proses. Kondisi optimum yang diperoleh dari percobaan adalah 50 gram kayu secang diekstrak dengan 700 ml aquadest, diaduk dengan kecepatan 200 rpm, pada suhu didih selama waktu 3 jam. Hasil yang diperoleh dari proses tersebut adalah 3,322 gram bubuk zat warna kayu secang.

Pada pelaksanaan dengan ukuran industri rumah tangga, digunakan panci kapasitas 10 liter. Bahan yang digunakan 500 gram kayu secang diekstrak dengan 7 liter air dengan pengadukan manual selama 3 jam pada suhu didih larutan. Hasil yang diperoleh adalah 32,422 gram bubuk zat warna kayu secang. Pewarna alami tersebut apabila diujicobakan pada makanan yang dikukus misalnya bolu kukus akan memberikan warna merah kecoklatan dan bakpao akan memberikan warna kuning kecoklatan. Pada pembuatan jelly tanpa tambahan perasa buah (fruit acid) akan nampak warna ungu tua, tetapi bila jelly tersebut ditambahkan dengan (fruit acid), warna jelly tersebut akan berubah menjadi kuning. Penambahan pewarna pada rengginan akan memberikan warna coklat, sedangkan pada pembutan es krim juga akan memberikan warna coklat.

Uji organoleptik dilakukan terhadap 21 responden meliputi kategori warna, rasa, dan aroma. Untuk kategori warna, sebagian besar para responden menilai makanan (jelly, rengginan, bolu kukus dan es krim) tampak menarik kecuali pada bakpao, sebagian besar responden menilai warna makanan tersebut kurang menarik. Untuk kategori rasa, sebagian besar responden menilai makanan tersebut enak. Sedangkan untuk kategori aroma, sebagian besar responden menyukai aroma dari makanan yang diwarnai dengan zat warna kayu secang tersebut.

xi

(11)

commit to user

ABSTRACT

ANNA NUR HIDAYATI, KARINA MEY PRASTANTRI, 2011, FINAL ASSIGMENT “THE TAKING OF NATURAL PIGMENTS FROM SECANG WOOD (Caesalpinia sappan Linn) FOR FOOD COLORING”,

CHEMICAL ENGINEERING DIPLOMA III STUDY PROGRAM OF SURAKARTA SEBELAS MARET UNIVERSITY.

Secang wood (Caesalpinia sappan Linn) is one of natural dyes for food as an alternative food additives. Some people are process the secang wood with just of boiling the wood to get a brown color for drinks or food dyeing. It is not practical in the processing and storage of dyes contained in the secang wood, so that the necessary processing product dye from a secang wood into powder.

The chemical constituents of secang wood are tannin (tannat acid), galat acid, resins, brazilin and essential oil. Brazilin with structure C16H14O5 are soluble in water and sweet taste, but when oxidized will produce brazilein compound a red-brown colored.

Taking the natural pigments from secang wood obtained directly is batch extraction. Previously conducted preliminary experiments to determine the operating conditions include the volume of solvent, time and temperature process. The optimum condition obtained from the experiment was 50 grams a secang wood extracted with 700 ml of aquadest, stirred with a speed of 200 rpm, at boiling temperature for 3 hours. The result of this process is 3,322 grams of secang wood powder pigment.

The implementation of the domestic industry size, used pan capacity 10 liters. Materials used 500 grams of secang wood in extracts with 7 liters of water with manual stirring for 3 hours at the boiling temperature of solution. The result is 32,422 grams of secang wood powder pigment. These natural dyes is tested on a steamed food such as bolu kukus cake will give red-brown color and bakpao cake will give yellow-brown color. In making jelly without added flavor of fruit (fruit acid) will give dark purple color, but if the jelly is added to fruit acid, it will change to yellow color. The addition of dye in rengginan and ice cream will give a brown color.

(12)

commit to user

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG MASALAH

Bahan pewarna makanan terbagi dalam dua kelompok besar yakni pewarna alami dan pewarna buatan. Di Indonesia, penggunaan zat pewarna untuk makanan (baik yang diizinkan maupun dilarang) diatur dalam SK Menteri Kesehatan RI No.235/MenKes/Per/VI/79 dan direvisi melalui SK Menteri Kesehatan RI No.722/MenKes/Per/VI/88 mengenai bahan tambahan

makanan.

Pewarna alami adalah zat warna alami (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan, hewan, atau dari sumber-sumber mineral. Zat warna ini digunakan sejak dulu dan umumnya dianggap lebih aman dan tidak menimbulkan efek samping bagi tubuh.

Macam-macam pewarna alami antara lain:

a. Wortel untuk memberikan warna jingga atau orange. b. Daun suji untuk memberikan warna hijau.

c. Kunyit untuk memberikan warna kuning. d. Cabai untuk memberikan warna merah.

e. Gula merah/gula aren untuk memberikan warna coklat

Pewarna buatan untuk makanan diperoleh melalui proses sintesis kimia yang mengandalkan bahan-bahan kimia. Beberapa contoh pewarna buatan yaitu: tartrazin, sunset yellow (warna kuning), allura, erytrosin, amaranth (warna merah), dll.

