Penentuan Kadar Kafein Dalam Kopi

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK

PERCOBAAN 5

Penentuan Kadar Kafein Dalam Kopi

NAMA : RADEN ALIP RAHARJO

STAMBUK : A1C4 08 027

KELOMPOK :



LABORATORIUM PENGEMBANGAN UNIT KIMIA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS HALUOLEO

KENDARI

2010

Penentuan Kadar Kafein Dalam Kopi

I. Tujuan dan Prinsip Percobaan

A. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari percobaan ini untuk mengisolasi dan menentukan kadar kafein dalam kopi.

B. Prinsip Percobaan

Prinsip dari percobaan ini adalah berdasarkan tehnik ekstraksi pelarut dengan menggunakan kaidah like disolvent like.

II. Teori

Kafein adalah suatu senyawa organik yang mempunyai nama lain yaitu kafein, tein, atau 1,3,7-trimetilxantin. Kristal kafein dalam air berupa jarum-jarum bercahaya. Bila tidak mengandung air, kafein meleleh pada suhu 234oC – 239oC dan menyublim pada suhu yang lebih rendah. Kafein mudah larut dalam air panas dan kloroform, tetapi sedikit larut dalam air dingin dan alkohol (Abraham, 2010)

Kafeina[3][4], atau lebih populernya kafein, ialah senyawa alkaloid xantina berbentuk kristal dan berasa pahit yang bekerja sebagai obat perangsang psikoaktif dan diuretik ringan[5]. Kafeina ditemukan oleh seorang kimiawan Jerman, Friedrich Ferdinand Runge, pada tahun 1819. Ia menciptakan istilah "kaffein" untuk merujuk pada senyawa kimia pada kopi.[6] Kafeina juga disebut guaranina ketika ditemukan pada guarana, mateina ketika ditemukan pada mate, dan teina ketika ditemukan pada teh. Semua istilah tersebut sama-sama merujuk pada senyawa kimia yang sama. Kafeina dijumpai secara alami pada bahan pangan seperti biji kopi, daun teh, buah kola, guarana, dan maté. Pada tumbuhan, ia berperan sebagai pestisida alami yang melumpuhkan dan mematikan serangga-serangga tertentu yang memakan tanaman tersebut. Ia umumnya dikonsumsi oleh manusia dengan mengekstraksinya dari biji kopi dan daun teh. Kafeina merupakan obat perangsang sistem pusat saraf pada manusia dan dapat mengusir rasa kantuk secara sementara. Minuman yang mengandung kafeina, seperti kopi, teh, dan minuman ringan, sangat digemari. Kafeina merupakan zat psikoaktif yang paling banyak dikonsumsi di dunia. Tidak seperti zat psikoaktif lainnya, kafeina legal dan tidak diatur oleh hukum di hampir seluruh yuridiksi dunia. Di Amerika Utara, 90% orang dewasa mengkonsumsi kafeina setiap hari (Anonim, 2010)

Kopi adalah sejenis minuman yang berasal dari proses pengolahan dan ekstraksi biji tanaman kopi.[2] Kata kopi sendiri berasal dari bahasa Arab qahwah yang berarti kekuatan, karena pada awalnya kopi digunakan sebagai makanan berenergi tinggi.[3] Kata qahwah kembali mengalami perubahan menjadi kahveh yang berasal dari bahasa Turki dan kemudian berubah lagi menjadi koffie dalam bahasa Belanda.[rujukan?] Penggunaan kata koffie segera diserap ke dalam bahasa Indonesia menjadi kata kopi yang dikenal saat ini.[3] Secara umum, terdapat dua jenis biji kopi, yaitu arabika (kualitas terbaik) dan robusta.[4] Sejarah mencatat bahwa penemuan kopi sebagai minuman berkhasiat dan berenergi pertama kali ditemukan oleh Bangsa Etiopia di benua Afrika sekitar 3000 tahun (1000 SM) yang lalu.[5] Kopi kemudian terus berkembang hingga saat ini menjadi salah satu minuman paling populer di dunia yang dikonsumsi oleh berbagai kalangan masyarakat.[rujukan?] Indonesia sendiri telah mampu memproduksi lebih dari 400 ribu ton kopi per tahunnya.[6] Di samping rasa dan aromanya yang menarik, kopi juga dapat menurunkan risiko terkena penyakit kanker, diabetes, batu empedu, dan berbagai penyakit jantung (kardiovaskuler) (Anonim, 2010)

Kafein merupakan jenis alkaloid yang secara alamiah terdapat dalam biji kopi, daun teh, daun mete, biji kola, biji coklat, dan beberapa minuman penyegar. Kafein memiliki berat molekul 194.19 dengan rumus kimia C8H10N8O2 dan pH 6.9 (larutan kafein 1% dalam air). Secara ilmiah, efek langsung dari kafein terhadap kesehatan sebetulnya tidak ada, tetapi yang ada adalah efek tak langsungnya seperti menstimulasi pernafasan dan jantung, serta memberikan efek samping berupa rasa gelisah (neuroses), tidak dapat tidur (insomnia), dan denyut jantung tak berarturan (tachycardia). Dari beberapa literatur, diketahui bahwa kopi dan teh banyak mengandung kafein dibandingkan jenis tanaman lain, karena tanaman kopi dan teh menghasilkan biji kopi dan daun teh dengan sangat cepat, sementara penghancurannya sangat lambat (Hermanto, 2007)

Tapi, di balik kandungan kafein yang lumayan besar itu, kopi sebetulnya memiliki segudang manfaat bagi manusia. Khasiat kopi yang sudah umum dikenal orang sejak dulu adalah mengurangi rasa kantuk dan lelah. “Kafein yang terkandung dalam kopi mampu merangsang sistem saraf pusat, sehingga kita bisa berpikir cemerlang, tidak mengantuk, dan konsentrasi kita terjaga. Ini karena saraf kita terstimulasi,” terang Saptawati Bardosono, pakar gizi dari Universitas Indonesia. Selain itu, senyawa kafein yang tergolong alkaloid itu sebetulnya juga mampu meningkatkan kewaspadaan saraf motorik. Kafein pun menimbulkan perangsangan pada sistem pernafasan dan sistem pembuluh darah dan jantung. Hasilnya, orang yang meminum kopi akan mampu lebih berkonsentrasi dalam melakukan pekerjaannya. Selain itu, orang akan merasa lebih segar setelah meminum kopi. Hal inilah yang membuat banyak orang mengkonsumsi kopi di pagi hari. Namun, teori itu ditentang oleh Profesor Peter Rogers dari Universitas Bristol, Inggris. Menurut penelitian yang dilakukannya, kafein yang terkandung dalam kopi tersebut tidak akan akan memunculkan khasiat-khasiat itu bila orang yang meminumnya sudah terbiasa dengan pengaruh kafein (Anonim, 2008).

III. Metode Praktikum

A. Alat dan bahan yang digunakan

Alat alat yang digunakan pada praktikum ini adalah

a) Labu alas bulat

b) Pendingin

c) Corong pisah

d) Cawan Penguap

e) Gelas kimia

f) Gelas ukur

g) Erlenmeyer

h) Corong Kaca

i) Pemanas

Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah

a) Kopi

b) Aquades

c) Timbal asetat padat

d) Kloroform

e) Asam nitrat encer

f) Ammonium hidroksida

g) Kertas saring

C. Pembahasan

Kafein merupakan senyawa bahan alam yang tersebar luas dan tergolong dalam senyawa alkaloid, dengan rumus molekul C8H10N4O2, bersifat basa lemah berbentuk serbuk putih yaitu kristal-kristal panjang, rasanya pahit dan memiliki titik leleh sebesar 234-2390C serta menyublin pada temperature 180-2000C. Kafein memiliki berat molekul 194,19 g/mol. Larutan kafein 1% dalam air memiliki pH 6,9. 1 gram kafein akan larut dalam 46 ml air (suhu kamar), 5,5 mL air (800C), 1,5 mL (1000C), 66 mL alcohol (suhu kamar), 22 mL alcohol (600C), 50 mL aseton, 5,5 kloroform, 530 mL eter, 100 mL benzena, dan 22 mL benzene. Kafein merupakan turunan N-metilxantin, turunan N-metilxantin yang ditemukan dalam daun teh, daun mete, biji kola, biji coklat serta dalam buah dari 63 spesies tumbuhan yang tumbuh diseluruh dunia. Kafein ini banyak ditemukan dalam minuman seperti teh, kopi, minuman ringan yang mengandung kola, minuman energi/suplemen, coklat, kakao, obat-obatan dan makanan. Kandungan kafein dalam teh relative lebih besar daripada yang terdapat dalam kopi, namun pemakaian teh dalam minuman ringan pun atau dalam suplemen juga lebih encer bila dibandingkan dengan kopi.

Penentuan kadar kafein dalam kopi, seperti pada percobaan ini yang didasarkan pada distribusi solut dalam hal ini kafein dalam kopi antara dua fasa yaitu fasa organic dan fasa air. Karena kopi dapat larut dengan baik pada air panas, sehingga harus dilarutkan pada air panas yang mendidih. Selanjutnya direfluks selama 25 menit. Fungsi dari refluks ini yaitu agar dapat menghomogenkan kopi dan pelarut dengan waktu yang cukup lama, hal ini karena sifat kafein yang terdapat dalam refluks mudah larut dalam air panas.

Selanjutnya setelah direfluks, campuran tersebut disaring dengan menggunakan corong kedalam Erlenmeyer. Fungsi dari penyaringan ini yaitu agar kafein yang terdapat dalam campuran kopi tadi dapat terpisah dari filtrat atau ampas kopi, sehingga yang didapat dalam larutan kopi adalah kafein. Setelah dingin, campuran tadi kemudian ditetesi oleh larutan timbal asetat setetes demi setetes, sampai membentuk endapan. Fungsi dari penambahan larutan asetat ini yaitu untuk menyendapkan campuran kopi, atau mengendapkan kotoran-kotoran yang terdapat pada filtrat berupa garam-garam dari kafein, seperti albumin, asam-asam, tannin dan sebagainya.

