LAPORAN TUGAS AKHIR
ANALISA KANDUNGAN KLOROFIL EKSTRAK DAUN
PEPAYA (Carica Papaya L.) TERHADAP VARIASI
WAKTU EKSTRAKSI DENGAN MENGGUNAKAN
EKSTRAKTOR HIDROTERMAL
(Analysis chlorophyll content of papaya leaf extract on variation of extraction time with
hydrotermal extractor)
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada
Program Studi Teknik Kimia
Departermen Teknologi Industri
Sekolah Vokasi
Universitas Diponegoro
Semarang
Disusun oleh :
Gita Azkiyah Roudotul Aisy
2103011560006
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI
SEKOLAH VOKASI
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2018
i
HALAMAN PENGESAHAN
Nama : Gita Azkiyah Roudotul Aisy
NIM : 21030115060006
Program Studi : Diploma III Teknik Kimia
Departemen : Teknologi Industri
Fakultas : Sekolah Vokasi
Universitas : Universitas Diponegoro
Dosen Pembimbing : Dra. FS. Nugraheni, M. Kes
Judul Bahasa Indonesia : Analisa Kandungan Klorofil Ekstrak Daun Pepaya (Carica
Papaya L.) Terhadap Variasi Waktu Ekstraksi Dengan
Menggunakan Ekstraktor Hidrotermal
Laporan Tugas Akhir ini Telah diperiksa dan disetujui pada :
Hari : Jum’at
Tanggal : 13 Juli 2018
Semarang, 13 Juli 2018
Dosen Pembimbing
Dra. FS. Nugraheni, M. Kes
NIP. 195701291985032002
ii
RINGKASAN
Tanaman pepaya merupakan tanaman yang bisa tumbuh hampir disemua daerah, tanaman ini
banyak di jumpai di Indonesia. Tanaman pepaya banyak sekali manfaatnya seperti buah dan
daunnya yang banyak sekali dimanfaatkan. Namun bagian dari pepaya yakni berupa daunnya
belum dimanfaatkan secara maksimal, padahal jika diolah lebih lanjut dapat memiliki nilai jual
yang tinggi. Penelitian kali ini mencoba mengisolasi daun pepaya dengan cara ekstraksi untuk
diambil klorofilnya. Ekstraksi dilakukan sengan menggunakan pelarut berupa metanol selama 1
jam 40 menit dengan pengambilan sampel selama 20 menit sekali. Perbandingan antara solute dan
solvent yang digunakan yakni 1:1,1 pada temperatur 500C. Berdasarkan penelitian tersebut
diperoleh waktu yang paling optimal untuk pengambilan sampel yakni pada menit ke 60 dengan
kadar klorofil tertinggi yakni sebesar 0,4654 mg/L.
Kata Kunci : pepaya, klorofil, ekstraksi
iii
ABSTRACT
Papaya plants are plants that can grow almost in all areas, this plant is widely encountered in
Indonesia. Papaya plants a lot of benefits such as fruit and leaves are widely used. However, part
of papaya that is in the form of leaves have not been utilized maximally, but if processed further
can have high selling value. The present study attempted to isolate papaya leaves by extracting
them for chlorophyll. Extraction was done by using a solvent in the form of methanol for 1 hour
40 minutes with sampling for 20 minutes once. The comparison between solute and solvent used
is 1: 1,1 at 500C. Based on this research obtained the most optimal time for sampling that is at
minute 60 with highest chlorophyll content that is equal to 0,4654 mg / L.
Keywords: papaya, chlorophyll, extraction
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas segala
rahmat, berkat, dan karunia-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir
ini sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu
syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Teknik Kimia Departemen Teknologi Industri
Sekolah Vokasi Universitas Diponegoro Semarang.
Pada kesempatan ini, perkenankanlah penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1. M. Endy Yulianto, ST, M.T selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia Departemen
Teknologi Industri Sekolah Vokasi Universitas Diponegoro.
2. Dra. FS. Nugraheni, M. Kes selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan
dengan baik hingga Laporan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
3. Ir. H. Zainal Abidin, MS dan Dr. Eng. Vita P, ST, MM, M.Eng selaku dosen wali kelas A
angkatan 2015, yang telah memberikan semangat dan doa kepada penyusun.
4. Seluruh Dosen dan Civitas Akademik Program Studi Teknik Kimia Departemen Teknologi
Industri Sekolah Vokasi Universitas Diponegoro.
5. Ibu, Bapak, Adik, dan Kakak-Kakak yang tak henti-hentinya selalu mendoakan dan
memotivasi untuk senantiasa bersemangat dan tak mengenal kata putus asa. Terima kasih atas
segala dukungannya, baik secara material maupun spiritual hingga terselesaikannya Laporan
Tugas Akhir ini.
6. Keluarga besar Anthracene angkatan 2015 dan teman-teman yang telah memberikan
informasi, semangat, dan dukungan dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
7. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya Laporan Tugas Akhir ini.
Penyusun menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan laporan ini. Besar harapan
penyusun akan adanya saran dan kritik yang sifatnya membangun guna kesempurnaan laporan ini.
