PROGRAM MINIRISET

A. JUDUL PENELITIAN

Pengaruh pH dan Suhu terhadap Stabilitas Pigmen dalam Ekstrak Kasar

Mahkota Bunga Hortensia (Hydrangea macrophylla)

B. LATAR BELAKANG

Hortensia merupakan tanaman hias yang cukup populer di Indonesia, disukai

orang karena bunganya yang besar. Spesies yang paling banyak ditanam

adalah Hydrangea macrophylla yang terdiri dari sekitar 600 kultivar.

(Anonim, 2008). Hortensia merupakan salah satu tumbuhan yang banyak

diminati oleh sebagain besar masyarakat indonesia. Salah satu ciri unik dari

tumbuhan ini adalah memilki bunga yang bisa berubah warnakarena adanya

interaksi pigmen anthosianin yang banyak dikandung bunga tersebut dengan

akumulasi ion alumunium (Al+) yang dilakukan tumbbuhan. Selain itu, daun

dan akar tanaman ini juga bisa dimanfaatkan sebagai tanaman obat (Anonim,

2008).

Tumbuhan ini merupakan salah satu tumbuhan yang memiliki kandungan

pigmen. anthosianin yang sangat tinggi. Pada kesempatan sekarang,

Anthosianin mendapatkan perhatian yang tinggi tentang potensinya dalam

dunia kesehatan dalam kurun waktu kurang dalam lima belas tahun terakhir.

Selain itu, anthosianin dipercaya sebagai salah satu nutraceutical yang

penting (Jodheim, 2008). Hal ini dimungkinkan dengan berbagai penemuan

terbaru tentang manfaat anthosianin yang banyak ditemukan akhir-akhir ini.

Secara garis besar, hal ini disebabkan karena kemungkinannya yang bisa

memberikan efek antioksidan, dan anthosianin juga berpotensi dengan

perannya dalam terapeutik yang berhubungan dengan penyakit

kardiovaskular., tretmen kanker, penghambatan beberapa jenis virus termasuk

virus HIV-1, dan membentu meningkatkan akurasi penglihatan. (Talavera

1

PROGRAM MINIRISET

dkk., 2006; Stintzing dkk., 2002; Moyer dkk., 2002; Sandvik, 2004; Rechner

dan Kroner, 2005; Cecchini dkk., 2005; Kamei dkk., 1995; Cooke dkk., 2005;

Beattie dkk., 2005; Andersen dkk., 1997; Jang dkk., 2005; Nakaishi et al.,

2000; Wrolstad dkk., 2002 dalam Jordheim 2007). Secara luas potensi

anthosianin untuk manusia sebagai anthosianin dan berbagai efek positif lain

untuk kesehatan ang telah diobservasi secara in vitro, juga tentu secara in

vivo yang bergantung kepada absorpsi, metabolisme, distribusi dan ekskresi

dan senyawa ini dalam tubuh (Rice-Evans, 2003 dalam Jordheim 2007).

Berbagai manfaat yang telah ditemukan ini merupakan sebuah potensi yang

sangat besar bagi anthosianin dalam pemanfaatan kedepannya sebagai salah

satu zat organik yang banyak digunakan dalam dunia kesehatan.

Dalam berbagai pemanfaatan anthosianin, termasuk pemanfaatan anthosianin

dari bunga Hortensia (Hydrangea macrophylla), diperlukan sebuah

pengkajian terlebih dahulu tentang berbagai informasi spesifik mengenai jenis

pigmen anthsianin ini dalam bunga Hortensia. Beberapa informasi penting

yang diperlukan dalam hal ini antara lain mengenai stabilitasnya dalam

berbagai kondisi yang berbeda. Penelitian yang berhubungan dengan

stabilitas anthosianin dari berbagai parlakuan yang diberikan serta berbagai

jenis tumbuhan sumber anthosianin telah banyak dilakukan. Sebagai contoh,

pengaruh cahaya, suhu dan pH terhadap stabilitas anthosianin telah banyak

dilakukan oleh beberapa peneliti (Stringheta, 1991; Kuskoski dkk, 2000

dalam Ozela 2008). Hal ini dikarenakan pH, cahaya dan suhu mrupakan

beberapa aspek perlakuan yang dapat memberikan informasi tentang stabilitas

anthosianin (Iacobucci dan Sweeny, 1983; Jackman dkk., 1987; Francis,

1989; Cabrita, 1999 dalam Jordheim, 2007). Oleh karena penelitian yang

bertujuan untuk mengetahui pengaruh cahaya, suhu pH terhadap stabilitas

anthosianin pada bunga hortensia perlu dilakukan.

