5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pangan Fungsional

Dewasa ini konsumen dalam memilih pangan tidak lagi sekedar untuk

memenuhi kebutuhan energi, mengenyangkan, atau memberi kenikmatan dengan

rasanya yang lezat dan penampilan yang menarik. Namun juga

mempertimbangkan potensi aktivitas fisiologis komponen yang dikandungnya.

Peningkatan prevalensi penyakit pada beberapa dekade terakhir, telah mendorong

perubahan sikap masyarakat, yaitu cenderung mencegah penyakit dan berusaha

menjalani hidup sehat. Oleh sebab itu pangan fungsional menjadi lebih disukai

dibandingkan dengan obat-obatan, karena efek psikologis yang menyehatkan

tanpa mengkonsumsi obat, serta efek samping yang jauh lebih rendah.

Badan Pengawas Obat dan Makanan mendefinisikan pangan fungsional

sebagai pangan yang secara alamiah maupun telah mengalami proses,

mengandung satu atau lebih senyawa yang berdasarkan kajian-kajian ilmiah

dianggap mempunyai fungsi secara fisiologis tertentu yang bermanfaat bagi

kesehatan. Serta dikonsumsi sebagaimana layaknya makanan atau minuman,

mempunyai karakteristik sensori berupa penampakan, warna, tekstur dan cita rasa

yang dapat diterima oleh konsumen. Selain tidak memberikan kontra indikasi dan

tidak memberi efek samping pada jumlah penggunaan yang dianjurkan terhadap

metabolisme zat gizi lainnya

Namun akhir-akhir ini banyak beredar produk pangan dengan klaim

kesehatan, disertai dengan promosi (iklan) yang sering bombastis, sehingga

masyarakat awam sering mengartikan bahwa pangan fungsional identik dengan

pangan modern. Padahal, banyak produk pangan tradisional khas Indonesia yang

memenuhi persyaratan pangan fungsional, namun informasi yang masih terbatas

mengakibatkan masyarakat belum banyak mengetahuinya. Minuman khas daerah

yang berkhasiat untuk kesehatan dan kebugaran antara lain bir plethok dari

Betawi, teh, wedang jahe, wedang ronde, sekoteng serbat, wedang secang, bir

temulawak, kunyit asam, dadih (susu kerbau fermentasi khas Sumatra Barat),

beras kencur, serta makanan khas tradisional dari kedelai dan bekatul (Sampoerno

dan Fardiaz, 2001).

6

Pemanfaatan komponen-komponen fungsional aktif dari bahan-bahan

pangan tradisional pada produk baru atau sebaliknya penambahan sifat-sifat

fungsional pada produk tradisional, menciptakan produk-produk pangan baru

yang lebih bervariasi tetapi tetap memiliki nuansa tradisional yang unik.

Perbaikan bentuk, kecanggihan kemasan, peningkatan umur simpan dan

kombinasi cita-rasa barat dan timur akan menciptakan produk makanan tradisional

menjadi lebih praktis, aman, nyaman dan yang lebih penting adalah keberterimaan

konsumen terhadap produk tradisional semakin meningkat dengan tetap

mempertahankan sifat fungsionalnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian

penggalian dan pengkajian sumber pangan tradisional fungsional dan peningkatan

mutu, keamanan dan prestise pangan tradisional.

2.2. Beras Kencur

Hingga saat ini jamu banyak diperjualbelikan oleh penjual jamu gendong

dalam bentuk cair siap minum maupun di toko dan pasar swalayan dalam bentuk

minuman instan (Gambar 1). Terdapat 27 jenis jamu, namun hanya 7 macam yang

biasa dibuat dan dipasarkan oleh para penjual jamu yaitu beras kencur, cabe

puyang, gepyokan, kudu laos, kunci, pahitan, dan sinom (Zuraina et al, 1990).

Jamu beras kencur sangat populer karena memiliki rasa manis dan menyegarkan.

Minuman beras kencur dikatakan oleh sebagian besar penjual jamu sebagai jamu

yang dapat menghilangkan pegal-pegal pada tubuh. Selain itu, banyak pula yang

berpendapat bahwa jamu beras kencur dapat merangsang nafsu makan, sehingga

selera makan meningkat dan tubuh menjadi lebih sehat.

Gambar 1 Beberapa bentuk sediaan jamu beras kencur.

Komponen utama beras kencur, adalah beras (yang dihaluskan) dan rimpang

kencur serta beberapa rempah-rempah sebagai bahan tambahan pangan. Bahan-

bahan lain yang biasa dicampurkan ke dalam racikan jamu beras kencur adalah

7

biji kedawung, rimpang jahe, biji kapulogo, buah asam, temukunci, kayu

keningar, kunir, jeruk nipis dan buah pala. Rasa manis pada beras kencur berasal

dari gula merah (gula kelapa atau gula aren) atau gula pasir yang ditambahkan.

Secara tradisional cara pembuatan minuman beras kencur tidak jauh

berbeda, mula-mula beras dicuci dan dikeringkan, selanjutnya ditumbuk sampai

halus. Bahan-bahan lain sesuai dengan komposisi racikan ditumbuk menggunakan

lumpang (besi atau batu) atau diparut. Hasil tumbukan kemudian ditambahkan air

matang sedikit demi sedikit sambil diremas remas dan kemudian disaring dengan

kain bersih. Selanjutnya beras kencur yang telah diperas dimasukkan kedalam

botol botol yang sudah bersih dan siap dihidangkan (Endang, 2000). Sampai saat

ini informasi kandungan kimia dan fisik beras kencur terkait dengan sifat

fungsional terutama khasiat antioksidan belum banyak diteliti. Sedangkan

pengembangan formulasi minuman menjadi penting untuk keperluan

manufacturing sehingga dapat menghasilkan pangan fungsional yang bisa

diterima oleh masyarakat dari segi sensorinya.

