Upload
dianlellis
View
214
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
agama
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. LatarBelakang
Umumnya warna merupakan hal yang penting dalam mempertimbangkan
pemilihan produk salah satunya produk pangan. Penambahan warna pada produk
pangan menambah daya tarik serta dapat menunjukkan cita rasa makanan.
Olehkarenaitu, zatwarnamakananditambahkanpadabanyakprodukpangan.
Zat warna dapat digolongkan ke dalam empat golongan yaitu zat warna
sintesis,zat warna yang dibuat mirip dengan bahan pewarna alami,zat warna
anorganik,dan zat warna alami. (Mortensen, 2006)
Perkembangan industri pengolahan pangan dan tebatasnya jumlah serta
mutu zat pewarna alami menyebabkan penggunaan zat warna sintetik marak
digunakan sebagai pewarna pangan.Zat pewarna sintetik memang terbukti lebih
murah sehingga lebih menguntungkan dari segi ekonomis.Namun penggunaan
pewarna sintetik sebagai pewarna pangan berdampak negatif yaitu menyebabkan
gangguan kesehatan di dalam tubuh.Selain itu penggunaan zat warna sintetik
dapat menimbulkan pencemaran lingkungan.Oleh karena itu perlu adanya
alternatif untuk menggantikan zat pewarna sintetik yakni zat warna alami yang
lebih aman terhadap kesehatan dan lebih ramah lingkungan.
Zat warna alami adalahzatwarna yang diperoleh dari tumbuhan, hewan,
atau dari sumber-sumber mineral alam. Salah satu sumber zat warna alami adalah
kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus costaricensis). Kulit buah naga
jenis super merah (Hylocereus costaricensis) seringkali hanya dibuang sebagai
sampah saja, maka berangkat dari hal tersebut perlu adanya upaya pemanfaatan
limbah sebagai zat warna alami.Kulit buah naga jenis super merah memiliki
pigmen warna merah yang kaya akan kandungan flavonoid (antosianin).Warna
yang dihasilkan pigmen antosianin antara lain merah, biru sampai keunguan
(Harborne,1987). Menurut Santi (2010), kulit buah naga super merah (Hylocereus
costaricensis) mengandung antosianin berjenis sianidin 3-rammosil glukosida 5-
glukosida yan memberikan warna merah
Penelitian lebih lanjut mengenai pewarna alami sebagai pengganti
pewarna sintetis perlu dilakukan .Tujuan dari penelitian ini mendapatkan kondisi
optimum ekstraksi antosianin kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus
costaricensis) pada berbagai kondisi untuk memperoleh ketahanan zat warna.
I.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian sebelumnya kulit buah naga super merah (Hylocereus
costaricensis) berpotensi untuk menjadi pewarna alami karena memiliki
kandungan utama antosianin. Sehingga rumusan masalah dari penelitian ini
adalah:
1. Bagaimana kondisi operasi optimum ekstraksi antosianin darikulit buah naga
jenis super merah (Hylocereus costaricensis) menghasilkan kadar antosianin
maksimal dengan variabel suhu, jenis pelarut, kecepatan pengadukan, serta
perbandingan pelarut dan bahan?
2. Apakah zat warna antosianin dari kulit buah naga jenis super merah
(Hylocereus costaricensis) memiliki warna stabil?
I.3. Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan kondisi operasi optimum
ekstraksi antosianin dari kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus
costaricensis) dan menguji kestabilannya.