2

PROGRAM MINIRISET

C. RUMUSAN MASALAH

Apa pengaruh pH, cahaya dan suhu terhadap stabilitas pigmen dalam

ekstrak kasar mahkota bunga Hortensia (Hydrangea macrophylla)?

D. TUJUAN PENELITIAN

Untuk mengetahui pengaruh pH, cahaya dan suhu terhadap stabilitas pigmen

dalam ekstrak kasar bunga Hortensia (Hydrangea macrophylla)

E. HIPOTESIS

Ada pengaruh pH dan suhu yang sinifikan terhadap stabilitas pigmen dalam

ekstrak kasar bunga Hortensia (Hydrangea Macrophylla).

F. MANFAAT PENELITIAN

Manfaat dari penelitian ini adalah hasil penelitian yang didapat diharapkan

bisa dijadikan informasi awal sebagai dasar pengembangan aplikasi

pemanfaatan anthosianin dalam bunga Hortensia (Hydrangea marophylla).

G. DASAR TEORI

G.1. Hortensia

Hortensia merupakan tanaman hias yang populer, disukai orang karena

bunganya yang besar. Spesies yang paling banyak ditanam adalah Hydrangea

macrophylla yang terdiri dari sekitar 600 kultivar. Pada umumnya Hydrangea

macrophylla memiliki bunga yang besar tapi seluruhnya steril (Anonim,

2008).

3

PROGRAM MINIRISET

Tanaman berhabitus semak dengan tinggi 1-3 meter, tapi ada juga yang

merambat di tanaman lain hingga mencapai ketinggian 30 meter. Daun

berbentuk bulat telur, tepi beringgit, warna hijau muda berkilau. Selain dari

spesies yang tumbuh di daerah beriklim sejuk yang memiliki sifat

menggugurkan daun (deciduous), sebagian besar spesies merupakan tanaman

yang berdaun hijau sepanjang tahun (evergreen). Di Indonesia, Hortensia juga

dikenal dengan nama Kembang Bokor, sedangkan dalam bahasa Melayu

dikenal dengan nama Bunga Tiga Bulan (Anonim, 2008).

Gambar G.1. Kiri : Bunga hortensia berwarna yang pink dan ungu, Kanan :

Sekelompok BungaHortensiayang bergerombol membentuk semak

Klasifikasi

Regnum Plantae

Divisio Magnoliophyta

Classis Magnoliopsida

Ordo Cornales

Familia Hydrangeaceae

Genus Hydrangea

Spesies Hydrangea macrophylla

4

PROGRAM MINIRISET

(sumber : www.wikipedia.com)

Pada tanaman ini yang terlihat seperti daun mahkota sebenarnya adalah daun

kelopak. Perbungaan majemuk, berbentuk malai, keluar dari ujung tangkai,

membentuk rangkaian membulat seperti sanggul, di daerah beriklim sejuk

mekar di awal musim semi hingga akhir musim gugur. Pada sebagian spesies,

malai terdiri dari 2 jenis bunga, kelompok bunga yang fertil di tengah malai

dan bunga-bunga steril yang berukuran lebih besar terangkai membentuk

lingkaran. Ada juga spesies yang memiliki bunga yang semuanya fertil dan

bentuknya sama (Anonim, 2008).

