Upload
others
View
16
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN PENELITIAN FAKULTAS
STABILITAS SERBUK PEWARNA ALAMI JINGGA DAUN JATI
MUDA YANG DIOLAH DENGAN PROSES FREEZE DRYING DAN
MIKROENKAPSULASI
Peneliti :
1. Dr. Victoria Kristina Ananingsih, ST. MSc.
2. Dr. Alberta Rika Pratiwi, MSi.
3. Ir. Sumardi, MSc.
4. Frisca Melia Mardiana
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIKA SOEGIJAPRANATA SEMARANG
2015
2
2
3
3
1. PENDAHULUAN
Pewarna makanan digunakan untuk memperbaiki dan memberi warna pada makanan
Pemilihan pewarna sintetis perlu mendapat perhatian masykarat karena banyak pewarna
sintetis yang berbahaya beredar di pasaran yang peruntukannya seharusnya untuk
pewarna tekstil, contohnya adalah pemberian pewarna Ponceau SX dan Rhodamin B.
Pewarna sintetis yang berbahaya ini dapat berpengaruh terhadap keracunan pada tubuh
dan penyakit ginjal.
Daun jati muda mempunyai warna jingga karena antosianin yang terkandung di
dalamnya. Turunan antosianin yang terdapat dalam daun jati yang berfungsi sebagai
pigmen alami yaitu pelargonidin 3-glukosida dan pelargonidin 3,7-diglukosida (Ati et
al., 2006). Ekstrak antosianin daun jati muda dapat digunakan sebaga pewarna jingga
pada makanan dan minuman. Dalam suasana asam, pigmen antosianin akan lebih stabil
dibandingkan larutan yang netral atau basa, karena berada dalam bentuk kation
flavilium hingga basa kuinoidal. Dalam basa, akan diperoleh ekstrak yang bewarna biru
(Fennema, 2011). Maserasi dapat dilakukan untuk ekstraksi antosianin dengan pelarut
air karena pigmen antosianin mempunyai sifat larut dalam air dan stabil pada kondisi
asam. Akuades bersifat polar sehingga dapat digunakan untuk ekstraksi antosianin yang
juga bersifat polar (Saptarini et al., 2015).
Daun jati muda setelah dipetik mempunyai umur simpan yang terbatas. Pengolahan
daun jati muda menjadi produk serbuk kering akan memperpanjang umur simpan dan
mempermudah dalam penyajiannya. Proses freeze drying akan dilakukan untuk
memproduksi serbuk daun jati muda. Bahan mikroenkapsulasi yang ditambahkan yaitu
maltodekstrin untuk melindungi komponen aktif daun jati muda, sehingga diharapkan
komponen bioaktif yang terkandung di dalamnya akan lebih stabil selama proses
pengolahan dan penyajian. Mikroenkapsulasi menggunakan maltodekstrin dilakukan
untuk melindungi pigmen antosianin dari ekstrak daun jati muda selama proses freeze
drying.
4
4
2. TINJAUAN PUSTAKA
Freeze drying
Pengeringan dengan freeze drying melalui proses pembekuan pada bahan pangan
kemudian dilanjutkan dengan pengeringan dengan mengeluarkan sebagian besar air
yang terkandung dalam bahan. Proses pengeluaran kandungan air ini terjadi melalui
mekanisme sublimasi yang terjadi saat suhu produk dinaikkan sehingga akan terjadi
perubahan fase dari padat (es) ke fase uap. Jika kondisi ini berlangsung secara terus
menerus, maka air dalam bahan pangan akan berkurang secara kontinyu dengan adanya
proses sublimasi. Mekanisme ini berbeda dengan proses pengeringan dengan
mekanisme penguapan pada suhu tinggi sehingga akan terjadi perubahan kimia pada
bahan yang dapat menyebabkan terbentuknya kerak di permukaan dan akan
menyebabkan adanya hambatan bagi difusi uap dari bagian basah ke udara atau
lingkungan.
Untuk proses pengeringan beku (freeze dryer), bahan yang dikeringkan terlebih dahulu
dibekukan kemudian dilanjutkan dengan pengeringan menggunakan tekanan rendah
sehingga kandungan air yang sudah menjadi es akan langsung menjadi uap, dikenal
dengan istilah sublimasi.Dengan menggunakan freeze drying yang memanfaatkan
mekanisme sublimasi yang terjadi pada suhu dingin, proses perubahan kimia tidak akan
terjadi, tidak seperti pengeringan dengan menggunakan panas. Pengeringan bahan yang
sensitif terhadap panas dapat dilakukan menggunakan metode freeze drying yang
dilengkapi dengan teknik mikroenkapsulasi (Ezhilarasi et al., 2013).
Mikroenkapsulasi
Mikroenkapsulasi adalah teknik untuk melapisi butiran droplet bahan yang dikeringkan.
Teknik ini akan melindungi produk dari kerusakan selama proses pengeringan karena
suhu pemanasan yang tinggi, sehingga intensitas warna, flavor dan nutrisi produk dapat
dijaga (Versich, 2000). Selain itu, khususnya pada bahan dengan kandungan
monosakarida yang tinggi, metode ini digunakan untuk menghindari terbentuknya
produk yang lengket pada alat pengering. Mikroenkapsulasi dengan pengeringan
semprot telah banyak digunakan dalam industri pangan. Bahan enkapsulasi yang dapat
5
5
digunakan adalah karbohidrat, gum dan protein (Gharsallaoui et al., 2012).
Maltodekstrin digunakan sebagai bahan enkapsulasi karena kelarutannya yang tinggi
dalam air, viskositas yang rendah dan kadar gula yang rendah (Sansone et al., 2011).
Gum arab juga efektif sebagai bahan enkapsulasi karena fungsi proteksi koloid yang
dimilikinya. Namun bahan ini mempunyai kekurangan karena harganya, ketersediaan
dan variasi kualitas dari gum arab.
3.TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui stabilitas serbuk instan pewarna alami daun
jati muda yang diolah dengan proses freeze drying dan mikroenkapsulasi. Bahan
mikroenkapsulasi yang digunakan adalah maltodekstrin.
3. METODE PENELITIAN
Dalam penelitian ini digunakan daun jati muda dan maltodekstrin sebagai bahan
mikroenkapsulat. Penelitian dilakukan di Laboratorium Ilmu Pangan dan Rekayasa
Pengolahan Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Unika Soegijapranata.
Ekstrak daun jati muda dibuat dari 30 gram daun jati muda dengan penambahan 150 ml
air. Selanjutnya dilakukan penambahan 20%, 40% dan 60% maltodekstrin DE 10 untuk
setiap 100 ml ekstrak. Penambahan asam sitrat dilakukan sampai diperoleh pH=3.
Sampel dimasukkan di dalam freezer selama 12 jam dan dilakukan freeze drying selama
48 jam. Serbuk daun jati muda yang diperoleh diseragamkan dengan pengayakan 80
mesh dan dilakukan analisa antosianin dan aktivitas antioksidan serta intensitas warna.
Pelarutan serbuk daun jati muda dilakukan menggunakan air dan didiamkan selama 9
jam. Selama waktu tersebut tiap interval 1,5 jam dilakukan pengukuran intensitas
warna, aktivitas antioksidan dan intensitas warna.
Analisa antioksidan dilakukan menggunakan metode DPPH. Intensitas warna dengan
menggunakan Chromameter. Analisa antosianin dengan metode AOAC (2005).
6
6
Ekstrak daun jati muda
Mikroenkapsulasi : maltodekstrin 20%, 40% dan 60%
Pengaturan pH = 3 dengan asam sitrat
Freeze drying
Serbuk instan daun jati muda
Pelarutan dalam air suhu ruang dan didiamkan selama 9 jam
uang
Analisa antosianin dan antioksdian
Analisa intensitas warna
Analisa antosianin dan antioksidan
Analisa intensitas warna
7
7
5.HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Serbuk daun jati muda yang dihasilkan dari proses pengeringan beku mempunyai kadar
air
8
8
Dari hasil penelitian ini dapat diketahui peran maltodekstrin sebagai bahan enkapsulasi
berperan untuk melindungi pigmen antosianin serbuk daun jati muda selama proses
pengeringan. Oleh karena itu, penambahan maltodekstrin yang paling tinggi
menghasilkan % inhibition yang paling tinggi pula.
Tabel 5.3. menunjukkan intensitas warna serbuk daun jati muda. Tingkat kecerahan
serbuk instan daun jati muda ditunjukkan oleh nilai L* (Lightness) dan intensitas warna
merah ditunjukkan oleh nilai a* (Redness) yang positif (MacDougall, 2002).
Tabel 5.3. Intensitas warna serbuk instan daun jati muda
Konsentrasi Warna
Maltodekstrin 20% L*=64,186±2,339
a
a*=14,338±1,208b
Maltodekstrin 40% L*=72,533±2,417
b
a*=11,538±0,731a
Maltodekstrin 60% L*=74,300±0,259
b
a*=11,433±0,511a
Keterangan :
Semua nilai merupakan nilai mean ± standar deviasi
Uji beda pada kolom warna dilihat berdasarkan komponen warna yang diuji (L* konsentrasi maltodekstrin 20% dibandingkan dengan L* konsentrasi maltodeksrin 40%
dan 60%; a* konsentrasi maltodekstrin 20% dibandingkan dengan a* konsentrasi
maltodeksrin 40% dan 60%)
Maltodekstrin mampu melindungi pigmen dari kerusakan selama pengeringan. Namun
penambahan maltodekstrin yang semakin banyak akan memudarkan warna jingga dari
serbuk pewarna alami tersebut. Penambahan 40% dan 60% maltodekstrin memberikan
warna jingga yang tidak berbeda nyata, namun lebih muda dibandingkan dengan
penambahan 20% maltodekstrin.
Stabilitas Pelarutan Serbuk Daun Jati Muda
Antosianin bersifat polar sehingga larut dalam air yang juga bersifat polar (Delgado,
2003). Kandungan antosianin serbuk daun jati muda saat pelarutan dan setelah
didiamkan selama 9 jam pada berbagai konsentrasi maltodekstrin dapat dilihat pada
Tabel 5.4.
9
9
Tabel 5.4. Antosianin Serbuk Daun Jati Muda Saat Pelarutan dan Setelah Didiamkan
Selama 9 Jam Berbagai Konsentrasi Maltodekstrin
Konsentrasi Antosianin (mg/l)
t0 (Awal)
Antosianin (mg/l)
t6 (Akhir)
Penurunan
Antosianin (%)
Maltodekstrin 20% 2.763±0,519a 2.262±0,442
a 18.221%
Maltodekstrin 40% 2,781±0,343a 0,597±0,085
a 78,532%
Maltodekstrin 60% 3.082±0,129a 0,547±0,080
b 82,251%
Keterangan :
t0 (awal) adalah waktu awal saat serbuk daun jati muda dilarutkan dalam air (pelarutan)
t6 (akhir) adalah waktu akhir saat serbuk daun jati muda didiamkan 9 jam dalam air
Semua nilai merupakan nilai mean ± standar deviasi
Nilai dengan superscript yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan nyata dalam perlakuan dalam tingkat kepercayaan 95% (
10
10
Tabel 5.6. Kelarutan Serbuk Daun Jati Muda Berbagai Konsentrasi Maltodekstrin
Konsentrasi Kelarutan(%)
Maltodekstrin 20% 1,597±0,291a
Maltodekstrin 40% 3,413±0,368b
Maltodekstrin 60% 2,953±0,561b
Keterangan :
Semua nilai merupakan nilai mean ± standar deviasi
Nilai dengan superscript yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan nyata dalam perlakuan dalam tingkat kepercayaan 95% (
11
11
Dari Gambar 5.2 dan Gambar 5.3 diperoleh persamaan linear yang menghubungkan
waktu dan nilai L* serta nilai a* selama pelarutan dan pendiaman selama 9 jam serbuk
instan daun jati muda. Persamaan linear dapat digunakan sebagai model perhitungan
karena diperolehnya nilai koefisien determinasi (R2) yang tinggi yaitu lebih besar dari
0,9.
Gambar 5.3. Persamaan Penurunan Nilai a* (Redness) Serbuk Daun Jati Muda Berbagai
Konsentrasi Maltodekstrin Setiap 1,5 Jam Sekali Saat Pelarutan dan
Setelah Didiamkan Selama 9 Jam
y = -0.0579x + 1.1049
y = -0.0283x + 0.7487
y = -0.03x + 0.4342
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Nila
i a*
Waktu
maltodekstrin 20% maltodekstrin 40%
maltodekstrin 60% Linear (maltodekstrin 20%)
Linear (maltodekstrin 40%) Linear (maltodekstrin 60%)
12
12
t0
t1
t2
t3
t4
t5
t6
t0
t1
t2
t3
t4
t5
t6
t0
t1
t2
t3
t4
t5
t6
Gambar 5.4. Perubahan Warna Serbuk Daun Jati Muda Berbagai Konsentrasi
Maltodekstrin Setiap 1,5 Jam Sekali Saat Pelarutan dan Setelah
Didiamkan Selama 9 Jam (t0-t6; t menunjukkan waktu; (a)=matodekstrin
20%, (b)=maltodekstrin 40%, (c)=maltodekstrin 60%)
(a)
(b)
(c)
13
13
Setelah pelarutan dan didiamkan selama 3 jam, tampak adanya endapan yang tidak larut
yang merupakan komponen pati dari serbuk daun jati muda. Perubahan warna jingga
dari larutan jernih menunjukkan perubahan pewarna alami antosianin daun jati muda.
Perubahan yang signifikan pada ketiga konsentrasi maltodekstrin terjadi pada t3 yaitu
setelah larutan didiamkan selama 4,5 jam. Pigmen mengalami kerusakan karena panas
di ruangan dan adanya cahaya yang kontak dengan antosianin daun jati muda. Pigmen
antosianin mudah mengalami kerusakan dan sangat sensitif terhadap cahaya dan panas.
KESIMPULAN
1. Penambahan maltodekstrin sebanyak 20% menghasilkan serbuk pewarna alami
dengan nilai L* terendah dan nilai a* tertinggi setelah proses freeze drying dan
setelah pelarutan dengan air.
2. Penambahan maltodekstrin sebanyak 60% menghasilkan serbuk pewarna alami
dengan rendemen yang paling tinggi, serta % inhibition dan kandungan
antosianin yang paling tinggi.
14
14
DAFTAR PUSTAKA
AOAC. (2005). AOAC Offiial Method : Total Monomeric Anthocyanin Pigmen
Content of Fruit Juice, Beverages, Natural Colorant, and Wines pH Differential Method.
Benyamin Franklin Station. Washington D.C.
Ati, Neltji Herlina et al. (2006). Komposisi dan Kandungan Pigmen Tumbuhan Pewarna
Alami Tenun Ikat di Kabupaten Timor Tengah Selatan, Propinsi Nusa Tenggara Timur.
Indo. J. Chem, 6 (3) : 325 – 331. Salatiga.
Delgado-Vargas, F & O. Paredes-Lopez. (2003). NaturalColorants for Food and
Nutraceutical Uses. CRC Press. USA.
Ezhilarasi, P.N.; D. Indrani; B.S. Jena & C. Anandharamakrishnan. (2013). Freeze
Drying Technique For Microencapsulation of Garcinia Fruit Extract and Its Effect on
Bread Quality. Journal of Food Engineering. DOI 10.1016/j.jfoodeng.2013.01.009.
Fennema, O. R. (2011). Food Chemistry, Marcel Dekker, Inc. New York.
Gharsallaoui, A., Roudaut G., Chambin, O., Voilley, A. and Saurel, R. (2012).
Applications of spray-drying in microencapsulation of food ingredients: An overview.
Food Research International, 40 : 1107–1121.
MacDougall, Douglas B. (2002). Colour in Food (Improving Quality). Woodhead
Publishing Limited. Cambridge England. USA.
Sansone, F., Mencherini, T.,Picerno, P., d’Amore, M., Aquino, R.P. and Lauro, M.P.
(2011). Maltodextrin/pectin microparticles by spray drying as carrier for nutraceutical
extracts. Journal of Food Engineering, 105 : 468–476.
Saptarini, N. M, Suryasaputra, D and Nurmalia, H. (2015). Application of Butterfly Pea
extract as an indicator of acid-base titration. Journal of Chemical and Pharmaceutical
Research, 7(2) : 275-280.