I.4.Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah :
a. Bagi mahasiswa, memberikan pengetahuan dan wawasan untuk melakukan
serangkaian kegiatan/percobaan ekstraksi zat warna alami dari kulit buah
naga jenis super merah (Hylocereus costaricensis) dengan metodologi
penelitian.
b. Bagi masyarakat, memberikan informasi untuk memanfaatkan limbah dari
buah naga jenis super merah (Hylocereus costaricensis) yaitu kulit buah
naga jenis super merah (Hylocereus costaricensis) sebagai alternative
pewarna alami untuk makanan yang aman dikonsumsi serta mengurangi
dampak pencemaran lingkungan
c. Bagi institusi, memberikan alternatif teknologi pilihan untuk pengolahan
kulit buah naga super merah (Hylocereus costaricensis) sebagai zat warna
alami.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. ZatWarnaAlami
Zat warna alami merupakan zat warna yang berasal dari bahan-bahan alami
seperti ekstrak tumbuhan atau hewan. Zat warna alami telah digunakan sejak
zaman dahulu untuk berbagai keperluan, salah satunya untuk meningkatkan daya
tarik dan cita rasa suatu produk pangan.Pada umumnya pewarna alami aman
digunakan meskipun dalam jumlah yang cukup besar sekalipun, berbeda dengan
pewarna sintetik yang diatur penggunaannya.Masyarakat menilai bahwa zat warna
alami cenderung mahal, padahal tidak semahal yang diperkirakan dan juga mudah
cara pembuatannya. Oleh karena itu, penggunaan pewarna alami sangatlah
dianjurkan.
II.2. Hylocereuscostaricensis
Buahnaga (Inggris: pitaya)
adalahbuahdaribeberapajeniskaktusdarimargaHylocereusdanSelenicereus.
BuahiniberasaldariMeksiko, Amerika Tengah danAmerika Selatan
namunsekarangjugadibudidayakan di negara-negara Asia seperti Taiwan,
Vietnam, Filipina, Indonesia dan Malaysia. Buahinijugadapatditemui di Okinawa,
Israel, Australia utaradanTiongkokselatan (Wikipedia.com)
Gambar 1 Bu ah Hylocereus costaricensis
Hylocereus costaricensis adalah spesiesbuahnaga yang
biasadikenaldenganbuahnaga super merahdimana batangnya seperti memiliki
lapisan lilin dan bunga-bunga yang hampir sama dengan H.Polyrhizus, buahnya
berwarnamerahtua (diameter: 10 –15 cm; Berat: 250-600 g) berbentuk oval
dengan bervariasi ukuran; memiliki daging berwarna merah keunguan dengan
banyak biji hitam kecil,tekstur daging segar dan rasanya enak (Vaillant F., Perez
A., Davila I., Dornier M., Reynes M., Colorant and antioxidant properties of red
pitahaya (Hylocereus sp.), Fruits 60 (2005) 17.)
Kulitbuahnaga yang mempunyaiberat 30-35% dariberatbuahbuah.
Sangatdisayangkankarenakulitbuahnaga yang kaya
polifenoldanantioksidaninibelumbanyakdimanfaatkan (Wahyuni, R., 2011).
Kandunganpolifenolpadakulitbuahnaga super
merahadalahantosianinberjenissianidin 3-ramnosil glukosida 5-glukosida. Kadar
antosianindalamkulitbuahnaga super merahsebesar 1,1 mg/100 ml (Saati, E.A,
2010)
II.3. Antosianin
Antosianinadalahpigmenalamilarut air yang
secaraalamiterdapatpadaberbagaijenistumbuhan,
salahsatunyapadakulitbuahnaga.Antosianinmerupakan sub-
tipesenyawaorganicdarikeluarga flavonoid,
danmerupakananggotakelompoksenyawa yang lebihbesaryaitupolifenol.(Vankar
et al., 2010).Flavonoid mengandungduacincinbenzen yang dihubungkanolehtiga
atom karbon (Tensiska, 2006).
Gambar2 RumusBangunAntosianin
Umumnyaantosianinlebihstabildalamkondisiasam, media bebasoksigen, di
dalamkondisisuhudingindangelap.(Nollet, 1996).
