PENENTUAN KADAR KAFEIN DALAM TEH SARING
DAN TEH SARIWANGI DENGAN METODE
SPEKTROFOTOMETRI FT-IR
Pendahuluan
Tanaman teh berasal dari negara China, dapat tumbuh didaerah tropis dan subtropics, seperti india, srilanka, Kenya, Argentina, Turki, dan masuk ke Indonesia pada tahun 1960 (Leung 1980). Teh merupakan bahan minuman yang secara universal dikonsumsi dibanyak negara serta diberbagai lapisan masyarakat.Teh memiliki beberapa jenis, diantaranya Teh hijau, teh putih, teh hitam, dan teh oolong (Tuminah 2004). Namun dari sekian banyak manfaat dari teh, ada efek buruk pula dari teh salah satunya yaitu kafein (tehin) yang berbahaya bila konsumsi terlalu berlebihan.
Kafein adalah kristal putih alkaloida xantina yang pahit, yang merupakan obat stimulan psychoactive. Alkaloid adalah senyawa organik mirip alkali yang mengandung atom nitrogen yang bersifat basa dalam cincin heterosiklik. Kafein ditemukan di dalam berbagai macam jenis kacang-kacangan, dedaunan, dan buah dari berbagai tanaman. Kafein juga bertindak sebagai suatu pestisida alami yang mengusir dan membunuh serangga-serangga tertentu yang hidup di tanaman tersebut. Kafein paling sering dikonsumsi oleh manusia dari ekstraksi biji buah kopi dan daun teh, seperti juga berbagai makanan dan minuman yang berbahan dasar buah kola. Pada manusia, kafein adalah suatu stimulan sistem saraf pusat (CNS, Central Nervous System), mempunyai pengaruh temporer untuk menghindari terhadap kantuk dan juga memulihkan keadaan siaga. . Hidangan-hidangan yang mengandung kafein, seperti kopi, teh, minuman tanpa alkohol, dan minuman berenergi, mendapat ketenaran yang luas. Kafein mempunyai efek diuretik, setidaknya ketika diberikan dalam dosis tertentu kepada subjek yang tidak mempunyai toleransi padanya. Para pemakai reguler, bagaimanapun, telah mengembangkan suatu toleransi yang kuat pada efek ini dan studi secara umum tidak dapat membuktikan dugaan umum bahwa mengkonsumsi hidangan yang mengandung kafein berkontribusi secara signifikan terhadap dehidrasi. sehingga kadar kafein pada suatu minuman perlu dilakukan. Praktikum ini menentukan kadar kafein dalam sampel teh hijau.
Prinsip menggunakan spektroskopi inframerah adalah pengukuran besarnya persen tranmitansi (%T) terhadap bilangan gelombang spectra, dimana data diperoleh melalui pengukuran sampel menggunakan spektroskopi inframerah. Sumber cahaya inframerah yang dilewatkan melalui suatu cermin lalu diteruskan cahay tersebut mengenai senyawa anlit organic sehingga sejumlah radiasi yang mengenai sampel akan sebagian diserap oleh partikel-partikel sampel dan sebagian akan diteruskan melewati sampel. Adanya radiasi inframerah yang mengenai sampel mengakibatkan atom-atom yang berikatan melakukan suatu vibrasi ulur dan vibrasi tarik. Perbandingan intensitas inramerah yang diserap dengan sampel dan intensitas inframerah mula-mula merupakan persen transmitans (%T) (Holas 2004)
Tujuan
Praktikum bertujuan menentukan kadar kafein dalam teh sariwangi dan teh saring dengan metode spektrometri FT-IR.
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ialah alat gelas, vortex, sudip, neraca analitik, dan spectrometer FT-IR merek Bruker-101.
Bahan-bahan yang digunakan ialah sampel teh saring dan teh sariwangi, NH4OH 2M, dan kloroform.
Hasil dan Pembahasan
Praktikum menentukan kadar kafein pada teh sariwangi dan teh saring. Sampel tersebut masuk kedalam jenis teh hijau yang umum dikonsumsi oleh orang Indonesia. Kafein teh termasuk alkaloid, yaitu senyawa organik mirip alkali yang mengandung atom nitrogen yang bersifat basa dalam cincin heterosiklik. Struktur molekul kimianya yaitu :
Gambar 1 sruktur kimia kafein.
(http://library.thinkquest.org/C0115926/drugs/caffeine.htm)
Seperti analisis kuantitatif dengan instrument lainnya penentuan kadar kafein secara spektrometri FT-IR ini menggunakan standar sebagai pembandingnya dan dibuat kurva standarnya. Standar kafein yang digunakan yaitu pada rentang konsenterasi kafein yang dimungkinkan, pada praktikum standar yang digunakan ialah kafein dengan konsenterasi 0; 100 ; 500; dan 1000 ppm. Setelah di cari bilangan gelombang maksimumnya diperoleh bilangan gelombang maksimum pada bilangan gelombang 1658.683 cm-1 dan 1701.144 cm-1, sehingga absorban yang terukur oleh spectrometer FT-IR hanya diambil hasil pada bilangan gelombang tersebut. Pembuatan kurva standar diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel 1 Hasil Pengukuran Standar Kaffein
Konsentrasi
(ppm) absorbansi
1658,683 cm-1 1701,114 cm-1
0 0,000 0,000
100 0,007 0,010
500 0,021 0,018
1000 0,075 0,040
Gambar 1 Kurva Standar Kaffein pada bilangan gelombang 1658.683 cm-1.