Semarang, 13 Juli 2018
Penyusun
v
DAFTAR ISI
Halaman Pengesahan ..................................................................................................... . i
Ringkasan ....................................................................................................................... . ii
Abstrak .......................................................................................................................... . iii
Kata Pengantar ............................................................................................................... . iv
Daftar Isi ......................................................................................................................... . v
Daftar Tabel .................................................................................................................... . viii
Daftar Gambar ............................................................................................................... . ix
BAB I Pendahuluan ........................................................................................................ . 1
1.1. Latar Belakang........................................................................................................... . 1
1.2. Rumusan Masalah ...................................................................................................... . 2
BAB II Tinjauan Pustaka ............................................................................................... . 3
2.1. Botani Tanaman Papaya............................................................................................. . 3
2.1.1. Taksonomi ............................................................................................................ . 3
2.1.2. Karakteristik Tanaman Pepaya.............................................................................. . 3
2.2. Klorofil ...................................................................................................................... . 6
2.2.1. Pengertian Klorofil ............................................................................................... . 6
2.2.2. Struktur Kimia Klorofil ........................................................................................ . 6
2.2.3. Manfaat Klorofil ................................................................................................... . 7
2.3. Ekstraksi .................................................................................................................... . 7
2.3.1. Macam-Macam Metode Ekstraksi ......................................................................... . 8
2.4. Spektrofotometer ....................................................................................................... . 9
2.4.1. Spektrofotometer Ultra Violet-Cahaya Tampak (UV-Vis)..................................... . 10
2.5. Methanol ................................................................................................................... . 11
BAB III Tujuan dan Manfaat ........................................................................................ . 12
3.1. Tujuan ....................................................................................................................... . 12
3.1.1. Tujuan Umum ...................................................................................................... . 12
3.1.2. Tujuan Khusus...................................................................................................... . 12
3.2. Manfaat Penelitian ..................................................................................................... . 12
BAB IV Perancangan Alat ............................................................................................. . 13
4.1. Spesifikasi Alat .......................................................................................................... . 13
4.1.1. Tangki Ekstraktor ................................................................................................. . 13
4.1.2. Heater ................................................................................................................... . 13
vi
4.1.3. Kondensor ............................................................................................................ . 13
4.1.4. Motor ................................................................................................................... . 14
4.1.5. Kondisi Operasi .................................................................................................... . 14
4.2. Dimensi Alat.............................................................................................................. . 15
BAB V Rancangan Penelitian ........................................................................................ . 16
5.1. Alat dan Bahan yang digunakan ................................................................................. . 16
5.1.1. Alat yang digunakan ............................................................................................. . 16
5.1.2. Bahan yang digunakan .......................................................................................... . 16
5.2. Tahapan-Tahapan dalam Penelitian ............................................................................ . 16
5.2.1. Tahap I Persiapan Bahan (Pengeringan Bahan) ..................................................... . 16
5.2.2. Tahap II (Maeserasi) ............................................................................................. . 17
5.2.3. Tahap III (Ekstraksi) ............................................................................................. . 17
5.2.4. Tahap IV (Analisa) ............................................................................................... . 17
5.3. Prosedur Percobaan dan Analisa ................................................................................ . 17
5.3.1. Prosedur Percobaan .............................................................................................. . 17
5.3.2. Analisa Produk ..................................................................................................... . 18
5.4. Variabel Penelitian..................................................................................................... . 18
5.2.1. Variabel Tetap ...................................................................................................... . 18
5.2.2. Variabel Berubah .................................................................................................. . 18
5.5. Jadwal Praktikum Tugas Akhir .................................................................................. . 18
5.5.1. Waktu Pelaksanaan ............................................................................................... . 18
5.5.2. Tempat Praktikum ................................................................................................ . 18
5.5.3. Jadwal Kegiatan ................................................................................................... . 19
5.6. Anggaran Biaya ......................................................................................................... . 19
BAB VI Hasil dan Pembahasan ..................................................................................... . 21
6.1. Hasil Pengamatan ...................................................................................................... . 21
6.2. Pembahasan ............................................................................................................... . 21
BAB VII Kesimpulan ..................................................................................................... . 23
7.1. Kesimpulan................................................................................................................ . 23
7.2. Saran ......................................................................................................................... . 23
Lampiran ........................................................................................................................ . 24
Daftar Pustaka ................................................................................................................ . 26
vii
Daftar Tabel
Tabel 1. Spektrum Cahaya Tampak dan Warna-Warna Komplementer ............................. . 11
Tabel 2. Sifat Fisik Methanol ............................................................................................ . 11
Tabel 3. Alat yang Digunakan dalam Percobaan ............................................................... . 16
Tabel 4. Bahan-Bahan yang Digunakan dalam Percobaan ................................................. . 16
Tabel 5. Variabel Berubah ................................................................................................ . 18
Tabel 6. Jadwal Kegiatan .................................................................................................. . 19
Tabel 7. Anggaran Biaya Penelitian .................................................................................. . 19
Tabel 8. Rincian Anggaran Biaya Penelitian ..................................................................... . 20
Tabel 9. Data Analisa Kadar Total Klorofil....................................................................... . 21
Tabel 10. Data Analisa Kadar Total Klorofil ..................................................................... . 21
viii
Daftar Gambar
Gambar 1. Daun Pepaya ................................................................................................... . 4
Gambar 2. Batang Pepaya ................................................................................................. . 5
Gambar 3. Akar Pepaya .................................................................................................... . 5
Gambar 4. Sintesis Klorofil .............................................................................................. . 7
Gambar 5. Mekanisme Kerja Spektrofotometer ................................................................ . 10
Gambar 6. Dimensi Alat Ekstraktor Hidrotermal .............................................................. . 15
Gambar 7. Diagram Blok Prosedur Percobaan .................................................................. . 17
Gambar 8. Diagram Blok Analisa Produk ......................................................................... . 18
Gambar 9. Grafik Waktu Ekstraksi Terhadap Kadar Total Klorofil ................................... . 22
Gambar 10. Variabel Percobaan 1 sampai 6 ...................................................................... . 24
Gambar 11. Alat Ekstraktor Hidrotermal yang Digunakan ................................................ . 25
Gambar 12. Proses Ekstraksi Daun Pepaya ....................................................................... . 25
ix
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara tropis dengan kekayaan flora yang berlimpah. Salah satu tanaman
tropis yang banyak dijumpai di Indonesia adalah tanaman pepaya (Carica papaya L). Tanaman pepaya
merupakan tanaman yang dapat tumbuh di dataran rendah maupun dataran tinggi.