Bunga Hortensia yang banyak ditemukan di Indonesia adalah H.

macrophylla. Bunganya berwarna putih pada sebagian besar spesies, tapi

beberapa spesies terutama H. macrophylla mempunyai bunga yang bisa

berwarna biru, merah, merah jambu, atau ungu bergantung pada tingkat pH

tanah. Sewaktu masih kuncup, bunga berwarna hijau, berubah menjadi putih,

sewaktu mekar berwarna biru muda atau merah jambu yang secara bertahap

berubah menjadi warna-warna yang lebih tua tua (biru tua atau merah)

sebelum bunga rontok. Tanah yang bersifat asam menghasilkan bunga

berwarna biru, tanah dengan pH normal menghasilkan bunga berwarna putih

krem, dan tanah yang bersifat basa menghasilkan bunga berwarna merah

jambu atau ungu. Hortensia merupakan salah satu dari tanaman yang pada

daun bunga mengumpulkan unsur aluminium yang dilepaskan tanah yang

bersifat asam sehingga bunga menjadi berwarna biru (Anonim, 2008).

G.1. Athosianin

Anthosianin berasal dari bahasa Yunani yaitu “anthos” yang berarti bunga

dan “kyanos” yang berarti biru gelap dan termasuk senyawa flavonoid.

Senyawa ini merupakan sekelompok zat warna berwarna kemerahan yang

larut di dalam air dan tersebar sangat luas di dunia tumbuh-tumbuhan. Oleh

karena itu dapat digunakan sebagai pewarna alami yang tersebar luas dalam

tumbuhan (bunga, buah-buahan, dan sayuran). Pigmen yang berwarna kuat

5

PROGRAM MINIRISET

dan larut dalam air adalah penyebab hampir semua warna merah, oranye,

ungu, dan biru (Kumalaningsih, 2007).

Anthosianin merupakan salah satu janis senyawa flavonoid. Flavoniod adalah

salh satu subsrat phenolic yang diisolasi dari banyak tanaman berpembuluh,

adan lebih dari 8150 jenis flavonoid telah dilaporkan (Andersen and

Markham, 2006). Mereka bertindak di tumbuhan sebagai antioxidan,

antimikroba, fotoreseptor, antraktans visual, feeding repellents, and

menyaring cahaya (Pieatta, 2000). Banyak kajian yang telah mengangkat

pembahasan bahwa flavoniod mempunyai banyak manfaat, yang mencakup

antiallergenik, anti virus, anti peradangan, dan berpengaruh pada pelebaran

pembuluh darah.

Gambar G.2. Struktur flavonoid dasar dengan keterangnan penomoran.

Struktur dasar flavonoid dasar mengandung inti flavon, which consists of 15

carbon atoms derived from a C6-C3-C6 skeleton (Figure 1). Anthosianin

sebelumnya biasa digunakan untuk mengambarkan pigmen biru dari bunga

cornflower, Centaurea cyanus (Marquart,1835). Anthosianin menyebabkan

terjadinya perubahan warna pigmen cyanin yang bersifat bertahap dari jingga

atau merah dan ungu atau biru kehitaman dari banyak bunga, buah, daun dan

batang. Pigmen yang larut dalam air ini terdapat dalam sebagian besar

kelompok dari kerajaan tumbuhan (Strack and Wray, 1994), dan selama

kurang lebih 10 tahun terakhir terdapat penambahan laporan hasil penelitian

anhosianin yang cukup eksponensial (Andersen and Jordheim, 2006). Dalam

satu sisi, hal ini bisa dijelaskan dengan banyanya penelitian yang bertujuan

6

PROGRAM MINIRISET

untuk perbaiakan metode analitis, Tetapi kengunaan yang potensial dari

anthosianin sebagai senyawa yang bermanfaat bagi kesehatan merupakan sisi

lain dari peningkatan penelitian terhadap pigmen ini.

Anthosianin adalah indikator alami dari pH. Dalam media asam, tampak

merah, saat pH meningkat menjadi lebih biru. Warna dari anthosianin

biasanya lebih stabil pada pH dibawah 3,5. Pigmen anthosianin stabil pada

pH 1-3. Pada pH 4-5, anthosianin hampir tidak berwarna. Kehilangan warna

ini bersifat reversibel dan warna merah akan kembali ketika suasana asam.

Ion logam yang sering ditemukan mengubah warna ialah Magnesium dan

Almunium (Robinson, 1991). Antosianin ditampakkan oleh panjang

gelombang dari absorbansi maksimal spektrum pada 525 nm (Hendry, 1996).