Gambar 2 Kurva Standar Kaffein pada bilangan gelombang 1701.114 cm-1.
Dari data diatas maka penentuan konsenterasi kafein dalam sampel didapat masing-masing dua nilai yaitu pada bilangan gelombang 1658.683 cm-1 dan 1701.114 cm-1. Karena nilai konsenterasi sesungguhnya berada diantara konsenterasi tersebut. Dari hasil tersebut maka dibuat kurva standaranya untuk mengetahui persamaan regregasi dari grafik yang akan digunakan untuk menentukan konsenterasi kafein pada sampel. Hasilnya didapat pada bilangan gelombang 1658.683 cm-1 didapat persamaan garis y = -3.28.10-3 + 7.26.10-5x dan pada 1701.114 cm-1 diperoleh persamaan y = 2.29.10-3 + 3.68.10-5x.
Setelah diketahui persamaan garis pada kurva standar, maka ditentukan pula absorbansi sampel nya pada bilangan gelombang yang sama. Pengukuran sampel tidak langsung dapat diukur menggunakan spektrometer FT-IR melainkan perlu dilakukan tahap preparasi sampel. Pada prinsipnya preparasi sampel dilakukan yaitu proses ekstraksi. Mula-mula sampel ditentukan bobotnya pada penimbangan dengan neraca analitik ditimbang 0.2541 mg untuk sampel teh saring dan 0.2526 mg untuk sampel teh sariwangi. Kemudian dilarutkan dengan NH4OH 2M, dan di vortex selama beberapa menit. Penambahan NH4OH ini berfungsi Tujuan penambahan NH4OH 2M adalah untuk ekstraksi kafeindan pengikatan fasa air yang terikut sertakan pada pemisahan fasa kloroform nanti dan fasa air dengan menggunakan tabung reaksi. Fasa air bisa ikut serta karena dua hal. Pertama adalah karena ketidaksengajaan memasukkan fasa air atau emulsi. Kedua, adalah karena air sedikit larut dalam pelarut senyawa organik seperti kloroform yang digunakan dalam praktikum ini (Gary 2004).
Setelah dilakukan pengkocokan, campuran tersebut ditambahkan kloroform sebanyak 5 mL dan divorteks. Penambahan kloroform dilakukan karena kafein lebih larut dalam pelarut organik misalnya dalam praktikum ini yaitu kloroform. Sehingga kafein yang telah terekstraksi akan larut dalam fase kloroform. Agar suspensi nya memisah dengan endapan teh tersebut. Maka dilakukan sentrifusa. Kemudian diambil atau dipipet fase kloroformnya untuk diukur oleh spektrometer Bruker-101. Pengukuran dengan FTIR dengan memasukan sampel yang telah dipreparasi kedalam omni cell dan dimasukan ke kompartemen sampel dan kemudian diperoleh spektrumnya. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 2 Hasil Pengukuran Sampel Kafein
Sampel Absorbansi Konsentrasi kaffein (ppm) Kadar Kaffein
(% b/b)
1658.683 cm-1 1701.114 cm-1 1658.683 cm-1 1701.114 cm-1 1658.683 cm-1 1701.114 cm-1
Teh Saring 0.084 0.039 1202.2039 997.5543 4.73 3.93
Teh Sariwangi 0.033 0.017 499.7245 399.7283 1.98 1.58
Perhitungan :
[Kafein] dalam teh saring bilangan gelombang 1658.683 cm-1
y = a + bx
0.084 = -3.28.10-3 + 7.26.10-5x
x=0.08728/(7.26x〖10〗^(-5) )
=1202.2039 ppm
[Kafein] dalam teh saring bilangan gelombang 1701.114 cm-1
y = a + bx
0.039 = 2.29.10-3 + 3.68.10-5x
x=0.03671/〖3.68x10〗^(-5)
=997.5543 ppm
[Kafein] dalam teh sariwangi bilangan gelombang 1658.683 cm-1
y = a + bx
0.033 = -3.28.10-3 + 7.26.10-5x
x=0.03628/(7.26x〖10〗^(-5) )
=499.7245 ppm
[Kafein] dalam teh sariwangi bilangan gelombang 1701.114 cm-1
y = a + bx
0.017 = 2.29.10-3 + 3.68.10-5x
x=0.01471/〖3.68x10〗^(-5)
=399.7283 ppm
Kadar Kafein teh saring pada bil.gelombang 1658.683 cm-1
[kafein] = 1202.2039 ppm
= 1202.2039 mg/L x 0.01 L
= 12.022039 mg = 0.012022039 g
% b/b = (Bobot Kaffein Percobaan)/(Bobot Teh Timbang) ×100%
= (0.012022039 g)/(0.2541 g) x 100%
= 4.73 % (b/b)
Kadar Kafein teh saring pada bil.gelombang 1701.114 cm-1
[kafein] = 997.5543 ppm
