Uji Stabilitas Karotenoid dalam Madu

Tesis

Diajukan kepada

Program Pascasarjana Magister Biologi

Untuk memperoleh gelar Magister Sains Biologi (M.Si)

Disusun oleh :

Retno Hariyani

422008007

Program Studi Magister Biologi Program Pascasarjana

Universitas Kristen Satya WacanaSalatiga

2012

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Retno Hariyani

NPM : 422008007

Progdi : Magister Biologi

Alamat : Jl. A. Yani 96 G Salatiga 50724

Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya dan dengan penuh

kesadaran bahwa dalam menulis tesis dengan judul “Uji Stabilitas

Karotenoid dalam Madu” saya tidak melakukan plagiasi atau

mengambil alih seluruh atau sebagian besar karya tulis orang lain

tanpa menyebutkan sumbernya. Jika saya terbukti melakukan

tindakan plagiasi, saya bersedia dicabut hak saya sebagai

mahasiswa atau dicabut kembali gelar yang sudah diberikan dan

akibat hukum lainnya.

Salatiga, 2 Maret 2012

Yang membuat pernyataan

Retno Hariyani

Abstrak

Madu sangat bermanfaat dalam bidang pangan, kecantikan dan kesehatan. Warna madu yang kekuningan disebabkan oleh kandungan pigmen karotenoid yang terdapat didalamnya. Uji stabilitas karotenoid terhadap pengaruh cahaya maupun oksigen berguna dalam industri untuk mengetahui cara yang lebih efektif dalam pengolahan maupun pengemasan. Selama ini uji kestabilan pigmen telah banyak dilakukan dengan spektrometer Infrared. Namun pengukuran tersebut hanya terbatas pada sampel cair dan transparan. Dengan metode tersebut, produk yang tidak berbentuk cair dan transparan tidak mungkin dapat diukur. Dalam penelitian ini, uji fotostabilitas beta karoten dilakukan dengan menggunakan spektroskopi Near Infared (NIR). Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah untuk mengetahui stabilitas campuran pigmen dengan madu maupun produk lainnya. Kekurangan jumlah pigmen menjadi kendala utama penelitian ini. Walaupun demikian, spektrometer NIR dengan metode subtraksi telah berhasil mendapatkan spektrum beta karoten dan likopen. Spektrum likopen mempunyai puncak utama pada5242 cm-1 sedangkan beta karoten 4334 cm-1. Kedua puncak tersebut berhubungandengan C-H mode vibrasi regangan. Uji fotostabilitas dilakukan dengan dua cara yaitu dengan pelarut dan tanpa pelarut. Hasil fotostabilitas dengan pelarut menunjukkan bahwa intensitas spektrum beta karoten pada 4178 cm-1

menurun seiring bertambahnya waktu penyinaran. Sedangkan uji fotostabilitas dan oksidasi beta karoten tanpa pelarut tidak menemukan hubungan linier antara waktu penyinaran dan intensitas spektrum. Pada penelitian ini pigmen belum berhasil dicampurkan dengan madu untuk diukur fotostabilitasnya. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui stabilitas pigmen terhadap berbagai produk.

i

Abstract

Honey is very beneficial, not only for agricultural sector but also in cosmetology and health. Honey comes in shades of golden as it contains carotenoids. The stability testing of carotenoids toward oxygen and light are useful in industrial sector, especially in finding more effective ways of processing and packaging. Infrared spectroscopy has commonly been used for this purpose. Unfortunately, this method is very limited to measure liquid and transparent samples. Therefore, solid, gel, powder or non-transparent liquid are not measurable. In other hand, Near Infrared spectroscopy (NIRS) can be applied for previously mentioned samples without pretreatment. In this research, the photostability and oxidation testing of carotenoids (beta carotene) was done by using NIRS. The long-term goal of this study is to determine the stability in mixture of honey with pigments or honey with other products. The lack of pigment is the main constraint of this study. However, NIRS is able to obtain the spectra of beta carotene and lycopene by using subtraction method. The main peak of lycopene is at 5242 cm-1, while beta carotene is at 4334 cm-1. That two peaks are associated with the CH stretching mode. Photostability testing was done in two ways : with and without solvent. Photostability results showed that the intensity of thebeta-carotene solvent at 4178 cm-1 decreased as irradiation time increased. While the photostability and oxidation testing of beta-carotene without solvent showed no linear correlation between irradiation time and intensity of the spectrum. In this study, the pigment had not been successfully mixed with honey to be processed to the next step. This study is the first step to test the stability of the pigment in the honey and other products. Further study is needed in order to measure the stability of the pigment with honey and other products.

