BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Kencur ( Kaemferia galanga L) Kencur (Kaempferia galanga L)
merupakan tanaman tropis yang banyak tumbuh
diberbagai daerah di Indonesia sebagai tanaman yang dipelihara. Tanaman ini banyak digunakan sebagai ramuan obat tradisional dan sebagai bumbu dalam masakan sehingga para petani banyak yang membudidayakan tanaman kencur sebagai hasil pertanian yang diperdagangkan dalam jumlah yang besar.
Bagian dari tanaman kencur yang
diperdagangkan adalah buah akar yang tinggal didalam tanah yang disebut dengan rimpang kencur atau rizoma (Soeprapto,1986). Daun kencur berbentuk bulat lebar, tumbuh mendatar diatas permukaan tanah dengan jumlah daun tiga sampai empat helai. Permukaan daun sebelah atas berwarna hijau sedangkan sebelah bawah berwarna hijau pucat. Panjang daun berukuran 10 – 12 cm dengan lebar 8 – 10 cm mempunyai sirip daun yang tipis dari pangkal daun tanpa tulang tulang induk daun yang nyata (Backer,1986). Rimpang kencur terdapat didalam tanah bergerombol dan bercabang cabang dengan induk rimpang ditengah. Kulit ari berwarna coklat dan bagian dalam putih berair dengan aroma yang tajam. Rimpang yang masih muda berwarna putih kekuningan dengan kandungan air yang lebih banyak dan rimpang yang lebih tua ditumbuhi akar pada ruas ruas rimpang berwarna putih kekuningan. Bunga kencur berwarna putih berbau harum terdiri dari empat helai daun mahkota. Tangkai bunga berdaun kecil sepanjang 2 – 3 cm, tidak bercabang, dapat tumbuh lebih dari satiu tangkai, panjang tangkai 5 – 7 cm berbentuk bulat dan beruas ruas. Putik menonjol keatas berukuran 1 – 1,5 cm, tangkai sari berbentk corong pendek.
Klasifikasi Kaempferia galanga L di dalam dunia botani adalah sebagai berikut: Kerajaan
: Plantae
Divisi
: Spermaiophyta
Sob Divisi
: Angiospermae
Kelas
: Monocotyledonae
Ordo
: Zingiberales
Famili
: Zingiberaceae
Subfamili
: Zingiberoideae
Genus
: Kaempferia
Spesies
: Kaempferia .galanga
Nama Kaempferia galanga L di berbagai daerah di Indonesia adalah sebagai berikut: Sumatera
:
ceuku
(Aceh),
tekur
(Gayo),
kaciwer
(Karo),
cakue
(Minangkabau) Cokur (lampung) Jawa
: kencur (jawa), cikur (Sunda), kencor (Madura)
Sulawesi
: batako (Manado), watan (Minahsa), (Gorontalo), cakuru
(Makasar), ceku (Bugis) Nusa Tenggara: cekuh (Bali), cekur (Sasak),
cekur, (Sumba), sokus (Roti)
Sukung (Timor) Maluku
: suha (Seram), assuli (Ambon), onegai (Buru)
Irian
: ukap (Irian)
2.1.1. Kandungan Kimia dari Kencur Kandungan kimia rimpang kencur telah dilaporkan oleh Afriastini,1990 yaitu (1) etil sinamat, (2) etil p-metoksisinamat, (3) p-metoksistiren, (4) karen (5) borneol, dan (6) parafin O
O
OC2H5
OC2H5
H3CO
H3CO 1
3
2 CH3
CH3 CH2 CH2
CH3
CH3 CH3 4
CH3 H3C
5
H 3C
C
CH3
6
Diantara kandungan kimia ini, etil p-metoksisinamat merupakan komponen utama dari kencur (Afriastini,1990). Tanaman kencur mempunyai kandungan kimia antara lain minyak atsiri 2,4-2,9% yang terjadi atas etil parametoksi sinamat (30%). Kamfer, borneol, sineol, penta dekana. Adanya kandungan etil para metoksi sinamat dalam kencur yang merupakan senyawa turunan sinamat (Inayatullah,1997 dan Jani, 1993). Manfaat yang diperoleh dari penanaman kencur adalah untuk meningkatkan produktivitas lahan pertanian yang sekaligus menambah penghasilan petani. Dari rimpang kencur ini dapat diperoleh berbagai macam keperluan yaitu: minyak atsiri, penyedap makanan minuman dan obat-obatan. Berbagai jenis makanan mempergunakan sedikit rimpang atau daun kencur sehingga memberikan rasa sedap dan khas yaitu dalam pembuatan gado-gado, pecal dan urap. Rimpang kencur yang digerus bersama- sama beras kemudian diseduh dengan air masak dan diberi sedikit gula atau anggur dapat digunakan sebagai minuman. Minuman ini berguna bagi kesehatan tubuh, jenis minuman ini sudah diperiksa dipabrik-pabrik berupa minuman beras kencur. Rimpang kencur di pergunakan untuk meramu obat-obatan tradisional yang sudah banyak di produksi oleh
pabrik-pabrik jamu maupun dibuat sendiri, rimpang mempunyai khasiat obat antara lain untuk menyembuhkan batuk dan keluarnya dahak, mengeluarkan angin dari dalam perut, bisa juga untuk melindungi pakaian dari serangga perusak, caranya rimpang kering kencur disimpan diantara lipatan-lipatan kain (Afrianstini,1990). Kencur (Kamferia galanga L) adalah salah satu jenis temu-temuan yang banyak dimanfaatkan oleh rumah tangga dan industri obat maupun makanan serta minuman dan industri rokok kretek yang memiliki prospek pasar cukup baik. Kandungan etil pmetoksisinamat (EPMS) didalam rimpang kencur menjadi bagian yang penting didalam industri kosmetik karena bermanfaat sebagai bahan pemutih dan juga anti eging atau penuaan jaringan kulit (Rosita,2007).
2.2. Senyawa Etil P-Metoksisinamat Penelitian telah membuktikan kebenaran pengalaman nenek moyang kita bahwa dalam tanaman kencur memang mengandung senyawa tabir surya yaitu etil p-metoksisinamat. Etil p-metoksisinamat (EPMS) adalah salah satu senyawa hasil isolasi rimpang kencur yang merupakan bahan dasar senyawa tabir surya yaitu pelindung kulit dari sengatan sinar matahari. Senyawa tabir surya terutama yang berasal dari alam dirasa sangat penting saat ini dimana tidak hanya wanita saja yang memerlukan perlindungan kulit akan tetapi pria pun memerlukan tabir surya untuk melindungi kulit agar tidak coklat atau hitam tersengat sinar matahari. Kulit dengan perlindungan akan tampak lebih baik dalam hal warna yaitu terlihat lebih bersih dan putih (Barus,2009). EPMS merupakan senyawa aktif yang ditambahkan pada lotion atau pun pada bedak setelah mengalami sedikit modifikasi yaitu perpanjangan rantai dimana etil dari ester ini diganti oleh oktil, etil heksil ataupun heptil melalui transesterifikasi maupun esterifikasi bertahap. Modifikasi yang dilakukan diharapkan mengurangi kepolaran EPMS sehingga kelarutannya dalam air berkurang yang merupakan salah satu syarat
senyawa sebagai tabir surya, selain dari itu juga untuk
mengurangi tingkat bahaya
terhadap kulit. EPMS termasuk turunan asam sinamat, dimana asam sinamat adalah turunan senyawa phenil propanoad. Senyawa-senyawa yang termasuk turunan sinamat adalah para hidroksi sinamat (7), 3,4-dihidroksisinamat (8), dan 3,4,5 trimetoksisinamat (9):
OH OH
(7)
CO2H
CO2H
CO2H
OCH3
H3CO OCH3
OH
(8)
(9)
EPMS termasuk kedalam senyawa ester yang mengandung cincin benzene dan gugus metoksi yang bersifat nonpolar dan juga gugus karbonil yang mengikat etil yang bersifat sedikit polar sehingga dalam ekstraksinya dapat menggunakan pelarut-pelarut yang mempunyai variasi kepolaran yaitu etanol, etil asetat, metanol, air dan heksana. Dalam ekstraksi suatu senyawa yang harus diperhatikan adalah kepolaran antara lain pelarut dengan senyawa yang diekstrak, keduanya harus memiliki kepolaran yang sama atau mendekati sama. EPMS adalah suatu ester yang mengandung cincin benzene dan gugus metoksi yang bersifat nonpolar dan mengandung gugus karbonil yang mengikat etil yang bersifat agak polar menyebabakan senyawa ini mampu larut dalam beberapa pelarut dengan kepolaran bervariasi (Taufikhurohmah,2008). Karena asam sinamat merupakan turunan fenil propanoid maka biosintesanya termasuk jalur sikimat.
2.2.1. Biosintesa p-metoksisinamat Pembentukan asam shikimat dimulai dengan kondensasi aldol antara suatu tetrosa, yakni eritrosa, dan asam fosfoenolpiruvat. Pada kondensasi ini, gugus metilen C=CH2 dari asam fosfoenolpiruvat berlaku sebagai nukleofil dan beradisi dengan gugus karbonil C=O dari eritrosa, menghasilkan suatu gula yang terdiri dari 7 atom karbon. Selanjutnya, reaksi yang analog (intramolekuler) menghasilkan asam 5-dehidrokuinat yang mempunyai lingkar sikloheksana, yang kemudian diubah menjadi asam shikimat. Reaksi pararel yang sejenis terhadap tirosin yang mempunyai tingkat oksidasi yang lebih tinggi menghasilakn asam p-kumarat. Senyawa turunan sinamat termasuk senyawa fenolik alam dari golongan fenilpropanoid, yakni senyawa-senyawa dengan kerangka dasar karbon C6-C3,terdiri dari cincin benzen (C6) yang terikat pada ujung dari rantai karbon propan (C3). Dari segi biogenetik senyawa turunan sinamat berasal dari jalur biosintesa asam sikhimat, seperti tercantum dalam gambar 2.1. Karena itu, pola oksidasi cincin benzen pada turunan sinamat adalah sama dengan pola oksidasi pada asam shikimat. Lazimnya cincin benzena ditemukan tersubstitusi oleh satu atau lebih gugus hidroksi atau gugus lain yang ekivalen seperti pada asam p-kumarat dan asam kafeat. Sedangkan kemungkinan lain dari cincin aromatik adalah tidak tersubstitusi sama sekali seperti pada asam sikimat. Senyawa-senyawa turunan sinamat ditemukan secara luas di alam, dalam tumbuhan tinggi, terutama sekali turunan p-hidroksisinamat. Senyawa-senyawa ini biasanya terikat dalam bentuk ester atau glikosidanya, dan beberapa diantaranya telah diketahui memiliki aktifitas biologis yang potensial.
O
COOH O
C
PO3H2
O
H
C
CH2OH
HO
H2C
CH2
C
OH
CH
COOH HO
HO
CH CH
OH
Fosfoenolpirufat
Eritrosa
OH
-H2O COOH
COOH
COOH
HO
O
C
C
C
-H2O
O
OH
HO
O
OH
OH OH
OH
OH
Asam 5-dehidroksisikimat
Asam 5-dehidrokuinat
O CH2OOH
CH2OOH
C
CH2OOH
CH2OOH
OC2H5 O
NH2
NH3
Asam fenilpiruvat
NH3
Tirosan
Asam sinamat
OCH3
OH
Asam p-kumarat
Etil p-metoksisinamat
Gambar 2.1. Jalur asan sikhimat dalam biosintesa fenilpropanoid unruk menghasilkan etil p-metoksisinamat. (Sumber dan Norman,1978) Pengkajian
tentang
senyawa
turunan
sinamat
telah
lama
dilakukan.
Madhatil,1927, mengemukakan bahwa salah satu dari beberapa senyawa yang terkandung dalam kencur adalah etil p-metoksisinamat. Beberapa cara mengekstraksi telah dilakukan, dan ternyata etil p-metoksisinamat yang terkandung dalam kecur dapat dengan mudah melalui ekstraksi-perkolasi. Dijelaskan pula bahwa spektrum infra merah etil p-
metoksisinamat hasil isolasi menunjukkan konfigurasi trans.dan beberapa ester (Madhatil,1927). 2.3. Amida Suatu amida ialah senyawa yang mempunyai nitrogen trivalen terikat pada suatu gugus karbonil. Suatu amida diberi nama asam karboksilat induknya, dengan mengubah imbuhan asam…-oat (atau –at) menjadi amida. Amida disintesis dari derivat asam karboksilat dan ammonia atau amina yang sesuai gambar 2.2.
O
RC Cl
asil klorida
R'
2 NH
-H Cl
O
RCOCOR anhidrida asam O
RC
O
R'2NH -RCOOH
RC NR2 amida
NH R' 2 'OH -R
OR'
ester
Gambar 2.2. Reaksi Umum Sintesis Pembentukan Amida (Fessenden and Fessenden,1999). Seperti asam karboksilat,amida memiliki titik cair dan titik didih yang tinggi karena adanya pembentukan ikatan hidrogen. Amida mampu membentuk ikatan hidrogen intermolekular selama masih terdapathidrogen yang terikat pada nitrogen. Senyawa ini juga sangat istimewa karena nitrogennya mampu melepaskan elektron dan mampu
membentuk suatu ikatan pi dengan karbon karbonil. Pelepasan elektron ini menstabilkan hibrida resonansi (Bresnick,1996).
2.3.1. Reaksi Pembuatan Amida Amida asam lemak pada industri oleokimia dapat dibuat dengan mereaksikan asam lemak atau metil ester asam lemak dengan suatu amina (Maag,1984). Amida asam lemak dibuat secara sintesis pada industri oleokimia dalam proses batch, dimana ammonia dan asam lemak bebas bereaksi pada suhu 200o C dan tekanan 345-690 kpa selama 10-12 jam. Dengan proses tersebutlah dibuat amida primer seperti lauramida, stearamida serta lainnya. Amida primer juga dibuat dengan mereaksikan ammonia dengan metil ester asam lemak. Reaksi ini mengikuti konsep HSAB dimana H+ dari ammonia merupakan hard acid yang mudah bereaksi dengan hard base CH3O- untuk membentuk metanol. Sebaliknya NH2- lebih soft-base dibandingkan dengan CH3O- akan terikat dengan R-CO+ yamng lebih soft acid dibandingkan H+ membentuk amida. O
O
R C
+
RC
NH3
CH3OH
+ NH2
OCH3
Pembuatan amida sekunder dilakukan dengan mereaksikan asam lemak dengan amina. RCO2H
+
RNH2
150-200oC
RCONHR
+
H2O
Senyawa amina yang digunakan untuk reaksi tersebut antara lain etanolamin dan dietanolamin, yang jika direaksikan dengan asam lemak pada suhu tinggi, 150o C-200o C akan membentuk suatu amida dan melepaskan air. Reaksi aminasi antara alkil klorida lebih mudah dengan gugus amina dibandingkan dengan terjadinya reaksi esterifikasi dengan gugus hidroksil. Reaksi amidasi antara amina dan ester dengan bantuan katalis
NaOMe baru dapat terjadi pada suhu 100o-120o C, sedangkan apabila tidak digunakan katalis maka reaksi baru dapat berjalan pada suhu 150o-250o C (Gabriel,1984). Senyawa N-palmitoyl glisinida yang dihasilkan melalui reaksi amidasi Metil Palmitat dengan Glisin dan di murnikan dengan metode rekristalisasi dari campuran pelarut petroleum benzen:etanol = 1:1 (v/v). Reaksinya sebagai berikut : O H3C
(CH)14
C
O H2N
OCH3
CH2
O H3C
C
(CH)14
C
O
OH HN
CH2
C OH
(Naibaho,2008). Sintesis senyawa-senyawa amida turunan etil p-metoksisinamat dilakukan dengan memanfaatkan unit fungsional ester dari molekul etil p-metoksisinamat yang diperoleh dari ekstrak etanol tanaman kencur, sebagai unit kimia yang potensial untuk melangsungkan sintesis. Transformasi melibatkan pemutusan ikatan C-O asil melalui adisi-eliminasi nukleofilik terhadap bentuk antara p-metoksisinamoil klorida oleh suatu seri pereaksi anilin tersubstitusi para, yakni: anilin, p-nitroanilin, p-metoksianilin (panisidin) dan p-nitroanilin. Melalui amonolisis p-metoksisinamoil klorida ini, dapat disintesis senyawa amida p-metoksisinamanilida (Nakanishi,1974).
2.3.2. Kegunaan Amida Senyawa amida juga mempunyai banyak kegunaan dalam bidang-bidang tertentu. Salah satu contoh yang paling nyata adalah senyawa sulfoamida. Sulfoamida adalah salah satu senyawa kemoteraputika yang digunakan didalam pengobatan untuk mengobati bermacam-macam penyakit infeksi, antara lain disentri baksiler yang kuat, radang usus dan untuk mengobati infeksi yang telah resistansi terhadap anti bioatika. (Nuraini,1988). Dan juga N-Steroyl Glutamida yang berguna sebagai surfaktan dan antimikroba (Miranda,2003).
Amida asam lemak digunakan sebagai bahan pelumas pada proses pembuatan resin, maka amida tersebut digunakan baik sebagai pelumas internal maupun eksternal, amida tersbut berperam mengurangi gaya kohesi dari polimer sehingga meningkatkan aliran polimer pada proses pengolahan (Brahmana,1994). Amida berperan untuk mempengaruhi polimer yang melebur agar terlepas dari permukaan wadah logam pengolahan resin. Sebagai pelumas internal, amida berperan untuk mengurangi gaya kohesi dari polimer dan meningkatkan aliran polimer pada proses pengolahannya (Reck,1984). Surfaktan adalah suatu senyawa aktif penurun tegangan permukaan (surfaceactive agent) yang sekaligus memiliki gugus hidrofilik dan gugus hidrofobik dalam satu struktur molekul yang sama. Senyawa ini dapat menurunkan tegangan antarmuka antara dua fasa cairan yang berbeda kepolarannya seperti minyak/air atau air/minyak. Sifat yang unik tersebut, menyebabkan surfaktan sangat potensial digunakan sebagai komponen bahan adhesif, bahan penggumpal, pembasah, pembusa, pengemulsi, dan bahan penetrasi serta telah diaplikasikan secara luas pada berbagai bidang industri proses yang menggunakan sistem multifasa seperti pada industri makanan, farmasi, kosmetika, tekstil, polimer, cat, detergen dan agrokimia. Seiring dengan meningkatnya kesadaran akan kesehatan dan lingkungan yang baik, permintaan surfaktan yang mudah terdegradasi dan berbasis tumbuhan juga semakin meningkat, maka diperlukan kajian untuk memperoleh surfaktan yang mempunyai dua kriteria tersebut yaitu diperoleh dari bahan baku yang dapat diperbaharui dan bersifat degradatif di alam sehingga dapat diterima secara ekologis. Salah satu surfaktan yang memenuhi kedua kriteria tersebut adalah surfaktan alkanolamida. Alkanolamida dapat diperoleh dari hasil reaksi antara alkanolamina dengan asam lemak minyak nabati, dan banyak digunakan sebagai bahan pangan, kosmetika dan obat-obatan. Surfaktan alkanolamida yang mempunyai ikatan amida banyak dikembangkan dalam industri pembuatan surfaktan karena ikatan amida secara kimia sangat stabil pada media yang bersifat alkali.
