PEMANFAATAN ZAT WARNA ALAMI KULIT BUAH MANGGIS …

PEMANFAATAN ZAT WARNA ALAMI

KULIT BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.)

DALAM FORMULASI SEMIR RAMBUT

Laporan Penelitian

Disusun untuk memenuhi tugas akhir guna mencapai gelar

sarjana di bidang ilmu Teknik Kimia

oleh :

Meinard Diaz Putra

(2015620085)

Pembimbing :

Susiana Prasetyo S., S.T., M.T.

Hans Kristianto, S.T., M.T.

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN

2020

PEMANFAATAN ZAT WARNA ALAMI

KULIT BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.)

DALAM FORMULASI SEMIR RAMBUT

Laporan Penelitian

Disusun untuk memenuhi tugas akhir guna mencapai gelar

sarjana di bidang ilmu Teknik Kimia

oleh :

Meinard Diaz Putra

(2015620085)

Pembimbing :


Hans Kristianto, S.T., M.T.

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK KIMIA



2020

ii

LEMBAR PENGESAHAN

JUDUL : PEMANFAATAN ZAT WARNA ALAMI KULIT BUAH MANGGIS

(Garcinia mangostana L.) DALAM FORMULASI SEMIR RAMBUT

CATATAN :

Telah diperiksa dan disetujui,

Bandung, 16 Januari 2020

Pembimbing 1


Pembimbing 2

Hans Kristianto, S.T., M.T

iii

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA



SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Meinard Diaz Putra

NRP : 6215085

dengan ini menyatakan bahwa laporan penelitian dengan judul:

Pemanfaatan Zat Warna Alami Kulit Buah Manggis (Garcinia Mangostana L.)

Dalam Formulasi Semir Rambut

adalah hasil pekerjaan saya dan seluruh ide, pendapat atau materi dari sumber lain telah

dikutip dengan cara penulisan referensi yang sesuai.

Pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan jika pernyataan ini tidak sesuai

dengan kenyataan, maka saya bersedia menanggung sanksi sesuai dengan peraturan yang

berlaku.


Meinard Diaz Putra

(2015620085)

iv

LEMBAR REVISI

JUDUL : PEMANFAATAN ZAT WARNA ALAMI KULIT BUAH MANGGIS

(Garcinia mangostana L.) DALAM FORMULASI SEMIR RAMBUT

CATATAN :

Telah diperiksa dan disetujui,


Penguji

Dr. Jenny Novianti M. Soetedjo, S.T., M.Sc.

Ratna Frida Susanti, Ph.D.

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan

karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan penelitian yang berjudul

“Pemanfaatan Zat Warna Alami Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) Dalam

Formulasi Semir Rambut” yang dimaksudkan untuk memenuhi salah satu tugas akhir guna

mencapai gelar sarjana di bidang ilmu Teknik Kimia. Terselesaikannya penulisan laporan

penelitian ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin

mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada semua pihak yang telah membantu

selama proses penulisan. Ucapan terima kasih ini disampaikan kepada:

1. Ibu Susiana Prasetyo S., S.T., M.T., dan Bapak Hans Kristianto, S.T., M.T. selaku dosen

pembimbing yang telah meluangkan banyak waktu dan tenaga untuk memberikan

bimbingan, arahan, dan dukungan selama proses persiapan dan penelitian ini

berlangsung;

2. Keluarga penulis yang telah memberi banyak dukungan moral dan materi, bantuan, doa,

serta semangat pada penulis;

3. Teman-teman program studi Teknik Kimia, terutama Indrawan, William, Verren,

Diana, dan Martina yang telah memberikan semangat pada penulis;

4. Teman-teman Kabinet Aksi Lembaga Kepresidenan Mahasiswa Universitas Katolik

Parahyangan Periode 2018/2019;

5. Teman-teman Badan Pengurus Harian Lembaga Kepresidenan Mahasiswa Universitas

Katolik Parahyangan Periode 2018/2019 (Nadya, Christin, dan Marielle);

6. Teman-teman Kementerian Keuangan Lembaga Kepresidenan Mahasiswa Universitas

Katolik Parahyangan Periode 2018/2019 (Bella, Gisela, James, Marshella, Nadya, Putri,

Rakha, Stella, dan Tasya) yang senantiasa menjadi pemacu semangat bagi penulis;

7. Teman-teman Kementerian Keuangan Lembaga Kepresidenan Mahasiswa Universitas

Katolik Parahyangan Periode 2017/2018;

8. Teman-teman SMA penulis (Ales, Nean, Mira, Debora, Due, Venia, dan Sofie) yang

telah menjadi rekan seperjuangan dan penyemangat bagi penulis;

9. Semua pihak yang ikut membantu penulis selama proses penulisan penelitian ini.

Ibarat pepatah: “Tiada gading yang tak retak”, penulis menyadari bahwa dalam

laporan penelitian ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat

vi

mengharapkan kritik dan saran yang membangun bagi laporan penelitian ini. Akhir kata

penulis berharap semoga laporan penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.


Penulis

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ..................................................................................................... iii

LEMBAR REVISI ................................................................................................................ iv

KATA PENGANTAR ........................................................................................................... v

DAFTAR ISI ....................................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................ ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................................... xii

INTISARI ........................................................................................................................... xiii

ABSTRACT ......................................................................................................................... xiv

BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1

1.2 Tema Sentral Masalah ..................................................................................... 3

1.3 Identifikasi Masalah ........................................................................................ 4

1.4 Premis ............................................................................................................. 4

1.5 Hipotesis ......................................................................................................... 4

1.6 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 5

1.7 Manfaat Penelitian .......................................................................................... 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................ 15

2.1 Tanaman Manggis ......................................................................................... 15

2.2 Fitokimia Buah Manggis ............................................................................... 18

2.3 Antosianin ..................................................................................................... 23

2.4 Tanin ............................................................................................................. 29