2.3. Beras Merah

Tanaman padi adalah tanaman yang mempunyai varietas sampai ribuan

jumlahnya, lebih dari 90% tumbuh di wilayah Asia Selatan dan Timur, tersebar di

negara-negara beriklim subtropis. Dari kelompok spesies padi yang telah

dibudidayakan terdapat dua kelompok utama yaitu Oryza sativa yang berasal dari

Asia dan Oryza globerima yang berasal dari Afrika Barat. Kini di dunia lebih

banyak dikenal dua kelompok varietas padi Oryza sativa yaitu: japonica dan

indica (Winarno, 1984).

Gabah adalah butir padi yang telah rontok dari malainya. Butir gabah terdiri

dari satu bagian yang dapat dimakan disebut “Caryopsis” dan satu bagian lagi

yang merupakan struktur kulit yang disebut sekam. Bagian sekam adalah 18

sampai 28 persen dari bobot gabah. Bagian butir beras terdiri dari lapisan

pericarp, testa atau tegmen, lapisan aleuron, endosperm dan embrio (Juliano,

1972). Struktur gabah dapat dilihat pada Gambar 2.

Berdasarkan bentuk selnya, pericarp dibedakan menjadi tiga lapisan yaitu

epicarp, mesocarp dan lapisan melintang (cross layer). Pericarp dengan tebal

8

dinding sel 2 µm banyak mengandung butir-butir protein dan lemak. Di bagian

bawah pericarp terletak lapisan testa yang banyak mengandung lemak. Lapisan

aleuron yang terdiri dari sel-sel parenkim merupakan pembungkus endosperm dan

lembaga yang kaya protein, lemak dan vitamin. Bagian endosperm terdiri dari sel

parenkim yang terdiri dari granula pati dan matrik protein. Tebal lapisan dinding

sel endosperm adalah 0.25 µm. Dinding sel pericarp, aleuron dan endosperm beras

bereaksi positif dengan pewarna protein, hemiselulosa dan selulosa (Juliano,

1972). Lapisan pembungkus endosperm dinamakan kulit ari. Testa dan lapisan

aleuron disebut lapisan dalam, sedangkan pericarp disebut lapisan luar. Warna

kulit ari ini dari putih sampai kehitam-hitaman.

Gambar 2 Struktur biji beras (Grist, 1975).

Beras merah merupakan beras dengan warna merah dikarenakan aleuronnya

mengandung gen yang diduga memproduksi senyawa antosianin atau senyawa

lain sehingga menyebabkan adanya warna merah atau ungu. Kadar karbohidrat

tetap memiliki komposisi terbesar, protein dan lemak merupakan komposisi kedua

dan ketiga terbesar pada beras. Karbohidrat utama dalam beras adalah pati dan

hanya sebagian kecil pentosan, selulosa, hemiselulosa dan gula. Pati berkisar

antara 85-90% dari berat kering beras. Protein beras terdiri dari 5% fraksi

albumin, 10% globulin, 5% prolamin, dan 80% glutein. Kandungan lemak

9

berkisar antara 0.3-0.6 % pada beras kering giling dan 2.4-3.9% pada beras pecah

kulit (Indrasari dan Adnyana, 2006).

Beras merah diduga memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan

beras putih. Salah satu keunggulan itu adalah adanya senyawa fenolik yang

banyak terdapat pada beras merah. Senyawa fenolik memiliki spektrum atau jenis

yang sangat banyak, mulai dari senyawa fenolik sederhana hingga yang senyawa

komplek yang berikatan dengan gugus glukosa sebagai glikon. Salah satu

kelompok senyawa fenolik yang memiliki manfaat sebagai antioksidan adalah

kelompok senyawa flavonoid. Kelompok senyawa ini dibagi menjadi beberapa

golongan diantaranya flavone, flavon-3-ol, flavonone, flavan-3-ol dan

antocyanidin.

Kelompok senyawa flavonoid seperti antosianin (bentuk glikon dari

antosianidin) merupakan salah satu kelompok bahan alam pada tumbuhan yang

berperan sebagai antioksidan, antimikroba, fotoreseptor, visual attractors, feeding

repellant, antialergi, antiviral dan anti inflamatory (Pietta, 2000). Senyawa inilah

yang diduga bertanggung jawab sebagai zat yang memberikan warna pada beras

merah. Zhang et al (2006) melaporkan beras hitam memiliki efek antioksidan dan

penangkap radikal bebas yang tinggi serta sangat penting sebagai sumber

pengembangan antioksidan alami. Chunk dan Shin (2007) melaporkan bahwa

beras merah kaya akan metabolit sekunder terutama asam fenolat dan quinoline

alkaloid, sedangkan Yawadio et al, (2007) menyatakan bahwa beras merah juga

mengandung tokol (tokoferol dan tokotrienol). Beragamnya senyawa atau

kelompok senyawa hasil metabolit sekunder diyakini memiliki berbagai macam

fungsi yang menguntungkan bagi kesehatan diantaranya efek psikologis,

pertahanan terhadap sitotoksisitas (Chen et al, 2005), aktivitas antineurogeneratif

(Kim et al, 2005), inhibisi glikogen phosporilase (Jakobs et al, 2006) dan aktivitas

antioksidatif (Kano et al, 2005; Nam et al, 2006).