Kelebihan pewarna buatan dibanding pewarna alami adalah dapat

menghasilkan warna yang lebih kuat dan stabil meski jumlah pewarna yang digunakan hanya sedikit. Warna yang dihasilkan dari pewarna buatan akan tetap cerah meskipun sudah mengalami proses pengolahan dan pemanasan. Walaupun demikian, ada kelemahannya yaitu beberapa diantaranya

(13)

commit to user

mengandung zat-zat berbahaya bagi kesehatan dan kadang bersifat karsinogen

yang dapat merangsang terjadinya kanker pada manusia.

(Nur Hidayat dan Elfi, 2006) Salah satu pewarna alami untuk bahan makanan adalah kayu secang (Caesalpinia sappan Linn)sebagai alternatif bahan tambahan pangan, sebagai pengganti pewarna buatan yang telah ada dengan pewarna alami, misalnya

seperti sunset yellow, allura, erytrosin, amaranth bisa digantikan dengan pewarna alami dari kayu secang. Secara empirik kayu secang dipakai sebagai obat luka, batuk berdarah (muntah darah), berak darah, darah kotor (pembersih darah), penawar racun, penghenti pendarahan, daya desinfektan, antidiare, dan juga berkhasiat mengobati demam berdarah dan obat katarak mata (Arief hariana, 2008).

B. PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan uraian diatas, timbul permasalahan sebagai berikut :

1. Metode apakah yang digunakan untuk mengambil zat warna alami dari kayu secang?

2. Bagaimanakah kondisi operasi yang digunakan untuk mengambil zat

warna alami dari kayu secang agar diperoleh rendemen yang paling banyak?

3. Berapakah rendemen zat warna alami dari kayu secang yang diperoleh dari kondisi optimum?

C. TUJUAN

Tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :

1. Menentukan metode yang digunakan untuk mengambil zat warna alami dari kayu secang.

2. Menentukan kondisi operasi yang digunakan untuk mengambil zat warna

alami dari kayu secang agar diperoleh rendemen yang paling banyak.

(14)

commit to user

3. Menentukan rendemen zat warna alami dari kayu secang yang diperoleh

dari kondisi optimum.

D. MANFAAT Bagi mahasiswa :

a. Mahasiswa mampu melakukan proses pengambilan zat warna dari kayu

secang.

b. Dapat menerapkan ilmu teknik kimia yang telah diperoleh.

Bagi masyarakat :

Dapat menambah pengetahuan dan dapat mengaplikasikan tentang cara pembuatan zat warna alami dari kayu secang.

(15)

commit to user

BAB II

LANDASAN TEORI

A. TINJAUAN PUSTAKA

1. ZAT WARNA MAKANAN

Pewarna makanan dapat diklasifikasikan menjadi 3 kategori: pewarna sintetik, pewarna menyerupai pewarna alami, dan pewarna alami. Pewarna alami untuk makanan berasal dari sumber yang dapat diperbaharui. Pewarna alami diekstraksi menggunakan air atau alkohol konsentrasi rendah untuk pigmen larut air dan pelarut organik untuk pigmen lipofilik.

Pembuatan undang-undang membatasi jenis pewarna yang diperbolehkan, sumber yang boleh digunakan untuk bahan baku pewarna, pelarut yang dapat digunakan untuk ekstraksi, dan kemurnian pigmen. Warna ditambahkan ke dalam makanan untuk beberapa alasan:

 Mengganti warna yang hilang selama proses berlangsung  Menegaskan warna yang sudah ada

 Meminimalkan variasi warna

 Mewarnai makanan yang belum diwarnai.

Pewarna alamiadalah Pewarna alami adalah zat warna alami (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan, hewan, atau dari sumber-sumber mineral. Zat warna ini digunakan sejak dulu dan umumnya dianggap lebih aman

dan tidak menimbulkan efek samping bagi tubuh.

Beberapa contoh zat pewarna alami yang biasa digunakan untuk mewarnai makanan adalah:

(Nur Hidayat dan Elfi, 2006)

(16)

commit to user

Pewarna yang menyerupai pewarna alami adalah zat warna yang

masih satu golongan dengan kelompok zat warna alami, hanya zat warna alami ini dihasilkan dengan cara sintesis kimia, bukan dengan cara ekstraksi atau isolasi. Jadi, pewarna identik alami adalah pigmen-pigmen yang dibuat secara sintetis yang struktur kimianya identik dengan pewarna-pewarna alami. Pewarna yang termasuk golongan ini adalah

karotenoid murni antara lain canthaxanthin (merah), apo-karoten (merah-oranye), beta-karoten (oranye-kuning). Semua pewarna-pewarna ini memiliki batas-batas konsentrasi maksimum penggunaan, terkecuali beta-karoten yang boleh digunakan dalam jumlah tidak terbatas (John M.,1997).