Tanaman pepaya ( Carica Papaya L. bisa dimanfaatkan dari buah dan daunnya. Pada daun pepaya
yang berwarna hijau mengandung klorofil. Kandungan klorofil pada tumbuh-tumbuhan memiliki
jumlah yang banyak yaitu rata-rata 1% berat kering, sehingga sangat berpotensi dikembangkan
sebagai suplemen pangan atau kegunaan lainnya. Klorofil diistilahkan sebagai pewarna hijau alami
yang ada pada berbagai macam tumbuhan, susunannya terdapat di dalam kloroplas. Klorofil biasanya
selalu menyatu dengan pigmen lainnya yang berdasarkan dari kelompok karotenoid.
Klorofil merupakan pigmen berwarna hijau yang terdapat pada daun. Saat ini klorofil banyak
dimanfaatkan sebagai food suplement yang membantu mengoptimalkan fungsi metabolik, sistem
imunitas, detoksifikasi, meredakan radang (inflamatorik) dan menyeimbangkan sistem hormonal.
Selain itu klorofil juga merangsang pembentukan darah karena menyediakan bahan dasar dari
pembentuk haemoglobin.
Sayur-sayuran terutama yang berwarna hijau mengandung banyak klorofil. Di dalam tanaman,
klorofil terdapat dalam bentuk ikatan yang kompleks dengan molekul protein dan lemak. Warna
sayur-sayuran terutama disebabkan oleh kandungan zat warna didalamnya yang disebut pigmen dan
terdiri dari klorofil, karotenoid dan grup flavonoid yang terdiri dari antosianin, antoxantin dan tannin.
Klorofil adalah senyawa ester dan larut di dalam solvent organik. Ekstraksinya dilakukan dengan
menggunakan pelarut organik polar, khususnya acetone dan alkohol. Kandungan klorofil bersifat
tidak stabil dan lebih mudah rusak bila terkena sinar ,panas, asam dan basa. Klorofil dalam daun yang
masih hidup terikat pada protein. Dalam proses pemanasan proteinnya terdenaturasi dan klorofil
dilepaskan.
Belakangan ini semakin banyak beredar produk impor suplemen pangan kaya klorofil, padahal
dilihat dari segi geografis Indonesia memiliki potensi sumber klorofil yang besar. Salah satunya
adalah daun pepaya sebagai penghasil pewarna hijau alami. Oleh karena itu perlu dilakukan kajian
untuk meningkatkan manfaat daun pepaya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui randemen
kadar total klorofil pada daun papaya yang terekstrak terhadap pengaruh perbandingan umpan dan
solvent serta pengaruh suhu ekstraksi.
2
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut permasalahan yang timbul pada proses ekstraksi klorofil dari
daun papaya dapat dirumuskan sebagai berikut
1.2.1 Bagaimana pengaruh waktu ekstraksi terhadap kadar klorofil yang dihasilkan?
1.2.2 Bagaimana cara menghitung kadar total klorofil yang dihasilkan dengan alat spektofotometer?
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Botani Tanaman Pepaya
2.1.1 Taksonomi
Menurut Ikeyi et al. (2013) sistematika tumbuhan pepaya (Carica papaya L.) berdasarkan
taksonominya adalah sebagai berikut:
Divisi : Magnoliophyta
Kelas : Magnoliopsida
Ordo : Brassicales
Familia : Caricaceae
Genus : Carica
Spesies : Carica papaya
Pepaya adalah tanaman asli dari daerah tropis Amerika. Pohon pepaya dapat tumbuh pada
ketinggian 0-1000 meter dpl dengan daun berbentuk menjari. Pepaya memiliki varietas antara lain:
pepaya semangko, pepaya dampit, pepaya arum bogor, pepaya carysa (pepaya hawai), pepaya sari
ading, pepaya sari rona dan pepaya california (pepaya Callina) (Budiyanti dan Sunyoto, 2011). Buah
pepaya berbentuk lonjong yang terdapat rongga didalamnya. Rongga tersebut berisi biji pepaya. Biji
pepaya termasuk limbah pertanian, terdapat dibagian rongga buah pepaya. Berbentuk bulat keriput
yang dibungkus oleh kulit ari yang transparan seperti agar. Biji pepaya pada buah yang belum
matang berwarna putih, sedangkan biji pepaya matang berwarna hitam dengan tekstur yang lunak.