Melihat besarnya manfaat yang didapatkan dari mengkonsumsi beras merah

sudah selayaknya beras merah ini menjadi perhatian dari semua stakeholder untuk

mengembangkan beras merah ini. Terlebih lagi, Indonesia memiliki beberapa

varietas beras merah lokal yang tersebar dibeberapa propinsi. Propinsi Daerah

Istimewa Yogyakarta memiliki 5 varietas lokal padi beras merah dan Propoinsi

10

Nusa Tenggara Timur memiliki tidak kurang dari 10 jenis padi beras merah

dengan warna bervariasi dari merah hingga merah kecoklatan atau hitam. Propinsi

Jawa Barat memiliki varietas halimun, Propinsi Bali memiliki satu beras merah

unggulan yang ditanam di daerah Jati Luwih dengan nama beras merah jati luwih.

Selain dari pada itu terdapat beberapa beras merah hingga hitam yang banyak

terdapat di toko atau swalayan dengan berbagai nama, merk dan asal beras selain

dari berbagai propinsi tersebut diatas. Balai Besar Padi yang berada di Sukamandi

Jawa Barat juga berhasil mengembangkan varietas padi penghasil beras merah

dengan nama Aek Sibundong. Namun, komposisi kimia dan kandungan bahan

aktif beras merah terutama kandungan senyawa atau kelompok senyawa tertentu

yang bertanggung jawab terhadap aktivitas antioksidan belum banyak diketahui.

Meningkatnya pengetahuan masyarakat terhadap kesehatan diharapkan

mampu menyadarkan masyarakat untuk mengkonsumsi beras merah. Indrasari

dan Adnyana (2006) ini telah meneliti preferensi responden terhadap beras merah.

Hasil dari penelitian ini menyatakan secara uji statistik menyatakan rasa nasi beras

merah lebih baik apabila dibandingkan dengan nasi beras putih. Namun, rasa,

aroma dan permukaan yang sedikit kasar dan kesat menjadi sedikit hambatan

dalam mengkonsumsi beras ini. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengembangan

produk pangan berbasis beras merah seperti bubur beras merah, crakers dan

makanan atau minuman tradisional yang kaya akan rasa dan manfaat bagi

kesehatan seperti minuman beras kencur.

2.4. Kencur (Kaempferia galanga L.)

Kencur (Kaempferia galanga L.) adalah salah satu jenis empon-

empon/tanaman obat yang tergolong dalam suku temu-temuan (Zingiberaceae).

Rimpang atau rhizoma tanaman ini mengandung minyak atsiri dan alkaloid yang

dimanfaatkan sebagai stimulan. Nama lainnya adalah cekur (Malaysia) dan pro

hom (Thailand). Kencur merupakan temu kecil yang tumbuh subur di daerah

dataran rendah atau pegunungan yang tanahnya gembur dan tidak terlalu banyak

air. Rimpang pendek berwarna coklat, berbentuk jari dan tumpul, bagian luarnya

seperti bersisik, daging rimpang tidak keras, rapuh, mudah patah dan bergetah

(Gambar 3). Berbau harum dengan rasa pedas yang khas.

11

Rimpang digunakan sebagai obat gosok pada bengkak yang disebabkan oleh

terkilir (keseleo) atau terpukul benda tumpul, serta untuk encok atau rematik.

Selain itu juga digunakan untuk mengobati masuk angin (sebagai flatulens),

radang lambung, kejang perut, mual, diare, penawar racun, serta sebagai obat

batuk. Juga dipakai untuk mengobati infeksi telinga, sakit kulit, bisul dan sebagai

roboransia.

Komposisi volatil rimpang kencur berupa pinene, camphene, carvone,

benzene, eucalyptol, borneol, methil cinnamate, pentadecane dan ethyl-p-

methoxcycinnamate (Tewtraktul, 2005). Ethyl-p-metoksinamat merupakan

senyawa penciri rimpang kencur sesuai dengan Farmakope Herbal Indonesia.

Chan et al, (2008) menjelaskan bahwa kencur memiliki kandungan total fenol

setara 146±9 mg asam galat dan antioksidan setara dengan 77± 7 mg ascorbic

acid equivalent antioxidant capacity.

Gambar 3 Tanaman dan rimpang kencur (Kaemferia galanga L).

2.5. Jahe (Zingiber officinale Roscoe)

Tanaman jahe termasuk dalam famili zingiberaceae, merupakan tanaman

berumur panjang dengan rimpang di dalam tanah yang bercabang-cabang dan ke

atas mengeluarkan tunas serta batang-batang yang dibalut oleh pelepah daun,

dengan tinggi tanaman yang dapat mencapai 0.4-0.6 meter (Wijayakusuma, 2002).

Menurut Sutarno et al, (1999), dikenal 3 varietas jahe di Indonesia berdasarkan

bentuk, ukuran dan warna rimpangnya, yaitu jahe besar (sering disebut jahe gajah

atau jahe badak), jahe kecil (jahe emprit) dan jahe merah (jahe sunti).

12

Rimpang jahe bercabang-cabang tidak teratur, berserat dan berbau khas

aromatik (Gambar4). Rimpang jahe berasa pedas karena mengandung minyak

atsiri 0.25-3.3% yang terdiri dari zingiberene, curcumene, philandren. Selain itu,

rimpang jahe mengandung oleoresin sebanyak 4.3-6.0% yang terdiri dari

gingerols dan shogaols (hasil dehidrasi gingerol). Oleoresin pada jahe juga

menimbulkan rasa pedas atau pungent (Sutarno et al, 1999).

Gambar 4 Rimpang jahe gajah, jahe emprit dan jahe merah.

Menurut Bhattarai et al (2001), gingerol merupakan komponen aktif utama

dalam rimpang jahe segar dan teridentifikasi dalam bentuk [6]-gingerol [5-

hydroxy-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl) decan-3-one]. Diketahui bahwa [6]-

gingerol memiliki efek farmakologis dan fisiologis, termasuk analgesic,

antipyretic, gastroprotective, cardiotonic, aktivitas antihepatotoxic dan memiliki

efek penghambatan dalam biosintesis prostaglandin (Bhattarai et al, 2001).

Gingerol bersifat labil terhadap panas atau suhu tinggi, sehingga mudah

terdehidrasi menjadi shogaol (Bhattarai et al, 2001).

Senyawa 6-shogaol atau [1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)decan-4-ene-3-

one] yang merupakan produk dehidrasi dari gingerol juga memiliki karakter

citarasa yang pedas (pungent). Shogaol lebih banyak terdapat pada simplisia

kering maupun dalam bentuk serbuk. Stabilitas kedua komponen tersebut di

dalam tubuh, terutama bagian perut mampu memberikan sifat bioavailabilitas

secara keseluruhan. Dalam suasana asam (sekitar pH 4.0), kestabilan gingerol dan

shogaol mencapai puncak dan menjadi faktor penting dalam menelusuri efek

farmakologis pada berbagai produk obat-obatan dan kesehatan berbasis jahe

lainnya (Bhattarai et al, 2001). Diketahui bahwa gingerol memiliki kinetika kimia

yang bersifat reversible menjadi shogaol dan sebaliknya (Gambar 5).

13

Gambar 5 Degradasi gingerol dalam suasana asam (Bhattarai et al, 2001).

Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan oleh Firmansyah (2003),

diketahui bahwa jahe memiliki aktivitas antioksidan (metode ransimat) tertinggi

(3.39), bila dibandingkan dengan kayu secang (3.12) dan pala (1.63). Chen et al,

(2008), melaporkan kandungan senyawa fenol total pada jahe setara dengan 291 ±

18 mg asam galat dan antioksidan setara dengan 96 ± 7 mg ascorbic acid

equivalent antioxidant capacity. Rimpang jahe juga dikenal memiliki banyak

khasiat kesehatan, antara lain sebagai peluruh kentut (carminative), perangsang

(stimulant), pemberi aroma atau bumbu, melancarkan sirkulasi darah, menurunkan

kolesterol, peluruh keringat (diaphoretic), antimuntah (antitussive), antiradang

(anti-inflamantory) dan menambah nafsu makan (stomachica) (Wijayakusuma,

2002).

2.6. Asam Jawa (Tamarindus Indica L)

Asam jawa dihasilkan oleh pohon yang bernama ilmiah Tamarindus indica,

termasuk ke dalam suku Fabaceae (Leguminosae). Spesies ini adalah satu-satunya

anggota marga Tamarindus. Tanaman ini cocok tumbuh di daerah kering sampai

agak basah yakni di dataran rendah sampai 1000 meter dari permukaan laut

(Danoesastro, 1976). Nama lain asam jawa adalah asam (Mly.), asem (Jw.),

sampalok (Tagalog), ma-kham (Thai), dan tamarind (Ingg.). Buah asam jawa

umumnya mudah rusak dalam penyimpanan, maka untuk menghindari hal

tersebut asam jawa sering diolah menjadi asam kawak yang lebih awet dan dapat

digunakan sama halnya seperti buah segar (Gambar 6).

14

Daging buah asam jawa mengandung rata-rata 5,27 % kalium bitartrat, 6,63

% asam tartrat dan 2,20 % asam sitrat. Hampir lebih dari setengah berat buah

asam terdiri dari daging buah yang memiliki rasa manis dan mengandung kadar

gula 30-40%. Daging buah asam jawa yang telah matang mengandung 17.8-35.8 g

air, 2-3 g protein, 0.6 g lemak, 2.9 g serat, 41.1-51.1 g karbohidrat, 2.6-3.9 abu,

34-78 mg kalsium, 34-78 mg fosfor, 0.2-0.9 mg besi, 0.33 mg tiamin, 0.1 mg

riboflavin, 1 mg niacin, dan 44 mg vitamin C (Soemardji, 2007) .

Hasil pengujian kromatografi, buah asam jawa mengandung asam malat dan

asam tartarat dengan konsentrasi masing masing sebesar 1.37 mg/ml dan 10.63

mg/ml. Hasil pengujian aktifitas antioksidan menunjukkan kapasitas absorbansi

radikal oksigen (ORAC) dan total komponen fenolik sebesar 59.1 sampai dengan

60.3 µmol trolok ekuivalen (TE) perberat kering dan 626.6 sampai dengan 664.0

mg asam garlic ekuivalen (GAE) per 100 gram berat kering (Soemardji, 2007).

Asam jawa memiliki beberapa manfaat kesehatan antara lain sebagai

immunomodulator pada tubuh, antioksidan pada penyakit mata (mata kering),

antidiabetes, antikolesterol, antihipertensi, antiinflamantori dan laksatif (anti-

constipation).

Gambar 6 Asam jawa (Tamarindus Indica L).

2.7. Antioksidan

Salah satu perhatian utama para ilmuwan pangan adalah reaksi autooksidasi

yang dapat terjadi secara autokatalitik melalui senyawa perantara radikal bebas

yang umumnya diinisiasi oleh senyawa logam dan peroksida sebagai pengotor

pada sistem pangan sehingga dapat menurunkan kualitas dan nilai gizi. Oksidasi

akan menjadi masalah jika aliran elektron menjadi tidak berpasangan

menghasilkan radikal bebas Reactive Oxygen Species (ROS) seperti superoksida

(O2*), peroksida (ROO*), alkoksil (RO*), hidroksil (HO*) dan oksida nitrat

15

(NO*). Waktu paruh (half-life) yang sangat pendek (hidroksil 10-9

detik) demikian

pula alkoksil (beberapa detik) menyebabkan kedua jenis radikal bebas ini sangat

reaktif dan secara cepat menyerang molekul pada sel-sel terdekat menyebabkan

kerusakan yang mungkin tidak dapat diperbaiki oleh sistem sel. ROS bahkan

dapat sangat merusak, terutama karena mampu menyerang lipid pada membran

sel, protein jaringan atau enzim, karbohidrat dan DNA sehingga menyebabkan

kerusakan membran sel, enzim dan DNA. Reaksi oksidatif ini telah dianggap ikut

berperan dalam proses penuaan dan berbagai penyakit degeneratif seperti

serangan jantung, katarak, disfungsi kemampuan kognitif dan kanker (Pietta,

2000).

Antioksidan dalam pandangan ilmu pangan berfungsi untuk menghambat

ketengikan pada makanan dengan menghambat inisiasi oksidasi lemak melalui

reaksi pengkelatan ion logam atau mereduksi peroksida dan atau menghentikan

reaksi berantai radikal bebas melalui penangkapan radikal bebas. Sedangkan

menurut pandangan ilmu biologi dan nutrisi, antioksidan dapat berfungsi secara in

vivo untuk menghambat oksidasi dari beberapa target biologis termasuk

pengkelatan ion logam untuk menghambat pembentukan spesies oksigen/nitrogen

reaktif, reaksi langsung dengan penangkapan spesies oksigen/nitrogen reaktif,

menghambat oksidasi enzim (contoh cyclooksigenase), atau menginduksi aktivitas

enzim antioksidan (Liangli Yu, 2008). Namun antioksidan pada konsentrasi tinggi

dapat bersifat sebaliknya yaitu sebagai prooksidan atau meningkatkan oksidasi

(Schuler, 1990). Antioksidan pada makanan dapat berperan pada peningkatan

perlawanan oksidasi dari serangan singlet oksigen, menurunkan konsentrasi

oksigen, mencegah rantai inisiasi pertama dengan mengikat radikal bebas,

mengikat ion sebagai katalis, dekomposisi produk utama, dari oksidasi menjadi

produk non radikal dan memecah rantai substansi untuk mencegah

bersambungnya abstraksi hidrogen substrat.

Jenis antioksidan dapat dibedakan atas antioksidan sintetik dan antioksidan

alami. Antioksidan sintetik yang banyak digunakan di antaranya adalah butylated

hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), propyl gallate (PG) dan

tert-butylhydroquinone (TBHQ). Namun, dewasa ini mulai berkembang kesadaran

masyarakat akan bahaya karsinogen dari bahan-bahan sintetik ini. BHA dan

16

TBHQ tidak lagi diijinkan untuk digunakan pada bahan pangan di Jepang, Kanada

dan beberapa negara Eropa (Shahidi, 2000). Dengan demikian, terdapat keinginan

dari masyarakat umum untuk mengganti antioksidan sintetik dengan antioksidan

alami.

Antioksidan alami dapat berfungsi tunggal atau lebih seperti sebagai

senyawa pereduksi, penangkap radikal bebas, pengkompleks logam, prooksidan,

dan quencer dari bentuk singlet oksigen. Senyawa-senyawa ini umumnya

merupakan golongan fenol atau polifenol yang berasal dari tanaman. Antioksidan

alami yang paling umum adalah flavonoid (flavonol, isoflavon, flavon, katekin,

dan flavonon), turunan asam sinamat, kaumarin, tokoferol dan asam organik

polifungsional.

Antioksidan alami yang paling aktif adalah golongan senyawa fenolik dan

polifenolik. Sebagai contoh senyawa flavonoid, turunan senyawa fenolik, seperti

flavones, isoflavones, antosianin dan katekin yang merupakan komponen senyawa

buah-buahan dan sayuran memiliki aktifitas antioksidan yang tinggi (Cao et al,

1996; Wang et al, 1997). Antioksidan pada tanaman tingkat tinggi telah diuji

secara in vitro, mampu memberikan perlindungan dari kerusakan akibat oksidasi,

menghambat serta mengikat radikal bebas dan oksigen reaktif. Asam fenolat

fenilpropanoid dan flavonoid pada pangan dapat ditemukan dalam bentuk bebas

dan juga dalam bentuk terikat secara glikosidik dengan berbagai jenis gula,

terutama glukosa. Gula yang terikat tidak memiliki aktivitas antioksidan, tetapi

lebih berperan sebagai fungsi transpor dalam cairan tubuh (Shahidi dan Naczk,

1995).

2.8. Senyawa Polifenol

Senyawa fenolik yang terkandung dalam pangan merupakan salah satu hasil

metabolisme sekunder tanaman. Istilah senyawa fenol meliputi aneka ragam

senyawa yang mempunyai ciri khas sama yaitu cincin aromatik yang mengandung

satu atau lebih gugus hidroksil. Senyawa ini cenderung mudah larut dalam air

dikarenakan berikatan dengan senyawa gula sebagai glikosida. Senyawa fenolik

dalam bahan pangan terdapat dalam bentuk asam fenolik, flavonoid, lignan,

stillbene, caumarin dan tanin. Sedangkan istilah polifenol digunakan untuk

17

kelompok senyawa yang ditemukan pada tumbuhan memiliki lebih dari satu unit

fenol setiap molekulnya. Polifenol umumnya dibagi menjadi dua yaitu tannin

terhidrolisis dan polipropanoid seperti lignin, flavonoid dan tannin terkondensasi.

Senyawa fenolik pada tanaman memiliki fungsi penting untuk pertumbuhan

dan reproduksi, senyawa antipatogen, serta berperan dalam pembentukan pigmen.

Senyawa fenolik memiliki efek yang penting pada stabilitas oksidasi dan

keamanan mikrobiologi pangan, seperti aktivitas biologis yang berhubungan

dengan efek penghambatan pada mutagenesis dan pembentukan karsinogen.

Beberapa tanaman seperti biji-bijian, minyak, legum, rempah-rempah dan teh

telah lama dikenal mengandung senyawa fenolik yang memiliki aktivitas

antioksidan.

Golongan terbesar senyawa polifenol adalah flavonoid, terdiri dari ribuan

senyawa diantaranya golongan flavonol, flavon, katekin, flavonon, antosianidin,

dan isoflavonoid. Flavonoid dibentuk dalam tumbuhan dari asam amino aromatik

fenilalanin dan tirosin, serta malonat melalui shikimate pathway (Pascual-Teresa,

2008). Struktur dasar flavonoid adalah inti flavan yang mengandung 15 atom

karbon yang tertata dalam tiga cincin (C6-C3-C6) dengan label A untuk cincin C6

sebelah kiri dan label B untuk cincin C6 sebelah kanan (Gambar 7). Cincin A

merupakan kombinasi oksigen heterosiklik dari 5 atom (aurone) atau 6 atom yang

terbentuk dari kondensasi 3 molekul asam asetat, sedangkan cincin B merupakan

cincin C6 yang terbentuk dari hasil derivatisasi gula dari shikimate pathway.

Terdapat berbagai klas flavonoid, bergantung pada tingkatan oksidasi dan pola

subtitusi dari cincin A dan B.

Gambar 7 Struktur dasar flavonoid (Pokorny et al, 2001).

Flavonoid dapat membantu reaksi redoks terhadap fungsi vitamin C pada

pembuluh darah dan sebagai antioksidan yang aktivitasnya tergantung pada

struktur, dosis, sistem enzim dan deoksidasinya. Senyawa flavonoid dapat

18

digolongkan menjadi empat yaitu (1) senyawa yang dapat menangkap radikal

oksigen (misal kaemferol, naringenin, apigenin, dan naringin), (2) senyawa yang

dapat menghilangkan pengaruh radikal oksigen (misalnya miricetin, delpinidin

atau quercetin), (3) senyawa yang bersifat sebagai antioksidan atau prooksidan

tergantung pada konsentrasinya (misal phoretin, sianin, katekin dan morin), serta

(4) senyawa yang bersifat inaktif (misalnya rutin dan phyloridin) (Pratt, 1992).

Flavonoid pada umumnya terdapat di tanaman dalam bentuk turunan

glikosilat, dan nampak dengan aneka warna seperti biru, merah muda dan orange

baik pada daun, bunga maupun buah. Flavonoid juga ditemukan pada umbi-

umbian serta biji-bijian. Jenis-jenis flavonoid yang sangat sering ditemukan pada

sereal adalah flavon apigenin dan luteolin (Pietta, 2000). Beberapa penelitian

menyebutkan flavonoid memiliki aktivitas bioogis termasuk antialergi, antiviral,

anti-inflamasi, hepatoprotektif, antitrombosis, antivirus, antikarsinogenik dan

yang terpenting adalah kemampuan mengurangi formasi radikal bebas dan

kemampuan menangkap radikal bebas (Miler 1996, Pieta 2000, Mojzisova and

Kuchta 2001, Kneekt et al 2002).

Peran utama dari flavonoid dalam bahan pangan terutama berkaitan

dengan warna, citarasa dan antioksidan. Khusus antosianin dilaporkan bahwa

beberapa jenis antosianin memiliki aktivitas antioksidan yang tinggi. Wang et al,

(1997), membuktikan bahwa dari 14 jenis antosianin yang dicobakan, kuromanin

(cyanidin-3-glucosida) memberikan nilai oxygen radical absorbance capacity

(ORAC) 3,5 kali lebih tinggi dari Trolox (analog vitamin E), sedangkan aktivitas

antioksidan terendah dimiliki oleh pelargonin yang setara dengan nilai ORAC dari

Trolox.

Selain sebagai antioksidan, penelitian lain memperlihatkan bahwa

antosianin memiliki efek yang menguntungkan bagi kesehatan di antaranya

perlindungan terhadap penyakit jantung atau cardiovascular, antikanker,

antitumor, antimutagenik, anti diabetes, melindungi hati, mencegah kerusakan

saluran pencernaan, antimikroba, anti virus dan menurunkan laju

neurodegenerative (Pascual-Teresa dan Sanchez-Balesta, 2008).

Antosianin merupakan pewarna yang paling penting dan paling tersebar luas

dalam tumbuhan. Pigmen yang berwarna kuat dan larut dalam air ini adalah

19

penyebab hampir semua warna merah jambu, merah marak, merah, merah

senduduk, ungu dan biru dalam daun bunga dan buah pada tumbuhan tinggi.

Antosianin banyak ditemukan pada tanaman spesies vaccinium seperti blueberry

dan cranberry, cerry, egg plant peel, red wine dan violet petal. Black rice atau

yang dikenal dengan nama beras hitam juga memiliki senyawa antosianin Abdel-

aal et al, (2006).

Antosianin adalah molekul yang bersifat polar, oleh karena itu pelarut yang

umum digunakan adalah campuran etanol, metanol dan air (Kahkonen et al,

2001). Kapasakalidis et al (2006) melaporkan penggunaan metanol asam

merupakan metode yang paling efisien dalam mengekstraksi antosianin apabila

dibandingkan dengan penggunaan etanol dan air. Namun metode ini berimplikasi

pada co-ekstraksi dari senyawa non fenol seperti gula, asam organic, dan protein.

Penggunaan asam kuat juga akan berimplikasi pada terhidrolisisnya gula apabila

matrik sampel yang digunakan mengandung banyak karbohidrat seperti pada

beras.

2.9. Evaluasi Sensori

Uji atau evaluasi sensori untuk menilai kualitas dari suatu barang telah

banyak dipraktekkan sejak adanya kehidupan manusia. Evaluasi sensori mulai

berkembang pesat sejak munculnya sistem perdagangan, dimana pembeli akan

menilai komoditi yang akan dibelinya berdasarkan mutu sensorinya. Oleh karena

itu, para pedagang kemudian menetapkan harga barang yang dijual berdasarkan

kualitas sensorinya (yang meliputi penampakan fisik, warna, konsistensi dan

tekstur maupun citarasa).

Penggunaan istilah Grading digunakan dalam penilaian kualitas bahan

makanan, seperti minuman anggur (wine), teh, kopi, tembakau dan sebagainya.

Grading memunculkan orang-orang yang profesional dalam menguji kualitas

suatu komoditi berdasarkan indera sensorinya terutama di dalam industri makanan

dan minuman sekitar awal tahun 1900-an (Meilgaard et al, 1999). Sebuah literatur

memunculkan penggunaan istilah ”uji organoleptik” (Pfenninger, 1979 seperti

dikutip oleh Meilgaard et al, 1999) untuk menunjukkan hasil pengukuran obyektif

terhadap atribut sensori suatu bahan pangan.

20

Teknologi yang terus berkembang mampu menghasilkan instrumen atau alat

canggih yang dapat digunakan untuk mengukur atau menilai suatu parameter dari

produk tertentu. Meskipun demikian, perlu disadari bahwa tidak semua hasil

ciptaan manusia mampu digunakan sebagai alat bantu untuk mengukur kualitas

suatu produk, misalnya mutu sensori bahan pangan. Indera manusia telah

dilengkapi oleh Tuhan dengan sensor yang paling canggih. Oleh karena itu,

penggunaan subyek manusia sebagai instrumen dalam mengevaluasi atribut

sensori dalam bahan pangan menjadi sangat penting. Meskipun demikian, dalam

kenyataannya pengujian organoleptik seringkali bersifat subyektif, karena jumlah

panelis yang terlalu sedikit, dan penilaian yang mengakibatkan munculnya

praangapan terhadap suatu produk yang sedang diuji (Meilgaard et al, 1999).

Evaluasi sensori didefinisikan sebagai satu disiplin keilmuan yang

digunakan untuk mengukur, menganalisis karakteristik suatu bahan pangan dab

material lain serta menginterpretasian reaksi yang diterima oleh panca indra

manusia (penglihatan, pencicipan, penciuman, perabaan dan penginderaan

(Adawiyah dan Waysima, 2009). Evaluasi sensori memiliki keunikan dan

kekhasan tertentu dibandingkan dengan jenis analisis yang lain diantaranya

produk sensori produk sulit dideskripsikan, penggunaan manusia sebagai

instrumen memberikan kekhasan karena sulitnya dikalibrasi dan sangat

dipengaruhi oleh kondisi fisiologis maupun psikologis, melibatkan kaidah-kaidah

psikologis dan melibatkan banyak variabel yang harus dikontrol untuk

menghindari bias untuk menghindari proses penginderaan yang diinginkan.

Berbagai jenis metode uji sensori telah dikenal untuk menilai dan

mengevaluasi karakteristik sensori dari produk pangan. Secara garis besar uji

sensori dapat diklasifkasikan menjadi 3 yaitu uji pembedaan (difference test), Uji

deskriptif (deskriptif test) dan uji afektif (acceptence and preference test). Uji

pembedaan dan deskriptif dilakukan untuk tujuan analitis dan diinginkan respon

pengujian yan obyektif (walaupun menggunakan penelis tidak terlatih), sedangkan

metode uji afektif sifatnya sangat subjektif dan respon yang diinginkan juga

merupakan respon yang subjektif (Adawiyah dan Waysima, 2009).

Uji afektif dapat juga disebut sebagai uji konsumen, yang memiliki tujuan

utama untuk mengetahui respon pribadi (penerimaan atau preferensi) konsumen

21

atau pelanggan terhadap suatu produk, gagasan suatu produk atau karakteristik

tertentu suatu produk. Hasil pengujian memberikan gambaran indikasi preferensi

atau kesukaan antara satu produk dengan produk yang lain, tingkat kesukaan

(suka atau tidak suka) atau penerimaan (terima atau tolak). Uji afektif memiliki

dua pendekatan yaitu pengukuran preferensi (uji paired-preference dan uji

rangking/peringkat kesukaan) dan pengukuran penerimaan (uji rating/skala

hedonik).

Uji skala hedonik atau kesukaan merupakan uji yang paling dikenal untuk

melihat status kesukaan atau status afektif dari suatu produk. Skala 5, 7 atau 9

merupakan skala umum yang digunakan dalam uji afektif. Respon pengujian ini

mencakup respon sangat disukai sampai sangat tidak disukai dengan skala tengah

merupakan respon netral. Jenis-jenis skala yang digunakan pada uji rating/skala

hedonik dapat berupa skala verbal, skala kategori maupun gambar (anak-anak).

