Pewarna Tekstil Yang Berkelanjutan (Bagian 2)

BULETIN TEKSTIL.COM/Jakarta -Di Artikel sebelumnya Pewarna tekstil yang berkelanjutan (Bagian 1) membahas mengenai sejarah, sumber dan klasifikasi warna khususnya perwarna alami pada tekstil. Pewarna tekstil yang berkelanjutan merupakan istilah lain dalam penggunaan zat warna Alam sebagai pewarna tekstil. Pada kesempatan ini akan dibahas mengenai cara memperoleh serta berbagai kandungan senyawa pada zat warna yang dihasilkan dan aplikasi penggunaan zat warna pada industri.

Gambar 1 – Pewarna alam yang diaplikasikan pada kain

Pada dasarnya isolasi pigmen/pewarna alami dari tumbuhan dapat dilakukan dengan cara mengekstrak bagian tumbuhan dengan menggunakan pelarut yang sesuai kepolarannya dengan zat yang akan diekstrak. Zat pewarna alam dapat diperoleh dengan cara ekstraksi dari berbagai bagian tanaman menggunakan pelarut air pada suhu tinggi atau rendah. Jika air yang digunakan terkontaminasi dengan mineral seperti zat besi, maka akan terjadi pergeseran warna.  Untuk menghindari pergeseran warna dapat digunakan air suling atau air deionisasi. Kemudian dipanaskan sampai mendidih (98-100° C), untuk zat warna yang sensitif terhadap panas (biasanya zat warna dari bunga) sampai suhu 70 -80° C dan dipertahankan selama 1-2 jam tergantung dari zat warna yang diekstrak.

Ekstraksi merupakan proses pemisahan bahan dari campurannya dengan menggunakan pelarut yang sesuai. Proses ekstraksi dihentikan ketika tercapai kesetimbangan antara konsentrasi senyawa dalam pelarut dengan konsentrasi dalam sel tanaman. Setelah proses ekstraksi, pelarut dipisahkan dari sampel dengan penyaringan. Berikut ini berbagai Teknik ekstrasi untuk memperoleh zat warna alam, diantaranya ialah :

1. Ekstraksi senyawa golongan flavonoid dianjurkan dilakukan pada suasana asam karena asam dapat mendenaturasi membran sel tanaman, kemudian melarutkan pigmen antosianin sehingga dapat keluar dari sel serta mencegah oksidasi flavonoid. Antosianin dapat terekstrak dengan baik dalam pelarut asam terutama asam tartrat.
2. Ekstraksi zat warna indigo dari daun tanaman nila dilakukan dengan cara hidrolisis selama 24 jam menggunakan katalis asam. Hasil dari reaksi hidrolisis dipisahkan antara filtrat dan rafinat. Filtrat kemudian dioksidasi dengan menggunakan aerator selama 12 jam. Penggunaan katalis asam sulfat 0,01 M dengan cara tersebut akan dihasilkan zat warna indigo yang tinggi.

Kandungan  Senyawa Kimia

Pewarna alam yang diperoleh dari tanaman sangat beragam di antaranya seperti merah, kuning, biru, coklat, dan hitam; tergantung dari jenis dan bagian tanaman serta cara memperolehnya. Pigmen yang dihasilkan dari tanaman sekitar 2000 pigmen. Di samping itu  pewarna yang diekstraksi dari beberapa tanaman dapat diklasifikasikan sebagai obat dan beberapa di antaranya telah menunjukkan aktivitas anti mikroba. Molekul zat warna alami merupakan gabungan dari zat organik yang tidak jenuh, khromofor sebagai pembawa warna seperti gugus azo, nitroso, nitro dan gugus karbonil, dan auksokrom sebagai pengikat antara warna dengan serat seperti golongan kation dan anion.

Senyawa kimia alami yang merupakan pigmen berwana kuning-oranye-merah merupakan karotenoid. Golongan karotenoid yang penting diantaranya karotene (ß-karoten (C40H56) dan lycopene (C40H56)); xanthophyl(canthaxanthin (C40H52O2), zeaxanthin(C40H56O2), dan lutein (C40H56O2)), dan capsanthin (C40H56O3). ß-karoten merupakan pigmen berwarna oranyekuning, sedangkan lycopene merupakan pigmen yang dapat memberikan warna merah. Xanthophyl adalah karoten oksigen, dapat memberi warna oranye-kuning. Lutein juga merupakan karotenoid yang sangat umum, berwarna lebih hijau-kekuningan. Warna kuning-oranye dari annatto berasal dari lapisan kulit luar biji Bixa orellana, warna tersebut merupakan gabungan dari karatenoid, bixin dan nor-bixin.

Flavonoid merupakan kelompok beragam dari senyawa polifenol berkontribusi pada warna kuning produk hortikultura, lebih dari 4000 struktur flavonoid unik telah diidentifikasi dari 53 sumber tanaman. Berdasarkan perbedaan struktur molekul, flavonoid dikelompokan menjadi enam kelas utama yang berbeda yaitu flavonol, flavanon, flavon, isoflavon, flavonol, dan antosianidin. Pigmen penting dari flavon adalah apigenin, kaempferol, quercetin, myricetin, luteolin, tricin, izoramnetin. Quercetin adalah salah satu flavonoid yang paling penting, memiliki rumus molekul C15H10O7. Luteolin merupakan salah satu senyawa berwarna kuning, juga merupakan salah satu flavonoid, memiliki rumus molekul C15H10O6.

Anthocyanidins termasuk kedalam flavonoids yang sangat berwarna. Anthocyanin adalah glikosida dari antosianidin merupakan kelas fenolik memberikan warna biru-merah-oranyeungu. Tanin diklasifikasikan menjadi hydrolyzable tannin (pyrogallol tannin)  dan condensed tannins (cathecol). Condensed tannin dikenal sebagai proanthocyanidins merupakan polimer yang terdiri dari 2 sampai 50 (atau lebih) unit flavonoid yang bergabung dengan ikatan karbon-karbon, yang tidak rentan terhadap hidrolisis. Hydrolyzable tannins (pyrogallol) dan condensed tannins (cathecol) atau flavonoid tannin berasal dari kelompok flavonol; dapat digunakan sebagai bahan penyamak kulit. Masing-masing memberikan warna  kuning kecoklatan  dan coklat kemerahan.

Tetrapyrolle adalah klorofil yang merupakan pigmen hijau dimanfaatkan oleh semua tanaman untuk berlangsungnya fotosintesis. Penggunaan sebagai pewarna terbatas, karena labilitas dari magnesium dan terkait perubahan warna yang terjadi. Anthracenes mengandung beberapa pewarna terkenal. Kelompok terbesar yang paling dikenal penggunaannya adalah anthraquinones (kuinon), karena memberi warna yang tajam. Pewarna antrakuinon membutuhkan mordant (ion logam kompleks) untuk proses pewarnaan kain.

Betacyanin (betalains) merupakan pigmen berwarna merah, diperoleh dari ekstrak bit merah (Beta vulgaris). Ekstrak akar bit mengandung pigmen merah, kuning dan juga merah kebiruan tergantung pada kandungan betanin, stabil pada kisaran pH tinggi. Digunakan untuk pewarna makanan seperti minuman, kembang gula dan produk susu. Indigo biru diperoleh dari ekstrak daun kering Indigofera spp, yang berisi glukosida indican atau isatan B atau Indigotin. Pemanasan daun teh dalam lingkungan yang basah dan suasana asam, dapat menyebabkan perubahan senyawa klorofil menjadi feofitin, dan warna berubah menjadi hijau kecoklatan.

Gambar 2 – Buah Bit

Aplikasi pada Industri

1. Industri Tekstil

Para pengrajin batik dan tenun tradisional telah banyak mengenal tumbuhan-tumbuhan yang dapat digunakan untuk mewarnai bahan tekstil; beberapa diantaranya adalah daun nila (Indigofera sp.), kulit kayu soga tingi (Ceriops candolleana arn), kayu tegeran (Cudraina javanensis), kunyit (Curcuma sp.), teh (Camelia sp.), akar mengkudu (Morinda citrifolia), kulit kayu soga jambal (Pelthophorum ferruginum), kesumba (Bixa orellana) dan daun jambu biji (Psidiumguajava).

Agar warna tekstil yang dihasilkan tidak mudah luntur dan cemerlang, maka pada proses pencelupan/pewarnaan perlu ditambahkan suatu bahan yang dapat berfungsi sebagai mordant atau fiksator  (pengikat) zat warna. Bahan fiksasi perlu dipilih dari bahan yang ramah lingkungan dan bersifat non-toksik supaya tidak menjadi masalah pada lingkungan.  Bahan pengikat yang sering digunakan pada industri batik antara lain: jeruk sitrun, jeruk nipis, cuka, sendawa, boraks, tawas, gula batu, gula jawa, gula aren, tunjung, prusi, tetes, air kapur, tape, pisang klutuk, daun jambu klutuk.

Pembatikan kain katun dengan pewarna alam dari ekstrak kulit buah manggis (tanpa atau dengan fiksasi kapur, tawas, atau tunjung), ektrak kulit kayu nangka (dengan fiksasi tunjung) dan ekstrak biji kesumba (dengan fiksasi tunjung atau tawas), ektrak daun mangga (dengan fiksasi tawas), dapat memberikan ketahanan luntur yang baik pada kain yang dibatik.

Gambar 3 – Produk Batik

2. Industri Makanan

Zat pewarna alam yang biasa digunakan sebagai bahan tambahan makanan di antaranya adalah: ekstrak annatto, bit merah, canthaxanthin, karoten, ekstrak Dactylopuis coccus, biji kapas, ekstrak kulit anggur, buah dan jus sayuran, ekstrak Tagetes, minyak wortel, minyak endosperm jagung, paprika dan paprika oleoresin, riboflavin, kunyit, oleoresin kunyit, xanthophylls (flavoxanthins, rubiaxanthins, zeaxanthin), dan klorofil.

Annato telah digunakan sebagai pewarna makanan lebih dari 200 tahun silam, untuk mewarnai berbagai produk makanan dan produk susu terutama keju. Warna kuning-oranye dari Annatto berasal dari lapisan luar biji tropis pohon Bixaorellana; kandungan karotenoid, bixin, dan norbixin akan memberikan penampilan warna kuning-oranye.

Pigmen yang paling umum digunakan dalam industri makanan adalah beta karoten yang diperoleh dari beberapa mikroalga dan cyanobacteria. Canthaxanthin merupakan pigmen berwarna oranye-pink sampai merah gelap termasuk karotenoid digunakan untuk mewarnai keju (produk dairy), kembang gula/permen, ikan dan produk daging, produk buah-buahan, minuman, snack/makanan ringan, bir dan anggur. Namun demikian, di bawah peraturan Uni Eropa canthaxanthin tidak dianggap sebagai makanan aditif. Lutein merupakan karotenoid berwarna lebih hijau kekuningan, juga tidak diperbolehkan sebagai pewarna makanan di Amerika Serikat kecuali untuk mewarnai bahan makanan unggas/ayam.

Gambar 4 – Sumber pewarna alam untuk makanan

3. Industri Farmasi

Pewarna alam juga memainkan peranan penting dalam kesehatan manusia karena mengandung beberapa senyawa biologis aktif, memiliki sejumlah sifat farmakologi seperti antioksidan yang kuat, antimutagenik, anti-inflamasi dan efek antiarthritic. Karotenoid dapat bertindak sebagai antioksidan biologis, melindungi sel dan jaringan dari kerusakan akibat radikal bebas dan oksigen bebas dan juga sebagai sumber antitumor. Ekstrak biji anggur adalah sumber utama kelompok antioksidan kuat, juga pewarna bio digunakan untuk warna tablet/pil dan tonik.

4. Industri Kosmetik

Pewarna yang berasal dari tanaman seperti Bixa orellana dan Lithospermum erythrorhizon berfungsi sebagai sumber pewarna alami untuk mewarnai lipstik dan eye shadow liners. Bubuk pigmen antosianin dari mahkota bunga mawar 4 hari pasca potong, memiliki kualitas pigmen Terbaik. Pigmen antosianin bunga mawar 2-4% lebih efektif menyumbangkan warna kemerahan dan kekuningan (yellowness) pada kosmetik body lotion. Pigmen polifenol dari biji pinang (Areca catechu L.) mengandung katekin, epikatekin, leukosianidin dan flavonoid kompeks dapat memberikan warna merah kuning pada produk sabun trasparan.

Gambar 5 – Pewarna alami untuk lipstik

5. Industri Kerajinan

Barang barang kerajinan yang menggunakan bahan berselulosa atau serat alam dapat diwarnai dengan bahan pewarna alam yang dapat digunakan untuk pewarna kain yang terbuat dari serat alam. Luteolin merupakan salah satu senyawa pewarna kuning, yang menghasilkan gemerlap (vibrant) dan tahan luntur cahaya, digunakan dalam proses pencelupan emas. Pewarnaan serat alam non tekstil seperti; agel, serat nanas, rotan hati dan iratan bambu menggunakan pewarna alam dari gambir, memberikan warna coklat kemerahan. Apabila menggunakan kulit buah kakao memberikan warna coklat, sedangkan cangkang sawit dan rumput laut memberikan warna coklat abu-abu.

6. Industri Penyamakan Kulit

Tanin yang diekstrak dari kulit walnut, kulit kayu putih, rimpang kunyit dan daun teh sudah sering digunakan untuk penyamakan kulit. Penggunaan bahan tersebut masih terbatas pada industri penyamakan kulit skala kecil, sedangkan pada industri besar menggunakan bahan penyamak krom. Tanin yang diekstrak dari daun gambir sebagian besar terdiri dari monomer flavonol seperti catechin, epicatechin dan alkaloid. Beberapa penelitian melaporkan bahwa pewarnaan kulit menggunakan zat warna alam jenis carminic acid dan laccaic acid konsentrasi 5%, waktu pencelupan 100 menit menghasilkan kulit dengan warna merah yang stabil sedangkan pewarna alami dari monascorubrin dan betanine menghasilkan ketahan luntur cahaya yang jelek, sehingga tidak cocok untuk mewarnai kulit.

(Red B-Teks/Agung )

diolah dari berbagi sumber

Hits: 49