2.1.2 Karakteristik Tanaman Pepaya
Tanaman dari marga Carica banyak diusahakan petani kerena buahnya enak dimakan. Buah
pepaya tergolong buah terpopuler dan digemari oleh masyarakat. Daging buahnya lunak, warna
merah atau kuning. Rasanya manis dan menyegarkan, karena mengandung banyak air. Pepaya baik
untuk dikonsumsi orang yang sedang diet sebab kadar lemaknya sangat rendah (0,1%), dengan
kandungan karbohidrat 7-13% dan kalori 35-59 kkal/100 g (Balai Penelitian Tanaman Buah, 2001).
Morfologi tanaman pepaya (Carica papaya L.)
1. Daun (folium)
Daun merupakan tumbuhan yang penting dan umumnya tiap tumbuhan mempunyai sejumlah
besar daun. Tyas (2008) mengatakan bahwadaun pepaya merupakan daun tunggal, berukuran
besar, menjari, bergerigi dan juga mempunyai bagian-bagian tangkai daun dan helaian daun
(lamina). Daun pepaya mempunyai bangun bulat atau bundar, 8 ujung daun yang lancip, tangkai
daun panjang dan berongga. Permukaan daun licin sedikit mengkilat. Dilihat dari susunan tulang
4
daunnya, daun pepaya termasuk daun-daun yang bertulang menjari. Daunnya berkumpul di pucuk
batangseperti pada gambar di bawah ini:
Gambar 1. Daun Pepaya
(Sumber: Agustina, 2017)
2. Batang (caulis)
Batang merupakan bagian yang penting untuk tempat tumbuh tangkai daun dan tangkai buah.
Bentuk batang pada tanaman pepaya yaitu berbentuk bulat, dengan permukaan batang yang
memperlihatkan berkas-berkas tangkai daun, dapat dilihat pada gambar 2. Arah tumbuh batang
yaitu tegak lurus yaitu arahnya lurus ke atas. Permukaan batang tanaman pepaya yaitu licin.
Batangnya berongga, umumnya tidak bercabang atau bercabang sedikit, dan tingginya dapat
mencapai 5-10 m (Tyas, 2008). Seperti pada gambar dibawah ini:
5
Gambar 2. Batang Pepaya
(Sumber: Agustina, 2017)
3. Akar (radix)
Akar pepaya merupakan akar dengan sistem akar tunggang (radix primaria), karena akar
lembaga tumbuh terus menjadi akar pokok yang bercabang-cabang menjadi akar-akar yang lebih
kecil. Bentuk akar bulat dan berwarna putih kekuningan (Tyas, 2008). Seperti pada gambar di
bawah ini:
Gambar 3. Akar Pepaya
(Sumber: Agustina, 2017)
6
2.2 Klorofil
2.2.1 Pengertian Klorofil
Klorofil adalah pigmen hijau yang ditemukan di sebagian besar tanaman, dan namanya
berasal dari bahasa Yunani chloros (hijau) dan phyllon (daun). Ada beberapa bentuk yang berbeda
klorofil. Klorofil a, kuning kehijauan dalam larutan, adalah pigmen fotosintetik primer pada tanaman
hijau untuk transfer energi cahaya ke akseptor kimia. Cahaya yang diserap menyediakan energi
untuk fotosintesis. Daun hijau menyerap cahaya biru (kebanyakan pada 430nm) dan lampu merah
(kebanyakan pada 660nm). Ini mencerminkan warna hijau panjang gelombang, muncul hijau ke
mata manusia. Klorofil a, ditemukan dalam warna biru-hijau dan beberapa ganggang merah. Pigmen
aksesori dalam fotosintesis transfer energi cahaya ke Chlorophyll a. Salah satunya adalah Chloropyll
b, biru-hijau dalam larutan, ditemukan lebih tinggi tanaman dan ganggang hijau dengan Chlorophyll
a. Klorofil c juga pigmen aksesori yang ditemukan dengan Chlorophyll dalam ganggang coklat dan
diatom. Chlorophyll d, bersama dengan Klorofil a, ada di beberapa ganggang merah. Semua bentuk
klorofil larut dalam minyak. Bentuk klorofil, kecuali c, memiliki 'kepala' dan 'ekor' panjang. Kepala
terdiri dari cincin porfirin atau inti tetrapyrrole, dari mana memanjang ekor yang terdiri dari
pengelompokan 20-karbon yang disebut phytol. Ekor dari bentuk c pendek dan tautan ke cincin
porfirin dari C17. Dalam klorofil, porfirin sangat mirip strukturnya kelompok heme ditemukan
dalam hemoglobin, kecuali bahwa dalam heme atom sentral adalah besi, sedangkan dalam klorofil
itu adalah magnesium (Inanc Levent A, 2011).
2.2.2 Struktur Kimia Klorofil
Klorofil terdekomposisi oleh panas dan warna hijau-zaitun dihasilkan. Waktu pemanasan dan
suhu mempengaruhi pada tingkat dekomposisi, misalnya, suhu tinggi pada pressure cooker dan
keasaman tidak berkurang karena asam volatil dipertahankan, sehingga perubahannya cepat.