Pewarna sintetik adalah bahan kimia yang sengaja ditambahkan pada

makanan untuk memberi warna yang diinginkan karena warna semula hilang selama proses pengolahan atau karena diinginkan adanya warna tertentu. Pada umumnya warna yang ditambahkan disesuaikan dengan cita rasa produk yang akan dibuat. Misalnya untuk rasa jeruk diberi warna kuning atau orange, rasa stroberi dengan warna merah dll ( Nur Hidayat dan Elfi, 2006).

2. KAYU SECANG

Klasifikasi tanaman

Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Dicolyledonae Bangsa : Resales Suku : Cesalpiniaceae Marga : Caesalpinia

Jenis : Caesalpinia sappan L

(Dirjen Perkebunan, 2010).

(17)

commit to user

Pengambilan Zat Warna Alami da

(Gambar 2.1. Tanaman Kayu Secang)

Deskripsi

Secang (Caesalpinia dimanfaatkan kayunya seba dimanfaatkan sebagai bahan sappanin

Tanaman ini berupa memiliki duri-duri yang sangat panjang mencapai 50 cm lonjong, kecil berwarna hijau. cm, berwarna kuning.

Tanaman secang kemungkinan Thailand sampai

Indo-tanaman pagar di kebun tepi hutan. Tanaman secang mengandung pasir mulai ditanam ditanah basah.

Tanaman kayu secang antara lain secang (Sunda),

rna Alami dari Kayu Secang untuk Pewarna Makanan

1. Tanaman Kayu Secang) (Gambar 2.2. Kayu Secang telah diserut)

Caesalpinia sappan Linn) merupakan salah satu tanaman obat kayunya sebagai simplisia, meskipun kayu secang juga sebagai bahan pewarna karena mengandung zat warna yang

berupa perdu berbatang tegak yang tingginya antara

yang sangat tajam. Daunnya berupa daun majemuk menyirip, cm, dengan 8-16 pasang sirip daun, anak daun berbentuk berwarna hijau. Bunga majemuk, tumbuh diketiak daun,

secang kemungkinan berasal dari India bagian Selatan -Cina. Di Indonesia ,secang umumnya ditanam

kebun- kebun atau juga dijumpai sebagai tanaman liar Tanaman secang tumbuh baik ditanah berlempung atau pasir mulai dari daratan rendah sampai tinggi dan tidak

(Yuli W.S

kayu secang memiliki nama daerah yang

bermacam-(Sunda), kayu secang (Jawa Tengah), kayu secang (Madura), Kayu Secang yang

tanaman obat yang secang juga dapat yang disebut

ginya antara 4-8 m, majemuk menyirip, daun berbentuk

lebar 2-2,5

Selatan, Burma, ditanam sebagai

tanaman liar di tepi-berlempung atau sedikit

dan tidak cocok

W.S., 2004)

-bermacam secang (Madura),

(18)

commit to user

cang (Bali), sepang (Sasak), kayu sema (Manado), sapang (Makasar). Tanaman

ini banyak tumbuh di pekarangan daerah Jawa, juga dijumpai di pegunungan berbatu pada daerah yang tidak terlalu dingin di Sulawesi Selatan (Arief hariana, 2008).

Kayu secang yang telah dibelah merupakan irisan-irisan kecil tidak menunjukkan bau yang khas. Belahan-belahan kecil tadi tampak berwarna merah,

dengan keadaan keras dan padat. Ternyata mempunyai kandungan brazillin yaitu zat warna merah sappan, asam tanat, dan asam galat (G.Kartasapoetra, 1996).

Kandungan Kimia Kayu Secang

Daun dan batang secang mengandung saponin dan flavonoid. Selain itu daunnya mengandung polifenol dan 0,16%-0,20% minyak atsiri. Batang/kayunya

mengandung tanin, asam galat, resin, brasilin, dan minyak atsiri (Arief hariana, 2008)

 Tanin

Tanin adalah senyawa organik yang terdiri dari campuran senyawaan polifenol kompleks, dibangun dari elemen C, H dan O.

a. Sifat fisik tanin

 Umumnya tanin mempunyai berat molekul tinggi dan cenderung mudah

dioksidasi menjadi suatu polimer, sebagian besar tanin bentuknya amorf dan tidak mempunyai titik leleh.

 Tanin berwarna putih kekuning-kuningan sampai coklat terang, tergantung

dari sumber tanin tersebut.

 Tanin berbentuk serbuk atau berlapis-lapis seperti kulit kerang, berbau

khas dan mempunyai rasa sepat (astrigent).

 Warna tanin akan menjadi gelap apabila terkena cahaya langsung atau

dibiarkan di udara terbuka.

 Tanin mempunyai sifat atau daya bakterostatik, fungistatik dan merupakan

racun.

(Browning,1966)

(19)

commit to user

Universitas Sebelas Maret Surakarta b. Sifat kimia tanin:

 Tanin memiliki sifat umum, yaitu memiliki gugus phenol dan bersifat

koloid

 Semua jenis tanin dapat larut dalam air. Kelarutannya besar, dan akan

bertambah besar apabila dilarutkan dalam air panas. Begitu juga tannin akan larut dalam pelarut organik seperti metanol, etanol, aseton dan pelarut

organik lainnya

 Tanin dapat dihidrolisa oleh asam, basa dan enzim

 Ikatan kimia yang terjadi antara tanin-protein atau polimer-polimer lainnya

terdiri dari ikatan hidrogen, ikatan ionik dan ikatan kovalen.