ii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis hantarkan kepada Tuhan

Yesus Kristus atas segala penyertaan dan anugerahNya

sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik.

Dalam penulisan tesis ini, penulis mendapat bantuan

dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan

ini penulis ucapkan terima kasih yang tak terhingga

kepada :

1. Beasiswa unggulan Badan Kerja sama Luar

Negeri (BPKLN) dalam kerja sama dengan

Magister Biologi UKSW atas beasiswa yang

diberikan kepada penulis. Kesempatan yang

diberikan kepada penulis ini merupakan suatu

peluang yang sangat berharga yang telah banyak

memperluas pengetahuan penulis.

2. Dr. Ferdy S. Rondonuwu, M.Sc dan Dr.

Suryasatriya Trihandaru, M.Sc.nat selaku

pembimbing atas segala dukungan, bantuan dan

kesabarannya selama proses perkuliahan, riset

maupun penulisan tesis. Terima kasih atas ide-

ide yang sangat membantu dalam penyelesaian

tesis ini.

3. Ir. Ferry F. Karwur, M.Sc., Ph.D. selaku ketua

program studi. Terima kasih atas bimbingan,

kesabaran dan dukungan yang diberikan kepada

penulis selama ini.

iii

4. Dr. Martanto Martosupono, selaku pengajar dan

sosok ayah terkasih yang selalu mendukung

terselesaikannya tesis ini. Terima kasih atas

semua kebaikan, dukungan, bantuan dan

kesabaran selama proses perkuliahan sampai

terselesaikannya tesis ini.

5. Prof. Haryono Semangun dan semua pengajar di

Magister Biologi. Terima kasih yang tak terhingga

atas pengetahuan yang sudah dibagikan kepada

penulis.

6. Mas Yoga dan Mbak Natalia yang tanpa lelah

membantu penulis dalam banyak hal.

7. Laboran Fisika, Bp. Tafip Hariyanto. Terima kasih

atas bantuan nya dalam pembuatan alat untuk

menguji fotostabilitas.

8. Alexander Putro Santosa, dan keluarga penulis :

ibu, bapak, dek Desy dan mas Deny. Terima

kasih atas dorongan dan bantuan yang luar

biasa.

9. Teman-teman di Magister Biologi, Rina, Etti,

Windu, Inti, Bertha, Dispan, Naely,Ling-ling,

Christine, kak Ana, Yheni, dll. Terima kasih atas

semua bantuan, kasih sayang dan pengalaman

yang telah kita lalui bersama.

10. Sigit Sulistyanto yang telah banyak membantu

dalam proses pembuatan tesis dan dalam banyak

iv

hal. Terima kasih yang tak terkira atas semua

bantuan dan kebaikannya.

11. Semua pihak yang telah membantu

terselesaikannya tesis ini.

v

Daftar Isi

Halaman depan .......................................................... Lembar pengesahan .................................................... Surat pernyataan ........................................................ Abstrak ....................................................................... Abstract ...................................................................... Kata pengantar............................................................. Daftar isi .................................................................. Daftar gambar ............................................................. Daftar tabel ................................................................. Bab I Pendahuluan ................................................... Bab II Tinjauan Pustaka ............................................

