Laporan Praktikum Kimia dan Biokimia Pangan PIGMEN ALAMI PJP: Ir. Endang Prangdimurti, M.Si Asisten: Tjwee Siao Chen, Tomi Ertanto Gol. / Kel. : D/6 Hurry Zamhoor Pratama (F24052173), Fahmi Nasrullah (F24051949), Asep Suparman (F24051454), R. Adit Arranugroho (F24050077) 31 Mei 2007 Abstract Color is shown in every plants or animal and human skin is caused by something called pigments. Pigment is a molecule which can absorb and reflect lights at current long wave. Color which is seen by eyes is the color reflected by pigments. Pigment in plants and animals are naturally pigment. The most popular well-known is chlorophyll, a green pigment in plants. Naturally pigment is unstable and affect by many factors. The factors are lights, pH, oxidizing agent, reducing agent and surfactants. Naturally pigment may occur denaturize, structur changing or forming other compounds caused by those factors. Pigment which is monitored in this experiment is extracted from suji leaves, kayu secang, bit and turmeric. From their appearance, is known what color pigment that is dominated. Suji leaves have chlorophyll, kayu secang have brazilein, bit has anthocyanin and there is curcumin in turmeric. Monitoring is done against four kinds of extract that is given a few of various treatments example changing of pH, and adding of metal-salt solution. Change of pH can cause hydrogenation or dehydrogenation of pigment structure. Metal-salt adding may form complex compound because pigment complex the metal ion. Heating is done to see the stability of natural pigment be caused by high temperature. The effects of those treatments can be seen with see the color of solution and precipitates forming compare with no-treatments sample. Extracted solutions have low pH between 5-6. the extract that is added strong NaOH give changing of color enough different. Except extract of suji leaves that change of color if giving strong HCl. Adding of salt-metal can cause color changing and even form precipitates. Effects of AlCl3 and SnCl2 are almost same. All treatments affect the extract of suji leaves indeed. Because their ability of color changing in different pH, extracted can be used as indicator.
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Selain menghasilkan metabolit primer, tumbuhan juga menghasilkan metabolit sekunder. Metabolit sekunder dapat berupa zat bioaktif dan pigmen. Pigmen merupakan molekul khusus yang dapat memunculkan warna. Pigmen mampu menyerap cahaya matahari dengan menyerap dan memantulkannya pada panjang gelombang tertentu. Molekul pigmen yang berbeda akan memantulkan warna tertentu pada panjang gelombang tertentu
sehingga menyebabkan reaksi kimia yang berbeda. Zat warna alami dapat diperoleh dari tanaman atau hewan dan warna alami ini meliputi pigmen yang terdapa dalam bahan atau terbentuk pada proses pemanasan, penyimpanan atau pemrosesan. Aman dan tak berefek samping jika diukonsumsi, seperti klorofil, karetenoid, antosianin, brazilein, tanin dan lain-lain. Pigmen, sejak zaman dahulu, telah digunakan sebagai zat pewarna alami dalam makanan, obat-obatan, dan kosmetika. Zat
1
pewarna alami kini telah banyak digantikan dengan pewarna buatan yang memberikan lebih banyak kisaran warna yang telah dibakukan. Hal ini karena zat pewarna alami kurang stabil dan mudah mengalami perubahan baik fisik maupun kimiawi. Stabilitas warna dari zat pewarna dipengaruhi oleh cahaya, pH, oksidator, reduktor, dan surfaktan. B. Tujuan Percobaan Praktikum ini bertujuan mengetahui pigmen warna alami yang terdapat pada kunyit, daun suji, bit dan kayu secang dan mengamati perubahan yang terjadi jika diberi perlakuan dengan penambahan asam, basa, dan larutan garam-garam logam.
@
Kunyit dan bit diparut, daun suji dipotong-potong dan dihaluskan, dan kayu secang direndam dalam air dan dipanaskan.
Semua bahan yang telah halus diekstrak dengan akuades hingga didapat sebanyak 50 ml.
Hasil ekstrak disaring
Hasil penyaringan diukur pH-nya
Dibagi ke dalam 6 tabung reaksi sebanyak 5 ml.
II. BAHAN DAN METODE A. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan adalah tabung reaksi, gelas piala, gelas pengaduk, pemanas air, neraca analitik, pipet volumetrik, parutan, saringan, dan pH meter. Bahan-bahan yang digunakan adalah kunyit, bit, daun suji, serutan kayu secang, akuades, NaOH 10 M, HCl 10 M, larutan AlCl3, larutan SnCl2, dan larutan FeCl3.
