Pengaruh Perbedaan Amplitudo Terhadap Mutu Ekstrak Teh Putih
Menggunakan Metode Ekstraksi Berbantu Ultrasonik
Effects of Different Amplitude on Selected Quality Attributes of White Tea Extracts
Obtained From Ultrasound Assisted Extraction (UAE) Techniques
Asri Widyasanti, Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Universitas Padjadjaran
Email: asriwidyasanti@gmail.com
S. Rosalinda, Depertemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Universitas Padjadjaran
Selly Harnesa Putri, Departemen Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran
Tri Halimah, Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Universitas Padjadjaran
Abstract
White tea is the type of tea which contains higher polyphenols content than other tea, and
can be developed in the form of extracts. Nowadays the white tea extracts gain increasing
important in cosmetics and pharmaceutical industries. Due to lack of detailed
physcochemical characteristics of white tea extracts, existing production process and
equipment design are not fully designed. The objective of this research was to determine
the effects of different amplitude on the characteristics of white tea extract using
Ultrasound Assisted Extraction (UAE). The operating amplitudo were evaluated at two
levels 50% and 100%. The method used was laboratory experiments using descriptive
analysis. The results showed that the yield of white tea extract at 50% of amplitude was
74.31%, while at 100% amplitude was 74.46%. Meanwhile, the residual solvent content
were 56,5% and 57,5%, respectively. In term of spesific gravity of white tea extract at
50% of amplitude was 1.0273, while at 100% amplitude was 1.0057. Polyphenol content
of white tea extract 50% of amplitude was 115.42%, where as at 100% amplitude was
81.89%. Then, colour characteristics of white tea ethanol extracts from both operating
amplitude were resulting in (Red) colour. Hence, the present study makes influences of
ultrasound technique on physico-chemical characteristics during extraction.
Keywords: different amplitude, quality attributes, white tea extract, ultrasound assisted
extraction (UAE)
Abstrak
1
Teh putih adalah jenis teh yang mengandung kandungan polifenol lebih tinggi dibanding
teh lainnya, dan bisa dikembangkan dalam bentuk ekstrak. Saat ini ekstrak teh putih
semakin meningkat penting di industri kosmetik dan farmasi. Karena kurangnya
karakteristik fisikokimia ekstrak teh putih yang rinci, proses produksi dan desain
peralatan yang ada tidak sepenuhnya dirancang. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui pengaruh amplitudo yang berbeda terhadap karakteristik ekstrak teh putih
dengan menggunakan Ultrasound Assisted Extraction (UAE). Amplitudo yang
digunakan yaitu 50% dan 100%. Metode yang digunakan adalah percobaan laboratorium
dengan menggunakan analisis deskriptif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil
ekstrak teh putih pada amplitudo 50% adalah 74,31%, sedangkan pada amplitudo 100%
adalah 74,46%. Sementara itu, kadar sisa pelarut masing-masing perlakuan berturut-turut
adalah 56,5% dan 57,5%. Bobot jenis ekstrak teh putih pada amplitude 50% adalah
1,0273, sedangkan pada amplitudo 100% adalah 1,0057. Kandungan polifenol ekstrak teh
putih pada amplitudo 50% adalah 115,42%, dimana pada amplitudo 100% adalah
81,89%. Kemudian, karakteristik warna ekstrak etanol teh putih dari kedua perlakuan
amplitudo menghasilkan warna merah (Red). Sehingga, pada penelitian ini terdapat
pengaruh teknik sonikasi pada karakteristik fisiko-kimia selama ekstraksi.
Kata kunci: perbedaan amplitudo, mutu, ekstrak teh putih, ekstraksi berbantu ultrasonik
2
Pendahuluan
Tanaman teh sudah lama dikenal oleh penduduk dunia sebagai bahan minuman
maupun sebagai obat herbal yang mudah diperoleh masyarakat (Noriko, 2013). Teh
memiliki banyak manfaat bagi tubuh karena mengandung polifenol yang berpotensi
sebagai antioksidan yang mampu melindungi tubuh dari radikal bebas. Potensi
antioksidan teh lebih kuat dibandingkan dengan antioksidan yang terdapat pada buahbuahan dan sayur-sayuran (Wardiyah, et al, 2014). Senyawa polifenol merupakan
senyawa alami yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Perbedaan pengolahan teh akan
mempengaruhi kandungan polifenol pada teh tersebut. Pengolahan teh putih yang
minimum (pelayuan dan pengeringan) menghasilkan konsentrasi fitokimia polifenol lebih
tinggi, termasuk katekin (Preedy, 2013).
Polifenol (katekin) dapat diekstraksi dari sumber tanaman dan diubah dalam
bentuk yang sesuai. Ekstraksi / isolasi katekin menjadi bentuk yang stabil sulit, mengingat
stabilitas oksidatif katekin rendah (Gadkari dan Balaraman, 2015). Pada penelitian yang
dilakukan oleh Nascu-Briciu, et al, (2011) mengenai ekstraksi berbantu ultrasonik
terhadap kandungan flavonoid dan polifenol pada beberapa jenis teh, didapat bahwa teh
putih memiliki kandungan polifenol yang lebih tinggi dibandingkan dengan kandungan
polifenol pada jenis teh hijau dan teh hitam yaitu sebanyak 11,1444 mg/g.
Metode ekstraksi yang tidak menimbulkan suhu tinggi dan efisien dalam
perpindahan massa dan energi, serta reproduktivitas tinggi adalah ekstraksi dengan
menggunakan ultrasonik (Chemat, et al, 2011). Penggunaan ultrasonik meningkatkan
transfer massa antara pelarut dan bagian dari tanaman yang akan diekstrak kandungannya.
Hancurnya gelembung kavitasi yang timbul dari proses sonikasi pada bahan akan
merusak permukaan sel tanaman, dan akan meningkatkan penetrasi pelarut ke dalam
bahan (Chemat, et al, 2011). Ultrasonik merupakan gelombang mekanis, sehingga
parameter frekuensi, panjang gelombang, dan amplitudo mempengaruhi kavitasi pada
proses ekstraksi tersebut (Chemat, 2016). Menurut Bendhico dan Lavilla (2000),
gelombang suara biasanya diwakili sebagai rangkaian garis vertikal, dengan intensitas
yang terkait dengan pemisahan di antara keduanya, atau gelombang sinus dimana
intensitasnya terkait dengan amplitudo. Tujuan dari penelitian ini adalah mengkaji
pengaruh perbedaan penggunaan amplitudo pada proses ekstraksi berbantu ultrasonik
terhadap mutu ekstrak teh yang dihasilkan.
3
Bahan dan Metode
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini, yaitu peko teh putih yang diperoleh dari
Pusat Penelitian Teh dan Kina Gambung, pelarut etanol 96%, asam galat sebagai standar,
Na2CO3 7,5%, reagen Folin-Ciocalteau. Peralatan yang digunakan adalah timbangan
digital, Ultrasonic processor Qsonica – Q500 (20 kHz, 500W), rotary evaporator
vacuum, grinder, ayakan tyler, spetrofotometer CM-5, termometer dan alat-alat lain yang
digunakan dalam analisa mutu ekstrak teh putih.
Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen laboratorium dengan
menggunakan analisis deskriptif.
Prosedur Penelitian
Persiapan Bahan Baku
Peko teh putih kering, dilakukan pengecilan ukuran terlebih dahulu menggunakan
grinder, kemudian diayak dengan menggunakan ayakan tyler. Ukuran bubuk teh yang
digunakan yaitu ukuran 18 mesh.
Pembuatan Ekstrak Teh Putih
Ekstrak teh putih dibuat dengan mencampurkan bubuk teh putih (2 gram) dengan pelarut
etanol 96% (200 mL) yang ditempatkan pada gelas piala 250 mL. Sampel diekstrak
selama 30 menit menggunakan probe dengan frekuensi 20 kHz (Qsonica Q-500, daya
500 W) yang terhubung dengan transduser sehingga diperoleh intensitas yang tinggi.
Ujung probe terbuat dari titanium berdiameter 1.2 cm dan dicelupkan ke dalam sampel
sehingga sampel teriradiasi dengan gelombang ultrasonik langsung dari ujung probe.
Amplitudo yang digunakan pada ekstraksi diatur pada 50% dan 100%. Setiap perlakuan
dilakukan sebanyak 2 kali. Setelah dilakukan soniksi pada sampel, cairan dan bubuk teh
putih dipisahkan dengan menggunakan kertas saring Whatman No. 42, kemudian pelarut
diuapkan dengan menggunakan rotary evaporator vacuum pada suhu 40°C sehingga
terbentuk ekstrak kental teh putih.
Parameter Pengamatan
Rendemen Total Ekstraksi
4
Rendemen total merupakan perbandingan massa ekstrak teh putih yang dihasilkan dengan
massa bahan baku (teh putih) yang diekstraksi. Perhitungan rendemen total menggunakan
persamaan berikut
Rendemen total =
massa ekstrak teh putih−(massa ekstrak ×kadar sisa pelarut)
massa awal teh putih
× 100% (1)
Kadar Sisa Pelarut
Kadar sisa pelarut (KSP) ditentukan dengan menggambarkan sisa pelarut dalam ekstrak
yang dihitung berdasarkan berat pelarut yang diuapkan selama 1 jam pada suhu 50°C dari
setiap satuan berat bahan yang diuapkan menggunakan rotary evaporator vacuum.
Perhitungan kadar sisa pelarut menggunakan persamaan berikut :
KSP =
massa awal ekstrak−massa ekstrak setelah diuapkan
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘
× 100%
(2)
Bobot Jenis
Pengukuran bobot jenis ekstrak teh putih didasarkan pada perbandingan massa ekstrak
teh putih dengan massa air (akuades) pada volume dan suhu yang sama.
Bobot jenis =
𝑚2 −𝑚
𝑚1 −𝑚
( 3)
Keterangan :
m = Bobot piknometer kosong (g)
m1 = Bobot piknometer + aquades (g)
m2 = Bobot piknometer + ekstrak (g)
Warna
Penentuan warna ekstrak teh putih dilakukan dengan pengolahan citra dengan
menggunakan alat analisa warna spektrofotometer CM-5 dalam memperoleh nilai L*, a*,
b*, chroma, dan Hue.
Kadar Polifenol
Kandungan polifenol (KP) dalam ekstrak teh ditentukan secara spektrofotometri dengan
pereaksi Folin-Ciocalteu. Secara singkat, 0.05 gram sampel diencerkan dengan metanol
hingga 2 mL. Dari pengenceran tersebut, sebanyak 0.5 ml sampel yang sudah diencerkan
dimasukan ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 2.5 ml reagen Folin-
5
Ciocalteau dan 2 mL Na2CO3 7,5 %. Campuran diinkubasi selama 15 menit pada suhu
45°C. Absorbansi sampel diukur pada panjang gelombang 765 nm dengan menggunakan
blanko dimana pada campurannya sampel diganti dengan metanol. Sebagai standar,
digunakan asam galat dan hasil dinyatakan dalam persen (%) dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut
𝑚𝑔
)
𝑔
𝐾𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑔𝑎𝑙𝑎𝑡(
KP =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘(𝑚𝑔)
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡(𝑔)
×100 %
(4)
Hasil dan Pembahasan
Proses Ultrasound Assisted Extraction
Rendemen total ekstrak di peroleh dari perbandingan bobot ekstrak yang
dihasilkan dengan bobot bahan awal, yaitu bubuk teh putih. Pada Gambar 1. merupakan
nilai rendemen masing-masing ekstrak teh putih amplitudo 50% dan 100%. Hasil
rendemen tertinggi diperoleh oleh ekstrak teh putih dengan pelarut etanol 96% UAE
amplitudo 100% sebesar 74.46%.
[Gambar 1. Rendemen Ekstrak Teh Putih Menggunakan UAE Pelarut Etanol 96%
dengan dengan Amplitudo 50% dan 100%]
Kadar sisa pelarut menunjukan berat yang diuapkan dari setiap satuan berat bahan
yang diuji. Biasanya kadar sisa pelarut menjadi salah satu penentu uji untuk bahan dasar
obat. Jika kadar sisa pelarut dalam suatu bahan uji cukup besar, dapat mengganggu
kesehatan. Oleh karena itu, pengukuran kadar sisa pelarut perlu dilakukan.
Menurut Isnawati dan Arifin (2006), nilai kadar sisa pelarut yang diperbolehkan dalam
bahan yang ditujukan untuk dikonsumsi kadarnya harus dibawah 1 %. Kadar sisa pelarut
yang diukur pada UAE ekstrak etanol 96% dengan amplitudo 50% dan 100%. Hal ini
menunjukan masih terdapat sisa pelarut yang cukup tinggi dalam bahan uji terlihat di
Gambar 2. Perlakuan UAE dengan amplitudo 50% menghasilkan Kadar sisa pelarut
terendah yaitu 56.6%
6
[Gambar 2. Kadar Sisa Pelarut Ekstrak Teh Putih Menggunakan UAE Pelarut Etanol
96% dengan Amplitudo 50% dan 100%]
Karakteristik Mutu Teh Putih (Analisis Bobot Jenis, Warna dan Polifenol)
Bobot jenis ekstrak dihitung berdasarkan perbandingan bobot dari suatu volume
ekstrak dengan massa air pada suhu dan volume yang sama. Bobot jenis ekstrak teh putih
dihitung menggunakan piknometer. Hasil yang didapatkan pada penelitian ini sebesar
1.0273 untuk UAE amplitude 50% dan 1.0057 untuk UAE amplitudo 100%. Bobot jenis
ekstrak terkait dengan kemurnian dan kontaminasi ekstrak. Dari hasil yang diperoleh
bobot jenis ekstrak teh putih >1 lebih berat daripada air. Maka dapat dikatakan bahwa
ekstrak teh putih kontaminasinya kecil, karena ekstrak teh putih berupa ekstrak kental
yang sedikit mengandung air.
Hasil uji dengan menggunakan chromamater menghasilkan nilai L*, a* dan b*.
Nilai-nilai tersebut akan di menentukan nilai dari chroma (C), ºHue (H) dan Total Colour
Difference (TCD). Pada penelitian ini dilakukan pengujian warna masing-masing ekstrak
dan bubuk teh putih (kontrol) dengan hasil pengujian warna (L*, a* dan b*), terdapat
pada Tabel 1.
[Tabel 1. Warna Ekstrak Teh Putih hasil ekstraksi UAE]
Notasi L* menunjukkan tingkat kecerahan pada bahan hasil pertanian. Nilai L*
berkisar antara 0 (hitam) hingga 100 (putih) (Suyatma, 2009) . Berdasarkan hasil
penelitian, nilai L* dari ekstrak teh putih dengan menggunakan metode UAE amplitudo
50% pada pelarut etanol 96% bernilai 17.385 sedikit lebih cerah dibandingkan amplitudo
100% yang memiliki nilai kecerahan L* 10.775. Nilai L* dari ekstrak teh putih dengan
menggunakan ketiga pelarut tersebut kurang dari 50, sehingga ekstrak tersebut
digolongkan agak gelap.
Notasi a* menunjukkan warna kromatik campuran merah dan hijau.Nilai a* dari
0 sampai 80 maka menyatakan warna merah dan nilai a* dari -80 sampai 0 menyatakan
warna hijau (Suyatma, 2009).Pada ekstrak teh putih dengan menggunakan ketiga pelarut
berbeda menghasilkan a* bernilai positif dan dapat dikatakan ekstrak berwarna merah.
7
Notasi b* menunjukkan warna kromatik campuran biru dan kuning.Nilai b* dari
0 sampai 70 maka menyatakan warna kuning dan nilai b* dari -70 sampai 0 menyatakan
warna biru (Suyatma, 2009). Pada ekstrak teh putih menggunakan ketiga pelarut tersebut
menghasilkan b* bernilai positif dan dapat dikatakan ekstrak berwarna kuning. Cara
pengukuran warna yang lebih teliti dilakukan dengan mengukur komponen warna dalam
besaran hue, chroma/saturation dan TCD
(Total
Color
Difference). Hasil
dari
pengukuran warna ekstrak dapat dilihat pada Tabel 2, dibawah ini:
[Tabel 2. Kisaran Warna Ekstrak Teh Putih hasil UAE]
Chroma/Saturation adalah derajat intensitas suatu warna dengan nilai antara -80
hingga 120 yang berfungsi untuk mendefinisikan kemurnian suatu warna, baik cenderung
kotor (grayish) maupun cenderung dominan (murni).Semakin tinggi nilai chroma (C),
intensitas warnanya semakin rendah. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan nilai
chorma 29.775 pada UAE amplitudo 50% dan 18.915 pada amplitudo 100%. Nilai Hue
mewakili panjang gelombang dari warna yang dominan. Nilai Hue didapatkan dari a*
dan b*. Nilai Hue ini akan disesuaikan dengan daerah kisaran warna kromatisitas (skala
Hutching) dan akan dihasilkan jenis warna ekstrak. Berdasarkan hasil penelitian
didapatkan warna ekstrak teh putih menggunakan pelarut etanol 96% yaitu red (merah).
Warna yang ada pada ekstrak diduga berasal dari flavonoid, tannin, betalain, kuinon dan
xanton. TCD pada penelitian ini dimaksudkan perbedaan warna dari ekstrak dan bubuk
teh putih.Selain itu juga nilai TCD menunjukkan pengaruh pengolahan terhadap warna.
Nilai TCD berkisar antara 37.289- 38.72. Perbedaan yang cukup besar terjadi antara
ekstrak UAE terhadap bubuk teh putih, sehingga ekstrak tersebut mengalami perubahan
warna yang besar.
Dalam teh, polifenol adalah senyawa yang tersedia secara alami yang
bertanggung jawab terhadap ketajaman rasa dan aroma yang unik. Menurut Wang et.
al., (1994), kandungan utama polifenol teh adalah flavanol (katekin, galokatekin,
epikatekin, epikatekin galat, epigalokatekin, epigalokatekin galat), flavonol, flavone
(vixetin dan iso vixetin), asam fenolik (asam galat dan asam klorogenat). Pengujian kadar
polifenol ini dengan menggunakan reagen follin ciocalteu dan natrium karbonat yang
akan merubah warna ekstrak menjadi biru. Kepekatan warna biru ini akan diukur
8
absorbansinya dan dibandingkan dengan asam galat sebagai larutan acuan untuk
perhitungan kadar polifenol yang terdapat di dalam ekstrak.
Berdasarkan Gambar 3 hasil pengukuran kadar polifenol menunjukan kandungan
total polifenol paling tinggi pada ekstrak ekstrak etanol 96% dengan amplitudo
50% adalah 115.42% ; disusul dengan ekstrak ekstrak etanol 96% dengan amplitudo
100% yaitu 81.89%. Hal ini sesuai dengan syarat mutu teh putih RSNI (Rancangan
Standar Nasional Indonesia) 2014, total polifenol yaitu diatas 17.5 %. Tingginya total
polifenol pada ekstrak etanol, hal ini membuktikan polifenol lebih banyak larut pada
pelarut polar.
[Gambar 5. Kadar Polifenol Ekstrak Teh Putih Menggunakan UAE Pelarut Etanol 96%
dengan Amplitudo 50% dan 100%]
Simpulan
1. Ekstraksi berbantu ultrasonik pada teh putih menghasilkan rendeman terbanyak
pada penggunaan amplitudo 100% yaitu 74.46%.
2. Perlakuan UAE dengan amplitudo 50% menghasilkan Kadar sisa pelarut
terendah yaitu 56,6%.
3. Kandungan total polifenol paling tinggi pada ekstrak ekstrak etanol 96% dengan
amplitudo 50%.
Daftar Pustaka
Bendicho, C., Lavilla, I. 2000. Ultrasound Extractions. Academic Press: Spain.
Chemat, F., Zill-e-Huma, Muhammed, K. 2011. Applications of Ultrasound in Food
Technology: Processing, Preservation dan Extraction. Journal Ultrasonic
Sonochemistry, (18): 813-835.
Chemat, F., Rombaut, N., Sicaire, A. G., Meullemiestre, A., Fabiano-Tixier, A., AbertVian, M. 2016. Ultrasound Assisted Extraction of Food and Natural Products:
Mechanism, Techniques, Combinations, Protocols and Application. Ultrasonics
Sonochemistry. Terdapat pada: http://www.elsevier.com/locate/ultsonch (Diakses
pada tanggal 26 Maret 2017 pukul 15.54)
Gadkari, P. V., Balaraman, M. 2015. Catechins: Sources, Extraction and Encapsulation:
A Riview. Journal Food and Bioproducts Processing, 93: 122-138.
9
Isnawati, A., dan Arifin K.M. 2006. Karakterisasi Daun Kembang Sungsang (Gloria
superba L) dari aspek Fitokimia. Media Litbang Kesehatan, 16(4): 8-14.
Nascu-Briciu, Rodica D., Cobzac, Simona C., Baciu, Sorin. 2011. Optimum Ultrasound
Assisted Extraction Conditions of Some Flavonoids from Green Tea Leaves.
Control Quality of Green Tea Product by TLC Fingerprinting. Journal Taylor &
Francis Group, LLC (44): 2865-2875.
Noriko, Nita. 2013. Potensi Daun Teh (Camellia sinensis) dan Daun Antinganting
Acalypha indica L. dalam Menghambat Pertumbuhan Salmonella typhi. Jurnal AlAzhar Indonesia Seri Sains Dan Teknologi, Vol . 2, No. 2, September 2013: 104 110.
Preedy, Victor R. 2013. Tea in Health and Disease Prevention. Elsevier. London
Suyatma, 2009. Diagram Warna Hunter (Kajian Pustaka). Jurnal Penelitian Ilmiah
Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. p 8-9.
Wang, Z.Y.; Huang, M.T.; Lou, Y.R.; Xie, J.G.; Reuhl, K.R.; Newmark, H.L.; Ho, C.T.;
Yang, C.S.; Conney, A.H. 1994. Inhibitory effects of black tea, green tea,
decaffeinated black tea, and decaffeinated green tea on ultraviolet B light-induced
skin carcinogenesis in 7,12- dimethylbenz[a]anthracene-initiated SKH-1 mice.
Cancer Res. 1994, 54, 3428-3435.
Wardiyah, H., Alioes, Y., Pertiwi, D. 2014. Perbandingan Reaksi Zat Besi Terhadap Teh
Hitam dan Teh Hijau Secara In Vitro dengan Menggunakan Spektrofotometer UvVis. Jurnal Kesehatan Andalas 3 (1): 49-53.
10
Tabel 1. Warna Ekstrak Teh Putih hasil ekstraksi UAE
Sampel
Ekstrak
a*
b*
17,385
22,51
19,485
10,775
16,555
9,145
dengan
Amplitudo 50%
Ekstrak
L*
dengan
Amplitudo 100%
Tabel 2. Kisaran Warna Ekstrak Teh Putih hasil UAE
Sampel
Chroma
oHue
Kisaran Warna TCD
29,775
40,845
Red
37,28939
18,915
28,9
Red
38,72093
Ekstrak dengan Amplitudo
50%
Ekstrak dengan Amplitudo
100%
Gambar 1. Rendemen Ekstrak Teh Putih Menggunakan UAE Pelarut Etanol 96%
dengan dengan Amplitudo 50% dan 100%
11
Gambar 2. Kadar Sisa Pelarut Ekstrak Teh Putih Menggunakan UAE Pelarut Etanol
96% dengan Amplitudo 50% dan 100%
Gambar 3. Kadar Polifenol Ekstrak Teh Putih Menggunakan UAEPelarut Etanol 96%
dengan Amplitudo 50% dan 100%
12