PROSIDING SEMINAR NASIONAL SAINS DAN PEN PI PI KAN SAINS UKSW
PEMANFAATAN LIMBAH TEH DALAM PRAFORMULASI TABIR SURYA Nurul Maidawati, Christin A. Ratueda, Maria Gunawan, Tommy Hariadi S., Yohanes Martono Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Ma ij.d a a a @y a hoo. co. id
ABSTRAK Prospek ekonomi dari produk teh sangat besar untuk dikembangkan. Banyak perkebunan dan pabrik minuman teh yang ada di Indonesia, tentu negara ini juga menghasilkan limbah teh yang melimpah. Selama ini, pemanfaatan limbah teh hanya digunakan sebagai pupuk kompos. Penelitian Daniells (2005) menunjukkan bahwa limbah teh masih mengandung senyawa polifenol. Senyawa aktif dalam teh yang dapat melindungi kulit dari sinar UV adalah polifenol. Senyawa polifenol dalam limbah teh dapat dimanfaatkan sebagai bahan aktif tabir surya yang aman dan baik untuk kesehatan kulit. Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan dan membandingkan tabir surya yang dibuat dengan bahan aktif ekstrak polifenol limbah teh hijau dan teh hitam. Metode penelitian meliputi ekstraksi, uji kadar fenolik total, scanning absorbansi ekstrak polifenol di daerah panjang gelombang UV, dan praformulasi tabir surya. Hasil menunjukkan bahwa ekstrak polifenol dalam teh hijau memiliki aktivitas antioksidan 0,5565 mek/g, kadar fenolik total 230,5450 mg/g, sedangkan dalam teh hitam 0,2596 mek/g dan kadar fenolik total 782,7476 mg/g. Ekstrak polifenol dari teh hijau dan teh hitam memilik nilai SPF maksimum dan berpotensi sebagai anti UV A dan UV B. Tabir surya yang dihasilkan memiliki tekstur lembut dengan pH 7 dan tidak lengket di kulit. Kata kunci : Limbah teh, Ekstraksi polifenol, Tabir surya
PENDAHULUAN Teh merupakan minuman penyegar yang sudah dikenal dengan luas di dunia. Prospek ekonomi dari produk teh sangat besar untuk dikembangkan pada tahun-tahun mendatang karena Indonesia merupakan salah satu negara penghasil teh. Sebagai salah satu negara produsen, banyak perkebunan dan pabrik minuman teh yang ada di Indonesia. Di samping sebagai negara produsen teh, tentu negara ini juga menghasilkan limbah atau ampas teh baik dari produksi dan konsumsi teh itu sendiri. Dengan makin banyaknya produksi dan konsumsi teh di Indonesia, maka makin banyak pula limbah atau ampas teh yang dihasilkan. Selama ini, pemanfaatan ampas teh hanya digunakan sebagai pupuk kompos (Yuwono, 2009). Sebuah studi di Universitas Kristen Satya Wacana menunjukkan bahwa ampas teh masih mempunyai aktivitas antioksidan dan senyawa polifenol yang tinggi (Agustianingrum, 2009). Hal tersebut menunjukkan bahwa ampas teh masih mengandung senyawa polifenol yang berpotensi untuk diolah menjadi sumber antioksidan alami. Kemampuan katekin sebagai antioksidan dapat memperlambat terjadinya penuaan dini yang disebabkan oleh senyawa-senyawa radikal bebas yang banyak terdapat di lingkungan. Selain itu, katekin juga memiliki kemampuan fotoproteksi yaitu menangkal radiasi sinar UV penyebab kerusakan sel pada kulit sehingga dapat digunakan untuk tabir surya (sunscreen) pada
99
PROSIDING SEMINAR NASIONAL SAINS DAN PENDIDIKAN SAINS UKSW
berbagai produk kosmetik (Chrysanta dan Martanto, 2009). Hal tersebut menunjukkan bahwa limbah teh berpotensi untuk diolah menjadi tabir surya.
BAHAN DAN METODE Sampel dan Bahan Penelitian berupa limbah teh yang diambil dari PT. Coca Cola, Bawen, kabupaten Semarang, Jawa Ten gab. Bahan kimia yang digunakan di antaranya adalah metanol 90%, akuades, etil asetat, buffer fosfat, K4Fe(CN)5 1 %, TCA 10%, FeCU 0,1 M, reagen folin, NajCCh 7,5%, carbomer dan polysorbat 80, oleum olivarum, triethanol amin, propylen glikol, metil paraben, dan parfum green tea. Metode Pengukuran kadar air (Sudarmadji dkk., 1997) Sebanyak 3 gram ampas teh ditimbang dalam cawan petri yang telah diketahui massanya dan dipanaskan dalam oven dengan suhu 100oC selama 1 malam. Cawan petri tersebut dibiarkan dingin dalam suhu ruang, lalu dimasukkan ke dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang. Pemanasan dilakukan kembali setiap 30 menit sampai diperoleh massa konstan. Kadar air dalam limbah teh dihitung. Pembuatan ekstrak senyawa polifenol limbah teh 100 gram sampel limbah teh dimaserasi dengan pelarut metanol 80 % secara bertingkat 4 x 500 mL. Kemudian filtrat dipekatkan menggunakan rotary evaporator hingga volume berkurang setengah bagian. Kemudian, filtrat dipekatkan kembali dengan cara menguapkan air yang tersisa menggunakan waterbath pada suhu 40oC hingga kering. Residu yang didapat diekstraksi dengan etil asetat secara bertingkat (1 x 150 mL kemudian 4 x 50 mL). Selanjutnya ekstrak tersebut disimpan di lemari pendingin pada suhu 50C. Pengukuran kadar total fenolik (Povilaityte dan Venskutonis, 2000) 1 mL sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Kemudian ditambahkan 2 mL folin 10% dan 2,5 mL NazCOj 7,5% ke dalam tabung tersebut, dan didiamkan selama 30 menit. Absorbansi dari masingmasing larutan diukur dengan menggunakan spektrofotometer UV-VIS pada panjang gelombang 765 nm Sebagai blanko digunakan pelarut sampel untuk pengganti ekstrak, sedarfgkan sebagai standar digunakan larutan asam galat dengan berbagai konsentrasi. Pengukuran aktivitas antioksidan metode kemampuan mereduksi (Lim dkk., 2006) 1 mL ekstrak dimasukkan ke dalam tabung reaksi, ditambah 2,5 mL buffer fosfat 0,2 M pH 6,6 dan 2,5 mL K3Fe(CN)6 1%. Campuran larutan diinkubasi pada suhu 50oC dalam waterbath selama 20 menit. Selanjutnya, larutan ditambah 2,5 mL TCA 10%. Kemudian, 2,5 mL dari bagian atas larutan atau supematan diambil dan ditambah dengan 2,5 mL pelarut ekstrak serta 0,5 mL FeClj 0,1%. Absorbansi larutan tersebut diukur pada panjang gelombang 700 nm. Sebagai blanko, sampel / ekstrak diganti dengan pelarut sampel (dengan semua perlakuan yang sama), sedangkan sebagai standar digunakan KjFc(CN)6 dengan berbagai konsentrasi. Pengukuran aktivitas antioksidan metode pertangkapan radikal bebas DPPH (Lim dkk., 2006) Larutan sampel dibuat beberapa pengenceran. 1 mL filtrat masing-masing seri pengenceran diambil dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambah dengan 2 mL DPPH 0,2 mM. Dibuat juga 100
PROS!DING SEMINAR NASIONAL SAINS DAN PENDIDIKAN SAINS UKSW
kontrol (1 mL pelarut etanol 50% dan 2 mL DPPH 0,2 mM), faktor koreksi (1 mL larutan masingmasing pengenceran ditambah 2 mL etanol 50%), dan blanko (3 mL pelarut / etanol 50%). Larutan sampel diinkubasi atau didiamkan selama 30 menit, lalu absorbansinya diukur pada A. = 517 nm. Selanjutnya, kurva linear dibuat antara konsentrasi larutan uji dengan % peredaman DPPH dan ditentukan harga ICjq dengan menggunakan persamaan regresi, yakni konsentrasi larutan uji yang memberikan peredaman DPPH sebesar 50%. Penentuan Nilai SPF untuk ekstrak polifenol limbah teh (Wahyuningsih dkk., 2002) Untuk setiap senyawa ekstrak polifenol dilarutkan dalam etanol dengan konsentrasi 2 pg/mL hingga 50 pg/mL kemudian diukur serapannya pada panjang gelombang optimum. Selanjutnya nilai log SPF yang merupakan nilai absorbansi (serapan) dan kemudian ditentukan nilai SPF serta jenis proteksi tabir surya dari ekstrak polifenol tersebut. Nilai SPF diukur berdasarkan nilai serapan senyawa mengikuti persamaan : log SPF = A Pembuatan pra-formulasi tabir surya limbah teh (Jellinec, 1970) Polysorbat 80 yang telah dilarutkan dalam 1/6 bagian air sedikit derni sedikit dicampur menjadi satu. Oleum olivarum dimasukkan ke dalamnya sambil terus diaduk dengan mixer hingga homogen. Lalu, campuran dipindahkan dan ditambah 2/3 bagian air sedikit demi sedikit, sambil diaduk dengan mixer (kecepatan 300 rpm). Triethanol amin dimasukkan ke dalam campuran tersebut sambil terus diaduk. Kemudian, propylen glikol dimasukkan ke dalam campuran tersebut, diikuti metil paraben dan carbomer sedikit demi sedikit. Campuran di atas ditambahkan ekstrak polifenol limbah teh yang telah dilarutkan dalam air ke dalam campuran tersebut sedikit demi sedikit sambil terus diaduk dengan mixer. Kemudian campuran tersebut ditambahkan parfum. Selanjutnya pH sunscreen dicek dengan indikator universal dan siap untuk dikemas. Komposisi praformulasi tabir surya dapat dilihat pada Lampiran 1. HAS1L DAN DISKLSl Penelitian mengenai tabir surya ini menggunakan limbah teh hijau dan teh hitam. Kedua ekstrak limbah teh tersebut akan digunakan sebagai bahan aktif tabir surya. Sebelumnya masing-masing ekstrak limbah teh diuji terlebih dahulu. Parameter yang diuji meliputi aktivitas antioksidan (dengan metode kemampuan mereduksi dan DPPH), fenolik total, panjang gelombang maksimum serapan UV dan konsentrasi ekstrak untuk mendapat nilai SPF maksimum. Hasil penelitian yang telah dilakukan dapat dilihat pada Tabel 1. Hal terpenting dari penelitian ini yaitu memanfaatkan limbah teh untuk menghasilkan ekstrak polifenol sebagai bahan aktif tabir surya, dengan harapan dapat meningkatkan nilai ekonomis limbah teh yang selama ini hanya dijadikan sebagai pupuk kompos. Berdasarkan hasil penelitian, ekstrak limbah teh hijau mempunyai aktivitas antioksidan lebih kuat dibandingkan ekstrak limbah teh hitam. Namun, ekstrak limbah teh hitam mempunyai kemampuan untuk melindungi kulit dari efek negatif sinar matahari lebih baik daripada teh hijau. Hal ini disebabkan karena fenolik total ekstrak limbah teh hitam lebih besar dibandingkan ekstrak limbah teh hijau. Jenis senyawa fenolik ekstrak limbah teh hitam menyebabkan adanya serapan UV maksimum di dua titik panjang gelombang, yaitu 307 nm (UV B) dan 337 nm (UV A). Sedangkan ekstrak limbah teh hijau hanya mempunyai satu serapan UV maksimum, yaitu pada panjang gelombang 307 nm (UV B). Profil spektra serapan UV maksimum ekstrak limbah teh hitam dan ekstrak limbah teh hijau dapat dilihat pada Lampiran 2. Selain itu, konsentrasi ekstrak limbah teh hitam untuk mendapat nilai SPF maksimum lebih rendah, yaitu 80 pg/mL, dibandingkan ekstrak limbah teh hijau yaitu 400 pg/mL. Oleh karena itu, ekstrak limbah teh hitam lebih efektif dan efisien daripada ekstrak limbah teh hijau 101
PROSIDING SEMINAR NASIONAL SAISS DAS' PENDfDfKAN SA/NS UKSW
untuk diaplikasikan sebagai bahan aktif tabir surya. Prafonnulasi tabir surya dengan menggunakan ekstrak polifenol limbah teh hijau menghasilkan krim berwama putih kehijauan sedangkan ekstrak polifenol limbah teh hitam menghasilkan krim berwama kiming kecoklatan. Krim yang dihasilkan lembut dan dapat diserap oleh kulit sehingga sudah sesuai dengan yang diharapkan. Krim yang tidak berbau ditambahkan parfum dengan aroma green tea supaya beraroma segar. Krim tabir surya yang dihasilkan memiliki pH 7. Profil gambar krim tabir surya dapat dilihat pada Lampiran 2. Tabel 1. Hasil Pengujian terhadap Teh Hijau dan Teh Hitam Ekstrak Limbah Parameter Uji Teh Hijau Aktivitas antioksidan a. Metode kemampuan mereduksi (mek/gram ampas teh) 0,5565 b. IC50 Metode DPPH (mg/L) 57,5 Fenolik total (mg asam galat/gram ampas teh) Panjang gelombang maksimum serapan UV (nm)
Ekstrak Limbah Teh Hitam
0,2596 88,6
230,5450
782,7476
307 (UV B)
307 & 337 (UV B dan A)
Konsentrasi ekstrak untuk mendapat nilai SPF maksimum (8-15) (pghnL)
KESIMPULAN DAN SARAN Limbah teh masih mengandung senyawa antioksidan yaitu polifenol. Dalam penelitian diperoleh aktivitas antioksidan ekstrak polifenol limbah teh hijau lebih besardari limbah teh hitam yaitu 0,5565 mek/g, tetapi kadar fenolik total limbah teh hitam lebih besar daripada limbah teh hijau yaitu 782,7476 mg/g. Ekstrak polifenol dari teh hijau dan teh hitam memilik nilai SPF maksimum dan berpotensi sebagai anti UV A dan UV B. Untuk saran, berdasarkan hasil yang diperoleh, perlu dilakukan penentuan nilai SPF secara in vivo untuk mendapatkan nilai SPF yang sebenamya dari krim tabir surya.
UCAPAN TERIMA KASIH 1. 2. 3. 4. 5. 6.
7.
DP2M DIKTI yang telah memberikan dana penelitian. PT. Coca Cola Bottling Indonesia yang menyediakan limbah untuk penelitian ini. Pimpinan Universitas Kristen Satya Wacana yang telah mendukung penelitian ini. Dra. Lusiawati Dewi, MSc., selaku Dekan Fakultas Sains dan Matematika (FSM), Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Dr. A. Ign Kristijanto, MS., selaku Kaprogdi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika tahun 2009. Yohanes Martono, S.Si, M.Sc., selaku Kaprogdi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika tahun 2010 dan sebagai dosen pembimbing kelompok PKMP penulis yang telah banyak memberi masukan, ide dan inspirasi yang memotivasi dalam penelitian yang telah dilakukan penulis. Selamet Widodo, SP, selaku laboran yang telah banyak membantu dalam menyediakan peralatan dan bahan-bahan kimia yang diperlukan dalam penelitian.
102
PROSIDING SEMINAR NASIONAL SAINS DAN PEN PI PI KAN SAINS UKSW
8.
Teman-teman penulis Ida, Kak Ina, ci' Margun, Koh Tommy, Nerissa, Mbak Yanti, Supri dan lain-lain, terimakasih atas bantuan dan kerjasamanya selama ini.
DAFTAR PUSTAKA [1] Agustianingrum, N., 2009. Aktivitas Antioksidan, Kadar Fenolik Total dan Epigalokatekin Galat Pada Ampas Teh dari Industri Teh di Daerah Ungaran. Skripsi Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika. Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. [2] Chrysanta dan Martanto, 2009. Rahasia Kecantikan Ekstrak Teh Hijau. http://www.wawasandigital.com/index.php?option=com_content&task=view&id=29551&Itemid= 62 (11/9/09) [3] Jellinec, J.Stephan. 1970. Formulation and Function of Cosmetics. New York ; 325, 332, 334, 336, 340. [4] Lim Y. Y., T. T. Lim, dan J. J. Tee., 2006. Antioxidant Properties of Guava Fruit : Comparison With Some Local Fruits. Sunway Academic Journal 3, 9 — 20. [5] Povilaityte, V. dan P. R. Venskutonis, 2000. Antioxidative Activity of Purple Peril (Perilla frutescens L.), Moldavian Dragonhead (Dracocephalum moldavica L.), and Roman Chamomile (Anthemis nobilis L.) Extracts in Rapeseed Oil. Dalam Lydia Ninan L., Pudji Flastuti, Sri Raharjo, dan Tranggono, 2005. Sifat Antioksidatif Ekstrak Buah Duwet (Syzygium cumini). Agritech 25 (1), 24-31. [6] Sudarmadji, S., Bambang FI., dan Suhardi, 1997. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Edisi keempat. Liberty. [7] Wahyuningsih, T. D., Tri J. R., dan Iqmal, 2002. Synthesis of 3,4-Dimethoxy Isoomyl Cinnamic As the Sunscreen Compound From Clove Oil and Fusel Oil. Chemistry department, Faculty of Mathemathics and Natural Sciences. Yogyakarta: Gadjah Mada University. [8] Yuwono, Rony, 2009. Ampas Teh pun Bisa Menjadi Kompos. http://suaramerdeka.eom/vl/index.php/read/cetak/2009/07/l 1/71948/Ampas.Teh.pun. Bisa. Menjadi .Kompos (18/7/09)
103
PROS/DLVG SEMINAR NASIONAL SAINS DAN PENDIDIKAN SAINS UKSfV
LAMPIRAN A. Lampiran 1. Komposisi praformulasi tabir surya Bahan Baku
Berat Dalam persen (%
Ekstrak polifenol limbah teh Carbomer Trietanol amin Propylen glikol Polisorbat 80 Oleum olivarum Metil Paraben Aqua dem Parfum
B. Lampiran 2. Profil spektra serapan UV maksimum ekstrak limbah teh hitam, ektrak limbah teh hijau dan profil gambar krim tabir surya.
' '*
' . ^
-
1
mm '■
1*3 ... t: wwssmm
re
^->1 > ;■ sBSSs^SiS! IftiSMiia Mtf if-a IsLs |
Profil spektra ekstrak limbah teh hijau
Profil spectra ekstrak limbah teh hitam
104
PROSIDING SEMINAR NASIONAL SAINS DAN PENDIDIKAN SAINS I/KSIV
X m * m
m
Gambar krim tabir surya ekstrak limbah teh hitam
105
Gambar krim tabir surya ekstrak limbah teh hijau