(Browning,1966)

Gambar 2.3. Struktur dari senyawa tanin

( Winarno, 1997)

 Brazilin (C16H14O5)

Brazilin merupakan komponen terbesar dari kayu secang. a. Sifat fisik Brazilin :

 Bentuk kristal berwarna kuning sulfur

 Dalam larutan asam brazilin akan tampak kuning, namun dalam

persiapan basa akan muncul warna merah  Berat molekul : 286,3 gram/mol

(Morsingh et al, 1970)  Brazilin kayu secang mempunyai aktifitas sebagai antibakteri dan

bakteriostatik (Sundari dkk,1998).

(20)

commit to user

Universitas Sebelas Maret Surakarta b. Sifat Kimia Brazilin :

 Larut dalam air dan etanol (Morsingh et al, 1970).

 Brazilin merupakan senyawa antioksidan yang mempunyai gugus

katekol dalam struktur kimianya (Sanusi,1989).

 Brazilein (C16H12O5)

Senyawa brazilein merupakan brazilin yang teroksidas.

a. Sifat fisik :

 Warna merah kecoklatan  Berat molekul : 284,3 gram/mol

b. Sifat Kimia :

 Larut dalam air dan etanol

Gambar 2.4. Struktur dari senyawa Brazilin

Gambar 2.5. Struktur dari senyawa Brazilein

(Morsingh et al, 1970).  Asam Galat (C7H6O5)

Asam galat adalah senyawa golongan asam fenolik C6-C1 atau hidroksibenzoat, yaitu asam 3,4,5-trihidroksibenzoat.

(21)

commit to user

Universitas Sebelas Maret Surakarta a. Sifat Fisik :

 Berat molekul : 170.12 g/mol  Densitas : 1.7 g/cm3(anhidrat)

 Penampilan Putih, putih-kekuningan atau kristal berwarna

coklat-kekuningan pucat

 Kelarutan dalam air : 1.1 g/100 ml air @ 20 °C (anhidrat)

1.5 g/100 ml air @ 20 °C (anhidrat) b. Sifat Kimia :

 Merupakan sub unit dari galotanin, yaitu polimer heterogen yang

mengandung berbagai molekul asam galat yang saling terkait dengan asam galat lain serta dengan sukrosa dan gula lainnya

 Bereaksi dengan basa membentuk garam yang laut dalam air.

(Salisbury, 1995)  Minyak atsiri

Minyak atsiri atau minyak eteris merupakan minyak yang memiliki sifat volatil atau mudah menguap yang disuling dari komponen tanaman. Minyak atsiri tidak hanya didapatkan dari bunga, tetapi dapat didapatkan dari bagian tanaman yang lain seperti daun, akar (Bhuiyan, 2010).

a. Sifat Fisik :

 Minyak atsiri yang disuling dari tanaman berbentuk cairan, ada yang

kental, encer, bahkan pekat, biasanya mengandung resin dan berwarna merah kecoklatan, kuning cerah, maupun putih bening

 Minyak atsiri sangat sensitif terhadap panas dan cahaya

(Kazaz, 2009) b. Sifat kimia:

 Komponen utama minyak atsiri adalah terpene, alkohol, fenol, aldehid,

keton, dan ester (Guenther 1949).

 Mudah larut dalam pelarut organik (benzen, toluene, alkohol)

(Dongmo, 2011)

(22)

commit to user

Universitas Sebelas Maret Surakarta  Saponin

a. Sifat fisik :

 Memiliki rasa pahit menusuk  Berbuih saat dikocok dengan air

(Teguh hartono, 2009) b. Sifat kimia :

 Terdiri dari gugus gula yang berikatan dengan aglikon atau sapogenin

(Prihatman, 2001).

 Mudah larut dalam air dan tidak larut dalam eter (Teguh hartono, 2009).

3. EKSTRAKSI

Ekstraksi adalah pemisahan satu atau beberapa komponen dari suatu bahan

padatan atau cairan dengan bantuan pelarut yang sesuai. Pemisahan terjadi atas dasar kemampuan larut yang berbeda dari komponen-komponen dalam campuran. Suatu ekstraksi biasanya melibatkan tahap-tahap berikut :

a. Mencampur bahan yang diekstraksi dengan pelarut dan membiarkannya saling berkontak, dalam hal ini terjadi perpindahan massa dengan cara difusi pada bidang antar muka bahan ekstraksi dan pelarut.

b. Pemisahan larutan ekstrak dari rafinat (sisa bahan setelah ekstraksi) kebanyakan dengan cara penjernihan atau filtrasi.

c. Mengisolasi solute dari pelarut dan mendapatkan kembali pelarut, umumnya dilakukan dengan menguapkan pelarut. Dalam hal-hal tertentu, larutan ekstrak dapat diolah lebih lanjut atau diolah setelah dipekatkan.