Kandungan total antosianinatauTotal Anthocyanin Concentration (TAC)
dalam mg/L padasampeldihitungdenganrumus:
TAC = A ×MW ×DF ×1000ε ×1
........................................................................(1)
Dengan A adalahabsorbansi, MW adalahberatmolekulantosianin/cy-3-glc
(449,2 g/gmol), DF merupakan factor pelarutan, danadalahextinction coefficient
bernilai 26.900 L/cm.moluntuk cyd-3-glu.
II.4. Ekstraksi
Ekstraksi adalah suatu istilah yang digunakan untuk setiap kegiatan, di mana
komponen-komponen pembentuk bahan berpindah ke dalam cairan lain (pelarut)
(Brown, 1950). Metode paling sederhana untuk mengekstraksi padatan adalah
mencampurkan seluruh bahan dengan pelarut, lalu memisahkan larutan dengan
padatan tidak terlarut.
Ekstraksijugadapatdiartikansebagai proses
pemisahanzatdaricampurannyadenganmenggunakanpelarut yang sesuai.
Berdasarkanbentukcampuran yang diekstrak,
ekstraksidibedakanmenjadiduamacam, yaituekstraksipadat-cair: campuran yang
diekstrakberbentukpadat, danekstraksicair-cair: cairan yang
diekstrakberbentukcair. Ekstraksipadat-cairseringdigunakanuntukmengisolasizat
yang terkandungpadabahanalami.
Ada beberapafaktor yang mempengaruhi proses ekstraksi, antara lain:
a. Jenispelarut
Pelarutadalahbendacairatau gas yang melarutkanbendapadat, cair, atau gas
yang menghasilkansebuahlarutan.Pelarutmerupakanfactorterpentingdalam
proses ekstraksi. Antosianinpadaumumnyamemilikicincinaromatik yang
polar.Olehkarenaitulebihmudahlarutdalampelarut yang
polar.Ekstraksimenggunakan air, asamorganik yang paling
efektifadalahasamasetat, asamsitrat, asamtartarat, danHCl (Vargas, 2000).
b. Ukuranbahan yang diekstraksi
Semakinkecilukuranbahanmakasemakinluasluaspermukaanbahantersebut. Hal
inimengakibatkankontakantarabahan yang
akandiekstrakdenganpelarutakansemakinbesar,
sehinggalajuperpindahanmassazatwarnakedalampelarutjugasemakinbesar.
c. Temperaturoperasi proses ekstraksi
Semakintinggitemperaturoperasi proses
ekstraksiakanberpengaruhpositifterhadap proses ekstraksi.
Dikarenakanadanyapeningkatankecepatandifusizatwarnakedalampelarut.Kelaru
tanzatwarna yang diekstraksi di
dalampelarutakanmeningkatbersamaandengankenaikansuhu, sehinggaekstrak
yang diperolehsemakinbesar.
Tetapiperludiperhatikanbahwapadapenelitianinizatdiekstrakadalahantosianin
yang tidakstabilterhadappemanasan, sehinggatemperatureharusdijaga agar
warnapigmenantosianintetapbagus.
d. Waktuekstraksi
Semakin lama
waktuekstraksimakaakanmemberikanhasilekstraklebihbesarkarenakontakantara
pelarutdanbahan yang diekstraksemakin lama.
Sehinggapelarutsemakindiperkayaolehsolute.
e.Rasiobahan yang diekstrakdanpelarut
Semakinbesarperbandinganpelarutterhadapbahan yang diekstrakmakahasil
yang diperolehsemakinbesar.Karenabahan yang
diekstrakakanlebihseringkontakdenganpelarut yang jumlahnyalebihsedikit.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
III.1. AlatdanBahanPenelitian
1. Alat yang digunakan:
a. Rangkaian alat ekstraksi batch
Keterangan:
1. Motor pengaduk 6. Pemanas mantel
2. Statif 7. Air pendingin keluar
3. Pengaduk merkuri 8. Pendingin bola balik
4. Termometer 9. Klem
5. Labu leher tiga 10. Air pendingin masuk
Gambar 4 Rangkaian Alat Ekstraksi Batch
b. Spektrofotometer UV-Vis
c. Rotary Vacuum Evaporator
2. Bahan yang digunakan:
a. Kulit buah naga jenis super merah (Hylocereuscostaricensis)
b. Aquadest
c. Asam sitrat
d. Natrium sitrat
e. HCl
f. KCl
g.Natrium Asetat
h.H2O2
III.2. LOKASI
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia UNS.