2.1 Madu ................................................................2.2 Karotenoid ........................................................

2.2.1 Likopen ..................................................2.2.2 Beta karoten ............................................

2.3 Spektroskopi Near Infrared................................ Bab III Metodologi Penelitian........................................

3.1 Bahan...............................................................3.2 Metode Ekstraksi Karotenoid pada Wortel

dan Tomat ........................................................3.2.1 Kromatografi Kolom ..................................3.2.2 Kromatografi Lapis Tipis............................3.2.3 Spektroskopi UV tampak ..........................

3.3 Metode Penentuan Fotostabilitas Karotenoiddalam Campuran Karotenoid dengan Madu ......3.3.1 Preparasi Larutan Uji ................................3.3.2 Uji Fotostabilitas ......................................3.3.3 Spektroskopi Near-Infrared .......................

3.4 Analisa Data ..................................................... Bab IV Hasil dan Analisa ............................................

4.1 Ekstraksi likopen dari tomat danpengukurannya dengan spektrometer NIR ........

4.2 Ekstraksi beta karoten dari wortel dan pengukurannya dengan spektrometer NIR ........

4.3 Uji fotostabilitas beta karoten dalam pelarut heksana ............................................................

i ii

iii vi

viiiix1669

1112141818

18191920

202020222324

24

35

36

vi

4.4 Uji stabilitas beta karoten tanpa pelarut .......... 474.4.1 Uji fotostabilitas beta karoten ................... 524.4.2 Uji pengaruh oksidasi beta karoten .......... 54

Bab V Kesimpulan dan Saran.................................... 595.1Kesimpulan ...................................................... 595.2Saran .............................................................. 60

Daftar Pustaka ........................................................... 62Lampiran A Foto penelitian ..................................... 64Lampiran B Gambar spektrum dari spektrometer

NIR....................................................... 67

vii

Daftar Gambar

Gb. 2.2.1 IsoprenaGb. 2.2.2 Struktur karotenoid (alfa karoten)Gb. 2.2.3 Struktur likopenGb. 2.2.4 Struktur beta karotenGb. 2.3.1 Interaksi cahaya dengan sampel Gb. 3.2.1 Diagram alat penyinaran sampel Gb. 4.1.1 Spektrum reflektan asetonGb. 4.1.2 Spektrum absorban asetonGb. 4.1.3 Spektrum campuran aseton-likopenGb. 4.1.4 Spektrum likopenGb. 4.1.5 Spektrum maduGb. 4.1.6 Spektrum madu- likopenGb. 4.1.7 Spektrum likopenGb. 4.3.1 Spektrum heksanaGb. 4.3.2 Spektrum heksana –beta karotenGb. 4.3.3 Spektrum beta karotenGb. 4.3.4 Spektrum heksana-beta karoten penyinaran 0-60 menitGb. 4.3.5 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan

pembesaran pada 4300 – 4350 cm-1

Gb. 4.3.6 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan pembesaran pada 4200 – 4700 cm-1

Gb. 4.3.7 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan pembesaran pada 4160-4200 cm-1

Gb. 4.4.1 Spektrum petri kosongGb. 4.4.2 Spektrum beta karoten-petriGb. 4.4.3 Spektrum beta karoten dengan pembesaran pada

4000-6500 cm-1

Gb. 4.4.4 Spektrum beta karoten setelah disubstraksiGb. 4.4.5 Spektrum beta karotenGb. 4.4.6 Spektrum beta karoten pada uji oksidasi sebelum

dikurangi petriGb. 4.4.7 Spektrum beta karoten pada uji oksidasi setelah

dikurangi petri

viii

Daftar Tabel

Tabel 1 Urutan intensitas spektrum uji fotostabilitas (dari tinggi ke rendah)

Tabel 2 Urutan intensitas spektrum uji oksidasi (dari tinggi ke rendah)

ix