Alkanolamida yang digunakan untuk formula pangan, kosmetika dan obat obatan haruslah bebas dari bahan beracun, pelarut, asam lemak bebas, amina yang berlebih serta harus tidak berbau dan bentuknya menarik. Namun penelitian untuk memproduksi alkanolamida pada skala industri masih kurang karena penghilangan pelarut dan warna yang tidak diinginkan memerlukan tahapan yang rumit dan biaya yang tinggi (Daniel, 2007). 2.4. Dietanolamina Dietanolamina adalah senyawa yang terdiri dari gugus amina dan dialkohol. Dialkohol menunjukkan adanya dua gugus hidroksil pada molekulnya. Dietanolamina juga dikenal dengan nama bis (hydroxyethyl)amine, diethylolamine, hydroxtdiethylamine, diolamine dan 2,2-iminodiethanol. Sidat-sifat dietanolamina adalah sebagai berikut : a. Rumus molekul
: C4H11NO2
b. Berat molekul
: 105,1364 g/mol
c. Densitas
: 1,090 g/cm3
d. Titik leleh
: 28ºC (1atm)
e. Titik didih
: 268,8ºC (1atm)
f. Kelarutan
: H2O, alcohol, eter
Dietanolamina banyak digunakan dalam produk kosmetik dan detergen karena mampu menciptakan tekstur yang lembut dan foaming agent
2.5. Surfaktan Surfaktan adalahbahan yang memiliki gugus hidrofil (suka air) dan gugus lipofil (suka minyak). Kedua gugus tersebut memiliki keseimbangan hidrofilik dan lipofilik (Hidrophilic Lipophilic Balance = HLB) yang menggolongkan jenis surfaktan tersebut, apakah pengemulsi, pembasah, deterjen, atau anti busa dan sebagainya (Martin,1993).
Molekul-molekul atau ion-ion yang teradsorpsi pada pembatasan (interfasa) disebut sebagai bahan aktif permukaan (surface active agents) atau surfaktan (surfactants). Surfaktan mempunyai peran penting untuk menurunkan tegangan permukaan bahanyang dikenai. Penggunaan surfaktan terbagi atas tiga golongan, yaitu sebagai bahan pembasah (wetting agent), bahan pengemusi (emulsifying), dan sebagai bahan penglarut (solubilizing agent). Aktifitas kerja suatu surfaktan karena sifat ganda dari molekul tersebut (Pavia,1976). Molekull surfaktan memiliki bagian polaryang suka akan air dan bagian yang nonpolar yang suka akan minyak/lemak. Bagian polar molekul surfaktan dapat bermuatan positif, negatif ataunetral (Lehninger,1988). Siat rangkap ini yang menyebabkan surfaktan dapat diadsorpsi pada antar muka udara-air, minyak-air dan zat padat-air, membentuk lapisan tunggal dimana gugus hidrofilik berada pada fase air dan rantai hidrokarbon ke udara, dalam kontak dengan zat padat ataupun terendam dalam fase minyak. Surfaktan turunan asam lemak dengan alkohol merupakan surfaktan nonionik yang banyak digunakan sebagai pengemulsi dalam makanan, sediana farmasi dan kosmetik karena tidak toksis. Emulsi yang dihasilkan umumnya tidak sensitif terdapat pengaruh elektrolit, sehingga yang diperoleh relatif stabil (Meffert,1984). Penelitian sifat-sifat biologis dari surfaktan termasuk skrining dari efikasi antimikroba dan biodegradabilitas. Asam lemak dari berbagai jenis asam lemak berantai panjang dikenal karena sifat antimikrobanya. Biodegradabilitas dari surfaktan telah menjadi subjek dari berbagai penelitian beberapa tahun belakangan ini sehingga menjadi ketertarikan yang luas dalam pengembangan molekul surfaktan yang memiliki sifat antimikroba dan juga kompatibilitas terhadap lingkungan. Bermacam-macam surfaktan yang telah disintesis dan beberapa diantaranya telah diaplikasikan terutamauntuk kosmetik dan makanan (Sivasamy,2001). Surfaktan digunakan dalam pengolahan pangan untuk meningkatkan mutu produk dan mengurangi kesulitan penanganan bahan yang mudah rusak. Pemakaian surfaktan selama produk disimpan akan mempertahankan viskositas, tekstur, mountfeel dan
memperpanjang masa simpangnya, yang termasuk dalam golongan surfaktan adalah pengemulsi, penstabil, dan pembasah (Winarno,1997).