Endapan yang terbentuk, kemudian disaring. Filtrat dimasukan kedalam corong dan ditambahkan 25 mL kloroform. Penambahan kloroform ini berfungsi untuk melarutkan kafein dalam filtrat. Kafein dalam filtrat larut ditandai dengan terbentuknya dua lapisan pada filtrat, dimana lapisan atas merupakan lapisan fasa air yang mengandung sisa garam dan Pb dan lapisan atau fasa organic (lapisan bawah) merupan lapisan yang mengandung kafein dalam kloroform. Setelah kedua larutan tersebut terdistribusi menjadi dua lapisan yang mana larutan kloroform tadi telah mengikat kafein. Terbentuknya dua lapisan tadi disebabkan karena berat jenis antara kedua larutan tersebut berbeda dimana larutan kopi bersifat polar sedangkan pada lapisan bawah yaitu CHCl3 bersifat non polar.

Larutan kopi mempunyai berat jenis yang lebih kecil bila dibandingkan dengan kloroform. Perbedaan berat jenis kedua larutan tersebut menyakibatkan terbentuknya dua lapisan. Dimana lapisan atas adalah larutan kopi, sedangkan lapisan bawah merupakan larutan kloroform (CHCl3). Lapisan bawah yang mengandung kafein ditampung dalam cawan penguap dan lapisan atas dibilas kembali dengan kloroform. Hal ini dimaksudkan agar kafein yang masih ada pada lapisan atas/fasa air larut dan sekaligus memurnikan kafein dari zat-zat pengotornya, sehingga kafein yang diperoleh benar-benar murni. Lapisan tersebut kembali ditampung pada cawan penguap yang sama. Selanjutnya cairan kafein yang diperoleh diuapkan atau disublimasi agar kloroform (fasa organic) menguap. Fungsi dari penambahan CHCl3 ini yaitu untuk mengekstrak kafein. Selanjutnya ditambahkan kembali CHCl3 mempunyai tujuan agar kafein yang berada dalam larutan kopi yang telah dikeluarkan sebelumnya masih bersisa di dalam corong pisah tersebut sehingga untuk mengikatnya kembali maka ditambahkan larutan CHCl3. Cairan yang telah dikeluarkan dari corong pisah tadi kemudian diuapkan di dalam cawan penguap dengan nyala api yang kecil mempunyai tujuan untuk mengantisipasi melelehnya kafein. Proses ekstraksi ini berlangsung atau terjadi proses kesetimbangan setelah dilakukan proses penggocokan, sebab larutan baru dapat dipisahkan setelah larutan tersebut berada dalam keadaan diam. Dalam hal ini corong pisah yang kita gunakan harus diguncang dengan kuat agar kedua larutan terdistribusi dalam dua fase polar dan non polar sehingga pada suhu dan tekanan yang tetap terjadi kesetimbangan kimia. Proses penenangan yang dilakukan dimaksudkan untuk menstabilkan molekul-molekul yang terganggu pada saat dilakukan proses penggocangan atau biasa disebut pengaturan diri sehingga tercapai kesetimbangan kimia, maka terbentuklah dua fasa. Lapisan atas merupakan campuran kopi dengan air sedangkan pada lapisan bawah merupakan larutan kloroform terdapat kafein yang larut didalamnya, sehingga pada lapisan bawah yang diambil dan ditampung pada cawan penguapan. Untuk menghindari adanya kafein yang masih tertinggal pada lapisan atas, maka kembali ditambahkan kloroform yang selanjutnya diekstraksi kembali. Hasilnya kembali ditampung pada cawan penguapan. Hal ini karena sifat dasar dari kafein dapat meleleh pada suhu yang tinggi. Tujuan dari pemberian kertas saring yang digunakan sebagai penutup cawan tadi berguna agar kristal kafein tersebut tidak keluar dari cawan. Bentuk kristal yang didapat dalam percobaan ini adalah kristal yang mempunyai kadar kafein sebasar 2%.

V. Simpulan

Berdasarkan hasil percobaan yang diperoleh dari percobaan ini, maka dapat diperoleh kadar kafein sebesar 2%.

Daftar pustaka

Abraham. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Organik II. Laboratorium Pengembangan Unit Kimia, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,Universitas Haluoleo. Kendari

Hermanto, Sindhu. 2007. Kafein Senyawa Bermanfaat atau Beracunkah. Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia _.html

Tugas Setelah Praktikum

1. Apa kegunaan kloroform pada percobaan ini? Dan mengapa pada langkah ke 6 dari cara kerja diatas ditambahkan lagi kloroform!

2. Bagaimana bentuk struktur bentuk kafein yang diperoleh, tuliskan rumus strukturnya!

Jawab

1. Tujuan penambahan kloroform pada percobaan ini adalah untuk mengekstrat kafein dari larutan kopi, pada langkah ke 6 ditambahkan lagi kloroform dengan tujuan agar kafein yang ada dalam larutan kopi diikat kembali setelah dikeluarkan sebelumnya yang masih bersisa didalam corong pisah.

2. Bentuk struktur kafein yang diperoleh yaitu: