2
askorbat, asam folat, vitamin E, mangan, potasium, polisakarida, florida alami, yang secara keseluruhan bisa mengurangi kadar kolesterol dan lemak makanan, mengurangi resiko penyakit kardio-serebrovaskular, menangkal radikal bebas, membunuh bakteri dan virus influenza, anti peradangan, menghilangkan panas dalam dan iritasi, mengoptimalkan metabolisme gula, mengurangi resiko keracunan makanan, mengatasi masalah perut dan usus, mencegah bau mulut dan pengeroposan gigi, memperkuat daya tahan tubuh, menurunkan stres, menyegarkan tubuh dan menenangkan pikiran, serta mencegah kegemukan. Teh hijau juga mengandung lebih dari 25 jenis asam amino, termasuk 6 jenis yang mutlak diperlukan tubuh dan Histidine diperlukan untuk pertumbuhan bayi. Walaupun kandungan asam amino dalam teh hijau tidak tinggi, tapi bisa menambah kekurangan kadar yang dibutuhkan tubuh setiap hari. Bahan kimia penting yang menyusun rasa segar pada teh adalah polifenol, kafein, dan minyak esensial. Kandungan nutrisi tiap 100 gram daun teh 75-80% air, bagian terlarut dan tidak terlarut adalah polifenol (25%), protein (20%), kafein (2,5-4,5 %), serat (27%), karbohidrat (4%), pektin (6%), dan energi 17 kJ. Kualitas teh yang baik ditentukan oleh tingginya kadar polifenol dan aktivitas enzim selama fermentasi (Ashari 2006). Teh mengandung zat antioksidan yang dikenal dengan sebutan polifenol, yang tampaknya berperan besar dalam pencegahan berbagai macam penyakit. Polifenol mempunyai kemampuan menetralisir radikal bebas, suatu produk sampingan dari proses kimiawi dalam tubuh yang mengganggu. Kemampuan inilah yang mungkin menjadi jawaban, mengapa teh kemudian juga bisa mencegah serangan jantung dan kanker (Nenden 2007).
Kandungan dalam teh
senyawa
kimia
Kualitas teh yang baik sebagian besar terletak pada komposisi kimiawinya. Komposisi tersebut berbeda-beda menurut tipe, klon, musim, kondisi lingkungan pertumbuhannya, dan perubahan warna daun teh setelah proses pembuatannya. Senyawa kimia dalam daun teh secara umum dapat digolongkan menjadi empat kelompok, yaitu (1) substansi fenol,
yang terdiri atas flavanol dan flavonol, (2) substansi bukan fenol, di antaranya karbohidrat, pektin, alkaloid, protein, lemak, asam amino, klorofil, asam organik, vitamin, mineral, (3) substansi aromatik, dan (4) enzim. Di antara keempat kelompok senyawa tersebut, substansi fenol dianggap paling berperan dalam menentukan kualitas teh hitam (Yulia 2006). Teh mengandung komponen volatile sebanyak 404 macam dalam teh hitam dan sekitar 230 macam dalam teh hijau. Komponen volatile tersebut berperan dalam memberikan cita rasa yang khas pada teh. Komponen aktif yang terkandung dalam teh, baik yang volatile maupun yang tidak volatile antara lain polifenol (10 - 25%), methylxanthines, asam amino, peptida, komponen organik lain, asam tanin(9-20%), vitamin C (150-250 %), vitamin E (25-70 %), vitamin K (300-500 IU/g), ß-karoten (13-20 %), kalium (1795 %), magnesium (192 %), mangan (300-600 ug/ml), fluor (0,1-4,2 mg/L), seng (5,4 %), selenium (1,0-1,8 %), tembaga (0,01 %), besi (33 %), kalsium (7 %), kafein (45-50 %). Teh sebagian besar mengandung ikatan biokimia yang disebut polifenol, termasuk di dalamnya flavonoid. Flavonoid merupakan suatu kelompok antioksidan yang secara alamiah ada pada sayur-sayuran, buahbuahan, dan minuman seperti teh dan anggur. Pada tanaman, flavonoids memberikan perlindungan terhadap stres lingkungan, sinar ultra violet, serangga, jamur, virus, dan bakteri, di samping sebagai pengendali hormon dan enzim inhibitor. Subkelas polifenol meliputi flavones, flavonols, flavanones, catechins, antocyanidin, dan isoflavones. Turunan flavonols, quercetin dan turunan catechins, epicatechin (EC), epigallo-catechin (EGC), epigallo-catechin gallate (EGCg) umumnya ditemukan di dalam teh. EGCg dan quercetin merupakan antioksidan kuat dengan kekuatan 100 kali lebih tinggi daripada vitamin C dan 25 kali vitamin E yang juga merupakan antioksi dan potensial.
2
3
Komposisi teh hijau ditunjukkan pada Tabel 1 dan komposisi teh hitam ditunjukkan pada Tabel 2.
Lanjutan Tabel 2. Komposisi Teh Hitam % (b/b) Komponen Berat kering Gula 6.85 Pektin 0.16 Polisakarida 4.17 Asam oksalat 1.50 Asam malonat 0.02 Asam suksinat 0.09 Asam malat 0.31 Asam akonitat 0.01 Asam sitrat 0.84 Lipid 4.79 Kalium 4.83 (potasium) Mineral lain 4.70 Peptida 5.99 Tanin 3.57 Asam amino lain 3.03 Aroma 0.01 Sumber: Tuminah 2004 Pada teh hijau, katekin merupakan komponen utama, sedangkan pada teh hitam dan teh oolong, katekin diubah menjadi teaflavin dan tearubigins. Sifat fungsional teh hijau lebih tinggi jika dibandingkan dengan teh hitam.Ini ditunjukkan polifenol teh hijau jauh lebih berperan untuk mencegah terjadinya kanker dibandingkan polifenol pada teh hitam (Hilyatuzzahroh 2006).
Tabel 1. Komposisi teh hijau Komponen Kafein (-) Epikatekin (-) Epikatekin galat (-) Epigalokatekin (-) Epigalokatekin galat Flavonol Teanin Asam glutamat Asam aspartat Arginin Asam amino lain Gula Bahan yang dapat mengendapkan alkohol Kalium (potasium) Sumber: Tuminah 2004
% (b/b) Berat kering 7.43 1.98 5.20 8.42 20.29 2.23 4.70 0.50 0.50 0.74 0.74 6.68 12.13 3.96
Tabel 2. Komposisi teh hitam Komponen Kafein Teobromin Teofilin (-) Epikatekin (-) Epikatekin galat (-) Epigalokatekin (-) Epigalokatekin galat Glikosida flavonol Bisflavanol Asam teaflavat Teaflavin Tearubigin Asam galat Asam klorogenat
% (b/b) Berat kering 7.56 0.69 0.25 1.21 3.86 1.09 4.63 sedikit sedikit sedikit 2.62 35.90 1.15 0.21
Tanin Pengertian tanin Tanin merupakan komponen polifenol yang dapat larut di dalam air yang tersebar luas di dalam tanaman. Tanin memiliki pengaruh yang kuat dan beberapa merupakan sesuatu yang mengganggu (Rehman, Almas, Shahzadi, Bhatti, Saleem 2002). Tanin memiliki berat molekul yang besar, afinitas yang kuat terhadap protein, dan daya kelarutan lemak yang rendah. Akibatnya tanin diabsorpsi lebih sedikit dalam traktus gastrointestinal (Lestari 2009). Memiliki rasa pahit dan kelat sering kali berupa ekstrak dari pepagan atau bagian lain [terutama daun, buah, dan puru (galls)].
3
4
Tanin juga dikenal sebagai asam tanin, adalah nama umum untuk sejenis kelompok produk sayursayuran, baik amorf ataupun kristal, diperoleh dari berbagai tanaman, dan penggunaan komersialnya yang penting selama ini adalah dalam industri penyamakan kulit (Subiarto 2002). Tanin terdiri atas dua kelompok besar “hydrolysable tannin” dan "condensed tannins".“Hydrolysable tannin” atau tanin yang terhidrolisa terdiri dari molekul gallotannins dan ellagitanins. Sedangkan "condensed tannins” atau tanin terkondensasi merupakan suatu polimer flavan yang tidak mengalami hidrolisa, yaitu molekul katekin. Tanin terkondensasi ini yang banyak terkandung dalam tanaman herbal (Lestari 2009). Tanin terkondensasi merupakan fenol dari stuktur kompleks menengah, dan yang lainnya adalah ester dari glukosa atau gula lainnya dengan satu atau lebih asam trihidroksibenzoat (trihydroxybenzoic acids). Rumus empiris C14H14O11 adalah rumus yang biasanya dikenakan pada tanin umumnya (Subiarto 2002). Untuk keperluan penyamakan, ekstrak-ekstrak itu dapat digunakan langsung atau dalam bentuk yang dipekatkan dengan jalan mengekstrak kembali bahan taninnya. Setelah diberi perlakuan dengan tanin, kulit mentah terwarnai dan terhindar dari pembusukan. Penyamakan nabati dapat mengawetkan serat-serat kulit dari serangan bakteri. Di dalam serat itu juga terbentuk sifat-sifat tertentu seperti kelenturannya dan kepadatannya, yang bukan saja khas menurut jenis kulit, melainkan juga bergantung pada bahan penyamak dan cara penyamakannya. Hasilnya berupa kulit samak yang banyak sekali manfaatnya (Lemmens 1999).
Struktur Tanin Tanin merupakan komposisi polifenol yang dapat larut dalam air yang tersebar luas dalam tumbuhan (Rehman, Almas, Shahzadi, Bhatti, Saleem 2002). Mempunyai sifat kelat dan mempunyai kemampuan menyamak kulit. Tanin dapat digunakan sebagai pertahanan tumbuhan dan menghambat
pertumbuhan tumor. Fenol dan glikosida fenolik dengan beberapa jenis yang berbeda tersebar luas dalam alam dan ditemukan dalam banyak golongan dari komponen alam yang mempunyai unit aromatik. Beberapa golongan bahan polimer penting dalam tumbuhan (lignin, melanin, tanin) merupakan senyawa polifenol (Kartikasari 2008). Ekstraksi dengan air atau campuran air dan alkohol adalah langkah pertama dalam memproduksi tanin. Pengendapan, diikuti dengan evaporasi pada temperatur rendah, adalah langkah berikutnya untuk menghasilkan produk komersial (Subiarto 2002). Efektivitas tanin tergantung dari dosisnya (Lestari 2009).
Sumber Tanin Tanin banyak terdapat di dalam tumbuhan berpembuluh, dalam angiospermae terdapat khusus dalam jaringan kayu (Harborne 1987), sumber terbaik untuk mendapatkannya adalah kantung-kantung pada pohon ek (oak galls) dan kulit kayu pohon sumac (Subiarto 2002). Menurut batasannya, tanin dapat bereaksi dengan protein membentuk kopolimer mantap yang tidak larut dalam air. Dalam industri, tanin adalah senyawa yang berasal dari tumbuhan, yang mampu mengubah kulit hewan yang mentah menjadi kulit siap pakai karena kemampuannya menyambungsilangkan protein (Harborne 1987). Beberapa tanaman yang mengandung tanin adalah sebagai berikut: tanaman mahkota dewa, P. Macrocarpa (Scheff) Boerl., fam. (Lisdawati 2007), Guazuma ulmifolia Namk atau lebih dikenal dengan nama jati Belanda, teh (Camellia sinensis L.) (Nenden 2007), Ficus septica Burm.f atau dikenal dengan nama awar-awar (Kartikasari 2008), belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi L.) (Ummah 2010).