2.5 Ekstraksi Antosianin dan Tanin .................................................................... 30

2.5.1 Jenis-Jenis Ekstraksi ........................................................................... 32

2.5.2 Faktor Yang Mempengaruhi Ekstraksi Antosianin dan Tanin ........... 34

2.5.3 Pemilihan Pelarut Ekstrasi Antosianin dan Tanin .............................. 35

2.6 Pewarna Rambut ........................................................................................... 38

2.7 Formulasi Pewarna Rambut Alami ............................................................... 43

viii

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ........................................................................... 47

3.1 Metodologi Penelitian ................................................................................... 47

3.2 Bahan dan Alat Penelitian ............................................................................. 48

3.3 Prosedur Penelitian ....................................................................................... 49

3.3.1 Ekstraksi Zat Warna Kulit Manggis ................................................... 49

3.3.2 Formulasi Sediaan Semir Rambut ...................................................... 52

3.4 Rancangan Percobaan ................................................................................... 53

3.5 Analisis ......................................................................................................... 53

3.6 Lokasi dan Jadwal Kerja Penelitian .............................................................. 54

BAB IV. PEMBAHASAN .................................................................................................. 56

4.1 Ekstraksi Zat Warna Kulit Buah Manggis .................................................... 56

4.2 Formulasi Sediaan Semir Rambut ................................................................ 58

4.2.1 Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Mordan Dalam Sediaan Semir

Rambut ............................................................................................... 60

4.2.2 Pengaruh Jenis Developer Dalam Sediaan Semir Rambut ................. 63

4.2.3 Stabilitas Warna dari Sediaan Semir Rambut Terhadap Pencucian dan

Penjemuran ......................................................................................... 65

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 67

5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 67

5.2 Saran ............................................................................................................. 67

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 69

LAMPIRAN A : PROSEDUR ANALISIS ......................................................................... 80

LAMPIRAN B : MATERIAL SAFETY DATA SHEET ........................................................ 87

LAMPIRAN C : DATA PENELITIAN DAN DATA ANTARA ..................................... 102

LAMPIRAN D : CONTOH PERHITUNGAN ................................................................. 104

LAMPIRAN E : GAMBAR PENELITIAN ...................................................................... 106

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Perbandingan kandungan antosianin pada kulit bagian luar (outer pericarp) dan

bagian dalam (inner pericarp) buah manggis ..................................................... 2

Gambar 2.1 Tanaman manggis ............................................................................................ 16

Gambar 2.2 Daun tanaman manggis.................................................................................... 16

Gambar 2.3 Bunga tanaman manggis .................................................................................. 17

Gambar 2.4 Buah manggis .................................................................................................. 18

Gambar 2.5 Struktur molekul dari α-mangostin (1), β-mangostin (2), dan γ-mangostin

(3) ...................................................................................................................... 21

Gambar 2.6 Klasifikasi flavonoid ........................................................................................ 22

Gambar 2.7 Struktur molekul chrysanthemin (1), cyanidin-3-O-sophoroside (2), dan

cyanidin-3-O-glucoside (3) ............................................................................... 23

Gambar 2.8 Struktur molekul epicatehin ............................................................................ 23

Gambar 2.9 Struktur dasar antosianidin .............................................................................. 24

Gambar 2.10 Struktur kimia dari antosianidin: pelargonidin (1), cyanidin (2), peonidin (3),

delphinidin (4), petunidin (5), dan malvidin (6) ............................................. 25

Gambar 2.11 Reaksi degradasi pada struktur antosianin ..................................................... 26

Gambar 2.12 Perubahan struktur antosianin terhadap perubahan pH ................................. 26

Gambar 2.13 Degradasi antosianin pada pH 3,7 akibat panas ............................................ 27

Gambar 2.14 Mekanisme degradasi antosianin akibat pengaruh temperatur ...................... 27

Gambar 2.15 Klasifikasi tanin ............................................................................................. 30

Gambar 2.16 Rambut di dalam kulit ................................................................................... 38

Gambar 2.17 Struktur rambut .............................................................................................. 39

Gambar 2.18 Penampang melintang rambut setelah aplikasi pewarna rambut semi

permanen (kiri) dan permanen (kanan) .......................................................... 42

Gambar 2.19 Perbedaan aplikasi antara pewarna rambut: sementara (a), semi-permanen (b),

dan permanen (c) pada rambut ....................................................................... 43

Gambar 2.20 Mekanisme cara kerja mordan ....................................................................... 45

Gambar 2.21 Perbedaan struktur permukaan rambut sebelum (1) dan sesudah (2) proses

bleaching ........................................................................................................ 46

Gambar 2.22 Struktur kimia dari xanthan gum ................................................................... 46

Gambar 3.1 Bagan singkat metodologi penelitian............................................................... 47

x

Gambar 3.2 Rangkaian alat ekstraksi soxhlet ...................................................................... 49

Gambar 3.3 Diagram alir proses pre-treatment ................................................................... 50

Gambar 3.4 Diagram alir proses ekstraksi........................................................................... 51

Gambar 3.5 Diagram alir proses formulasi sediaan semir rambut ...................................... 52

Gambar 4.1 Kulit manggis kering ....................................................................................... 56

Gambar 4.2 Serbuk kulit manggis ....................................................................................... 56

Gambar 4.3 Ekstrak pekat kulit buah manggis .................................................................... 57

Gambar 4.4 Mekanisme bleaching pada melanin ............................................................... 58

Gambar 4.5 Warna rambut pra (kiri) dan pasca (kanan) proses bleaching ......................... 59

Gambar 4.6 Ikatan antara protein rambut dengan antosianin (kiri) dan tanin (kanan) melalui

mordan M2+ ...................................................................................................... 59

Gambar 4.7 Ikatan hidrogen (kiri) dan disulfida (kanan) pada protein rambut ................... 64

Gambar A.1 Diagram alir uji kadar air kulit buah manggis ................................................ 80

Gambar A.2 Diagram alir uji kadar antosianin pada ekstrak kulit buah manggis ............... 82

Gambar A.3 Diagram alir uji kadar tanin pada ekstrak kulit buah manggis ....................... 84

Gambar A.4 Hair colour levels ........................................................................................... 85

Gambar E.1 Hasil pencucian dan penjemuran aplikasi sediaan semir rambut dengan mordan

Ca(OH)2 1,0 %-b/v ......................................................................................... 106


Ca(OH)2 1,5 %-b/v ......................................................................................... 106


Ca(OH)2 2,0 %-b/v ......................................................................................... 106


MgSO4 1,0 %-b/v ........................................................................................... 107


MgSO4 1,5 %-b/v ........................................................................................... 107


MgSO4 2,0 %-b/v ............................................................................................ 107


FeSO4 1,0 %-b/v ............................................................................................. 108


FeSO4 1,5 %-b/v ............................................................................................. 108

xi


FeSO4 2,0 %-b/v ............................................................................................. 108

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Perbandingan produktivitas tanaman manggis di Indonesia ................................. 1

Tabel 1.2 Kondisi ekstraksi senyawa antosianin dan tanin dari kulit buah manggis ............ 7

Tabel 1.3 Formulasi sediaan semir rambut dari bahan alami .............................................. 13

Tabel 2.1 Klasifikasi senyawa fenol dan polifenol.............................................................. 20

Tabel 2.2 Gugus pada struktur antosianidin dan warnanya ................................................. 24

Tabel 2.3 Jenis-jenis pelarut yang umum digunakan dalam ekstraksi ................................ 36

Tabel 2.4 Konstanta dielektrik dari berbagai jenis pelarut .................................................. 37

Tabel 2.5 Senyawa yang dapat digunakan sebagai mordan ................................................ 44

Tabel 3.1 Bahan kimia untuk uji analisis ............................................................................ 48

Tabel 3.2 Variasi komposisi formula sediaan semir rambut ............................................... 53

Tabel 3.3 Jadwal kerja penelitian ........................................................................................ 55

Tabel 4.1 Hasil pewarnaan sediaan semir rambut dengan mordan Ca(OH)2 ...................... 60

Tabel 4.2 Hasil pewarnaan sediaan semir rambut dengan mordan MgSO4 ........................ 61

Tabel 4.3 Hasil pewarnaan sediaan semir rambut dengan mordan FeSO4 .......................... 62

Tabel 4.4 Perbedaan skala pewarnaan dari sediaan semir rambut dengan variasi jenis

developer ............................................................................................................. 64

Tabel 4.5 Perubahan intensitas warna sediaan rambut pasca pencucian dan penjemuran .. 65

Tabel C.1 Data penelitian dan data antara tahap ekstraksi kulit buah manggis ................ 102

Tabel C.2 Data penelitian dan data antara tahap formulasi sediaan semir rambut ............ 103

xiii

INTISARI

Pewarna rambut saat ini sudah menjadi bagian dari gaya hidup. Sangat disayangkan bahwa

pewarna rambut yang beredar di pasar adalah pewarna rambut sintetis yang memiliki

dampak negatif bagi kesehatan baik terhadap rambut maupun kulit kepala. Maka dari itu

perlu dikembangkan pewarna rambut alami untuk mengurangi penggunaan pewarna rambut

sintetis. Kulit buah manggis memiliki kandungan senyawa antosianin dan tanin, yang

merupakan sumber pewarna. Kandungan kedua senyawa ini dapat menjadikannya alternatif

sebagai pewarna rambut alami.

Pewarna rambut alami memerlukan keberadaan mordan agar dapat menempel pada rambut.

Penelitian ini menggunakan mordan Ca(OH)2, MgSO4, dan FeSO4; dengan tujuan mencari

profil warna yang dihasilkan dari kombinasi zat warna dengan ketiga jenis mordan tersebut

serta menguji stabilitas dari warna yang dihasilkan.

Pada penelitian ini digunakan metode ekstraksi konvensional, yaitu soxhlet menggunakan

pelarut metanol yang diasamkan dengan larutan HCl (15%-v/v). Ekstrak yang diperoleh

mengalami pemekatan hingga diperoleh senyawa antosianin serta tanin dan merupakan

bahan dasar untuk formulasi sediaan semir rambut. Pada formulasi digunakan developer

berupa asam sitrat (5%-b/v); mordan divariasikan berupa Ca(OH)2, MgSO4, dan FeSO4

dengan variasi konsentrasi mordan sebesar 1,0; 1,5; dan 2,0 (%-b/v); dengan pelarut berupa

air. Respon yang diamati berupa kekuatan dan stabilitas warna saat diaplikasikan pada

rambut melalui proses pencucian dan penjemuran melalui pengamatan visual berdasarkan

skala intensitas warna.

Ekstrak kulit buah manggis yang diperoleh memiliki kandungan antosianin sebesar 77,7325

mg/g ekstrak dan tanin sebesar 3,4697 mg/g ekstrak dengan perolehan ekstrak sebesar

27,7937 %-b/b. Formulasi sediaan semir rambut dengan mordan Ca(OH)2 pada berbagai

konsentrasi tidak menunjukkan adanya perubahan skala intensitas warna pada rambut

dengan warna yang dihasilkan berupa warna cokelat yang dihasilkan dari kandungan tanin.

Formulasi sediaan semir rambut dengan mordan MgSO4 pada berbagai konsentrasi

menunjukkan adanya perubahan skala warna pada rambut dengan warna yang dihasilkan

berupa warna cokelat. Hal ini diduga karena MgSO4 merupakan garam netral yang membuat

antosianin berada dalam struktur chalcone yang tidak memiliki warna. Sementara itu,

formulasi sediaan semir rambut dengan mordan FeSO4 cenderung menghasilkan warna

kemerahan. Hal ini diduga karena mordan FeSO4 berada dalam rentang pH asam, sehingga

membuat antosianin berada dalam struktur flavylium cation yang berwarna merah. Secara

umum, skala intensitas warna yang dihasilkan cenderung meningkat seiring dengan

peningkatan konsentrasi mordan karena semakin banyak jumlah mordan maka semakin

banyak ikatan kompleks yang dapat terbentuk antara mordan dan antosianin serta tanin,

kecuali pada mordan Ca(OH)2. Penggunaan jenis developer asam sitrat dalam formulasi

sediaan semir rambut menghasilkan warna dengan intensitas yang lebih rendah jika

dibandingkan dengan developer asam askorbat. Proses pencucian dan penjemuran terhadap

sediaan rambut menyebabkan penurunan intensitas warna pada warna rambut yang

kemerahan, hal ini diduga karena adanya degradasi antosianin, sedangkan pada rambut yang

berwarna kecokelatan, cenderung stabil.

Kata kunci : kulit buah manggis, ekstraksi, antosianin, tanin, formulasi, mordan

xiv

ABSTRACT

Nowadays hair dye has become a part of our lifestyle. It’s unfortunate that most

commercialized hair dyes are the ones of synthetic nature that could impose negative

consequences to the hair and scalp health. Thus, it’s necessary to develop a natural hair dye

to reduce the use of synthetic hair dye. Mangosteen rind is rich in contents needed for the

sources of dyes, namely anthocyanin and tannin. The content of both compounds can be used

as a natural hair dye, as an alternative to the synthetic one.

Natural hair dye needs the existence of mordant in order to help them stick to the hair. This

research utilized mordant Ca(OH)2, MgSO4, and FeSO4; with the purpose of seeking the

color profile that’s produced from the combination of color substances with those three kinds

of mordant, and to test the stability of the colors produced.

Conventional extraction method was utilized in this research, which was soxhlet using

methanol solvent which was acidified with HCl solution (15%-v/v). The obtained extract

experienced concentration until the anthocyanin and tannin compounds were produced and

the following extract is the main material for the hair dye formulation. In the formulation, a

developer in the form of citric acid (5%-w/v) was used; the mordants that were used were

Ca(OH)2, MgSO4, and FeSO4 with mordant concentration varied between 1.0, 1.5, and 2.0

(%-w/v); with water as the solution. The observed response was in the form of color’s

strength and stability when applied to the hair through a process of washing and drying

through a visual observation based on a color scale.

The extract of mangosteen rind that was obtained had a content of anthocyanin for 77.7325

mg/g extract and tannin for 3.4697 mg/g extract with the extract result for 27.7937 %-w/w.

The hair dye formulation with the Ca(OH)2 mordant in various concentrations didn’t

generate any change to the hair in the color scale. The produced color was brown and was

produced from the bond of tannin content. The hair dye formulation with the FeSO4 mordant

had a tendency to produce a reddish color. It was suspected that the FeSO4 mordant was

within the acidic pH range, so it made the anthocyanin to be in a red flavylium cation

structure.

Meanwhile, the hair dye formulation with the MgSO4 mordant in various concentrations

indicated a change of color scale to the hair and the produced color was brown. It was

suspected that since MgSO4 is a neutral salt which made the anthocyanin to be in a colorless

chalcone structure. With the exception of the mordant Ca(OH)2, generally, the produced

color scale tended to increase along the enhancement of mordant concentration. Because the

more the amount of mordant, the more complex bond was formed between the mordant and

anthocyanin and tannin.

The use of citric acid as the developer in the hair dye formulation produced a color with a

lower intensity, compared with the use of ascorbic acid as the developer. The washing and

drying process of the hair have caused a decrease in the color intensity to the reddish hair

color. It was suspected because of the degradation of anthocyanin. On the other hand, the

brownish hair tended to be more stable.

Keywords : mangosteen rind, extraction, anthocyanin, tannin, formulation, mordant

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Manggis merupakan salah satu buah tropika yang dapat dijumpai di wilayah

Indonesia, Malaysia, Vietnam, hingga Thailand. Menurut Prof. Dr. Roedhy Poerwanto,

M.Sc.; ketua dari Masyarakat Ilmuwan Hortikultura Internasional (ISHS); manggis

merupakan buah tropika yang aslinya berasal dari Indonesia (Syah, 2016). Sebagai

kelompok tanaman tropika, tentunya manggis hanya dapat tumbuh pada daerah dengan iklim

tropis. Manggis hanya dapat tumbuh optimal pada daerah yang bersifat hangat, kelembaban

udara yang tinggi, sinar matahari yang cukup, curah hujan cukup tinggi dan merata

sepanjang tahun dengan suhu di atas 20 oC, dan memiliki musim kering yang pendek (Syah,

2016). Semua persyaratan tumbuh manggis tersebut dapat ditemukan di Indonesia. Hal

tersebut yang kemudian menyebabkan tanaman ini dapat dengan mudah untuk tumbuh di

seluruh wilayah Indonesia mulai dari daerah pesisir hingga daerah pegunungan.

Produktivitas dari tanaman manggis di Indonesia ditunjukkan pada Tabel 1.1. Wilayah Jawa

Barat menjadi daerah pemasok manggis terbesar di Indonesia setiap tahunnya. Pada tahun

2016, wilayah Jawa Barat menghasilkan 49.079 ton manggis dalam setahun, sekitar 30 %

dari produksi manggis nasional.

Tabel 1.1 Perbandingan produktivitas tanaman manggis di Indonesia

(Subdirektorat Statistik Hortikultura, 2016)

Indikator 2012 2013 2014 2015 2016

Luas Panen (ha) 17.852 18.200 15.197 24.441 23.010

Produksi (ton) 190.287 139.602 114.755 203.100 162.862

Produktivitas (ton / ha) 10,660 7,670 7,550 9,080 7,650

Manggis hasil produksi Indonesia ini utamanya akan diekspor ke negara lain di wilayah Asia,

Afrika, dan Eropa (Subdirektorat Statistik Hortikultura, 2016). Namun, buah yang layak

untuk diekspor hanyalah 5 – 20 % dari produksi total yang dihasilkan (Subdirektorat Statistik

Hortikultura, 2018). Dengan demikian, 80 – 95 % produksi buah manggis yang tidak layak

ekspor akan dipasarkan di dalam negeri. Buah manggis yang dipasarkan di dalam negeri,

pada umumnya hanya dimanfaatkan untuk konsumsi langsung (konsumsi daging buah).

Akibatnya dari 80 – 95 % produksi buah manggis yang dipasarkan dalam negeri akan

2

dihasilkan limbah kulit buah manggis yang besar, mengingat persentase berat kulit buah

manggis terhadap buahnya cukup tinggi, sebesar 68,17% (Setyabudi, 2012); padahal kulit

buah manggis ini memiliki kandungan senyawa fitokimia yang jauh lebih tinggi

dibandingkan dengan daging buahnya. Kandungan senyawa fitokimia dalam kulit buah

manggis adalah 288,3 gram/kg berat kering, sedangkan pada daging buah hanya terkandung

6,4 gram/kg berat kering (Somboonkaew & Terry, 2011). Senyawa fitokimia yang

terkandung pada buah kulit buah manggis antara lain golongan alkaloid, fenol maupun

polifenol, flavonoid, dan terpenoid (Dewi, et al., 2013; Hasan, et al., 2016; Manimekalai, et

al., 2016).

Kandungan senyawa fitokimia yang cukup tinggi dalam kulit buah manggis

mendorong pemanfaatannya sebagai bahan baku dalam industri pangan dan farmasi atau

medis. Sejauh ini, pemanfaatannya hanya untuk obat tradisional (Nofriati, et al., 2010) dan

yang paling sering dijumpai adalah pemanfaatannya sebagai suplemen atau minuman

dengan khasiat kesehatan. Padahal pemanfaatan kandungan fitokimia kulit buah manggis

tidak terbatas hanya pada produk pangan saja. Terlebih pada kulit buah manggis terdapat

kandungan pewarna alami diantara senyawa fitokimia tersebut, yaitu antosianin (Du &

Francis, 1977) dan tanin (Pothitirat, et al., 2009). Pada Gambar 1.1 disajikan grafik

kandungan antosianin (mg/kg berat kering) dalam kulit buah manggis berdasarkan tingkat

kematangan buahnya.

Gambar 1.1 Perbandingan kandungan antosianin pada kulit bagian luar (outer pericarp)

dan bagian dalam (inner pericarp) buah manggis (Palapol, et al., 2009)

Gambar 1.1 menunjukkan bahwa buah manggis memiliki kandungan antosianin tertinggi

pada kulitnya, sedangkan kandungan tanin dalam kulit buah manggis sebesar 36,66 ± 0,43

g/100 g ekstrak (Pothitirat, et al., 2009). Pemanfaatan kedua senyawa tersebut perlu

3

dipikirkan dan diimplementasikan; mengingat tingginya kandungan kedua senyawa tersebut;

salah satunya pemanfaatan kulit manggis menjadi produk non pangan seperti dalam industri

kecantikan.

Industri kecantikan di Indonesia terus berkembang dalam beberapa waktu terakhir.

Dalam 10 tahun terakhir, industri kecantikan mengalami pertumbuhan dengan peningkatan

rata-rata 12% (Pramita, 2017). Pasar terbesar bagi industri kecantikan ditempati oleh produk

kosmetik rambut (Hestianingsih, 2017). Apalagi sekarang ini kecantikan rambut telah

menjadi bagian dari gaya hidup. Tentu saja hal ini menjadi peluang pasar industri kecantikan

rambut di Indonesia. Salah satu produk dari industri kecantikan rambut yang digemari adalah

produk pewarna atau semir rambut. Namun sangat disayangkan bahwa produk pewarna atau

semir rambut yang dijual di pasaran merupakan pewarna rambut sintetis. Penggunaan

pewarna rambut sintetis dapat mengakibatkan kerusakan klinis pada batang rambut (Ahn &

Lee, 2002) maupun pada kulit kepala (Sutriningsih, et al., 2017) seperti iritasi, peradangan,

reaksi alergi, dan keracunan sistematik (Azis & Muktiningsih, 1999). Maka dari itu, dapat

dikembangkan produk pewarna atau semir rambut yang berbahan alami bagi penggunaan

yang cenderung lebih aman bagi penggunanya.

Kulit buah manggis memiliki kandungan antosianin dan tanin yang cukup tinggi.

Meskipun kulit buah manggis bukan merupakan sumber senyawa antosianin maupun tanin

yang paling tinggi. Namun, kandungan antosianin dan tanin sekaligus pada kulit buah

manggis dapat menjadi nilai tambah. Antosianin dan tanin dapat memberikan kombinasi

yang menghasilkan variasi warna yang cukup digemari. Kombinasi inilah yang

menjadikannya tepat untuk digunakan sebagai sumber semir rambut alami. Pemanfaatannya

sebagai semir rambut alami ini yang kemudian dapat menjadi alternatif jawaban untuk semir

rambut yang cenderung lebih aman.

1.2 Tema Sentral Masalah

Kulit buah manggis memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai semir rambut

alami. Potensi ini belum banyak dilirik oleh masyarakat karena masyarakat umumnya hanya

memanfaatkan kandungan senyawa antioksidan pada kulit buah manggis. Kandungan

pewarna alami kulit buah manggis, yaitu antosianin dan tanin, dapat memberikan kombinasi

warna yang menarik jika diolah menjadi semir rambut. Tanin memiliki warna cokelat

sedangkan antosianin memiliki warna yang merupakan fungsi dari pH. Senyawa antosianin

4

dan tanin tidak dapat digunakan langsung untuk mewarnai rambut karena sebagai pewarna

alami, senyawa antosianin dan tanin tidak memiliki kekuatan untuk menempel pada rambut

dengan sendirinya. Penambahan mordan (biasanya merupakan garam yang memiliki sifat:

asam, netral, dan basa) perlu dilakukan untuk meningkatkan fiksasi pewarna pada rambut.

Penambahan mordan dapat mempengaruhi pH dari larutan sehingga mempengaruhi warna

dari antosianin juga warna yang dihasilkan oleh kombinasi senyawa antosianin dan tanin.

Hal ini kemudian menjadi ide menarik yang mendasari penelitian ini.

1.3 Identifikasi Masalah

Berdasarkan tema sentral masalah di atas, beberapa masalah yang dapat diidentifikasi

dalam penelitian ini adalah:

1. Bagaimana pengaruh jenis mordan Ca(OH)2, MgSO4, dan FeSO4 terhadap warna yang

dihasilkan oleh sediaan semir rambut serta kekuatan dan stabilitasnya saat diaplikasikan

pada rambut?

2. Bagaimana hasil pewarnaan formulasi sediaan semir rambut jika dibandingkan dengan

semir rambut yang menggunakan developer asam askorbat?

1.4 Premis

Berdasarkan studi pustaka yang telah dilakukan, terkait kondisi ekstraksi kandungan

antosianin dan tanin dari kulit buah manggis serta formulasi semir rambut alami yang telah

dilakukan oleh peneliti lain sebelumnya; maka disusunlah premis yang disajikan pada Tabel

1.2 dan Tabel 1.3.

1.5 Hipotesis

Hipotesis yang dapat dibuat berdasarkan studi literatur yang sudah dilakukan adalah

sebagai berikut:

1. a. Mordan Ca(OH)2 memiliki rentang pH basa sehingga memberikan warna biru yang

stabil pada antosianin (Miguel, 2011). Kombinasi antara antosianin dan tanin dengan

menggunakan mordan Ca(OH)2 cenderung akan menghasilkan sediaan berwarna

ungu.

b. Mordan MgSO4 memiliki rentang pH netral sehingga antosianin tidak akan memiliki

warna (colourless). Penambahan asam sitrat pada larutan pewarna, akan

mempengaruhi pH larutan untuk bergeser sedikit ke arah asam. Namun antosianin

5

yang dihasilkan tetap tidak berwarna. Kombinasi antara antosianin dan tanin dengan

menggunakan mordan MgSO4 cenderung akan menghasilkan sediaan berwarna

cokelat dan stabil (Hui, 2005).

c. Mordan FeSO4 memiliki rentang pH asam sehingga memberikan warna merah yang

stabil pada antosianin (Miguel, 2011). Kombinasi antara antosianin dan tanin dengan

menggunakan mordan FeSO4 cenderung akan menghasilkan sediaan berwarna merah

kecokelatan.

2. Penggunaan asam sitrat sebagai developer dalam formulasi sediaan semir rambut tidak

dapat memberikan hasil yang maksimal saat diaplikasikan pada rambut. Hal ini

dikarenakan developer asam sitrat hanya mampu memutus ikatan hidrogen pada rambut,

namun tidak mampu memutus ikatan disulfida pada rambut (Boonsong, et al., 2012).

1.6 Tujuan Penelitian

Tujuan umum dari penelitian ini adalah formulasi sediaan semir rambut berbahan

dasar zat warna alami pada kulit buah manggis, yaitu antosianin dan tanin yang diperoleh

melalui metode ekstraksi. Tujuan khusus dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui pengaruh jenis mordan Ca(OH)2, MgSO4, dan FeSO4 terhadap warna yang

dihasilkan oleh sediaan semir rambut serta kekuatan dan stabilitasnya saat diaplikasikan

pada rambut.

2. Mengetahui pengaruh jenis developer terhadap warna yang dihasilkan sediaan semir

rambut.

1.7 Manfaat Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain:

1. Bagi mahasiswa, penelitian ini bertujuan untuk:

a. Mempelajari dan mengetahui proses ekstraksi antosianin dan tanin serta analisis yang

dilakukan terhadap hasil ekstraksi antosianin dan tanin dalam kulit buah manggis.

b. Mempelajari dan mengetahui proses formulasi sediaan semir rambut dari antosianin

dan tanin.

c. Mempelajari pengaruh mordan Ca(OH)2, MgSO4, dan FeSO4 terhadap kekuatan dan

stabilitas warna dari sediaan semir rambut yang dihasilkan saat diaplikasikan pada

rambut.

6

d. Mempelajari pengaruh jenis developer terhadap warna yang dihasilkan sediaan semir

rambut.

2. Bagi masyarakat, penelitian ini diharapkan dapat menambah wawasan mengenai manfaat

dan potensi lain dari limbah buah manggis, terutama bagian kulitnya. Sehingga penelitian

ini diharapkan dapat membantu mengurangi pembuangan limbah kulit buah manggis,

meningkatkan kesejahteraan masyarakat, dan meningkatkan nilai ekonomis dari buah

manggis itu sendiri.

3. Bagi industri, penelitian ini diharapkan dapat membantu dan memberikan informasi

mengenai pemanfaatan dari kulit buah manggis supaya dapat diaplikasikan ke dalam

industri semir rambut dalam skala kecil.

Tabel 1.2 Kondisi ekstraksi senyawa antosianin dan tanin dari kulit buah manggis

Sumber Bahan

baku Pre-treatment Metode Pelarut

Temp

(oC)

Waktu

(menit) Post-treatment Hasil analisis

A

(Mai & Tan,

2013)

Kulit

Garcinia

mangostana

L.

- Pemotongan

- Pengeringan

- Penggilingan

menjadi bubuk

Soxhlet

Etanol 52%

Etanol 70%

HCl 2%

10

30

5,8

45

Hasil optimal diperoleh dengan

kondisi pelarut etanol 40o, HCl

1,5%, 40 menit, 60oC. Asam

asetat 2%

Asam sitrat

2%

Etanol 30o

(100:10)

Etanol 88%

Etanol 96%

HCl 1% 20

34,1

10

30

20

45

HCl 1,5%

HCl 2%

HCl 2,5%

HCl 3%

HCl 1%

Etanol 40o

(100:10)

HCl 1,5%

40

20

40

60

80

50

20

40

60

80

60

20

40

60

80

70

20

40

60

80

HCl 2%

37 45 HCl 2,5%

HCl 3%

-

Etanol 50o

(100:10)

HCl 1%

37 45

-

HCl 1,5%

HCl 2%

HCl 2,5%

HCl 3%

7

Tabel 1.2 Kondisi ekstraksi senyawa antosianin dan tanin dari kulit buah manggis (lanjutan)

Sumber Bahan


Temp

(oC)

Waktu


Etanol 60o

(100:10)

HCl 1%

HCl 1,5%

HCl 2%

HCl 2,5%

HCl 3%

Etanol 70o

(100:10)

HCl 1%

HCl 1,5%

HCl 2%

HCl 2,5%

HCl 3%

B

(Hasan, et al.,

2016)

Kulit

Garcinia

mangostana

L.

- Pengeringan (sinar

matahari, ±3 hari)

- Penggilingan

- Maserasi

(170 – 200

rpm, 18 jam)

- Microwave

Assisted

Extraction

(MAE)

Etanol 45%

-

20 - Hidrolisis dan pencampu-

ran (20 mL aseton dan

2 mL HCl (25%))

- Reflux (30 menit)

- Pemisahan (hingga vo-

lume filtrat 100 mL)

- Evaporasi (rotary eva-

porator)

Hasil optimal diperoleh dengan

pelarut etanol 70% dalam waktu

30 menit

Etanol 52%

10

30

Etanol 70%

5,8

20

34,1

Etanol 88% 10

30

Etanol 96% 20

C

(Ramasamy,

et al., 2016)

Kulit

Garcinia

mangostana

L. dan bunga

Etlingera

elatior Jack

- Pengeringan

(temperatur ruang)

- Penyimpanan beku

(-20oC)

- Pengecilan ukuran

Longo dan

Vasapollo

Metanol-HCl (0,1% v/v) Tempera-

tur ruang

20 jam - Pemisahan dan

pengeringan filtrat

(rotary evaporator,

40oC)

- Pelarutan (KCl, 0,025

M, pH 1 dan

CH3COONa3H2O, 0,4

M, pH 4,5)

- Pengukuran absorbansi

(510 dan 700 nm)

- Pemanasan (99oC (+

1oC)) dan pengukuran

absorbansi (setiap 30

menit selama 2 jam,

540 nm)

- Penyinaran (lampu

fluorescent 23W) dan

Antosianin lebih stabil pada

medium berupa asam dengan

nilai pH yang rendah.

8


Sumber Bahan


Temp

(oC)

Waktu


pengukuran absorbansi

(520 nm)

- Pelarutan (KCl 0,2 M;

HCl 0,2 M; KHC8O4H4

0,1 M; HCl 0,1 M;

NaOH 0,1 M; disimpan

pada suhu 25oC) dan


(520 nm)

D

(Effendi,

1991)

Kulit

Garcinia

mangostana

L.

- Pemisahan kulit dari

daging buah

- Pemotongan

- Pengeringan

(keringbeku)

- Penggilingan

Metode

Palamidis dan

Markakis

- Metanol – HCl 1%

- Air – HCl 1%

- Etanol – HCl 1%

- - - Penambahan gelatin

- Pemekatan (rotary

evaporator, 35oC,

hingga 1/5 volume

semula)

- Pemurnian

(kromatografi kolom

dan KLT)

- Pengaturan pH

(penambahan NaOH

hingga pH larutan

bervariasi dari 1 hingga

12) dan pengukuran

absorbansi

- Pengaturan pH

(penambahan NaOH

hingga didapat pH 5, 7,

9), pengukuran

absorbansi,

penyimpanan (pada

ruang gelap dan ruang

yang terpapar sinar

matahari), serta


(setiap 4 hari selama 12

hari)

- Pengaturan pH

(penambahan NaOH

hingga didapat pH 5, 7,

9), pengukuran

- Pelarut metanol yang

diasamkan memberikan hasil

ekstraksi yang paling baik

dibandingkan pelarut lainnya

- Kenaikan pH penurunan

λmaksimum

9


Sumber Bahan

baku - Pre-treatment Metode Pelarut

Temp

(oC)

Waktu


- - absorbansi, penyimpanan

(pada temperatur 10oC

dan 55oC), serta


(setiap 4 hari selama 12

hari)

-

E

(Pustiari, et

al., 2014)

Kulit

Garcinia

mangostana

L.

- Pemotongan Maserasi Metanol (70 %) - asam

sitrat (3 %)

1 hari - Identifikasi antosianin

(uji warna dan KLT:

plat KLT silika gel GF

254, elusi dengan BAA)

- Pengeringan ekstrak

cair (oven , 35oC)

Pengeringan ekstrak dengan

oven menyebabkan terjadinya

penurunan antosianin total.

F

(Kwartiningsi

h, et al.,

2009)

Kulit

Garcinia

mangostana

L.

- Pengeringan

- Pemotongan

- Soxhlet

- Maserasi

(500 rpm)

Etanol 30

2 jam

- Pemekatan ekstrak

(distilasi)

- Hasil optimal diperoleh

dengan metode soxhlet

- Suhu optimum ekstraksi

(maserasi) berada pada

rentang 60 – 70 oC

40

50

60

70

G

(Moosophin,

et al., 2010)

Kulit

Garcinia

mangostana

L.

- Pengeringan (oven,

50oC, 6 jam)

- Pengecilan ukuran

(blender)

- Pengayakan (20, 30,

40 mesh)

- Penentuan kondisi

optimal ekstraksi

(maserasi 150 rpm;

pelarut: air, ethanol

95%, air-ethanol

95 % (rasio bahan

baku terhadap

pelarut: 1:10 dan

1:30); waktu

ekstraksi: 60, 90, 120

menit;

Maserasi (150

rpm)

Air

30

60

- Pemisahan (sentrifugasi

3500 rpm, 15 menit)

- Pemisahan pelarut

(rotary evaporator, 40oC)

- Pencampuran (1 mM

buffer asetat pH 4)

- Ekstraksi fasa air (etil

asetat), pemisahan

pelarut (rotary

evaporator), pelarutan

kembali (ethanol-air

80:20)

- Kromatografi (2,5 x 30

cm kolom Sephadex

LH-20)

- Pencucian gel (etanol,

0,8mL/menit, hingga

Kondisi optimum ekstraksi

tanin diperoleh pada ukuran

bahan baku 20/30 mesh, pelarut

air-ethanol 95% (1:1), 80oC,

selama 2 jam , dengan

perbandingan bahan baku

terhadap pelarut adalah 1:10

- Tanin yang terkandung dalam

bahan baku adalah tannin

terkondensasi

90

120

50

60

90

10


Sumber Bahan


Temp

(oC)

Waktu


-

120

absorbansi konstan (280

nm))

- Pencucian gel (aseton-

air 50:50, 0,9mL/menit,

hingga absorbansi pada

540 nm konstan)

- Penguapan aseton

(rotary evaporator)

- Kromatografi (fase

gerak etanol

0,9mL/menit dengan λ

280 nm hingga garis

dasar stabil, kemudian

diganti dengan λ 540

nm)

Pengujian intraksi tanin

dengan FeCl3, gelatin,

Pb(C2H3O2)2, dan air

bromin (0,25 gram

sampel dilarutkan

hingga 50 mL, tiap 2

mL dicampur dengan 2-

3 tetes FeCl3 1%, 1 mL

gelatin 1% , 1 ,L

Pb(C2H3O2)2 1%, dan 1

mL air bromin,

absorbansi diukur),

dengan larutan standar:

tanin terhidrolisis dan

terkondensasi

-

80

60

90

120

Etanol 95%

30

60

90

120

50

60

90

120

80 60

11


Sumber Bahan


Temp

(oC)

Waktu


-

90

120

Air – etanol 95% (1:1; 1:10

terhadap bahan baku)

30

60

90

120

50

60

90

120

80

60

90

120

12

Tabel 1.3 Formulasi sediaan semir rambut dari bahan alami

Sumber Bahan

baku Pre-treatment Developer Mordan Filler Pelarut Analisa Hasil

A

(Zaky, et al.,

2015)

Biji buah pinang

(Areca

catechu L.)

- Maserasi (etanol 70%)

- Pemekatan (rotary

evaporator)

Pirogalol CuSO4 Xanthan gum Air - Pengujian (bentuk,

warna, dan bau)

- Pengujian stabilitas

warna (pencucian

shampoo, 2 hari sekali

selama 1 bulan,

paparan sinar matahari

5 jam)

- Peningnkatan konsentrasi

ekstrak dalam formula

warna semakin gelap.

- Warna yang diaplikasikan

pada rambut beruban

cenderung tahan terhadap

pencucian.

- Warna bertahan hingga 7 kali

pencucian.

- Sediaan pewarna rambut

cenderung stabil terhadap


B

(Yuswantina,

et al., 2013)

Kulit buah

manggis

(Garcinia

mangostana L.)

- Pengerigan bahan baku

- Pengecilan dan

pengayakan bahan baku

(30 mesh)

- Ekstraksi (soxhlet,

etanol 70%)

- Pengeringan (freeze

dryer)

Pirogalol CuSO4 - Air - Evaluasi perubahan

warna pada rambut

(visual, natural hair

colour levels)

- Pengujian stabilitas

warna (pencucian,


5 jam)

- Uji iritasi (kulit di

belakang di telinga,

pengamatan: eritema,

papula, vesikula, dan

edema)

- Waktu perendaman rambut

pada sediaan pewarna

rambut yang optimal adalah

3 jam

- Warna yang dihasilkan

cenderung cokelat dan hitam

- Warna stabil hingga

pencucian keenam dan stabil

terhadap paparan sinar

matahari

C

(Boonsong, et

al., 2012)

False daisy, kae-

lar, beleric

myrobalan,

sappan wood,

rhizome of

turmeric, leaves

of thao yanang

- Ekstraksi (maserasi; 2

jam; pH: 5, 7, 9; temp.:

4, 25, 100; rasio F:S 1:4

(w/v)

- Penggilingan

- Pengayakan (100 mesh)

H2O2 (4mL, 6%

(w/v))

FeSO4 (2 mL, 2%

(w/v))

- Air - Pencucian (100 mL,

5% (w/v) shampoo, pH

6, 25oC, 2 menit)

- Hasil pewarnaan yang

optimal diperoleh dengan

mordan FeSO4 dan developer

asam askorbat.

- Developer asam sitrat

menghasilkan pewarna

dengan kekuatan yang

rendah

- Pewarna yang dihasilkan

dapat bertahan hingga 15 kali

pencucian

Jeruk nipis (asam

sitrat, 4mL, 4,12%

(w/v))

Asam askorbat

(4mL, 10% (w/v)

13

Tabel 1.3 Formulasi sediaan semir rambut dari bahan alami (lanjutan)

Sumber Bahan

baku - Pre-treatment Developer Mordan Filler Pelarut Analisa Hasil

D

(Supomo, et

al., 2014)

Kayu secang

(Caesalpinia

sappan L.)

- Pirogalol CuSO4 - Air - Pengujian stabilitas

warna (pencucian: 3

kali dalam 3 hari;

paparan sinar matahari:

5 jam)

- Semakin lama waktu

perendaman, semakin gelap

warna yang dihasilkan.

- Paparan sinar matahari

membuat warna rambut

menjadi lebih gelap.

E

(Amaliyah,

2018)

Kulit buah naga

(Hylocereus

polyrhizus)

- Pencucian

- Pemotongan

- Pengeringan (oven,

105oC, 24 jam)

- Penggilingan (blender)

- Pengayakan (100 mesh)

- FeSO4 - Air - Pengujian hasil

pewarnaan (visual)

- Hasil warna optimal (warna

target, kerataan, tektur

rambut, kilau rambut)

diperoleh pada proporsi 1:1

(ekstrak:mordan)

- Jumlah mordan yang

digunakan mempengaruhi

warna yang dihasilkan

-

14

Documents

PEMANFAATAN ZAT WARNA ALAMI KULIT BUAH MANGGIS …