(Bernasconi, 1995)

c. Ekstraksi Padat-Cair

Pada ekstraksi padat-cair, satu atau beberapa komponen yang dapat larut dipisahkan dari bahan padat dengan bantuan pelarut. 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 (Mc Cabe dkk, 1993).

(23)

commit to user

Faktor-faktor yang berpengaruh pada proses ekstraksi:

 Jenis Pelarut

Jenis pelarut merupakan faktor terpenting dalam proses ekstraksi. Proses ekstraksi dapat berjalan dengan baik bila pelarut memenuhi syarat-syarat yaitu :

1. Selektifitas

Pelarut hanya boleh melarutkan komponen yang diinginkan,bukan komponen lain dari bahan yang diekstraksi.

2. Kelarutan

Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan yang besar dalam melarutkan komponen yang diinginkan.

3. Reaktifitas

Pada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada komponen-komponen dari bahan yang diekstraksi. Sebaliknya dalam hal-hal tertentu diperlukan adanya reaksi kimia untuk mendapatkan selektifitas yang tinggi. Dalam hal ini bahan yang

akan dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan. 4. Titik didih

Pada proses ekstraksi titik didih pelarut tidak boleh terlalu tinggi. 5. Kriteria lain

Pelarut sedapat mungkin harus murah, tidak korosif, tidak dapat terbakar, tidak eksplosif bila bercampur dengan udara, tidak

menyebabkan emulsi, stabil secara kimia dan termal

(Guenter,1987).

 Ukuran Bahan padat yang diekstraksi

Semakin kecil ukuran bahan, maka semakin besar luas permukaan

zat padat, sehingga laju perpindahan massanya semakin besar. Dengan kata lain, jarak untuk berdifusi yang dialami oleh zat terlarut adalah kecil (Bernasconi, 1995).

(24)

commit to user

 Suhu

Suhu ekstraksi yang tinggi akan berpengaruh positif terhadap proses ekstraksi karena adanya peningkatan kecepatan difusi. Kelarutan zat terlarut (pada partikel yang diekstraksi) di dalam pelarut akan naik bersamaan dengan kenaikan suhu sehingga laju ekstraksi menjadi lebih

tinggi dan hasil yang diperoleh lebih besar.

 Waktu

Semakin lama waktu ekstraksi maka akan memberikan hasil yang diperoleh lebih besar, karena kontak antara pelarut dan bahan yang

diekstraksi juga akan semakin lama sehingga akan menyebabkan pelarut semakin diperkaya oleh solute.

 Rasio bahan padatan dan pelarut

Semakin besar perbandingan pelarut terhadap bahan padatan yang diekstraksi maka hasil yang diperoleh semakin besar, karena distribusi

partikel dalam pelarut semakin menyebar, sehingga memperluas permukaan kontak. Selain itu, perbedaan konsentrasi solute dalam pelarut dan padatan semakin besar.

(Gamse,2002)

 Kecepatan Pengadukan

Semakin besar kecepatan pengadukan maka hasil yang diperoleh akan semakin baik. Sedangkan jika kecepatan pengadukan kecil maka hasil yang diperoleh juga tidak baik, karena kontak antara pelarut dengan zat terlarut tidak sering.

 Ekstraksi secara kontinyu

Pada metode ini bahan padat yang akan diekstrak dimasukkan dalam suatu reaktor kolom yang diberi penahan berupa ayakan, kemudian pelarut dialirkan secara kontinyu dari atas dan hasil dikeluarkan dari bawah kolom.

(25)

commit to user

Adapun kelebihan-kelebihan metode kontinyu antara lain :

 Hasil ekstraksi dapat langsung segera diambil sehingga waktu ekstraksi

lebih cepat.

 Pelarut yang digunakan selalu segar karena belum mengandung bahan

yang akan diekstrak sehingga transfer massa dapat berlangsung secara optimal.

 Jumlah atau kapasitas lebih besar.

Di samping kelebihan-kelebihan tersebut, cara kontinyu juga memiliki kelemahan-kelemahan antara lain :

 Biaya pembuatan dan kebutuhan pelarut lebih besar.

 Diameter partikel yang terlalu kecil akan mengakibatkan penyumbatan.

(Bernasconi, 1995)

 Ekstraksi secara batch

Pada metode ini bahan yang akan diekstrak dicampur dengan pelarut segar diatas suatu plat ayakan horizontal dalam suatu reaktor tangki dengan dilengkapi pengaduk yang dapat dirubah posisinya (naik/turun) sesuai kebutuhan.

Apabila dibandingkan dengan proses kontinyu maka cara batch mempunyai kelebihan, yaitu :

 Diameter partikel yang diekstrak dapat berukuran sangat kecil sehingga

transfer berlangsung lebih cepat.

 Bahaya adanya penyumbatan saluran kecil.  Kebutuhan pelarut relatif lebih sedikit.  Biaya peralatan relatif lebih sedikit.