Penggunaan senyawa alkalin seperti air alkali mengurangi keasaman medium. Namun, jika
digunakan dalam jumlah berlebih, klorofil bereaksi dengan basa. Reaksi Chlorophyll a dengan asam
menghilangkan ion magnesium menggantikannya dengan dua atom hidrogen memberikan zat padat
coklat zaitun, phaeophytin-a. Hidrolisisini (kebalikan dari esterifikasi) memisahkan phytol dan
memberikan phaeophorbide-a. Senyawa serupa diperoleh jika Klorofil b digunakan. Jika klorofil
direaksikan dengan basa, ia membentuk serangkaian senyawa phyllins, magnesium porphyrin.
Pengobatan dari phyllins dengan asam memberi porphyrins. Selain itu, yang lain dari produk reaksi
adalah klorofilin menjadi campuran semi-sintetis garam natrium tembaga. Chlorophyllin adalah
7
garam yang larut dalam air yang diperoleh dengan alkalin hidrolisis klorofil dengan penggantian
magnesium oleh tembaga dan metil dan ester phytyl kelompok dengan natrium.
Gambar 4. Sintesis Klorofil
(Sumber: Inanc Levent A, 2011)
2.2.3 Manfaat Klorofil
Klorofil, turunan klorofil, digunakan sebagai aditif makanan dan obat alternatif. Sebagai zat
pewarna makanan, klorofilin dikenal sebagai hijau alami. Klorofil dapat pula digunakan sebagai
pengobatan alternatif, Chlorophyll memiliki efek positif peradangan, oksidasi, dan penyembuhan
luka. Nutrisi antioksidan seperti vitamin A, C dan E membantu menetralisir molekul berbahaya
(radikal bebas) di dalam tubuh yang dapat menyebabkan kerusakan sel-sel sehat. Banyak penelitian
yang mendukung bahwa klorofil dan turunannya memiliki sifat antioksidan, tetapi beberapa
penelitian menunjukkan bahwa klorofil bertanggung jawab atas efek pro-oksidan pada oksidasi
minyak. Sifat pro-oksidan dan antioksidan klorofil dan turunannya tergantung pada keberadaan
cahaya, ketika dalam klorofil medium gelap dan turunannya bertindak sebagai antioksidan jika tidak
pro-oksidan. Batu kalsium oksalat lebih baik dikenal sebagai batu ginjal (Inanc Levent A, 2011).
2.3 Ekstraksi
Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan komponen yang diinginkan dari penyusun-penyusun
lain dalam suatu campuran berdasarkan pada perbedaan kelarutan komponen tersebut terhadap pelarut
yang digunakan. Pelarut heksana, eter, petroleum etel dan kloroform untuk mengambil senyawa yang
kepolarannya rendah. Pelarut yang lebih polar seperti alkohol dan etilasetat untuk mengambil senyawa
yang lebih polar (Harbone,1973).
Ekstraksi pada dasarnya dibagi menjadi dua bagian yaitu ekstraksi cair-cair dan ekstraksi padat-
cair. Ekstraksi cair-cair biasanya digunakan untuk memisahkan senyawa-senyawa hasil alam padat
dengan menggunakan pelarut tertentusesuai dengan senyawa yang dipisahkan. Pemisahan pelarut
8
berdasarkan kaidah “Like dissolved like” yang berarti satu senyawa polar akan larut dalam pelarut
polar dan juga sebaliknya, senyawa nonpolar akan larut dalam pelarut non polar (sastroamidjojo,
1991)
Pelarut-pelarut yang digunakan untuk ekstraksi harus memenuhi persyaratan antara lain
(Harbone, 1973):
1. Inert atau tidak dapat bereaksi dengan komponen yang akan diisolasi.
2. Selektif yaitu hanya mengisolasi atau melarutkan zat-zat yang diinginkan.
3. Mempunyai titik didih rendah sehingga mudah diuapkan pada temperatur yang rendah.
2.3.1 Macam-Macam Metode Ekstraksi
Jenis-jenis ekstraksi bahan alam yang sering dilakukan adalah :
1. Ekstraksi Cara Dingin
Metoda ini artinya tidak ada proses pemanasan selama proses ekstraksi berlangsung, tujuannya
untuk menghindari rusaknya senyawa yang dimaksud rusak karena pemanasanan. Jenis ekstraksi
dingin adalah maserasi dan perkolasi.
Metode Maserasi
Maserasi merupakan cara penyarian yang sederhana. Maserasi dilakukan dengan cara
merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari. Cairan penyari akan menembus dinding sel dan
masuk ke dalam rongga sel yang mengandung zat aktif, zat aktif akan larut dengan karena adanya
perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dengan yang di luar sel, maka larutan
yang terpekat didesak keluar. Peristiwa tersebut berulang sehingga terjadi keseimbangan
konsentrasi antara larutan di luar sel dan di dalam sel.