Klasifikasi surfaktanbedasarkan muatannya dibagi menjadi empat golongan (Swern,1979) yaitu : 1. Surfaktan anionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu anion 2. Surfaktan kationik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu kation 3. Surfaktan non-ionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya tidak bermuatan Ester sukrosa asam lemak merupakan salah satu contoh surfaktan non-ionik dengan residu sukrosa sebagai polarnya (Brahmana,1993). 4. Surfaktan amfoter yaitu surfaktan yang bagian alkilnya mempunyai muatan positif dan negatif Sebagai gambaran untuk perimbangan hidrofil-lipofil bahan-bahan aktif permukaan, dapat digunakan skala keseimbangan hidrofil-lipofil yang sering disebut HLB (Hidrophilic-lipophilic balance) yang ditemukan oleh Grifin (1949). Dengan bantuan harga keseimbangan ini, maka kita dapat membentuk rentang HLB setiap surfaktan secara optimal (gambar 2.3). Makin besar nilai HLB suatu bahan maka bahan tersebut semakin bersifat hidrofilik. Umumnya bagian nonpolar (lipofilik) adalah merupakan rantai alkil yang panjang, sementara bagian yang polar (hidrofilik) mengandung gugus hidroksil. (Belitz dan Grosch,1986). Sebagian gambaran untuk perimbangan hidrofil-lipofil bahan-bahan aktif permukaan, dapat digunakan skala keseimbangan hidrofil-lipofil yang sering disebut HLB (Hidrophilik Lipophilik Balance) yang ditemukan oleh Grifin (1949). Dengan bantuan harga keseinbangan itu , maka kita dapat membentuk rentang HLB setiapsurfaktan secara oktimal (gambar 2.3). Makin besar nilai HLB suatu bahan maka bahan tersebut semakin bersifat hidrofilik.
Hubungan antara silai HLB dengan penggunaanya sebagai surfaktan dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.3. Skala Keseimbangan Hidrofil Lipofil (HLB) Secara teori harga HLB suatu bahan dapat dihitung bedasarkan harga gugus hidrofilik lipofilik yang derivatnya dapat dilihat tabel berikut:
Tabel 2.1. Harga HLB beberapa gugus hidrofilik dan lipofilik GUGUS HIDROFIL
HARGA HLB
-SO4Na+
38.7
-COONa+
19.1
-N(amida tersier)
9.4
-Ester (cincin sorbitan)
6.8
-Ester (bebas)
2.4
-Hidroksil (bebas)
1.9
-Hidroksil (cincin sorbital)
0,5
GUGUS LIPOFIL -CH3
0.475
-CH2
0.475
=CH-
0.475
Bedasarkan harga yang terdapat pada tabel 2.1. diatas dapat ditentukan harga HLB secara teori dengan menggunakan rumus sebagai berikut: HLB = (gugus hidrofil) – (gugus lipofil) + 7 Harga HLB dapat ditentukan dengan harga CMC (Critical micelle Concentrstion). Harga CMC diperoleh dengan mengunakan alat tensiometer. Kemudian dengan menggunakan rumus berikut maka akan diperoleh harga HLB (Brahmana,dkk,1993). HLB = 7-0,36 ln (Co/Cn) Dimana :Cw = Harga CMC Co = 100-Cw Penentuan harga HLB dapat juga diperoleh bedasarkan harga bilangan penyabunan dan bilangan asam yakni dengan menggunakan rumus sebagai berikut (Shido dan Firberg,1983).
HLB =20 (1-S/A) Dimana : S = bilangan penyabunan A = bilangan asam Nilai HLB untuk beberapa bahan dan nilai yang sehubungan dengan tujuan penerapannya tercantum pada tabel 2.2. Tabel 2.2. Nilai HLB dalam kaitannya dengan kegunaan industri Kisaran HLB
Penggunaan
3-6
Pengemulsi w/o
7-9
Humectans
8-18
Pengemulsi o/w
15-18
Pemantap Turbiditas
Sumber : Belizt dan Grosch, 1986