Masing-masing memiliki absorbansi maksimal pada panjang gelombang

tertentu, untuk jenis pelargonidin berkisar antara 498-513 nm, sianidin pada

523 nm, delfinidin pada 534 nm dan malvidin pada 534 nm. (Mabry dkk.,

1970, Harborne 1967, Jurd dan Horowitz, 1961 dalam Markam, 1988).

Gambar G.3. Kiri: Struktur Anthosianin yang sering ditemukan dalam

keadaan alami. Kanan: Struktur dari beberapa 5-karbosipiranoanthosianidin.

7

PROGRAM MINIRISET

G.3. Stabilitas Anthosianin

Mengingat tentang stabilitas anthosianin akan berhubungan dengan warna,

bentuk kesetimbangan dan ko-pigmentasi (Jordheim, 2007). faktor-faktor

tersebut adala pH, suhu, Oksigen, cahaya asam askorbat, agen nukleopilik,

gula bebas dan kehadiran enzim (Iacobucci dan Sweeny, 1983; Jackman

dkk., 1987; Francis, 1989; Cabrita, 1999 dalam Jordheim, 2007). Dengan

emmanaskan sebuah larutan anthosianin, titik kesetimbangan berbegerak ke

arah bentuk chalcone denga melepaskan kation Favylium berwarna

(Jordheim, 2007).

Dapat disebutkan lagi bahwa, faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitas

anthosianin adalah oksigen, pH, temperatur, cahaya, ion logam, enzim, dan

asam askorbat. Stabilitas anthosianin dipengaruhi oleh pH dan panas sensitif.

Kecepatan kerusakan anthosianin pada pH yang lebih tinggi dan juga reaksi

ini lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi (Kumalaningsih, 2007).

H. ALAT DAN BAHAN

Alat Bahan

Tabung Reaksi 15 Buah Bunga Hortensia (Hydrangea macrophylla)

Lumpang dan Alu Ethanol (CH3CH2OH) 99,99 %

Tabung cuvete 3 buah Aquadest (H2O)

Gelas kimia 100 ml 4 buah Kalium Oksida(KOH) padat

Gelas Ukur Asam Klorida (HCl) 99,99 %

Corong Gelas

Kain kassa

Penangas Air 40 oC dan 60oC

Centrifuge

Timbangan elektrik

Batang pengaduk

Pipet biasa

8

PROGRAM MINIRISET

Pipet mikro

Spatula

pH meter elektrik

Refifgerator

Lampu Neon

Kardus

I. PROSEDUR PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan Rancangan acak kelompok dengan 3 kali

pengulangan. Prosedur pelaksanaan penelitian terbagi menjadi tahap persiapan

yang mencakup persiapan bahan (ekstrak, pebuatan larutan campuran) dan tahap

penelitian stabilitas ekstrak. Pengujian stabilitas ekstrak dilakukan dengan

perlakukan kondisi pH, Cahaya dan Suhu.

I. 1. Tahap Persiapan

I.1.a. Ekstraksi

1. Ambil dan bersihkan sampel bunga hortensia yang memiliki warna yang

seragam. Potong-potong menjadi bagan-bagian yang lebih kecil dan

kemudian timbang hingga mencapai berat sekitar 75 gram.

2. Ukur 75 ml Ethanol 99,99 % dan tempatkan dalam gelas kimia.

3. Gerus bagian-bagian bunga hrotensia yang telah ditimbang dengan

menggunkan lumpang dan alu, tambahkan sedikit demi sedikit Ethanol

99,99% dengan menggunakan pipet tetes, hingga ekstrak halus.

4. Masukan ekstrak dalam larutan Ethanol 99,99 % sisa dan kemudian aduk

hingga rata. Ukur pH campuran dengan pH meter.

5. Tambahkan HCl hingga mencapai pH 2,0 aduk hingga capuran homogen,

tutup dengan alumunium foil/plastik.

6. Masukan campuran dalam refrigerator dengan suhu 5 oC, simpan selama

kurang lebih 24 jam.

9

PROGRAM MINIRISET

7. Setelah 24 jam, Keluarkan ekstrak dan buka penutupnya, kemudian aduk

kembali ekstrak agar kembali homogen.