Metode Perkolasi
Perkolasi adalah proses penyarian simplisia dengan jalan melewatkan pelarut yang sesuai
secara lambat pada simplisia dalam suatu percolator. Perkolasi bertujuan supaya zat berkhasiat
tertarik seluruhnya dan biasanya dilakukan untuk zat berkhasiat yang tahan ataupun tidak tahan
pemanasan. Cairan penyari dialirkan dari atas ke bawah melalui serbuk tersebut, cairan penyari
akan melarutkan zat aktif sel-sel yang dilalui sampai mencapai keadaan jenuh. Gerak kebawah
disebabkan oleh kekuatan gaya beratnya sendiri dan cairan di atasnya, dikurangi dengan daya
kapiler yang cenderung untuk menahan. Kekuatan yang berperan pada perkolasi antara lain: gaya
berat, kekentalan, daya larut, tegangan permukaan, difusi, osmosa, adesi, daya kapiler dan daya
geseran (friksi).
2. Ekstraksi Cara Panas
9
Metoda ini pastinya melibatkan panas dalam prosesnya. Dengan adanya panas secara otomatis
akan mempercepat proses penyarian dibandingkan cara dingin. Metodanya adalah refluks,
ekstraksi dengan alat soxhlet dan infusa.
Metode Refluks
Salah satu metode sintesis senyawa anorganik adalah refluks, metode ini digunakan apabila
dalam sintesis tersebut menggunakan pelarut yang volatil. Pada kondisi ini jika dilakukan
pemanasan biasa maka pelarut akan menguap sebelum reaksi berjalan sampai selesai. Prinsip dari
metode refluks adalah pelarut volatil yang digunakan akan menguap pada suhu tinggi, namun
akan didinginkan dengan kondensor sehingga pelarut yang tadinya dalam bentuk uap akan
mengembun pada kondensor dan turun lagi ke dalam wadah reaksi sehingga pelarut akan tetap
ada selama reaksi berlangsung. Sedangkan aliran gas N2 diberikan agar tidak ada uap air atau gas
oksigen yang masuk terutama pada senyawa organologam untuk sintesis senyawa anorganik
karena sifatnya reaktif.
Metode Soklet
Sokletasi adalah suatu metode atau proses pemisahan suatu komponen yang terdapat dalam
zat padat dengan cara penyaringan berulang-ulang dengan menggunakan pelarut tertentu,
sehingga semua komponen yang diinginkan akan terisolasi. Sokletasi digunakan pada pelarut
organik tertentu. Dengan cara pemanasan, sehingga uap yang timbul setelah dingin secara
kontinyu akan membasahi sampel, secara teratur pelarut tersebut dimasukkan kembali ke dalam
labu dengan membawa senyawa kimia yang akan diisolasi tersebut.
2.4 Spektrofotometer
Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Sprektrometer
menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat
pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Spektrofotometer digunakan untuk
mengukur energi relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai
fungsi panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih dideteksi dan cara ini diperoleh dengan
pengurai seperti prisma, grating atau celah optis. Fotometer filter dari berbagai warna yang
mempunyai spesifikasi melewatkan trayek pada panjang gelombang tertentu (Pudja, 2016).
Spektrofotometer merupakan suatu alat/instrumen yang dilengkapi dengan sumber cahaya
(gelombang elektromagnetik), baik cahaya UV (ultra-violet) ataupun cahaya nampak (visible).
Spektrofotometer mampu membaca/mengukur kepekatan warna dari sampel tertentu dengan panjang
gelombang tertentu pula. Alat ini digunakan untuk mengukur konsentrasi beberapa molekul seperti
10
DNA/RNA (UV light, 260 nm), protein (UV, 280 nm), kultur sel bakteri, ragi/yeast, dan lain-lain.
Sinar UV digunakan untuk mengukur bahan (larutan) yang terbaca dengan panjang gelombang di
bawah 400 nano meter (nm). Sedangkan visible light bisa digunkan untuk mengukur bahan dengan
panjang gelombang 400-700 nm.
Spektrofotometer dibagi menjadi dua jenis yaitu spektrofotometer single beam dan
spektrofotometer double-beam. Perbedaan kedua jenis spektrofotometer ini hanya pada pemberian
cahaya, dimana pada single-beam, cahaya hanya melewati satu arah sehingga nilai yang diperoleh
hanya nilai absorbansi dar larutan yang dimasukan. Berbeda dengan single-beam, pada
spektrofotomeret double-beam, nilai blanko dapat langsung diukur bersamaan dengan larutan yang
diinginkan dalam satu kali proses yang sama. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum
tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu
alat untuk mengukur perbedaan absorbansi antara sampel dan blanko ataupu pembanding.
Gambar 5. Mekanisme kerja spektrofotometer
(sumber: Pertiwi Intan N, 2016)
2.4.1 Spektrofotometer Ultra Violet – Cahaya Tampak (UV-Vis)
Spektrum UV-Vis merupakan hasil interaksi antara radiasi elektromagnetik (REM) dengan
molekul. Radiasi Elektramagnetik (REM) merupakan bentuk energi radiasi yang mempunyai sifat
gelombang dan partikel (foton). Karena bersifat sebagai gelombang maka beberapa parameter perlu
diketahui, misalnya panjang gelombang, frekuensi, bilangan gelombang dan serapan. Radiasi
Elektromagnetik (REM) mempunyai vektor listrik dan vektor magnet yang bergetar dalam bidang-
bidang yang tegak lurus satu sama lain dan masing-masing tegak lurus pada arah perambatan radiasi.
Semua molekul dapat mengabsorbsi radiasi daerah UV-Vis karena mereka mengandung elektron,
baik sekutu maupun menyendiri yang dapat dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi.
11
Tabel 1. Spektrum cahaya tampak dan warna-warna komplementer
Panjang gelombang Warna Warna Komplementer
400-435 Violet Kuning-hijau
435-480 Biru Kuning
480-490 Hujau-biru Oranye
490-500 Biru-hijau Merah
500-560 Hujau Ungu
560-580 Kuning-hijau Violet
580-595 Kuning Biru
595-610 Oranye Hijau-biru
610-750 Merah Biru-hijau
2.5 Methanol
Menurut Perry,1934. Methanol merupakan senyawa berbasis alkohol yang memiliki rumus
molekuk CH4O, methanol memiliki titik didih -97,80C senyawa ini lebih murah dari senyawa organik
lainnya dan memiliki perpindahan panas yang lebih baik. Metanol merupakan bentuk alkohol paling
sederhana yang mudah menguap,terbakar, dan beracun sehingga penggunaannya tidak diperuntukan
untuk di konsumsi sebagai bahan minuman. Metanol pada keadaan atmosfer ia berbentuk cairan yang
ringan, mudah menguap, tidak. Kerugian dari senyawa ini diantaranya:
1. Dianggap lebih beracun dari pada etil glikol sehingga lebih cocok digunakan di luar ruangan.
2. Mudah terbakar sehingga biadanya diasumsikan sebagai senyawa yang berpotensi menimbulkan
terjadnya kebakaran.
Tabel 2. Sifat Fisika Metanol
Sifat fisik Besar
Massa molar 32,04 g/mol
Densitas 0,7918 g/cm3
Titik leleh -970C
Titik didih 64,70C
Berwarna bening
12
BAB III
TUJUAN DAN MANFAAT
3.1 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
3.1.1 Tujuan umum
1. Melengkapi syarat kelulusan mahasiswa menempuh Program Studi Diploma III Teknik
Kimia, Departemen Teknologi Industri, Sekolah Vokasi, Universitas Diponegoro.
2. Sebagai sarana penunjang praktek ekstraksi pada praktikum Operasi Teknik Kimia di
PSDIII Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
3. Menerapkan ilmu yang didapat dari bangku perkuliahan secara terpadu dan terperinci,
sehingga berguna bagi perkembangan industri di Indonesia.
4. Mengembangkan wawasan ilmu pengetahuan dan teknologi bagi mahasiswa.
3.1.2 Tujuan Khusus
1. Mengetahui cara pengambilan (ekstraksi) klorofil pada daun pepaya.
2. Mengetahui pengaruh waktu pengambilan produk terhadap klorofil yang dihasilkan.
3. Mengetahui kadar total klorofil pada daun pepaya yang dihasilkan dengan
menggunakanalat spektrofotometer.
4. Mengetahui waktu pengambilan ekstrak yang optimum pada klorofil daun pepaya.
3.2 Manfaat Penelitian
Melalui penelitian ini dapat diketahui kadar total klorofil yang dihasilkan serta waktu yang
optimum dalam pengambilan sampel sehingga didapatkan klorofil dengan kualitas terbaik.
13
13
BAB IV
PERANCANGAN ALAT
4.1. Spesifikasi Alat
4.1.1. Tangki Ekstraktor
Tipe Tangki : Single Tank
Material : Stainles Steel Plate SUS 304
Tipe Sisi Bawah : Cone
Tipe Sisi Atas : Flate Bar (Flens)
Diameter Drain Valve : 1 ¼ inch
Diameter Safety Valve : ½ inch
Kapasitas Maksimal : 20 Liter
Kapasitas Minimal : 5 Liter
Panjang Tangki : 400 inch
Diameter Tangki : 10 inch
Jarak Tangki Dari Dasar : 750 inch
Diameter Batang Pengaduk : 12 mm
Tipe Jaket : Glass Woll
Ketebalan Jaket : 10 inch
4.1.2. Heater
Tipe Pemanas Heater : Immersion
Daya Pemanas Heater : 1100 watt/220 vac
Power Supply : 220 vac/ 1 ph
Kontrol Panel : Safety Valve
4.1.3. Kondensor
Diameter Kondensor : 3/4 inch
Schedule Pipa : 20
Diameter Tangki : 600 inch
Tinggi Tangki : 500 inch
Tipe Pipa Kondensor : Rectangular Pipe 40x40
14
14
4.1.4. Motor
Tipe : 21K6R6N-C
Daya : 220 VA
Arus : 0,13 Ampere
Kecepatan Putaran : 1300 rpm
Rasio Gear Box : 1 : 60
Tipe Gear : 26N-60K
Diameter Pengait Pengaduk : 8 mm
Panjang Pengait Pengaduk : 15 mm
4.1.5. Kondisi Operasi
Tekanan : 2 Bar
Temperature : Maksimal 1200C
Kecepatan Pengadukan : 1300 rpm
15
15
4.2. Dimensi Alat
Gambar 6. Dimensi Alat Ekstraktor Hidrothermal
Katerangan :
1. Motor
2. Sight Glass
3. Pengaduk
4. Heater
5. Valve Output
6. Kondensor
7. Kontrol Panel
23
BAB VII
KESIMPULAN
7.1. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa semakin
lama waktu proses ekstraksi dapat menghasilkan kadar klorofil yang semakin tinggi, namun
dapat pula menghasilkan kadar klorofil yang semakin rendah. Hal tersebut tergantung pada
jenis pelarut yang di gunakan. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dengan
menggunakan bahan baku daun pepaya dan pelarut berupa metanol, perlakuan terbaik yakni
pada proses ekstraksi yang dilakukan selama 60 menit menghasilkan kadar klorofil sebesar
0,4654 mg/L.