III.3. CARA KERJA
III.2.1. Penentuan Kadar Air dalam Kulit buah naga jenis super merah
(Hylocereus costaricensis)
Kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus costaricensis) sebanyak
10 gram dikeringkan dalam oven hingga didapat berat kering yang konstan.
III.2.2. Ekstraksi Kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus
costaricensis)
1. Memotong kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus
costaricensis) kecil- kecil.
2. Mengisi labu leher tiga dengan potongan kulit buah naga jenis super
merah (Hylocereus costaricensis) dan pelarut aquadest dengan variasi
perbandingan bahan dan pelarut 1:1.
3. Menyalakan pemanas mantel dan menjaga suhunya pada 60 0C.
4. Menyalakan motor pengaduk kecepatan pengadukan 300 rpm.
5. Mengambil sampel ekstrak setelah proses ekstraksi berjalan setiap 10
menitselama 1 jam sebanyak 1 mL untuk diuji absorbansinya
menggunakan spektrofotometer UV-Vis.
6. Menentukan kadar antosianin dari persamaan (2).
7. Mematikan pemanas mantel setelah proses ekstraksi selesai.
8. Memisahkan filtrat zat warna dari ampasnya.
9. Memekatkan filtrat zat warna dengan proses evaporasi.
10. Mengulangi langkah 1-9 untuk pelarut aquadest dan asam sitrat 10%
9:1,dan (ini apa ya gat )
11. Mengulangi langkah 1-9 untuk variasi temperatur: temperatur ruang,
400C,500C dan 700C.
12. Mengulangi langkah 1-9 untuk variasi rasio ba han dan pelarut: 1:2;
1:4;1:6; 1:8 dan 1:10.
III.2.3. Pembuatan larutan buffer
a. Larutan buffer pH 1
Larutan buffer pH 1 ini dibuat dengan cara mencampurkan larutan KCl
0,2 M dan larutan HCl 0,2 M. Larutan KCl 0,2 M dapat dibuat dengan
menimbang sebanyak 2,98 g KCl lalu dilarutkan dengan aquadest
hingga 200 mL. Selanjutnya larutan HCl 0,2 M dapat dibuat dengan
cara melarutkan HCl sebanyak 8,28 mL ke dalam aquadest hingga 500
mL. Larutan KCl 0,2 M sebanyak 125 mL ditambahkan larutan HCl 0,2
M sebanyak 375 mL sehingga dihasilkan larutan buffer pH 1.
b. Larutan buffer pH 2
Larutan buffer pH 2 dibuat dengan mencampurkan50 mL larutan KCl
0,2 M dengan 13 mL larutan HCl 0,2 M.
c. Larutan buffer pH 3
Larutan buffer pH 3 ini dibuat dengan cara mencampurkan larutan asam
sitrat (C6H8O7.H2O) 0,1 M dan larutan natrium sitrat
(C6H5O7Na3.2H2O) 0,1 M. Larutan asam sitrat 0,1 M dapat dibuat
dengan menimbang sebanyak 21,01 g asam sitrat lalu dilarutkan dengan
100 mL akuades. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam labu ukur 1000
mL dan diencerkan dengan akuades sampai tanda batas.
Selanjutnya larutan natrium sitrat 0,1 M dapat dibuat dengan cara
menimbang natrium sitrat sebanyak 29,41 g dan dilarutkan dengan 100
mL akuades. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 mL
dan diencerkan dengan akuades sampai tanda batas. Larutan asam sitrat
0,1 M dipipet sebanyak 46,50 ml ditambah dengan 3,5 mL larutan
natrium sitrat 0,1 M lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL.
Larutan tersebut ditambah dengan akuades sampai tanda batas sehingga
dihasilkan larutan buffer pH 3.
d. Larutan buffer pH 4
Larutan buffer pH 4 dibuat dengan cara mencampurkan larutan asam
sitrat 0,1 M sebanyak 33,00 ml ditambah dengan 17,00 ml larutan
natrium sitrat 0,1 M lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml.
Larutan tersebut ditambah dengan akuades sampai tanda batas sehingga
dihasilkan larutan buffer pH 4.
e. Larutan buffer pH 5
Larutan pH 5 dibuat dengan cara mencampurkan larutan asam sitrat 0,1 M
sebanyak 20,50 ml ditambah dengan 29,50 ml larutan natrium sitrat 0,1
M lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Larutan tersebut
ditambah dengan akuades sampai tanda batas sehingga dihasilkan
larutan buffer pH 5.
f. Larutan buffer pH 6
Larutan buffer pH 6 dibuat dengan cara mencampurkan larutan asam sitrat
0,1 M sebanyak 9,50 ml ditambah dengan 41,50 ml larutan natrium sitrat
0,1 M lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Larutan tersebut
ditambah dengan akuades sampai tanda batas sehingga dihasilkan larutan
buffer pH 6.
g. Larutan buffer pH 7
Larutan buffer pH 7 dibuat dengan cara mencampurkan 250 mL larutan
KH2PO4 0,2 M dengan 148,2 mL NaOH 0,2 M kemudian dilarutkan dalam
aquadest hingga 1000 mL.
h. Larutan buffer pH 8
Larutan buffer pH 8 dibuat dengan cara mencampurkan 50 mL KH2PO4
0,2 M ditambah 46,8 mL NaOH 0,2 M kemudian dilarutkan dalam
aquadest hingga 200 mL.
i. Larutan buffer pH 9
Larutan buffer pH 8 dibuat dengan cara mencampurkan 100 mL boraks
0,025 M dicampur dengan 13 mL HCl 0,2 M
III.2.4. Uji stabilitas
a. Uji stabilitas terhadap pH
Ekstrak zat warna sebanyak 1 mL dilarutkan dalam 9 mL larutan buffer
dengan variasi pH 1 sampai 10 selama 15 menit. Kemudian dilakukan
pengukuran absorbansi pada panjang gelombang maksimal.
b. Uji stabilitas terhadap pengaruh temperatur
Ekstrak zat warna sebanyak 1 mL dilarutkan dalam 9 mL aquadest
dipanaskan menggunakan water bath dengan variasi temperatur
ruang,40oC, 50oC, 60oC, 70oC, dan 80oC selama 15 menit. Kemudian
dilakukan pengukuran absorbansi pada panjang gelombang maksimal.
c. Uji Stabilitas terhadap pengaruh oksidasi
Ekstrak zat warna sebanyak 1 ml dilarutkan dalam 9 mL oksidator H2O2
1% selama 1,5 jam kemudian setiap 15 menit dilakukan pengukuran
absorbansi pada panjang gelombang maksimal.
d. Uji Stabilitas terhadap kondisi penyimpanan
Ekstrak zat warna disimpan dalam ruang dengan temperatur kamar (300C)
dan dalam lemari es (100C). Kemudian diukur absorbansinya setiap 2 hari
selama 2 minggu pada panjang gelombang maksimal.
e. Uji Stabilitas terhadap pengaruh sinar matahari
Ekstak zat warna sebanyak 1 mL dilarutkan dalam 9 mL aquadest ke
dalam tabung reaksi dan dijemur dibawah sinar matahari selama 1,5 jam.
Setiap interval 15 menit sekali dilakukan pengukuran absorbansi pada
panjang gelombang maksimal.