8. Masukan ekstrak dalam tabung centrifuge, kemudian centrifuge dengan

kecepatan 2000 rpm selama 10 menit.

9. Setelah selesai angkat, ambil pisahkan bagian supernatan (lapisan atas-cair)

dari ekstrak ke dalam gelas kimia. Hati-hati jangan sampai bagian endapan

terbawa degan menggunakan pipet.

I.I.b. Pembuatan larutan Campuran

1. Untuk membuat larutan campuran agar ekstrak dapat dikondisikan dalam

pH 4,0, 5,0 dan 6,0, digunakan larutan KOH dengan konsentrasi dan

volume yang telahditentukan sebelumnya.

2. Untuk mendapatkan pH 4,0 digunakan larutan campuran KOH dengan

konsentrasi 0,0032 M dengan besar volume 45 ml. (0,50126 gram KOH

padat dicampurkan dalam 45 ml aquadest)

3. Untuk mendapatkan pH 5,0 digunakan larutan campuran KOH dengan

konsentrasi 0,0066 M dengan besar volume 36 ml. (0,8260 gram KOH

padat dicampurkan dalam 36 ml aquadest)

4. Untuk mendapatkan pH 6,0 digunakan larutan campuran KOH dengan

konsentrasi 0,0122 M dengan besar volume 27 ml. (1,1944 gram KOH

padat dicampurkan dalam 27 ml aquadest)

I.I.c. Pencampuran ekstrak + Larutan KOH

1. Ekstrak dalam gelas kimia, kemudian dicampurkan dengan larutan

campuran yang telah dibuat denga ketentuan :

Label

LarutanEkstrak

Larutan

campuranKeterangan

P4 Ekstrak 15 mlLarutan KOH

0,0032 M, 45 ml

pH campuran

yang diharapkan

4,0

10

PROGRAM MINIRISET

P5 Ekstrak 24 mlLarutan KOH

0,0066 M, 36 ml

pH campuran

yang diharapkan

5,0

P6 Ekstrak 33 mlLarutan KOH

0,0122 M, 27 ml

pH campuran

yang diharapkan

6,0

2. Setelah semua ekstrak dicampurkan dengan masing-masing larutan

pencampurnya (KOH), ukur pH dengan pH meter untuk memastikan

kondisi pH yang diharapkan. Jika belum mencapai kondisi yang diharapkan

tambahkan HCl atau KOH, hingga mencapai kondisi pH yang diinginkan

(Sampel label P1,P2,P3).

3. Setelah itu, aduk masing-masing campuran hingga homogen. Masukan

masing-masing larutan kedalam 36 tabung reaksi sebanyak 5 ml untuk

setiap tabung reaksi (Sampel label P4,P5,P6).

Label Gelas

KimiaLarutan campuran Keterangan

P4

Ekstrak + KOH, V = 60

ml, pH 4,0

Campuran dimasukan

kedalam 12 tabung reaksi,

masing-masing

5 ml (12 sampel P4)

P5

Ekstrak + KOH, V= 60

ml, pH 5,0

Campuran dimasukan

kedalam 12 tabung reaksi,

masing-masing

5 ml (12 Sampel P5)

P6

Ekstrak + KOH, V = 60

ml, pH 6,0

Campuran dimasukan

kedalam 12 tabung reaksi,

masing-masing

5 ml (12 sampel P6)

11

PROGRAM MINIRISET

I. 2. Tahap Penelitian Stabilitas Pigmen dalam Ekstrak

1. Catat semua taraf absorbansi awal (t0) dari semua sampel (12 sampel P4,

12 sampel P5 dan 12 sampel P6) dengan mengukurnya menggunakan

spektrofotometer dengan panjang gelombang (λ) 540 nm, dengan

memindahkan terlebih dahulu setiap ekstrak kedalam tabung hitung

cuvete.