7.2. Saran
Semakin beredarnya produk impor suplemen pangan kaya klorofi, padahal dilihat dari segi
geografis indonesia memiliki potensi sumber lorofil yang besar. Salah satunya adalah daun
pepaya sebagai penghasil pewarna hijau alami, oleh karena itu perlu dilakukan kajian untuk
meningkatkan manfaan daun pepaya. Saran untuk penelitian lebih lanjut dapat menggunakan
solven yang memiliki titik didih lebih tinggi agar diperoleh kadar klorofil yang lebih baik.
24
LAMPIRAN
1.1. Perhitungan
1.1.1. Perhitungan Kadar Klorofil
Kadar klorofil (mg/L) = 20,2 A645 nm + 8,02 A663 nm
Variabel 1 = (20,2 𝑥 0,01062) + (8,02 𝑥 0,00104) = 0,2228 𝑚𝑔/𝐿
Variabel 2 = (20,2 𝑥 0,01285) + (8,02 𝑥 0,00326) = 0,2857 𝑚𝑔/𝐿
Variabel 3 = (20,2 𝑥 0,01525) + (8,02 𝑥 0,01117) = 0,3976 𝑚𝑔/𝐿
Variabel 4 = (20,2 𝑥 0,01653) + (8,02 𝑥 0,0164) = 0,4654 𝑚𝑔/𝐿
Variabel 5 = (20,2 𝑥 0,01593) + (8,02 𝑥 0,014) = 0,4341 𝑚𝑔/𝐿
Variabel 6 = (20,2 𝑥 0,01302) + (8,02 𝑥 0,01111) = 0,3521 𝑚𝑔/𝐿
1.2. Foto Praktikum
Gambar 10. Variabel percobaan 1 sampai 6
25
Gambar 11. Alat Ekstraktor Hidrotermal yang Digunakan
Gambar 12. Proses Ekstraksi Klorofil Daun Pepaya
26
26
DAFTAR PUSTAKA
Agustina. 2017. Kajian Karakterisasi Tanaman Pepaya (Carica papaya L.) di Kota Madya
Bandar Lampung [Skripsi]. Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
Arrohmah. 2007. Studi Karakteristik Klorofil Pada Daun Sebagai Material Photodetector
Organic [Skripsi]. Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sebelas Maret. Surakarta.
Balai Penelitian Tanaman Buah. 2001. Laporan Hasil Penelitian. Balai Penelitian Taman Buah,
Solok.
Budiyanti, T. Dan Sunyoto. 2011. Varietas Unggul Baru Pepaya Merah Delima, Si Merah yang
Manis. Sinar Tani Edisi 2-8 November No.3429 Tahun XLII.
Dwi K. Deriva. 2014. Pemanfaatan Perasan Biji Pepaya (Carica papaya) Untuk Mencegah
Infestasi Argulus Pada Ikan Maskoki (Carassius auratus) [Skripsi]. Fakultas Perikanan
dan Kelautan Universitas Airlangga. Surabaya.
Harbone, Y.B. 1973. Metode Fitokimia: Penuntun Cara Modern Menganalisa Tumbuhan. Alih
bahasa oleh: Padmawinata, K. Dan Soediro I. Bandung: ITB.
Ikeyi, A. P.,A.O. Ogbonna and F. U. Eze. 2013. Phytocemical Analysis of Paw-Paw (Carica
papaya) Leaves. Int. J.LifeSc. Bt and Pharm. Res., 2(3):347-351.
Inanc Levent A. 2011. Chlorophyll: Structural Properties, Health Benefits and Its Occurrence
in Virgin Olive Oils. Faculty of Agriculture Department of Food Engineering,
Kahramanmaras. Turkey
Pertiwi Intan N. 2016. Perbedaan Kadar Asam Urat Mengguunakan Alat Spektrofotometer
Dengan Alat Point Of Care Testing (POCT) [Skripsi]. Fakultas Ilmu Keperawatan dan
Kesehatan Universitas Muhammadiyah Semarang. Semarang.
Pudja Mrs. 2016. Analisa perbedaan kandungan klorofil pada daun belimbing manis (averrhoa
carambola L) dan belimbing wuluh (avehoa bilimbi L) menggunakan spektrofotometer
visible.
27
27
Rozak Abdul M. Dan Hartanto Unggul. 2008. Ekstraksi Klorofil Dari Daun Pepaya Dengan
Solvent 1-Butanol. Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Semarang.
Sastroamidjodjo, H. 1991. Kromatografi. Yogyakarta: Liberty.
Tyas, WS. 2008. Evaluasi Keseragaman Pepaya (Carica papaya L.) di Enam Lokasi di
Boyolali. Skripsi Strata I. Institut Pertanian Bogor.