= 997.5543 mg/L x 0.01 L
= 9.975543 mg = 9.975543.10-3 g
% b/b = (Bobot Kaffein Percobaan)/(Bobot Teh Timbang) ×100%
= 〖9.975543.10〗^(-3)/(0.2541 g) x 100%
= 3.93 % (b/b)
Kadar Kafein teh sariwangi pada bil.gelombang 1658.683 cm-1
[kafein] = 499.7254 ppm
= 499.7254 mg/L x 0.01 L
= 4.997245 mg = 4.997254.10-3 g
% b/b = (Bobot Kaffein Percobaan)/(Bobot Teh Timbang) ×100%
= 〖4.997254.10〗^(-3)/(0.2526 g) x 100%
= 1.98 % (b/b)
Kadar Kafein teh sariwangi pada bil.gelombang 1701.114 cm-1
[kafein] = 399.7283 ppm
= 399.7283 mg/L x 0.01 L
= 3.997283 mg = 3.997283.10-3 g
% b/b = (Bobot Kaffein Percobaan)/(Bobot Teh Timbang) ×100%
= 〖3.997283.10〗^(-3)/(0.2526 g) x 100%
= 1.58 % (b/b)
Spektrum yang diperoleh memiliki banyak pita-pita yang merupakan pita pengganggu diatas daerah finger print. Hal ini dapat diatasi dengan melakukan proses smoothing. Proses smoothing dapat mengurangi noise pada spectrum. Setelah dilakukan smoothing hasil spectrum akan serupa dengan hasil percobaan, namun dengan resolusi yang lebih rendah. Dengan noise yang lebih sedikit, maka analisis spectrum dapat dilakukan lebih mudah (Stuart 2004). Hasil diatas diperoleh dari persamaan garis kurva standar. Penentuan didapat kadar kafein dalam teh saring pada bilangan gelombang 1658.683 cm-1 yaitu 1202.2039 ppm, pada 1701.114 cm-1 diperoleh 997.5543 ppm dengan kadar 4.73 % dan 3.93% (b/b). Sedangkan pada sampel teh sariwangi diperoleh hasil pada bilangan gelombang 1658.683 cm-1 sebesar 499.7245 dan pada bilangan gelombang 1701.114 cm-1 sebesar 399.7283 ppm dengan kadar nya 1.98 % dan 1.58 %(b/b).
Untuk menghindari adanya pengaruh negatif kafein terhadap kesehatan, Health Canada memberikan rekomendasi batas maksimum konsumsi kafein sbb :45 mg per hari bagi anak usia 4-6 tahun, 62,5 mg per hari bagi anak usia 7-9 tahun, 85 mg per hari untuk anak usia 10 -12 tahun, 300 mg per hari bagi wanita yang berencana hamil, wanita hamil dan menyusui, Orang dewasa sehat maksimum 400 mg per hari (Dedi M 2008). Sehingga minum teh perlu dibatasi tidak boleh berlebih, karena bila kafein yang dikonsumsi berlebih akan menyebabkan kecanduan dan memacu kerja jantung memompa darah lebih cepat sehingga pembuluh darah dapat pecah bahkan menyebabkan penyakit jantung.
Simpulan
Kadar kafein dalam teh saring pada bilangan gelombang 1658.683 cm-1 sebesar 1202.2039 ppm, pada 1701.114 cm-1 sebesar 997.5543 ppm dengan kadar 4.73 % dan 3.93%(b/b). Sedangkan pada sampel teh sariwangi diperoleh, pada bilangan gelombang 1658.683 cm-1 sebesar 499.7245 ppm. dan pada bilangan gelombang 1701.114 cm-1 sebesar 399.7283 ppm dengan kadar nya 1.98 % dan 1.58 %(b/b).
Daftar Pustaka
Anonim. 2003. Clasification of Drugs and Caffeine. http: //library. thinkquest.org/C0115926/drugs /caffeine.htm(diakses tanggal29 april 2011).
Christian, Gary D. 2004. Analitical Chemistry. New York: John Wiley and Sons.
Deddy Muchtadi . 2008. Food Review Indonesia Edisi September. Jakarta : Media Pangan Indonesia.
Leung A Y. 1980. Encyclopedia of Common Natural Ingredients. New York : John Willey and Sons Inc.
Tuminah S. 2004. Teh (Camelia Sinesis O.K. Var Assamica (Mast) sebagai salah satu sumber Antioksidan. http://www.kalbe.co.id/files/144_16AntikoksidanTea.pdf/144_16AntioksidanTea.htmL. (diakses tanggal 28 April 2011).
Hollas J. M. 2004. Modern Spectroscopy Fourth Edition. Chichester : John Willey and Sons Inc. (halaman 49).
Stuart B. 2004. Infrared Spectroscopy: Fundamentals and Applications. Liverpool : John Willey and Sons Inc. (halaman 51-52).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar