Isolasi Kafein Dari Kopi

A.JUDUL PERCOBAAN : Isolasi Kafein Dari Kopi
B.TUJUAN PERCOBAAN : Mengisolasi Alkaloid Kafein dari biji kopi
C.DASAR TEORI
Kopi merupakan sumber utama kafein. Menurut analisis kedokteran, dalam kopi terdapat sejenis senyawa kimia xantin. Derivat senyawa ini meliputi kafein, teofilin, dan teobromin. Namun, kopi hanya mengandung kafein. Sedangkan teofilin terdapat dalam teh, sementara teobromin dalam coklat.
Kafein ialah senyawa kimia yang dijumpai secara alami di dalam makanan contohya biji kopi, teh, biji kelapa, buah kola (Cola nitida), guarana, dan maté. Ia terkenal dengan rasanya yang pahit dan berlaku sebagai perangsang sistem saraf pusat, jantung, dan pernafasan. Kafein juga bersifat diuretik (dapat dikeluarkan melalui air kencing).

Skema molekul kafein
Catatan: sebagian atom karbon dan hidrogen telah ditinggalkan dalam diagram jenis ini.
Sifat Kimia
Sifat Fisis
Nilai Titik Beku: 238°C Titik Didih: 178°C (menyublim) Gravitasi tertentu: 1.2 Tekanan uap: 760 mm Hg @ 178 °C Kemeruapan: 0,5% Kepadatan uap: 6,7 Berat Molekul: 197,19 Kelarutan dalam Air: 2,17% pH: 6,9 (1% larutan). Kafein ialah alkaloid yang tergolong dalam keluarga methylxanthine bersama-sama senyawa tefilin dan teobromin. Pada keadaan asal, kafein ialah serbuk putih yang pahit. Rumus kimianya ialah C6 H10 N4 O2 dan nama sistematik kafein ialah:

1,3,7-trimetilxanthine
3,7-dihidro-1,3,7-trimetil-1 H-purin-2,6-dione
Metabolisme dan ketoksikan
Kafein mengurung reseptor adenosin di otak. Adenosin ialah senyawa nukleotida yang berfungsi mengurangi aktivitas sel saraf saat tertambat pada sel tersebut. Seperti adenosin, molekul kafein juga tertambat pada reseptor yang sama, tetapi akibatnya berbeda. Kafein tidak akan memperlambat aktivitas sel saraf/otak sebaliknya menghalang adesonin untuk berfungsi. Dampaknya aktivitas otak meningkat dan mengakibatkan hormon epinefrin dirembes. Hormon tersebut akan menaikkan detak jantung, meninggikan tekanan darah, menambah penyaluran darah ke otot-otot, mengurangi penyaluran darah ke kulit dan organ dalam, dan mengeluarkan glukosa dari hati. Tambahan, kafein juga menaikkan permukaan neurotransmitter dopamine di otak.
Kafein dapat dikeluarkan dari otak dengan cepat, tidak seperti alkohol atau perangsang sistem saraf pusat yang lain. Tambahan lagi, kafein tidak mengganggu fungsi mental tinggi dan tumpuan otak. Pengambilan kafein secara berkelanjutan akan menyebabkan badan menjadi toleran dengan kehadiran kafein. Oleh itu, jika pengambilan kafein diberhentikan (proses ini dinamakan "penarikan" atau "tarikan"), badan menjadi terlalu sensitif terhadap adenosin menyebabkan tekanan darah turun secara mendadak yang seterusnya mengakibatkan sakit kepala dan sebagainya. Kajian terbaru menyebutkan kafeina dapat mengurangi risiko penyakit Parkinson, tetapi hal itu masih belum memerlukan kajian mendalam.
Terlalu banyak kafein dapat menyebabkan intoksikasi kafein (yaitu mabuk akibat kafein). Antara gejala penyakit ini ialah keresahan, kerisauan, insomnia, keriangan, muka merah, kerap kencing (diuresis), dan masalah gastrointestial. Gejala-gejala ini bisa terjadi walaupun hanya 250 mg kafein yang diambil. Jika lebih 1 g kafeina diambil dalam satu hari, gejala seperti kejangan otot (muscle twitching), kekusutan pikiran dan perkataan, aritmia kardium (gangguan pada denyutan jantung) dan bergejolaknya psikomotor (psychomotor agitation) bisa terjadi. Intoksikasi kafein juga bisa mengakibatkan kepanikan dan penyakit kerisauan.
Walaupun masih aman bagi manusia, kafein, teofilin, dan teobromin lebih beracun bagi sebagian hewan seperti kucing dan anjing karena perbedaan dari segi metabolisme hati.
Kafein ternyata dapat menimbulkan perangsangan terhadap susunan saraf pusat (otak), sistem pernapasan, serta sistem pembuluh darah dan jantung. Sebab itu tidak heran setiap minum kopi dalam jumlah wajar (1-3 cangkir), tubuh kita terasa segar, bergairah, daya pikir lebih cepat, tidak mudah lelah atau pun mengantuk.
Dampak positif ini menyebabkan orang sulit terlepas dari kebiasaan minum kopi. Namun, sebenarnya manfaat di atas tidak berlaku bagi seseorang yang pekerjaannya memerlukan ketelitian, kerapian, serta ketepatan menghitung, seperti matematika, menggambar atau melukis. Sebaliknya, minum kopi lebih tepat bagi orang yang belajar ilmu-ilmu sosial atau menghapal.
Minumlah sekitar setengah sampai satu jam sebelum aktivitas belajar atau menghapal dimulai. Kafein acap kali juga dijadikan salah satu bahan pelengkap pada obat sakit kepala. Pasalnya, kafein memiliki kemampuan mempersempit pembuluh darah ke otak (vasokonstriksi) sehingga pelebaran pembuluh darah di daerah otak yang merupakan penyebab sakit kepala bisa ditanggulangi. Bahkan, senyawa xantin dalam dosis rendah mampu merangsang susunan saraf yang sedang depresi, misalnya akibat penyalahgunaan narkoba atau kecanduan alkohol. Sehingga muncul pendapat bahwa kafein dapat memperbaiki fungsi mental penderita yang keracunan alkohol. Lebih jauh, kafein ternyata dapat menetralisasi asam lemak dalam darah.
Setiap orang berbeda kadar kepekaannya terhadap kafein. Beberapa kepekaan terhadap pengaruh kafein terhadap ibu yang sedang hamil telah diungkapkan, yaitu dapat menyebabkan kelahiran bayi yang cacat. Penelitian terhadap manusia dan hewan belum konklusif hasilnya; apakah benar dengan konsumsi normal sehari-hari dapat mengakibatkan kelahiran bayi yang cacat. Walaupun demikian karena adanya ketidakpastian dalam penelitian terhadap manusia dan telah adanya bukti yang nyata bahwa beberapa bayi cacat terjadi pada hewan percobaan, maka dapat disarankan untuk perempuan yang sedang hamil untuk mengurangi konsumsi kafeinnya perhari. Begitupun juga dengan konsumsi minuman berenergi (semisal kratingdaeng, M-150, dan produk sejenisnya).
Orang mungkin terpikat dengan namanya dan meminumnya untuk membangkitkan tenaga. Tetapi harus diketahui minuman berenergi berbeda dengan minuman sumber energi. Suatu bahan pangan layak disebut sumber zat gizi tertentu apabila kandungan zat gizi yang diklaimnya sekurang-kurangnya 10% dari kecukupan gizi yang dianjurkan, per takaran saji. Jadi suatu produk minuman dapat disebut sebagai sumber energi bila dalam satu takaran saji mengandung sekurang-kurangnya 250-280 kkal. Sebagai gambaran kecukupan energi pria dewasa usia 20-45 tahun adalah sebesar 2.800 kkal/hari, sedangkan usia 46-59 tahun adalah 2.500 kkal/hari. Sedangkan kontribusi minuman berenergi terhadap pemenuhan kebutuhan energi khususnya pria dewasa adalah berkisar 7-15% bila dikonsumsi 2-3 kali sehari atau kandungan energinya berkisar 100-112 kkal untuk satu takaran saji (150 ml/botol).
Dari perhitungan ini diketahui bahwa minuman berenergi belum termasuk dalam golongan minuman sumber energi. Jika melihat dari komposisinya, maka yang perlu diwaspadai dari minuman berenergi adalah kandungan kafeinnya. Mengutif beberapa hasil penelitian, dosis 100-150 mg kafein merupakan batas amam konsumsi manusia, dan efek yang diberikan pada takaran ini adalah dapat meningkatkan aktivitas mental yang membuat orang selalu terjaga, sehingga dosis anjuran konsumsi dari produsen minuman berenergi adalah 2-3 kali atau setara dengan 100-150 mg kafein seharinya. Hal ini sebenarnya beresiko terutama bila konsumsi dari minuman berenergi masih disertai dengan minum kopi.
Kafein memiliki potensi untuk merangsang sejumlah gangguan pada tubuh yang bisa berupa :
1.Penyakit kardiovaskular (kolestrol, penyakit jantung, tekanan darah tinggi, dan stroke).
2.Kanker.
3.Penyakit pada organ-organ [i]reproduksi [/I](risiko keguguran, cacat lahir, dan tertundanya pembuahan).
4.Ginjal
5.Saluran pencernaan
6.Osteoporosis (kekurangan kalsium pada tulang-tulang).
7.Potensi kecanduan/adiksi
8.Darah-anemia
9.Breast lumps (benjolan/gumpalan pada payudara)
10.Penurunan kadar vitamin dan mineral tubuh.
Bahan yang digunakan :
a.Kopi
Karakteristik bahan :
Kopi adalah sejenis minuman, biasanya dihidangkan panas, dan dipersiapkan dari biji dari tanaman kopi yang dipanggang. Saat ini kopi merupakan komoditas nomor dua yang paling banyak diperdagangkan setelah minyak bumi. Total 6,7 juta ton kopi diproduksi dalam kurun waktu 1998-2000 saja. Diperkirakan pada tahun 2010, produksi kopi dunia akan mencapai 7 juta ton per tahun ( dari FAO ). Kopi merupakan sumber utama kafein. Sejarah kopi dapat ditelusuri jejaknya dari sekitar abad ke-9, di dataran tinggi Ethiopia. Dari sana lalu menyebar ke Mesir dan Yaman, dan kemudian pada abad limabelas menjangkau lebih luas ke Persia, Mesir, Turki dan Afrika utara.
Pada awalnya kopi kurang begitu diterima oleh sebagian orang. Pada tahun 1511, karena efek rangsangan yang ditimbulkan, dilarang penggunaannya oleh para imam konservatif dan othodoks di majelis keagamaan di Makkah. Akan tetapi karena popularitas minuman ini, maka larangan tersebut pada tahun 1524 dihilangkan atas perintah Sultan Selim I dari Kesultanan Utsmaniyah Turki. Di Kairo, Mesir, larangan yang serupa juga disahkan pada tahun 1532, di mana kedai kopi dan gudang kopi ditutup.
Dari dunia Muslim, kopi menyebar ke Eropa, di mana minuman ini menjadi populer selama abad ke-17. Orang Belanda adalah yang pertama kali mengimpor kopi dalam skala besar ke Eropa, dan pada suatu waktu menyelundupkan bijinya pada tahun 1690, karena tanaman atau biji mentahnya tidak diijinkan keluar kawasan Arab. Ini kemudian berlanjut pada penanaman kopi di Jawa oleh orang Belanda.
Ketika kopi mencapai kawasan koloni Amerika, pada awalnya tidak sesukses di Eropa, karena dianggap kurang bisa menggantikan alkohol. Akan tetapi, selama Perang Revolusi, permintaan terhadap kopi meningkat cukup tinggi, sampai para penyalur harus membuka persediaan cadangan dan menaikkan harganya secara dramatis; sebagian hal ini karena didasari oleh menurunnya pesediaan teh oleh para pedagang Inggris. Minat orang Amerika terhadap kopi bertumbuh pada awal abad ke-19, menyusul terjadinya perang pada tahun 1812, di mana akses impor teh terputus sementara, dan juga karena meningkatnya teknologi pembuatan minuman, maka posisi kopi sebagai komoditas sehari-hari di Amerika menguat.
Secangkir kopi mengandung 115 milligram kafein, secangkir espresso (dan kopi tubruk/saring) mengandung sekitar 80 mg kafein, sedangkan kopi instan mengandung sekitar 65 mg kafein. Kopi de-kafein ternyata tidak bebas kandungan kafein, masih mengandung sekitar 3 mg kafein. Satu kaleng Coca-Cola mengandung sekitar 23mg kandungan kafein, Pepsi Cola 25mg, Mountain Dew 37mg, dan TAB 31mg. Teh mengandung sekitar 40 mg kafein, sedangkan satu ons coklat mengandung 20 mg. Kopi adalah stimulan yang terkenal di dunia : 4 dari 5 orang Amerika meminum kopi, menghabiskan lebih dari 400 juta cangkir sehari. Di Skandinavia komsumsi kopinya lebih dari 12kg (26lb) per kapita. Dengan lebih dari 25 juta orang yang dipekerjakan di industri ini, kopi menduduki peringkat kedua terbesar dalam perdagangan dunia setelah minyak bumi. Walaupun kopi diyakini telah tumbuh didekat Laut Merah sejak abad ke 7, seorang penulis Arab di abad ke 15, Shehabeddin Ben, menulis bahwa orang-orang Etiopia telah menikmati minuman kopi jauh lebih lama dari yang pernah diketahui orang.Pada abad ke-16, perkebunan kopi ditemukan di dataran Yaman, Arab. Setelah seorang dutabesar Turki memperkenalkan kopi ke pengadilan Raja Louis XIV pada tahun 1669, dengan cepatnya kopi menyebar ke bangsa Europa. Beberapa tahun kemudian, orang-orang Belanda memperkenalkan kopi ke pulau Jawa di Indonesia. Pada tahun 1714, seorang Prancis, Desclieux, membudidayakan kopi dengan cara menanamkan tangkainya di kepulauan Martinique. Perkebunan kopi kemudian merebak dari French Guiana ke Brazil dan Amerika Tengah. Saat ini perkebunan kopi telah berada diseluruh dunia.
Kopi merupakan biji-bijian dari pohon jenis Coffea. Satu pohon kopi dapat menghasilkan sekitar 1kg (2lb) kopi per tahun. Ada lebih dari 25 jenis kopi, dengan 3 jenis utama yang paling terkenal adalah Robusta, Liberia dan Arabica, yang mewakili 70% dari total produksi. Kafein dapat meningkatkan daya aspirin dan obat-obatan penghilang rasa sakit lainnya,itu sebabnya pada beberapa jenis obat unsur kafein ditambahkan. Ironisnya, kafein juga merupakan penyebab utama sakit kepala. Wanita yang meminum 2 cangkir atau lebih perharinya dapat meningkatkan resiko terkena perapuhan tulang (osteoporosis). Tapi hal ini dapat dikurangi resikonya dengan memperbanyak minu susu atau yoghut untuk mengganti hilangnya kandungan kalsium. Banyak hasil riset yang menyatakan bahwa kafein dapat mengurangi tingkat kesuburan, dan bila diminum pada saat hamil dapat mengakibatkan kelahiran dini atau cacat lahir.. Kafein dapat dihilangkan dari kopi dengan cara mencampur biji kopi yang masih hijau dengan larutan chlorinated hydrocarbon. Kopi instan diperoleh dengan cara mencampur biji kopi yang digiling dan merebusnya dengan air panas. Air rebusan tersebut kemudian diuapkan secara menyemprot dalam tekanan tinggi, yang akhirnya akan meninggalkan bubuk kopi halus. Pada beberapa produksi, biji kopi diganti dengan chicory (sejenis tumbuhan liar), ara, korma, malt, atau jawawut (barley), yang rasanya akan menyerupai rasa kopi asli.
D.PEMBAHASAN
Salah satu cara mengisolasi kafein dari kopi adalah dengan mengekstraksi alkaloid dengan refluks. Pertama – tama 20 gram kopi halus dimasukkan ke dalam labu dasar bulat, kemudian ditambahkan 350 ml aquades. Setelah itu, campuran larutan di refluks selama 25 menit, dan di saring dalam keadaan panas. Refluks yaitu cara pemanasan larutan dengan menggunakan pendinginan. Salah satu bagian dalam set alat refluks yaitu pendingin Liebing. Prinsip kerjanya air masuk dari selang bawah dan keluar dari selang atas. Hal ini bertujuan untuk memaksimalkan proses refluks, sebab tekanan air dari bawah ke atas akan lebih menyempurnakan proses refluks dibandingkan tekanan air dari atas ke bawah. Campuran larutan tidak boleh di saring dalam keadaan dingin sebab bila larutan dingin maka akan kembali terbentuk endapan.
Selanjutnya ke dalam filtrate ditambahkan larutan yang telah disediakan sebelumnya yaitu larutan 3 gram timbal asetat dalam 27 ml aquades, tetes demi tetes sampai terbentuk endapan. Setelah terbentuk endapan, larutan didinginkan dan di saring. Filtrate yang diperoleh digoncangkan pelan – pelan dan ditambahkan 25 ml kloroform. Setelah pengocokan selama 5 menit, campuran dituangkan ke dalam corong pisah dan dikocok beberapa saat. Campuran dibiarkan sampai terbentuk 2 lapisan. Larutan lapisan bawah yang merupakan larutan kafein dalam kloroform dikeluarkan dan ditampung dalam cawan penguap.
Setelah itu, ke dalam corong pisah ditambahkan lagi 20 ml kloroform, dikocok, dan dibiarkan sampai terbentuk 2 lapisan. Cairan bagian bawah dialirkan ke cawan uap tadi. Kemudian cairan tersebut diuapkan diatas penangas air sampai kering.
Setelah itu, kafein kasar dalam cawan uap di sublimasi dengan ditutupi kertas saring berlubang dan corong kaca yang telah ditimbang di atas nyala api kecil. Setelah beberapa saat mulai terlihat adanya kristal kafein yang berbentuk jarum yang melekat pada corong kaca. Setelah itu, kristal ditimbang dan diukur titik lelehnya untuk mengetahui apakah kristal kafein yang diperoleh sudah murni atau masih mengandung pengotor.
Dari percobaan yang kami lakukan diperoleh kristal kafein sebanyak 0, 14 gram dengan titik leleh 230 º C. Dengan melihat titik lelehnya, dapat dikatakan bahwa kristal kafein yang diperoleh cukup murni, sebab titik lelehnya mendekati titik leleh kafein dalam dasar teori, yaitu 234 – 239 º C.

Hasil Pengamatan
No.
Waktu
Perlakuan
Hasil Pengamatan
1
09.35


Kopi Sebanyak 20 gram
2
09.45


Campuran larutan
3
10.05


Selama proses refluks, air masuk dari keran melalui selang atas, hal ini disebabkan karena tekanan dari bawah dapat membuat proses refluks menjadi sempurna
4
10.30

Residu dan filtrat terpisah
Residu berwarna hitam pekat
Residu tertinggal diatas kertas saring
5
10.45


Terbentuk endapan berwarna coklat muda
6
10.50


Terbentuk Endapan
7
11.20


Residu dan filtrat terpisah
Residu berwarna coklat kehitaman
Terdapat busa pada filtrat
8
13.10


Campuran Larutan (Filtrat + kloroform)
9
13.15

Terbentuk endapan (Kloroform + kafein) berwarna coklat muda
Terbentuk busa berwarna coklat muda
Kopi terpisah dengan endapan
10
13.20


Endapan kafein bercampur dengan kloroform (lapisan bawah campuran larutan disamping)
11.
13.22


Endapan kafein bercampur dengan kloroform (lapisan bawah campuran larutan disamping
12.
13.28


Terbentuk kafein kasar seperti gambar disamping
13.
15.22


Terbentuk kristal kafein seperti gambar disamping
14.
16.00

Berat kaca arloji + 37,25 gr
Berat kristal + kaca arloji + 37,39 gr
Berat kristal = 0,14 gr
Titik leleh teoritis = 2340C – 2390C
Titik leleh pada percobaan = 2300C

E.JAWABAN PERTANYAAN
1.Apa fungsi timbal asetat pada prosedur diatas ?
Jawab :
Fungsi timbal asetat pada prosedur diatas adalah untuk mendapatkan endapan yang diinginkan (dalam hal ini endapan yang dihasilkan filtrat yang berasal dari 20 gr kopi dan 350 ml aquades).
2.Mengapa kafein dapat dimurnikan dengan cara sublimasi ?
Jawab :
Kafein dapat dimurnikan dengan cara sublimasi sebab, kafein mudah menguap. Pada cara sublimasi, cawan penguap dilengkapi dengan kaca arloji, saat sublimasi berlangsung, uapan yang berasal dari kristal kasar kafein terangkat dan menempel pada kaca arloji. Kristal yang menempel pada kaca itulah yang disebut kristal kafein murni.
3.Mengapa kafein diekstrak dengan kloroform ? Dapatkah kloroform diganti oleh pelarut lain ?
Jawab :
Karena kafein dapat larut sempurna dalam kloroform. Ya, dapat diganti misalnya dengan pelarut seperti alkohol maupun pelarut organik lain. Namun, kafein dalam pelarut tersebut tidak semuanya larut.

F.KESIMPULAN
Kopi merupakan sumber utama kafein. Dengan cara sublimasi, maka kafein dapat diisolasi dari kopi. Setelah melakukan praktikum, didapatkan berat kristal kafein yang terdapat pada kopi adalah sebesar 0,14 gram. Sedangkan titik leleh yang didapat adalah 2300C (Hal ini tidak berbeda jauh dengan titik leleh teoritis yang berkisar antara 234-2390C).


DAFTAR PUSTAKA

Direktorat Jendral POM. 1995. Farmakope Indonesia, edisi IV. Jakarta : Departemen Kesehatan RI

Tim Asistensi Kimia Organik II. 1993. Penuntun Praktikum Kimia Organik. Bandung: Fakultas MIPA Bandung

http://www.metalurgi.lipi.go.id/publikasi/majalah-metalurgi/majalah-metalurgi volume-17-no2-desember-2002/

http://digilib.bi.itb.ac.id/go.php?id=jbptitbbi-gdl-s1-2005-martesatan 1495&node=1754&start=6

http://www.ipb.ac.id/forum/viewtopic.php?f=71&t=173

http://www.google.co.id/search?q=kafein+pada+kopi&hl=id&start=10&sa=N

http://www.keluargasehat.com/keluarga-ibuisi.php?news_id=836

http://www.indoforum.org/showthread.php?p=401000

http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=117

http:///www.wikipedia.org/wiki/kopi

http://www.wikipedia.org/wiki/kafein

http://www.wikipedia.org/wiki/kloroform