Tabung 1 diberi HCl dan tabung 2 diberi NaOH hingga terjadi perubahan.
Empat tabung sisa dipanaskan selama 10 menit
Diberikan perlakuan berikut:
FeCl3 AlCl3 B. Metode Sekitar ± 5 g bahan (kunyit, daun suji, bit, dan kayu secang) ditimbang
SnCl2
Tanpa penambahan
Diamati perubahan yang terjadi dari segi warna larutan dan ada tidaknya endapan
@
2
III. HASIL PENGAMATAN
Sumber Pigmen Perlakuan
Tabel 1. Pengaruh berbagai perlakuan terhadap ekstrak pigmen Perlakuan Tanpa perlakuan NaOH 10 M
HCl 10 M
FeCl3
AlCl3
SnCl2 Tanpa logam (hanya pemanasan)
Sumber Pigmen Kayu kayu kunyit 1 Secang 1 secang 2 pH : 5,01 pH : 5,23 pH : 5,15 jingga tua Jingga tua Jingga ++ ++ +++ Coklat merah tua +++++ merah tua keunguan / endapan putih kuning Jingga jingga muda ++ +++ +++ / endapan kuning + ungu ungu kuning tua kehitaman kehitaman ++++ kuning jernih + merah tua merah / endapan +++ jingga tua +++ kuning tua Merah tua ++ merah ++++ / endapan jingga ++ Jingga jernih
jingga jernih +
kuning tua +++
IV. PEMBAHASAN Zat warna atau pigmen terdapat secara alami dalam sel makhluk hidup terutama tumbuhan. Pigmen biasanya terdapat dalam vakuola atau organel tertentu dalam sel tumbuhan. Fungsi pigmen bagi tumbuhan bermacam-macam. Pigmen pada bunga berfungsi untuk menarik perhatian penyerbuknya selain dengan aromanya. Zat hijau daun atau klorofil berfungsi menangkap energi cahaya dan mengkonversinya menjadi energi kimia.
kunyit 2 pH : 5,78 Jingga +++ Coklat +++++ / endapan coklat muda
Bit pH : 5,58 merah marun coklat → kuning ( berlebih ) / endapan putih
kuning kehijauan ++
merah marun ++++
FeCl3
coklat +++
hitam kuning kehitaman / endapan hitam
AlCl3
kuning jernih + / endapan jingga ++
merah marun +++
SnCl2
jingga jernih ++ / endapan tua jingga +++
merah marun + → merah keunguan / endapan merah
hijau jernih ++ / endapan hijau muda +
Tanpa logam (hanya pemanasan )
jingga +++
merah darah ++
jernih tak berwarna – / endapan hijau ++
Tanpa perlakuan NaOH 10 M
HCl 10 M
daun suji pH : 5,69 hijau Hijau / endapan hijau (sangat sedikit) hijau kekuningan jernih / endapan coklat muda hijau tua jernih +++ / endapan hijau tua hijau muda jernih + / Endapan hijau +
Pigmen dalam tumbuhan seringkali dipakai sebagai pewarna alami untuk makanan dan obatobatan agar lebih menarik. Namun zat pewarna alami kurang stabil dan mudah mengalami perubahan baik fisik maupun kimiawi. Stabilitas warna dari zat pewarna dipengaruhi oleh cahaya, pH, oksidator, reduktor, dan surfaktan. Percobaan ini dilakukan selain untuk mengetahui pigmen yang terkandung dalam kunyit, daun suji, bit dan kayu secang, juga untuk mengetahui perubahan yang terjadi jika diberi perlakuan dengan penambahan asam, basa, dan larutan garam-garam logam.
3
Semua ekstrak pigmen bersifat asam dengan pH antara 5 – 5,8. Dari dua ulangan percobaan memperlihatkan hasil bahwa ekstrak kayu secang awal memberikan warna jingga tua dan ketika diberi setetes saja NaOH, larutan berubah menjadi merah tua. Penambahan HCl membuat larutan berwarna jingga lebih pekat. Pemanasan ekstrak selama 10 menit menyebabkan larutan menjadi jingga jernih. Penambahan FeCl3 mengakibatkan larutan menjadi ungu kehitaman sedangkan penambahan AlCl3 dan SnCl2 membuat larutan berwarna merah. Kayu secang (Brazilein) mempunyai rumus molekul C6H12O5. Brazilein larut dalam air dan berasa manis ketika dikecap. Kayu secang biasanya digunakan sebagai pewarna dalam minuman tradisional bir pletok. Ekstrak kayu secang mengandung zat warna brazilein. Selain untuk memberikan warna jingga kemerahan, penambahan brazilein pada makanan atau minuman juga bertujuan mengambil khasiatnya bagi tubuh yaitu sebagai anti inflamasi (anti radang), anti bakteri, antioksidan, obat luka, dan penghenti pendarahan . Kayu secang pada pH 2-4 berwarna kuning hingga kuning kemerahan, pada pH 6 atau lebih berwarna merah hingga merah keunguan. Jika teroksidasi kayu secang menghasilkan warna merah kecoklatan. Kayu secang stabil pada suhu rendah dan pada suhu 10o C lebih baik daripada suhu lingkungan 30o C. Jika terjadi reaksi redoks maka akan mengurangi intensitas pigmen. Oksidasi akan merubah warna dari merah menjadi merah keunguan. Reduksi akan merubah warna menjadi cenderung ungu.
Kayu secang mempunyai stabilitas yang rendah terhadap sinar ultraviolet. Kunyit (Curcuma longa Linn. atau Curcuma domestic Val) termasuk salah satu tanaman rempah dan obat, habitat asli tanaman ini meliputi wilayah Asia khususnya Asia Tenggara. bangsa Asia umumnya pernah mengkonsumsi tanaman rempah ini, baik sebagai pelengkap bumbu masakan, jamu atau untuk menjaga kesehatan dan kecantikan . kunyit adalah rempahrempah yang biasa digunakan dalam masakan di negara-negara Asia. Kunyit sering digunakan dalam masakan sejenis gulai, dan juga digunakan untuk memberi warna kuning pada masakan. Kunyit mengandung senyawa yang berkhasiat obat, yang disebut kurkuminoid yang terdiri dari kurkumin , desmetoksikumin dan bisdesmetoksi-kurkumin dan zat- zat manfaat lainnya. Kurkumin merupakan kurkumioid dari rempahrempah Indian, dan dua yang lainnya adalah demetoksikurkumin dan bisdemetoksikurkumin. Kurkuminoid adalah polifenol dan menjadikan warna kuning pada turmeric. Kurkumin ada dalam bentuk paling sedikit dua bentuk tautomerik, keto dan enol. Bentuk enol lebih stabil energinya pada fase padat dan fase larutan. Kurkumin dikenal karena sifat antitumor dan antioksidan yang dimilikinya (http://id.wikipedia.org/ wiki/ Kunyit).
Gambar 1. Struktur kurkumin bentuk enol Kurkumin dapat digunakan untuk penentuan kuantitatif boron
4
dan sering disebut metode kurkumin. Kurkumin bereaksi dengan asam borat membentuk senyawa berwarna merah, yang dikenal sebagai rosocyanine. Karena kurkumin warnanya cerah, kurkumin dapat digunakan sebagai pewarna makanan, sebagai bahan tambahan pangan. Sama seperti halnya ekstrak secang, ekstrak kunyit memberikan warna jingga namun lebih terang dan pekat. Penambahan larutan sangat basa menyebabkan larutan menjadi coklat pekat dan terbentuk endapan. Jika HCl yang diberikan, larutan menjadi kuning muda dan pada kelompok 1 bisa terbentuk endapan. Pemanasan membuat larutan ekstrak menjadi kuning tua hingga jingga. Garam-garam logam halida yang ditambahkan memberika pengaruh yang hampir sama. Larutan AlCl3 dan SnCl2 menyebabkan ekstrak berwarna kuning hingga jingga yang jernih dan terbentuknya endapan berwarna jingga tua. Pemberian FeCl3 hanya menjadikan warna larutan semakin pekat bahkan pada kelompok 2 sampai terlihat menjadi coklat. Warna awal ekstrak bit adalah merah marun dan dengan pemanasan membuat larutan menjadi merah darah. Pada awal penambahan NaOH larutan menjadi coklat, namun jika penambahan tersebut diteruskan hingga sangat berlebih tiba-tiba larutan ekstrak menjadi kuning dan terbentuk endapan berwarna putih. Pemberian HCl pekat hanya menambah kepekatan warna awal dari ekstrak. Penambahan larutan mengakibatkan larutan FeCl3 menjadi hitam dan ada endapan berwarna hitam. Pengaruh akibat pemberian larutan garam SnCl2 dan AlCl3 adalah hampir sama, membuat
larutan ekstrak semakin pekat. Terbentuk endapan saat ditambahkan SnCl2. Ekstrak daun suji yang berwarna hijau ketika dipanaskan terbentuk endapan hijau dan supernatan yang jernih (tidak berwarna). Hal ini dikarenakan protein yang terikat pada struktur klorofil saat pemanasan menjadi terdenaturasi dan mengakibatkan klorofil yang sebagian besar memiliki rantai karbon nonpolar menjadi tidak larut. Pemberian NaOH yang pekat juga menimbulkan endapan warna hijau dengan supernatan yang masih hijau. Endapan juga terjadi ketika ekstrak diberi HCl pekat dengan warna coklat muda dan supernatan hijau kekuningan. Hal ini karena HCl memberi pengaruh yang sama dengan pemanasan yaitu mendenaturasi protein. Pemberian FeCl3 menyebabkan terbentuknya endapan dan supernatan berwarna hijau tua. Pengaruh SnCl2 dan AlCl3 juga masih sama, larutan menjadi hijau jernih dan adanya endapan hijau. Larutan-larutan ekstrak diatas dapat dijadikan sebagai indikator keasaman alami karena dapat berubah warna jika terjadi peruban pH. Klorofil merupakan pigmen hijau yang banyak terdapat pada tanaman hijau, alga dan sianobakteri (http://en.wikipedia.org/wiki/Chloro phyll). Warna yang intensif dari klorofil dapat berguna menjadi sebuah pigmen komersial. Faktanya klorofil yang merupakan warna hijau alami digunakan di dalam pembuatan sabun dan kosmetik. Spektrum absorpsi dari klorofil menunjukkan bahwa yang paling kuat diserap pada daerah merah dan biru violet dari spektrum sinar tampak. Karena klorofil menyerap cahaya merah dan
5
biru violet, cahaya yang dipantulkan dan ditransmisikan terlihat hijau. Pigmen komersial dengan struktur yang mirip klorofil telah diproduksi pada sebuah wilayah warna. Beberapa darinya telah dimodifikasi porphyrins, seperti atom hydrogen diganti oleh atom klorin. Yang lainnya mempunyai ion-ion logam yang berbeda. Sebagai contoh, pigmen biru yang cerah mempunyai ion tembaga (I) pada pusat porphyrin dan digunakan terutama pada pewarnaan tekstil ( http://www.chemweek.com/Chlrphyl .html). Klorofil adalah molekul yang yang disebut fotoreseptor. Klorofil dapat ditemukan pada kloroplas dari tumbuhan hijau dan klorofil inilah yang membuat tumbuhan berwarna hijau. Struktur dasar dari molekul klorofil adalah adanya cincin porphyrin, koordinasi terhadap atom pusat. Hal ini sangat mirip dengan struktur kelompok heme yang ditemukan pada hemoglobin, kecuali heme atom pusat adalah besi pada hemoglobin, pada klorofil adalah magnesium (May, 2007). Bit (Beta vulgaris) adalah sebuah tanaman berbunga dalam familia Chenopodiaceae, yang aslinya berasal dari daerah pesisir barat dan selatan Eropa, dari Swedia selatan dan Kepulauan Britania ke selatan Laut Mediterania. Tanaman ini penting karena varitasnya yang dikembangkan, fodder beet, bit dan bit gula yang menghasilkan gula
(http://id.wikipedia.org/wiki/Bit_tanaman). Telah diselidiki stabilitas klorofil hasil ekstrasi daun suji akibat pengaruh sinar ultraviolet 366 nm hasil percobaan menunjukkan bahwa reaksi klorofil a, b dan pigmen hijau mengikuti reaksi tingkat satu pada pH 4, 7, dan 10 stelah penyinaran selama 172 dan 408 jam yang disertai dengan peningkatan kecepatan reaksi. Jika pH ekstrak pH klorofil diturunkan dari pH 10 tanpa penyinaran, intensitas warnanya akan menurun. Daftar Pustaka Anonim.http://id.wikipedia.org/wiki/ Bit_(tanaman). [05 Juni 2007] Anonim.http://id.wikipedia.org/wiki/ Kurkumin. [07 Juni 2007] Anonim.http://id.wikipedia.org/wiki/ Kunyit. [07 Juni 2007] Anonim.http://en.wikipedia.org/wiki/ Curcumin. [05 Juni 2007] Anonim.http://en.wikipedia.org/wiki/ Chlorophyll. [05 Juni 2007] May,Paul.http://www.bris.ac.uk/Dept s/Chemistry/chlorophyll.html. [05 Juni 2007] Steer,James.http://id.wikipedia.org/ wiki/Structure and Reactions of Chlorophyll. [05 Juni 2007]
Gambar 2. Struktur klorofil
6