4
5
Gambar 1. Struktur molekul tanin
Manfaat Tanin Tanin dapat bermanfaat sebagai antihelmintik dan antimikroba.Sebagai antihelmintik, tanin terbukti mengurangi jumlah telur parasit yang tampak dari sekresi di faeces. Efek antimikroba didapatkan karena tanin dapat menyebabkan terbentuknya lapisan pelindung dari koagulasi protein pada mukosa intestinal, sehingga melindungi vili dari kolonisasi mikroba (Lestari 2009). Di Jepang telah ditemukan satu material baru untuk menyerap uranium dan unsur-unsur transuranik seperti plutonium, ameresium, dan kurium, yaitu tanin (Subiarto 2002). Tanin dapat berfungsi sebagai penyamak kulit. Selain menjadikan kulit tersamak, tanin juga dapat menyamak jala, tali, dan layar. Setelah di samak, peralatan pancing dapat menjadi lebih tahan terhadap air laut. Tanin digunakan pula sebagai perekat, bahan pewarna, dan mordan. Misalnya, tanin proantosianidin dapat digunakan pada pembuatan kayu lapis (chipboard), sebagai ganti fenol sintetik, yang produksinya sangat bergantung pada harga minyak bumi. Beberapa tumbuhan penghasil tanin merupakan ramuan bahan kunyahan (masticatories) berkat sifat kelatnya itu, misalnya gambir dari Uncaria gambir (Hunter) Roxb (Lemmens 1999). Tanin juga dimanfaatkan secara luas untuk keperluan pengobatan dapat dimanfaatkan untuk obat penyakit gula, untuk pengaturan keseimbangan hormon yang dikeluarkan oleh pankreas, sebagai obat cacing, dan antibiotik. Tanin yang
terkandung dalam minuman seperti teh, kopi, anggur, dan bir, berguna sebagai penyedap dan pemberi aroma, kandungan tanin di dalam beberapa macam buah-buahan penting sekali untuk menentukan mutu buah. Tanin juga digunakan dalam pembuatan tinta, untuk menghilangkan kerak pada alat penggodok, dan untuk mengurangi kekentalan lumpur bor pada saat pengeboran sumur minyak bumi yang letaknya dalam (Lemmens 1999). Asupan tanin yang berlebihan dapat mengakibatkan insomnia, pening atau mual, jantung berdebar dan satu cangkir teh setelah makan akan mengakibatkan dispepsia (Rehman, Almas, Shahzadi, Bhatti, Saleem 2002). Tanin dalam dosis tinggi dapat menimbulkan efek samping hingga toksik. Bila melewati membran mukosa usus, tanin akan bereaksi dan berikatan dengan protein pada mukus dan sel epitel mukosa. Membran mukosa akan mengikat lebih kuat dan menjadi kurang permeabel. Dosis tinggi dari tanin dapat menimbulkan efek tersebut berlebih, sehingga mengakibatkan iritasi pada membran mukosa usus. Komponen dari kondensasi tanin juga dapat merusak mukosa traktus gastrointestinal, serta mengurangi absorpsi zat-zat makanan dan beberapa asam amino esensial terutama methionin dan lysine. Untuk itu, tanaman herbal dengan kandungan tanin yang tinggi sebaiknya tidak diberikan pada kondisi inflamasi atau ulserasi traktus gastrointestinal (Lestari 2009).
Spektroskopi Istilah spektroskopi mula-mula digunakan untuk menjelaskan sebuah cabang dari ilmu pengetahuan tentang pemisahan radiasi cahaya tampak ke dalam komponen panjang gelombang. Seiring dengan berlalunya waktu, pengertian istilah spektroskopi meluas hingga mencakup hal yang mempelajari seluruh spektrum elektromagnetik (Skoog 1998).
5
6
Gambar 2. Spektra elektromagnetik Radiasi elektromagnetik atau cahaya merupakan sebuah bentuk energi yang memiliki tingkah laku yang dapat digambarkan oleh sifat gelombang dan partikel. Sifat optik dari radiasi elektromagnetik antara lain difraksi, difraksi paling baik diterangkan oleh perilaku cahaya sebagai gelombang. Interaksi radiasi elektromagnetik dengan sampel dapat menyebabkan terjadinya peristiwa absorbsi dan emisi. Peristiwa ini lebih baik digambarkan oleh perilaku cahaya sebagai partikel atau foton (Harvey 2000). Radiasi elektromagnetik terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus melalui lintasan panjang yang lurus dengan sebuah kecepatan tetap. Interaksi radiasi elektromagnetik dengan sampel dapat dijelaskan menggunakan medan listrik dan medan magnet. Ketika sebuah sampel menyerap radiasi elektromagnetik maka akan terjadi perubahan energi. Interaksi antara sampel dan radiasi elektromagnetik mudah dipahami jika diasumsikan bahwa radiasi elektromagnetik tetap dalam celah partikel elektrik yang disebut dengan foton. Ketika foton diserap oleh sampel, hal ini menyebabkan perubahan struktur dan energi yang diperoleh oleh sampel (Harvey 2000). Frekuensi dan panjang gelombang radiasi elektromagnetik memiliki banyak tingkatan jarak. Radiasi elektromagnetik dibagi ke dalam wilayah yang berbeda berdasarkan tipe transisi atomik atau molekular yang memberikan peningkatan absorpsi atau emisi foton (Harvey 2000).
Prinsip spektroskopi Persamaan 1, menjelaskan hubungan antara energi cahaya (atau bentuk radiasi lainnya), E, dan frekuensi, v.
……..(1)
Keterangan: E = energi cahaya (joule) h = tetapan Planck (6.626 x 10-34 J.s) v = frekuensi (hertz) (Sumber: Hart 2003) Persamaan ini menyatakan bahwa ada hubungan langsung antara frekuensi cahaya dan energinya: semakin tinggi frekuensi, semakin tinggi energi. Hubungan frekuensi cahaya dan panjang gelombang berbanding terbalik, persamaan itu dapat ditulis
.……..(2)
Keterangan: c = kecepatan cahaya di ruang hampa (3 x 108 m.s-2) λ = panjang gelombang (m) (Sumber: Hart 2003) Pernyataan tersebut menyatakan bahwa semakin pendek panjang gelombang cahaya, semakin tinggi energinya.
6
7
Sampel dengan molekul pada E1
Sumber radiasi
Detektor
(a)
E2 Sumber radiasi
Detektor
E1 (b) Gambar 3.Radiasi yang melewati sampel (a).Radiasi yang tidak di serap oleh molekul (b). Radiasi yang diserap oleh molekul Molekul dapat berada pada berbagai tingkat energi. Contohnya, ikatan molekul tertentu dapat meregang, bengkok, atau berotasi. Elektron dapat bergerak dari satu orbital ke orbital lain, dan seterusnya. Proses ini terkuantisasi artinya, ikatan dapat meregang, bengkok, atau berotasi hanya dengan frekuensi (atau energi, keduanya proposional) tertentu, dan elektron hanya dapat melompat di antara orbital-orbital dengan selisih energi tertentu. Selisih energi (atau frekuensi) inilah yang di ukur lewat berbagai jenis spektrum. Prinsip kerja spektroskopi sangatlah sederhana dan dinyatakan dengan bagan pada Gambar 3. Suatu molekul pada tingkat energi tertentu, E1, dikenakan radiasi. Radiasi melewati molekul dan merambat ke detektor. Selama molekul tidak menyerap radiasi, banyaknya radiasi yang terdeteksi akan sama dengan banyaknya radiasi yang dipancarkan oleh sumber (Gambar 3.a). Pada frekuensi yang berhubungan dengan transisi energi molekul tertentu, artinya dari E1 ke E2, radiasi ini akan di serap oleh molekul dan tidak akan
muncul di detektor (Gambar 3.b). Jadi spektrum terdiri atas rekaman atau plot dari banyaknya energi (radiasi) yang di terima detektor sewaktu energi asupannya divariasikan secara berangsur-angsur. Tabel 3, adalah rangkuman daerah spektrum elektromagnetik yang memperlihatkan transisi yang sesuai dengan daerah kerja beberapa jenis spektroskopi (Hart 2003).
Spektroskopi UV-Vis Spektroskopi UV/Vis merupakan spektroskopi yang sumber radiasinya berasal dari spektrum ultraviolet dan cahaya tampak. Pengukuran absorbansi berdasarkan radiasi ultraviolet dan cahaya tampak ditemukan luas penggunaannya untuk identifikasi dan penentuan yang banyak sekali pada molekul inorganik dan organik. Metode absorbansi molekular ultraviolet dan cahaya tampak mungkin paling luas digunakan pada semua teknik analisis kuantitatif di laboratorium kimia dan klinis diseluruh dunia (Skoog, Holler, Nieman 1998).
7
8
Tabel 3. Jenis spektroskopi dan spektrum elektromagnetik Daerah spektrum Jenis
Sumber
Frekuensi
spektroskopi
radiasi
(hertz)
Resonansi
Gelombang
(60-600)
magnetik inti
radio
x 10
Panjang
Energi
gelombang
(kcal/
(meter)
mol)
5-0.5
(6-60)
6
x 10
Jenis transisi Spin inti
-6
(bergantung pada kekuatan magnet pada instrumen) Inframerah
Cahaya
Sinar tampak-
(0.2-1.2) 14
inframerah
x 10
Cahaya
(0.375-1.5)
ultraviolet
tampak atau
(elektronik)
ultraviolet
x 10
x 10
2-12
-6
(8-2) x 10-7
..…(3) ..…(4)
Keterangan: A = absorbansi I0 = intensitas cahaya masuk sampel I = intensitas cahaya keluar sampel T = transmitansi P0 = daya radiasi pelarut (watt) P = daya radiasi larutan (watt) (Sumber: Skoog, Holler, Nieman 1998)
Vibrasi molekul
37-150
15
Daerah sinar tampak pada spektrum (artinya, tampak oleh mata manusia) berhubungan dengan cahaya yang panjang gelombangnya 400 sampai 800 nanometer (nm). Cahaya ultraviolet mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek, sekitar 200 sampai 400 nm. Intensitas suatu pita serapan dapat dinyatakan secara kuantitatif. Intensitas pita bergantung pada struktur molekul tertentu dan juga pada banyaknya molekul penyerap dalam lintasan cahaya. Absorbansi, yaitu log dari nisbah intensitas cahaya-masuk dan intensitas cahaya-keluar dari sampel, diberikan oleh persamaan
(15.0-2.5)
Keadaan elektronik
.……(5)
Keterangan: A = absorbansi ε = absorbansi molar (L.mol-1.cm-1) c = konsentrasi larutan (mol.L-1) l = panjang wadah sampel yang di lewati cahaya (cm) (Sumber: Hart 2003) Nilai ε untuk setiap puncak dalam spektrum senyawa mempunyai ciri tetap dari struktur molekul tertentu (Hart 2003).
Kerapatan Kerapatan adalah ukuran seberapa banyak suatu entitas berada dalam suatu jumlah yang tetap dalam suatu ruang (biasanya dalam ruang tiga dimensi). Kerapatan suatu fluida didefinisikan sebagai massa fluida persatuan volume. Nilai kerapatan dapat bervariasi cukup besar diantara fluida yang berbeda, namun untuk zat-zat cair, variasi tekanan dan suhu umumnya hanya memberikan pengaruh yang kecil terhadap nilai kerapatan (Munson, Young, Okiishi, 2002). Kerapatan dirumuskan sebagai berikut
8