Disamping kelebihan-kelebihan tersebut, cara batch juga memiliki kelemahan-kelemahan antara lain :

 Semakin lama daya melarutkan dari pelarut semakin kecil karena sudah

mengandung bahan yang terekstrak, sehingga kecepatan transfer massa akan semakin menurun.

(26)

commit to user

 Ekstrak baru dapat diambil pada akhir proses.  Membutuhkan waktu lebih lama dan tidak praktis.

(Bernasconi, 1995)

B. KERANGKA PEMIKIRAN

Proses Pengambilan Zat Warna Alami Metode Ekstraksi Secara Batch

Kayu secang Air

Ampas Ampas kayu secang

Uap Air

Gambar 2.6. Diagram Alir Proses Pembuatan zat warna alami dengan

Ekstraksi secara batch

Penyaringan

pemekatan secara evaporasi

Ekstraksi

Pengeringan

Penghalusan

padatan Bubuk zat warna

(27)

commit to user

BAB III

METODOLOGI

A. ALAT DAN BAHAN

1. Alat – alat yang digunakan:

a. Panci b. Loyang c. Oven listrik

d. Kompor dan tabung gas e. Pengaduk

f. Timbangan

g. Saringan plastik h. Labu leher tiga i. Pendingin Bola j. Selang

k. Statif

l. Klem

2. Bahan – bahan yang digunakan:

a. Kayu secang serut yang diperoleh dari pasar Gede b. Aquadest diperoleh dari Laboratorium Proses c. Kertas alumunium foil

B. LOKASI

Tempat pelaksanaan dan penelitian dalam proses pembuatan Zat Warna Alami dari kayu secang ini dilakukan di Laboratorium Proses dan

(28)

commit to user

Universitas Sebelas Maret Surakarta C. GAMBAR RANGKAIAN ALAT

Keterangan :

1. Statif 2. Klem

3. Pendingin bola 4. Lubang air masuk 5. Lubang air keluar 6. Soxhlet

7. Bahan yang diekstraksi (50 gram kayu secang serut) 8. Labu leher satu berisi 400 mL air

9. Pemanas mantel

Gambar 3.1. Rangkaian Alat Ekstraksi Soxhlet

(29)

commit to user

Universitas Sebelas Maret Surakarta 10

Gambar 3.2. Rangkaian Alat EkstraksiBatch

Keterangan :

1. Klem 2. Statif

3. Motor Pengaduk

4. Impeller

5. Labu Leher tiga berisi kayu secang serut + Aquadest 6. Pengaduk Merkuri

7. Pemanas Mantel 8. Pendingin Bola 9. Termometer

10. Karet Penyumbat 11. Stop Kontak

9

4 7

1

5 2 3

6

8

11

(30)

commit to user

1

2

3

Keterangan :

1. Pengaduk kayu

2. Panci dengan kapasitas 10 liter

3. Kompor

Gambar 3.3 Rangkaian Alat Ekstraksi Skala Industri Rumah Tangga

(31)

commit to user

Universitas Sebelas Maret Surakarta D. CARA KERJA

1. Persiapan Bahan Dasar Kayu Secang

1. Membeli kayu secang yang berbentuk serutan

2. Memotong-motong serutan kayu secang dengan panjang ±1 cm. 2. Analisa Bahan Dasar

2.1. Analisa Kadar Air

2.2. Analisa Kadar Zat Warna Total Menggunakan Alat Soxhlet 3. Percobaan Pendahuluan Untuk Mendapatkan Kondisi Proses Pembuatan Zat Warna

3.1. Menentukan Rasio Bahan,gram kayu/ml pelarut 3.2. Menentukan Waktu Proses

3.3. Menentukan Suhu Proses

4. Proses Pembuatan Zat Warna

Ekstraksi SecaraBatchDalam Skala Industri Rumah Tangga 1. Mempersiapkan 500 gr bahan baku kayu secang.

2. Memasukkan bahan baku tersebut ke dalam panci. Menambahkan 7 Liter pelarut aquadest (sesuai hasil percobaan pendahuluan).

3. Menghidupkan kompor dan merebus kayu secang sampai mendidih

(1000C) (sesuai hasil percobaan pendahuluan) dengan pengadukan secara manual selama 3 jam (sesuai hasil percobaan pendahuluan) dihitung sejak larutan mendidih.

4. Mematikan kompor kemudian menyaring larutan hasil perebusan tersebut dengan saringan plastik.

5. Mengambil filtrat dan memanaskan dalam panci sampai volume berkurang menjadi 250 ml.

6. Memasukkan larutan pekat hasil nomor 5 kedalam loyang yang telah dilapisi kertas alumunium foil kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 59 - 600C.

7. Mengulangi percobaan nomor 6 hingga diperoleh zat warna dengan berat konstan.

(32)

commit to user

8. Mengambil hasil no.7 kemudian menghaluskannya hingga menjadi

serbuk dengan menggunakan mortar.

9. Menghitung rendemen zat warna yang dihasilkan, yaitu:

Rendemen =

bahan berat

hasil berat

× 100%

(33)

commit to user

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Percobaan pengambilan zat warna alami dari kayu secang untuk pewarna makanan diperoleh secara langsung yaitu ekstraksi secara batch dengan pelarut aquadest. Hasil zat warna alami diperoleh dengan memekatkan hasil ekstraksi dengan cara evaporasi, pengeringan dalam oven dan penghalusan zat warna.

Pada percobaan ini dilakukan juga pengambilan zat warna alami dengan cara ekstraksi soxhlet. Ekstraksi soxhlet bertujuan untuk mengambil keseluruhan kadar zat warna alami dalam 50 gram kayu secang. Dalam proses ekstraksi ini dilakukan sampai tetesan uap yang diembunkan dari kolom soxhlet bening. Proses ini berlangsung selama 12 sirkulasi. Setelah itu hasil zat warna diuapkan sampai

volumenya menjadi ± 25 ml, lalu dioven dalam suhu 59 – 60 0C sampai didapat berat zat warna konstan. Berat zat warna alami total dari hasil ekstraksi soxhlet adalah 3,836 gram untuk setiap 50 gram kayu secang atau kadar zat warna dalam kayu secang adalah 7,672%. Kadar air kayu secang hasil percobaan adalah 13,16%.

Pengambilan zat warna alami dari kayu secang untuk pewarna makanan ini

dilakukan dengan memperhatikan ratio berat bahan dengan volume pelarut, waktu perebusan, dan suhu sebagai parameter / variable yang diteliti untuk merumuskan kondisi optimum.

A. Variasi Volume Pelarut

Volume pelarut akan mempengaruhi rendemen zat warna yang dihasilkan, pada percobaan ini digunakan pelarut aquadest dengan variasi volume pelarut 300, 400, 500, 600, 700 ml. Dengan waktu perebusan selama 60 menit (1 jam), pada suhu 1000C untuk 50 gram kayu secang dan disertai pengadukan 200 rpm, diperoleh hasil pada Tabel IV-1.

(34)

commit to user

Tabel IV-1. Hasil Percobaan Ekstraksi Batchpada Volume Pelarut

Suhu

100 60 300 1,822 3,644

100 60 400 2,302 4,604

100 60 500 2,429 4,858

100 60 600 2,505 5,01

100 60 700 2,756 5,512

Dari Tabel IV-1 dan Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa yang menghasilkan rendemen zat warna alami optimum adalah pada jumlah volume pelarut 700 ml karena rendemen zat warna alami yang diperoleh paling besar. Persentase

brasillin yang terambil pada volume pelarut 700 ml adalah :

% Zat warna yang terambil= 100%

Gambar 4.1 Grafik Hubungan antara Volume Pelarut (ml) vs Hasil Zat Warna Alami (gram)

(35)

commit to user

Universitas Sebelas Maret Surakarta B. Variasi Waktu Perebusan

Hasil dari percobaan sebelumnya yaitu variasi kondisi volume pelarut, digunakan volume 700 ml. Pengaruh variasi waktu perebusan pengambilan zat warna alami dari kayu secang dengan pelarut aquadest 700 ml dari 50 gram kayu secang, pada suhu 1000C dan disertai pengadukan 200 rpm diperoleh hasil seperti yang disajikan Tabel IV-2.

Tabel IV-2. Hasil Percobaan Ekstraksi Batchpada Variasi Waktu

Suhu

100 700 30 1,987 3,974

100 700 60 2,705 5,41

100 700 90 2,822 5,644

100 700 120 2,908 5,816

100 700 150 3,031 6,062

100 700 180 3,322 6,644

100 700 210 3,092 6,184

Dari Tabel IV-2 dan Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa pada waktu 180

Gambar 4.2 Grafik Hubungan antara Waktu (menit) vs Hasil Zat Warna Alami (gram)

Waktu (menit)

(36)

commit to user

Universitas Sebelas Maret Surakarta menjadi 6,184 %. Untuk menit (3 jam).

C. Variasi Suhu

Kondisi suhu perebusa yang dihasilkan, pada

suhu didih 1000C. Hal yang diperoleh lebih besar

Tabel IV-3. Hasil Percobaan

Berat

Berdasarkan percobaan pengaruh volume pelarut disimpulkan bahwa

%. Untuk itu pada percobaan selanjutnya dipilih waktu

suhu perebusan juga berpengaruh pada berat zat warna n, pada percobaan ini suhu perebusan yang diambil

C. Hal ini karena pada suhu didih rendemen zat warna yang diperoleh lebih besar (Tabel IV-3).

Hasil Percobaan Ekstraksi Batchpada Variasi Suhu

Kecepatan

200 700 180 1,993

200 700 180 2,360

200 700 180 2,661

200 700 180 3,026

200 700 180 3,322

Berdasarkan percobaan pendahuluan yang telah dilakukan

volume pelarut, waktu perebusan, dan suhu yang digunakan, bahwa kondisi optimum untuk proses ekstraksi batch

dipilih waktu 180

zat warna alami diambil adalah

zat warna alami

Suhu

dilakukan terhadap yang digunakan,

batch yaitu

(37)

commit to user

50 gram kayu secang diekstrak dengan 700 ml pelarut aquadest, diaduk

dengan kecepatan 200 rpm, dalam waktu perebusan 3 jam dan pada suhu didih larutan (1000C). Rendemen zat warna yang didapat yaitu 6,644%, ini berarti

% Zat warna yang terambil= 100%

D. Proses Pembuatan Zat Warna

Berdasarkan hasil proses pendahuluan maka, proses pengambilan zat warna dilakukan dengan kondisi:

1. Ratio yang dipakai 500 gram bahan/7 Liter air 2. Suhu didih larutan

3. Waktu proses 3 jam

Hasil yang diperoleh dari proses tersebut adalah 32,422 gram bubuk zat warna kayu secang.

Rendemen Zat Warna =

gram

E. Uji Coba Zat Warna Pada Makanan

Zat warna yang berbentuk serbuk dari kayu secang dapat diujicobakan pada makanan basah (dikukus) seperti bolu kukus, bakpao. Makanan yang

diproses dengan perebusan yaitu jelly. Makanan kering (digoreng) seperti rengginan. Selain itu dapat pula diterapkan pada pembuatan es krim.

Pada Gambar 4.4 sampai 4.8 dapat dilihat hasil warna berdasarkan uji coba berbagai makanan:

(38)

commit to user

Gambar 4.

Gambar 4.5. Jelly dengan

Gambar 4.7. Rengginan Penambahan serbuk

sendok teh, apabila diujicobakan kukus akan memberikan

warna kuning kecoklatan. Pada acid)akan nampak warna

Gambar 4.4. Bolu kukus dan bakpao

Gambar 4.5. Jelly dengan fruit acid Gambar 4.6. Jelly tanpa fruit acid

Gambar 4.7. Rengginan Gambar 4.8. Es krim

Penambahan serbuk zat warna alami dari kayu secang dengan takaran

apabila diujicobakan pada makanan yang dikukus misalnya memberikan warna merah kecoklatan dan bakpao akan memberikan ng kecoklatan. Pada pembuatan jelly tanpa tambahan perasa buah nampak warna ungu tua, tetapi bila jelly tersebut ditambahkan

fruit acid

r 4.8. Es krim

dengan takaran 1

misalnya bolu akan memberikan rasa buah (fruit ditambahkan dengan

(39)

commit to user

perasa buah (fruit acid) yang memberi rasa asam (seperti pada nutri jel), warna

jelly tersebut akan berubah menjadi kuning. Penambahan pewarna pada rengginan akan memberikan warna coklat, sedangkan pada pembutan es krim juga akan memberikan warna coklat.

F. Uji Organoleptik

Zat warna dari kayu secang yang telah diujicobakan pada makanan seperti bolu kukus, bakpao, jelly, rengginan, dan es krim, kemudian dilakukan penilaian oleh 21 responden meliputi kategori warna, rasa, dan aroma. Untuk mengetahui hasil uji organoleptik, maka para responden yang telah terlebih dahulu mencicipi rasa dari jenis makanan yang telah disiapkan lalu mengisi polling yang telah disediakan. Hasil uji organoleptik dapat dilihat pada Tabel IV- 4.

Tabel IV- 4. Hasil Uji Organoleptik

Jumlah responden yang memilih berdasarkan kategori

Jenis Makanan

Kategori Warna Kategori Rasa Aroma

Kurang

Dari Tabel IV- 4 dapat dilihat bahwa untuk kategori warna, sebagian besar para responden menilai makanan (jelly yang diberi perasa (fruit acid), jelly tanpa

perasa (fruit acid), rengginan, bolu kukus, dan es krim) tampak menarik kecuali pada bakpao, sebagian besar responden menilai makanan tersebut kurang menarik.

Untuk kategori rasa, sebagian besar responden menilai makanan tersebut enak.

(40)

commit to user

Sedangkan untuk kategori aroma, sebagian besar responden menyukai aroma dari

makanan yang diberi pewarna dari kayu secang.

(41)

commit to user

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan dari hasil dan pembahasan, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Metode yang digunakan untuk mengambil zat warna alami dari kayu secang dengan cara ekstraksi secara batch.

2. Kondisi operasi yang digunakan pada pengambilan warna alami dari kayu secang agar diperoleh rendemen yang paling banyak adalah 500 gram kayu secang diekstrak dengan 7 liter air dengan pengadukan manual selama 3 jam pada suhu didih larutan (100oC).

3. Rendemen zat warna alami dari kayu secang yang diperoleh dari kondisi optimum yaitu 6,484 %.

B. Saran

1. Perlu alat untuk menghaluskan hasil zat warna agar serbuk zat warna yang dihasilkan lebih halus dan ukuran seragam.

2. Perlu pembuatan alat ekstraksi yang dilengkapi pendingin agar hasil yang diperoleh lebih maksimal.

3. Perlu analisa lanjutan untuk mengetahui kandungan senyawa-senyawa yang terikut dalam zat warna alami dari kayu secang yang sudah menjadi bubuk.