Tingkat keberhasilan uji konsumen dipengaruhi oleh pemilihan lokasi

pengujian maupun jumlah panelis yang digunakan. Beberapa lokasi yang dapat

digunakan sebagai uji konsumen adalah laboratorium (sensory laboratory tests),

pusat konsumen berkumpul seperti pasar, sekolah dan kafetaria (central-location

tests) dan di rumah tempat tinggal panelis (home-use tests). Masing-masing lokasi

uji memiliki keunggulan dan kelemahan yang berbeda-beda terhadap hasil yang

diperoleh. Sebagai contoh sensory laboratory test memiliki keunggulan dalam hal

lingkungan laboratorium yang terkontrol baik (seperti bau, faktor pencahayaan,

dan kondisi pengujian yang kondusif), panelis yang mudah didapatkan (bila

menggunakan karyawan), dan perolehan data yang cepat

Jumlah panelis atau konsumen juga menetukan tingkat keberhasilan

pengujian afektif. 8-12 orang digunakan untuk ukuran panelis fokus group yang

dipilih berdasarkan kriteria spesifik yang mewakili target. Sensory laboratory

tests menggunakan 25-50 responden agar dapat diolah secara statistik, namun

penggunaan 50-100 panelis secara statistik akan menunjukkan perbedaan yang

signifikan. Kisaran 50-100 panelis setiap produk biasanya digunakan pada central

location tests, sedangkan home use test digunakan 50-100 panelis per produk dan

70-300 bila dilakukan pengujian multicity (3-4 kota).

22

Pemilihan metode uji dan pemilihan lokasi yang tepat serta jumlah panelis

yang sesuai sangat menentukan tingkat keberhasilan dalam pengujian sensori.

Hasil evaluasi sensori dengan tingkat validitas tinggi terhadap produk pangan

dapat menjadi landasan penting dalam pengambilan keputusan manajemen

industri pangan berkaitan dengan sifat sensori yang dimiliki produk tersebut.

2.10. Mixture experiment (Me)

Penggabungan beberapa ingredien atau bahan baku dilakukan untuk

menghasilkan suatu produk pangan yang dapat dinikmati, contohnya formulasi

dalam pembuatan kue yang tersusun atas campuran baking powder, shortening,

tepung, gula dan air. Hasil akhir produk tersebut tentunya dipengaruhi oleh

persentase atau proporsi relatif masing-masing ingredien yang ada dalam

formulasi. Alasan lain penggabungan beberapa ingredien dalam mixture

experiment adalah untuk melihat apakah pencampuran dua komponen atau lebih

tersebut mampu menghasilkan produk akhir dengan sifat yang lebih diinginkan,

dibandingkan dengan penggunaan ingredien tunggalnya dalam menghasilkan

produk yang sama (Cornell, 1990).

Apabila diamati lebih lanjut, terdapat relasi fungsional antar ingredien

penyusun dan dengan adanya perubahan proporsi relatif ingredien tersebut akan

menghasilkan produk dengan respon yang berbeda. Kombinasi ingredien yang

dipilih tentunya adalah kombinasi ingredien yang dapat menghasilkan produk

dengan respon maksimal sesuai yang diharapkan oleh perancang. Penggunaan

Mixture Experiment dalam merancang suatu percobaan untuk mendapatkan

kombinasi yang optimal dirasakan mampu menjawab permasalahan dilihat dari

segi waktu (mengurangi jumlah trial and error rancangan) dan biaya (Cornell,

1990).

Menurut Cornell (1990), Mixture Experiment (ME) merupakan suatu

metode perancangan percobaan kumpulan dari teknik matematika dan statistika

dimana variabel respon diasumsikan hanya bergantung pada proporsi relatif

ingridien penyusunnya dan bukan dari jumlah total campuran ingridien tersebut.

Salah satu tujuan penggunaan perancangan percobaan ini adalah untuk

mengoptimalkan respon yang diinginkan (Cornell, 1990). Oleh karena itu dapat

23

dikatakan bahwa variabel respon merupakan fungsi dari proporsi relatif setiap

komponen atau bahan penyusun dalam suatu formula (Cornell, 1990).

Menurut Cornell (1990), ME terdiri dari enam tahap utama. Tahap pertama

yaitu menentukan tujuan percobaan (misalnya untuk optimasi formula), memilih

ingridien penyusun yang dianggap memberikan pengaruh nyata terhadap variabel

respon produk akhir, menentukan batas atas dan batas bawah berupa proporsi

relatif masing-masing ingredien penyusun campuran, menentukan variabel respon

yang diinginkan, membuat model yang sesuai untuk mengolah data dari respon,

dan memilih disain percobaan yang sesuai.

ME seringkali digunakan untuk menentukan dan menyelesaikan persamaan

polinomial secara simultan. Persamaan tersebut dapat dipetakan dalam suatu

contour plot, baik berupa gambar dua dimensi (2-D) maupun grafik tiga dimensi

(3-D) yang dapat memberi gambaran bagaimana variabel uji mempengaruhi

respon, hubungan antar variabel uji, dan menentukan bagaimana kombinasi

seluruh variabel uji mempengaruhi respon.

Menurut Cornell (1990), persamaan polinomial ME dapat memiliki berbagai

macam ordo, seperti mean, linier, kuadratik, kubik dan spesial kubik. Namun

model persamaan polinomial yang sering digunakan dalam formulasi adalah

model ordo linier dan kuadratik. Model ordo linier dengan dua variabel uji

digambarkan pada persamaan (1), sedangkan model ordo kuadratik dengan dua

variabel uji digambarkan pada persamaan (2).

Y = b0 + b1X1 + b2X2…................................................(1)

Y = b0 + b1X1 + b2X2 + b11X12 + b22X2

2 + b12X1X2......(2)

Persamaan dengan model ordo linier seringkali memberikan deskripsi

bentuk geometri (3-D) respon permukaan yang kurang memadai. Oleh karena itu,

dalam formulasi lebih diharapkan menggunakan model persamaan polinomial

ordo kuadratik (Cornell, 1990).

24