2. 36 sampel ekstrak dalam tabung reaksi yang telah dihitung taraf awalnya

kemudian, dipersiapkan untuk dikelompokkan menjadi 4 kelompok,

dengan 2 perlakuan berbeda (Cahaya dan Suhu). Untuk lebih jelasnya

dapat dipengelompokan sampel dilakukan sebagai berikut :

Kelompok

Sampel

Pengelompokan

Sampel

Sistem

L1

(Light presence)

3 sampel P4 (pH 4,0)

3 Sampel P5 (pH 5,0)

3 Sampel P6 (pH 6,0)

Sampel ditempatkan dengan

kehadiran cahaya (neon)

L2

(Light Absence)

3 sampel P4 (pH 4,0)

3 Sampel P5 (pH 5,0)

3 Sampel P6 (pH 6,0)

Sampel ditempatkan tanpa

kehadiran cahaya (Gelap)

T40

(40 oC

temperature)

3 sampel P4 (pH 4,0)

3 Sampel P5 (pH 5,0)

3 Sampel P6 (pH 6,0)

Sampel ditempatkan dalam

penangas air dengan

Suhu 40 oC

T60

(60 oC

temperature)

3 sampel P4 (pH 4,0)

3 Sampel P5 (pH 5,0)

3 Sampel P6 (pH 6,0)

Sampel ditempatkan dalam

penangas air dengan

Suhu 60 oC

3. Pengamatan dilakukan dalam interval 30 menit selama 6 jam. Catat

perubahan taraf absorbansi dari tiap sampel (PnLn, PnTn) dengan panjang

gelombang (λ) 540 nm, degan memindahkan semua sampel terlebih dahulu

12

PROGRAM MINIRISET

Absorbansi (A)

Absorbansi awal (A0)K = ln (1)

kT0,5 =

0,693(2)

kedalam tabung cuvete satu-persatu. Usahakan agar setiap kondisi setelah

pengamatan, sistem dapat terjaga tetap/konsisten.

I. 3. ANALISIS STATISTIKA

Kalkulasi dari parameter degradasi pigmen didapatkan dati data taraf

absorbansi sampel yang diambil yang digunakan untuk membuat grafik

Loaritma Nepherian. Nilai dari grafik ini didapatkan dari nilai rasio taraf

absorbansi/taraf absoebansi awal (persamaan 1) per satu satuan waktu. nilai ini

dijadikan dapa pokok untuk untuk mencari koefisien regresi grafik garis lurus

dari data-data dalam yang didapat. Nilai dari kecepatan degradasi (k) per satu

satuan waktu (h-1) didapatkan dari nilai kemiringan grafik yang didapatkan.

Dan nilai dari waktu paruh (t0,5) didapatkan dari persamaan pertama Arhenius

(persamaan 2). Tes Parameter statistikal digunakan untuk membuktikan

pengaruh dari cahaya dan temperatur dari nilai rata-rata kecepatan degradasi

dan rata-rata nilai waktu paruh.

J. HASIL PENELITIAN

K. PEMBAHASAN

L. KESIMPULAN

M. DAFTAR PUSTAKA

13

PROGRAM MINIRISET

Andersen, M., dan Markham, K. R. (2006) Flavonoids: Chemistry, Biochemistry

and Applications, CRC Press: Boca Raton

Anonim (2008). Antioxidant. [online] tersedia : http://:www.toberose.com (12

Desember 2008)

Go, Thao Xuan.(2007). Understanting the Principles and Procedures to Retain

Green and Red Pigments in Thermally Processed Peels-On Pears (Pyrus

communis L.). Disertasi :OSU

Ozela, Eliana Ferreira dkk. (2007). Stability of anthocyanin in spinach vine

(Basella rubra) fruits: Cien. Inovation Agrobussines. Vol 34:115-120

Merzlyak, Mark N. (2008) Light absorption by anthocyanins in juvenile, stressed,

and senescing leaves. Journal of Experimental Botany, Vol. 59:. 3903–3911

Peter Keusch. (2003) Anthocyanins as pH-Indicators and Complexing Agents.

[online] tersedia : http://:www. Peter Keuschu.ni-r.de (17 November 2008)

Pieatta, G. P.(2000) Flavonoids as antioxidants. J. Nat. Prod., Vol 63:1035–1042

Tadao, Kondo, dkk.(1999) Cause of flower color variation of hydrangea,

Hydrangea macrophylla: Symposium Papers. Symposium on the Chemistry

of Natural Products.Vol 41: 265-270

14